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1. 研究目的与意义
随着经济发展和人们生活水平的提高,办公楼等公共建筑的供暖和制冷已经成为普遍的需要,传统供热的燃煤锅炉不仅能源利用率低,而且还会给大气造成严重的污染,因此在一些城市中燃煤锅炉逐渐被取代,燃油、燃气锅炉则运行费用很高,而地源热泵就是一种在技术上和经济上都具有较大优势的解决供热和空调的替代方式。地源热泵系统运行稳定,不受室外气候条件的影响,室温的分布更合理,温差小,舒适感好,比传统空调节能40`%,没有室外机,并且解决了城市热岛效应,无任何污染和排放。对地源热泵的研究是符合国家节能减排的要求,为建筑物提供更加绿色环保舒适的供暖制冷方式。
2. 国内外研究现状分析
地源热泵的历史可以追溯到1912年瑞士的一个专利,而它在真正商业上的应用也只有近几十年的历史。1946年美国开始对地源热泵进行系统研究,在俄勒冈州建成第一个地源热泵系统,运行成功后开始了对热泵性能的研究。1985年美国共安装14000台地源热泵,1997年就安装了45000,到2001年开始每年完成安装40万台,而且每年以10%的速度增长。1998年美国商业建筑中地源热泵系统已占到空调总保有量的19%,目前美国已经成立地源热泵协会,该协会在近几年中将投入一亿美元,从事它的研究、开发和推广工作。
与美国地源热泵发展不同的是,中、北欧如瑞典、瑞士、德国和奥地利等国家主要利用浅层地热资源,地下土壤埋盘管(埋深400米)的地源热泵,用于室内地板辐射供暖及提供热水。据1999年统计,地源热泵在家用的供热装置中所占比例,瑞士为96%,奥地利为38%,丹麦27%。
我国地源热泵的发展比较缓慢,自八十年代末地源热泵的研究才日益受到人们的重视,近年地源热泵技术热在国内持续升温。美国能源部和中国科技部在1997年签署了中美能源效率及可再生能源合作议定书,其中主要内容之一是地源热泵。与此同时,科技部委托中国企业将美国的地源热泵技术及设备引进中国,促进我国地源热泵的市场化,产业化的发展,并使我国地源热泵的研究开发尽快跟上国际潮流。
3. 研究的基本内容与计划
收集和大量阅读地源热泵的相关资料,学习了解地源热泵空调系统的设计方法,进行该办公楼的负荷计算,根据负荷考虑空调系统的总体设计方案,全楼的空调的设计安排,地源侧换热器的设计安排。绘制该办公楼的空调系统图、平面图、系统原理图、地下换热器的平面图和室外管线图、机房布置图。
第一周首先对图纸做到熟悉,然后查阅相关资料。
第二周第三周依据相关规范进行办公楼负荷的计算,确定经济合理的空调系统方案。
4. 研究创新点
在大量阅读文献期刊等资料的基础上设计出更加符合办公楼建筑物的地源热泵系统,充分利用办公楼附近的水资源,土壤资源,设计更加人性化,更加节能与绿色的办公楼地源热泵系统。
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