机械工程系毕业设计(文)开题报告
机械工程系毕业设计(文)开题报告
课题：学生宿舍源热泵供热系统设计
专题：总体设计
专 业：机械工程
班 ：机041
学 号：1037
学生姓名：
指导教师：
完成时间： XX年3月31日
学生宿舍源热泵供热系统设计
总体设计
1选题意义：
1：
进入90年代国居住环境工业生产环境已广泛应热水供应装置热水供应装置已成现代学校居住必备90年代中期中城市电力供应紧张供电部门开始重视需求理削峰填谷热泵供热技术提议事日程年源结构变化促进源热泵供热机组快速发展
着生产科技断发展类源热泵供热技术进行1系列改进时积极研究环保节源热泵供热产品技术现利成熟电子技术进行综合控制太阳结合更注意源综合利节保护环境趋然舒适环境必然发展题
2意义：
源热泵技术利土壤表水水温相稳定特性通消耗电冬天低位热源中热量转移需供热加温方夏天室余热转移低位热源中达降温制冷目源热泵需工冷热源取代锅炉市政网等传统供暖方式空调系统冬季代锅炉土壤水者表水中取热建筑物供暖夏季代普通空调土壤水者表水放热建筑物制冷时供应生活水谓1举31种效利源方式通常根热泵热源(heat source)热汇(heat sink)(冷源)分成3类：
空气源热泵系统 ( airsource heat pump) ashp
水源热泵系统 (water source heat pump) wshp
源热泵系统 (ground source heat pump)gshp
时热泵系统1次2次介质分做：
空气水热泵系统
水 空气热泵系统
水 水热泵系统
空气空气热泵系统
热源热汇空调系统传递介质包括进分类形成
国际标准接轨应该国际惯例命名1997年美国ashrae(美国采暖制冷空调工程师学会)统1标准术语wshpgshp做gshp源热泵系统
外学讨中更方便介绍1源热泵室外量交换系统概念：
土壤埋系统土壤换热器(水埋竖直埋)
水系统
表水系统
源热泵热源热汇形式(具体参见图)
图11土壤换热器(水埋)图
图12土壤换热器(竖直埋)图
图13 表水系统图
图14 水系统图
2国外研究现状发展趋势
1源热泵发展历史
源热泵1种先进技术高效节环保利持续发展项技术先开始19XX年瑞士zoelly提出热源热泵概念1946年美国开始源热泵进行系统研究俄勒冈州建成第1源热泵系统运行成功掀起源热泵系统美国商1985年美国安装源热泵14000台1997年安装45000台目前已安装400000台源热泵年10速度递长1998年美国商建筑源热泵空调系统已占空调保量19中新建筑里面占30欧洲国家里更利浅层热资源供热者取暖世纪70年代着源环境问题逐渐变严重方面节更考虑生热源源源热泵引起重视尤年着源环境问题日益突出源热泵研究应发展迅速国外高校研究机构相继开展理实际应方面研究着研究深入源热泵研究工全国范围举行种交流探讨会中国制冷学会第2专业委员会办全国余热制冷热泵技术学术会议1988年中科院广州源研究办热泵国应发展问题专家研讨会中国源研究会热专业委员会1994年9月6日8日北京召开第4次全国热开发利研讨会90年代开始届全国暖通制冷学术年会热泵应专题XX年6月19～23日中美源热泵技术交流会北京召开会议介绍源热泵技术国外应状况中国推广山东建筑工程学院源热泵研究山东建筑学会热动力专业委员会联合发起承办国际源热泵新技术报告会XX年3月17日山东建筑工程学院举行加强国外源热泵先进技术交流
2源热泵中国发展现状前景：
目前中国水热泵系统已开始广泛土壤源热泵系统尚处研究机构工程摸索研究阶段
关调查水热泵工程真正成功原实现100回灌回灌1含水层污染水长时间稳定运行容易做时出现量进行回灌热泵工程更甚者出现直接利水通入风机盘进行空调样做1污染水体2浪费水资源
土壤源热泵发展1998年开始国数家学建立土壤源热泵实验台数进行换热器面热泵设备长期联合运行中1998年重庆建筑学建设包括浅埋竖埋换热器水埋换热器热泵系统1998年青岛建工学院建成聚乙烯垂直土壤源热泵系统湖南学1998年建设水埋土壤源热泵系统1999济学建设垂直土壤源热泵系统系统中国推广土壤源热泵奠定基础XX年开始国长春济南温州重庆米泉建立1系列土壤源热泵系统示范工程土壤源热泵系统越越房产商关注采
