（毕业论文 字数：34628 页数：59 带图纸）摘 要：随着生活水平的提高，人们对居住环境的要求越来越高，集中生活热水系统在许多)公共建筑中越来越普及。集中生活热水系统作为公共住宅建筑的能耗大户，方案的选择与设计对建筑节能尤为重要。本着“节能、经济、舒适、环保”的原则，本文初步探讨了浅层地热能在集中生活热水系统中应用的技术可行性和节能效果，并以仲恺农业工程学院白云新校区学生公寓A栋为对象，完成其地源热泵集中生活热水系统工程设计。
本设计的内容主要包括：热水量与耗热量的计算，热水系统整体方案研究和设计，室内热水供、配水子系统设计计算，室外吸热子系统设计，主要设备计算与选型，系统能耗分析，简单控制方案。
通过在仲恺新校区学生公寓的设计计算，理论上验证其在集中热水系统中是一种可行的节能的方案。充分显示了它在节能方面的优势，能耗系数达到3.3左右，是建筑降耗的重要方式之一。

关键词：浅层地热能 地源热泵 热泵热水 集中生活热水系统

目 录
1 浅层地热能在集中生活热水系统应用探讨 1
1.1 引言 1
1.2 浅层地热能介绍 1
1.2.1 浅层地热利用原理 1
1.2.2 浅层地热热水系统的特点 2
1.2.3 地热能采集方式的分类 3
1.2.4 地源热泵存在的问题与对策 4
1.2.5 国内地源热泵的应用与发展 5
2 工程概况及方案的确定 5
2.1 仲恺学生公寓工程概况 5
2.2 仲恺学生公寓热水系统方案的确定 6
3 生活热水设计标准与相关参数计算 6
3.1 广州高校学生公寓热水系统使用特点 6
3.2 生活热水设计标准 7
3.2.1 热水用水定额 7
3.2.2 热水水温的确定 7
3.2.3 热水水质 7
3.3 热水量、耗热量的计算 7
3.3.1 热水供应时间方案的确定 7
3.3.2 热水量的计算 8
3.3.3 耗热量的计算 8
4 集中热水系统方案设计 9
4.1 热水贮存方案的选择 9
4.1.1 热水贮存方式的分类 9
4.1.2 热水贮存方案的确定 10
4.2 热水循环方式的选择 10
4.2.1 热水循环方式的分类 11
4.2.2 热水循环方案的确定 11
4.3 热水配水系统给水方式的选择 11
4.4 整体方案示意图及工作原理 12
5 室内热水供、配水子系统设计计算 14
5.1 室内管网分区方案 14
5.2 室内管网布置敷设与保温 14
5.2.1 管网布置与敷设要点 14
5.2.2 系统保温 15
5.3 室内管网的水力计算 16
5.3.1 室内管网布置方案与读图说明 16
5.3.2 水力计算步骤 17
5.3.3 配水管网和循环管网布置图 17
5.3.4 配水管网的水力计算 18
5.3.5 配水管网水力计算结果汇总 21
5.3.6 循环管网水力计算 22
5.3.7 循环管网水力计算结果汇总 23
6 室内系统设备选型 24
6.1 地源热泵主机 24
6.1.1 地源热泵主机运行参数 24
6.1.2 地源热泵主机选型 25
6.1.3 主机实际运行时间计算 26
6．2 蓄热水箱选型 26
6．3 水处理器选型 26
6．4 水泵选型设计 27
6.4.1 补水动力设计 27
6.4.2 供水泵选型 27
6.4.3 配水动力设计 29
6.4.4 循环动力设计 30
7 室外吸热子系统设计 30
7.1 室外地下吸热系统负荷计算 30
7.2 地下热交换器设计 31
7.2.1 选择埋管形式 31
7.2.2 地下埋管系统环路方式 32
7.2.3 确定竖井埋管深度 33
7.2.4 选择管材和确定管径 33
7.2.5 确定换热器管间距 34
7.2.6 确定竖井数目 34
7.2.7 室外地下埋地管网布置 35
7.3 地下管网水力计算 35
7.3.1 地下管网沿程阻力损失 35
7.3.2 地下管网承压能力校核 37
7.4 地下管网敷设与竖井灌浆 38
8 室外系统设备选型 38
8.1 水处理器选型 39
8.2 埋地管循环水泵选型 39
9 控制方案与计费 40
9.1 运行控制 40
9.2 计费系统 40
9.3 能耗分析与水费 40
9.3.1 系统用电功率统计 41
9.3.2 耗能计算与经济性分析 41
9.3.3 能耗系数计算与能效比分析 41
9.3.3 其它制热方案费用 42
10 总结 42
11 设计说明书 43
11．1 工程概况 43
11．2 设计依据 43
11．3 设计参数 43
11．4 室内热水系统设计 44
11．5 系统分区与管道布置 44
11．6 室内主要设备的选型 44
11．7 室外埋地管系统设计 45
11．8 室外系统主要设备选型 45
11．9 简单运行与控制 45
11．10 能耗分析 45
11．11 主要设备选型参数 45
参 考 文 献 47
Abstract 48
附录 49
致 谢 50
仲恺农业工程学院毕业论文(设计)成绩评定表 51

1 浅层地热能在集中生活热水系统应用探讨
1.1 引言
随着生活水平的提高，人们对居住环境的要求越来越高，集中生活热水系统在许多高档小区和公共建筑中越来越普及了。为适应新形势的发展要求，许多新建的高校学生公寓都提供集中热水供应。在集中热水系统普及的同时，合理选择系统方案显得越来越重要，因为生活热水供应是建筑的能耗大户之一，根据估算，为满足全国城镇居民生活热水供应(日人均耗用热水25—35升/日)，一年约要耗用相当于1750亿到2450亿度电的能量[1]。而集中热水系统设计运行年限都很长，一旦方案确定，其能耗都比较稳定了，系统方案对建筑能耗的影响就更大了。因此，学生公寓如果在规划建设前期合理地选择系统方案，不但能减轻学校的投入，也能减轻学生的负担。
目前，集中生活热水系统的热源主要有：太阳能供热、锅炉供热、电热供热、热泵供热和热电联供。广东地区日照较少，在我国属太阳总辐射照度较少的地区之一，年日照百分率只有35％～50％[2]。尤其在需热量较大的冬季，太阳能反而偏低，需要其它热源补充热量，不适合广东高校。而锅炉供热、电热供热的能效比不高，一般低于1，热电联供则需要有电厂而限制了其应用。利用浅层地热能的地源热泵供应热水的集中生活热水系统方案，是不是一个合理的方案？本设计将从节能、经济、环保、适用等原则出发，以仲恺新校区学生公寓为工程实例，结合广东气候特点、综合投资收益、能源利用效益、收费方案等方面分析考虑，初步探讨浅层地热能在集中热水系统的利用。