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文献综述： |
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一、研究设计的目的与意义 随着人类社会的不断进步，人们对自己的生活环境越来越重视，特别是自己的居住环境，工作环境等，对所在的空间环境的舒适性要求越来越高。为了获取舒适的居住工作环境，各种形式的空调系统走进了人们的生活中。本文主要介绍一些典型的，节能的中央空调系统和冷热源方案，分析比较各种系统的特点，运用场合等。下面主要介绍全空气系统，空气-水系统，VRV系统等。 本设计的对象是湖州市某商业楼的空调通风工程设计，属商业楼。本毕业设计课题要求学生独立完成工作包括：空调冷热负荷的计算；通风空调工程的设计；空调冷热源系统的设计；必要的防排烟设计；完整的设计计算说明书。通过本次设计能有效的锻炼和提高我们综合运用所学知识、解决工程实际问题的能力，使我们在校期间完成一次较为系统的工程设计训练。通过完成所选课题的设计，同时使我们熟悉暖通空调工程设计规范，掌握暖通空调工程设计步骤、内容和方法，提高我们熟练运用计算机绘制施工图纸的能力。并通过空调工程设计，培养学生的工程意识、经济意识以及相互配合、协调工作的能力。 本设计中遇到的问题及解决方法或方案会对我们以后的学习会有更多的帮助。 |
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二、国内外发展现状 目前，欧洲国家热泵技术已高度发达，在法、德、日、美等发达国家已广泛使用。 美国到目前为止安装地源热泵数量超过400，000台，且每年以10%的速度增长。美国已 经成立了专门的美国地源热泵协会，在近年中投资一亿美元从事开发、研究与推广工作。 近几年国外在地源热泵方面研究主要是以下几个方面：①系统性能及能耗模拟软件。目前国外常用软件：EED，GLHEPRO, Lund university Software, Ground Loop Design等；②混合式地源热泵的研究。为平衡吸释热冷，采用辅助散热设备，如冷却塔，冷却水池，消防水池，停车场等进行辅助散热。③垂直埋管换热器钻孔热阻研究。 我国地源热泵技术研究始于上世纪80年代，起步较晚。2005年《工程建设与设计》在全国进行调查，参与调查的企业在国内共有地源热泵应用工程2537项，说明地源热泵在国内应用已经非常广泛了。近年来，国内开始研究地下地质，地下渗流等对换热器传热影响，建立了相应数模型。此外，国内还有学者根据国家能源政策的调整，对地能和其他新能源利用相结合的方式做了研究，如太阳能，风能等。 全空气系统是指室内负荷全部由经过处理的空气来负担的空调系统。此种系统所需空气量多，因而风道断面尺寸较大。集中式空调系统一般属于此类系统。全空气系统具有以下特点：①有专门的过滤段，有较强的空气除湿能力和空气过滤能力;②送风量大，换气充分，空气污染小[2];③在春秋过渡季节可实现全新风运行，节约运行能耗;④空调机置于机房内，运转、维修容易，能进行完全的空气过滤[3]。相关文献 介绍了相应方法[4]，在夏季高湿度地区可以采用。有以下缺点：①风道大，占用建筑空间多，影响房间净高；②机房面积占用大；③由于冷媒为空气，输送效率较冷媒水低很多，设计工况下，系统的综合能效比EER较低，一般在2.66左右[5] ；④房间的独立调节能力差。很难做到“人走机停”；⑤送风参数固定，不能满足各个房间的送风要求。若采用再热方式解决，出现热冷抵消，能耗大。文献[1]介绍了三种热管式一次回风系统，可以解决此系统冷热抵消问题。相对普通一次回风系统节约冷量24.3%～25.8%，节约总耗能量约39.1%～49.0%。二次回风系统在一次回风流程基础上，将经过表冷器处理后的混合风再次与室内回风混合到送风状态点，避免并解决了一次回风系统的冷热抵消问题。但是缺点是控制复杂，不易调节。 全空气系统主要适用于民用与工业建筑中具有较大空间布置设备及管路，室内温湿度计洁净度控制要求严格及潜热负荷大的场所。空气-水系统按房间末端装置不同又分为空气-水风机盘管系统，空气-水辐射板系统（辐射型），空气-水诱导器系统。下面主要介绍前两种。 