鉴国国情源热泵系统身特点前景作1分析着水热泵工程技术改进规范化突出节保护气环境功存着巨潜市场水埋土壤源热泵然占面积表换热然恢复温年排热量吸热量衡区应较优势垂直埋土壤源热泵着专业安装队伍发展钻孔设备完善势必会造价幅度降低疑会成竞争力空调方式
3课题研究方案：
课题属设计改造现热水系统学校宿舍热水供应系统改造中应该充分考虑：
1 学生定时供热需功率系统响应时间问题
2 属改造系统现系统相结合
3 考虑成问题造价否合理
4 程中维护费技术求否合理
5 运行安全噪音处理问题
6 废物处理环保问题
4课题研究容：
广西工学院北区5#热水供应改装
1该楼空调工程包括：
16层热水供应宿舍
2设计参数：
层14房间间86层
3柳州区基气象参数：
根物候报告5月1号10月1号间高温区少热水寒假期间热水
(1)循环水换热器计算
(2)土壤热泵系统(gchp)土壤换热器设计
埋换热器源热泵系统关键组成部分土壤源热泵系统设计核心容选择形式否合理设计否正确关系整源热泵系统否满足求正常
埋换热器设计包括热交换器形式材选择径长竖井数目间距确定道阻力计算水泵选型等
(3)布置型式
目前源热泵埋换热器两种布置型式水埋垂直埋选择方式取决场土壤类型挖掘成果场足够坚硬岩石水式较济果场面积限时采垂直式布置场合唯1选择
水布置通常浅层埋初投资1般会便宜换热性竖埋受利土面积限制1般采垂直埋布置方式
31 水埋
水埋单沟单单沟双单沟2层双单沟2层4单沟2层6等形式层埋层处1较稳定温度场换热效率单层占面积较少应层较(单层佳深度12～20m双层16～24m)
年国外新开发两种水埋形式1种扁曲线状1种螺旋状优点沟长度缩短埋设子长度增加
32 垂直埋
根埋形式1般单u 形双u 形套式直径螺旋盘直径螺旋盘立式柱状蜘蛛状等形式埋设深度分浅埋(≤30m)中埋(31～80m)深埋(80m)
1)u 形型：钻孔井安装u 形1般井直径100～150mm井深10~200mu 形径1般φ50mm
2)套式换热器：外直径1般100～200mmφ15～φ25mm换热效率较u 形提高167缺点：⑴较困难初投资u 形高⑵套端部进出水连接处处理易泄漏适深度≤30m 竖埋直中埋采种形式宜慎重
(4)埋系统环路方式：串联方式联方式
串联方式优点：①1回路具单1流通通路积存空气容易排出
②串联方式1般需采较直径子单位长度埋换热量讲串联方式换热性略高缺点：①串联方式需采较径子成较高
②系统径冬季气温低区系统需充注防冻液(乙醇水溶液)
③安装劳动成增
④路系统太长否系统阻力损失太
联方式优点：①较径子成较串联方式低
②需防冻液少
③安装劳动成低
缺点：①设计安装中必须特注意确保流体流速较高充分排出空气
②联道长度量1致(偏差应≤10)保证联流量
③确保联回路进口出口相压力较径子做集箱达目
国外工程实践中深埋采联方式者居浅埋采串联方式
(5)土壤换热器埋材料回路相
51 材选择
1般讲1旦埋系统换热器埋入基进行维修更换材应首先保证具良化学稳定性耐腐性
⑴ 聚乙烯(pe)聚丁烯(pb)国外源热泵系统中广泛应
⑵ pvc(聚氯乙烯)导热性差塑性易弯曲接头处耐压力差容易导致泄漏源热泵系统中推荐pvc
⑶ 强化埋换热国外提出采薄壁(05mm)锈钢钢目前实际应
52 件连接
⑴热熔联接(承接联接接联接径常采)
⑵电熔联结
(6)埋长埋间距确定
热交换器长度确定已确定系统布置材外需土壤技术资料温度传热系数等(通热响应实验测)
61 水埋：确定沟数目间距
埋长估算：利材换热力单位埋长换热量水埋单位材换热力20～40wm(长)左右设计时取换热力限值20 wm
单沟单埋总长具体计算公式：
中l ——埋总长m
1 q ——冬季土壤取出热量kw
分母20m 长冬季土壤取出热量wm
单沟双单沟2层双单沟2层4单沟2层6布置时分09085075070 热干扰系数(热协调系数)
防止埋间热干扰必须保证埋间1定间距该间距运行状况(连续运行间歇运行间歇运行开停机等)埋布置形式(单行布置两边热干扰排布置4面均热干扰)等等关
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机械工程系毕业设计(文)开题报告