空气-水风机盘管系统应用非常广泛，主要优点：①各房间温度可独立调节。当不需要空调时，可将风机盘管关闭，节约能量及运行费用；②相对全空气回风系统而言，各个房间的空气互不串通，避免交叉污染；③水-空气系统占用建筑面积小，一般仅为全空气系统的15%~30%[6]。④输送能耗较全空气系统小，设计工况下，系统的能效比EER较高，一般在3.12到3.14左右[5]。⑤使用季节较长。缺点:①末端设备多，运行维护工作量大；②风机盘管运行时有噪音；③此系统的除湿能力对空气中的悬浮颗粒的精华能力弱，冬季不能达到除湿效果；④凝结水管路多且分散，容易泄露； 综合上面所述，空气-水风机盘管系统适用于商业楼，旅馆等各个房间需要独立调节控制又对温度要求不高，层高较低，房间面积大且风道不宜布置，不允许各房间串气的场所。 空气-水辐射板系统的优点：①辐射供冷供暖可得到非常舒适的室内环境。负荷计算时冬季可适当降低室内设计温度，夏季可适当提高室内设计温度，能够达到同样的舒适度，这样可以减少冷热负荷，可节能11.4%[7]；②制备冷冻水的机组能效比一般偶同系统机组高25%左右；③冷媒可采用自然冷源，如冷却水，地下水等。缺点：①辐射板没有除湿能力，地面容易结露，这是次系统受到限制的最大因素。现在以有很多学者研究了如何解决此问题，提出了低温送风技术[8]，置换通风技术[9]，地板下送风技术[9]等。 VRV系统就是通过控制压缩机的制冷剂循环量和进入室内换热器的制冷剂流量，适时地满足室内冷热负荷要求的制冷剂系统[10]。系统的主要优点是：①VRV空调系统依据室内负荷的大小，在不同转速下连续运行，减少了压缩机因频繁启停造成的不可逆损失；②系统的季节能效比SEER相对于传统空调系统大大提高；③由于VRV空调系统比冷水机组的蒸发温度高3℃左右，其COP值约提高10%[11]；④结构紧凑，体积小，管径细，不需要设置水系统和水质管理设备，故不需要专门的设备层，同时可降低管道层的高度，可较大程度地降低建筑物造价，提高建筑面积的利用率。主要缺点：①此系统的初始投资比其他空调系统大。文献[12]表明：某工程选用VRV空调系统初投资为131.88万元，而采用一次回风系统初投资为81.86万元，可见VRV系统的初投资是很大的。 常用冷热源方案 常用的冷热源方案[13]主要有：电动冷水机组供冷加锅炉供热，溴化锂吸收式冷水机组供冷加锅炉供热，溴化锂吸收式冷水机组供冷加热力站供热，直燃型溴化锂吸收式冷热水机组[14]供冷供热，空气源热泵供冷供热，地源热泵供冷供热[15]。 参考文献 [1]张景玲.热管式一次回风集中空调系统及其节能分析[J].建筑热能通风空调,2009,(5). [2]宋召波,钱红.成都尚都服饰广场空气调节方式分析[J].制冷与空调（四川）,2007,21(1). [3]端木琳,华蓉蓉,郝岩峰. 大连地区大中型商场空调方式探讨[J]. 建筑热能通风空调，2006,(4). [4]姜盈霓,袁秀玲,程小军. 空调机组凝结水的冷量回用[J]. 制冷与空调,2005,(6). [5]刘轶.对建筑空调系统设计能效比的初步计算分析[J].暖通空调,2006,36(8). [6]陆亚俊.暖通空调[M]．北京：中国建筑工业出版社,2002． [7]亢燕铭,沈恒根,徐惠英,等.地板辐射供暖的节能效应分析.暖通空调,2001,31(4):4-6. [8]李森生,刘秋新. 用低温送风技术解决辐射供冷结露问题的研究[J]. 制冷与空调(四川),2008,(6). [9]王玮,徐文华. 置换通风和地板送风在住宅辐射顶板空调系统中的应用比较[J]. 制冷技术,2009,(3). [10]寿青云,沈晋明,何婧. 辐射供冷加新风系统适用场所与运行控制策略[J]. 煤气与热力,2008,(11). [11]邵双全,石文星,李先庭,彦启森,涂建红. 多元变频 VRV 空调技术综述[J]. 制冷与空调,2003,(2). [12]祝立萍.VRV空调系统与一次回风空调系统方案比较[J]. 安徽冶金科技职业学院学报,2007,(1). [13]马最良，姚杨.民用建筑空调设计[M]．北京：化学工业出版社,2002． [14]于庆霞. 冷水机组节能运行分析[J]. 宁夏工程技术,2009,(3). [15]徐杰. 地源热泵系统的选择[J]. 武汉船舶职业技术学院学报,2009,(5). |