课题：学生宿舍源热泵供热系统设计
专题：总体设计
专 业：机械工程
班 ：机041
学 号：1037
学生姓名：
指导教师：
完成时间： XX年3月31日
学生宿舍源热泵供热系统设计
总体设计
1选题意义：
1：
进入90年代国居住环境工业生产环境已广泛应热水供应装置热水供应装置已成现代学校居住必备90年代中期中城市电力供应紧张供电部门开始重视需求理削峰填谷热泵供热技术提议事日程年源结构变化促进源热泵供热机组快速发展
着生产科技断发展类源热泵供热技术进行1系列改进时积极研究环保节源热泵供热产品技术现利成熟电子技术进行综合控制太阳结合更注意源综合利节保护环境趋然舒适环境必然发展题
2意义：
源热泵技术利土壤表水水温相稳定特性通消耗电冬天低位热源中热量转移需供热加温方夏天室余热转移低位热源中达降温制冷目源热泵需工冷热源取代锅炉市政网等传统供暖方式空调系统冬季代锅炉土壤水者表水中取热建筑物供暖夏季代普通空调土壤水者表水放热建筑物制冷时供应生活水谓1举31种效利源方式通常根热泵热源(heat source)热汇(heat sink)(冷源)分成3类：
空气源热泵系统 ( airsource heat pump) ashp
水源热泵系统 (water source heat pump) wshp
源热泵系统 (ground source heat pump)gshp
时热泵系统1次2次介质分做：
空气水热泵系统
水 空气热泵系统
水 水热泵系统
空气空气热泵系统
热源热汇空调系统传递介质包括进分类形成
国际标准接轨应该国际惯例命名1997年美国ashrae(美国采暖制冷空调工程师学会)统1标准术语wshpgshp做gshp源热泵系统
外学讨中更方便介绍1源热泵室外量交换系统概念：
土壤埋系统土壤换热器(水埋竖直埋)
水系统
表水系统
源热泵热源热汇形式(具体参见图)
图11土壤换热器(水埋)图
图12土壤换热器(竖直埋)图
图13 表水系统图
图14 水系统图
2国外研究现状发展趋势
1源热泵发展历史
源热泵1种先进技术高效节环保利持续发展项技术先开始19XX年瑞士zoelly提出热源热泵概念1946年美国开始源热泵进行系统研究俄勒冈州建成第1源热泵系统运行成功掀起源热泵系统美国商1985年美国安装源热泵14000台1997年安装45000台目前已安装400000台源热泵年10速度递长1998年美国商建筑源热泵空调系统已占空调保量19中新建筑里面占30欧洲国家里更利浅层热资源供热者取暖世纪70年代着源环境问题逐渐变严重方面节更考虑生热源源源热泵引起重视尤年着源环境问题日益突出源热泵研究应发展迅速国外高校研究机构相继开展理实际应方面研究着研究深入源热泵研究工全国范围举行种交流探讨会中国制冷学会第2专业委员会办全国余热制冷热泵技术学术会议1988年中科院广州源研究办热泵国应发展问题专家研讨会中国源研究会热专业委员会1994年9月6日8日北京召开第4次全国热开发利研讨会90年代开始届全国暖通制冷学术年会热泵应专题XX年6月19～23日中美源热泵技术交流会北京召开会议介绍源热泵技术国外应状况中国推广山东建筑工程学院源热泵研究山东建筑学会热动力专业委员会联合发起承办国际源热泵新技术报告会XX年3月17日山东建筑工程学院举行加强国外源热泵先进技术交流
2源热泵中国发展现状前景：
目前中国水热泵系统已开始广泛土壤源热泵系统尚处研究机构工程摸索研究阶段
关调查水热泵工程真正成功原实现100回灌回灌1含水层污染水长时间稳定运行容易做时出现量进行回灌热泵工程更甚者出现直接利水通入风机盘进行空调样做1污染水体2浪费水资源
土壤源热泵发展1998年开始国数家学建立土壤源热泵实验台数进行换热器面热泵设备长期联合运行中1998年重庆建筑学建设包括浅埋竖埋换热器水埋换热器热泵系统1998年青岛建工学院建成聚乙烯垂直土壤源热泵系统湖南学1998年建设水埋土壤源热泵系统1999济学建设垂直土壤源热泵系统系统中国推广土壤源热泵奠定基础XX年开始国长春济南温州重庆米泉建立1系列土壤源热泵系统示范工程土壤源热泵系统越越房产商关注采
鉴国国情源热泵系统身特点前景作1分析着水热泵工程技术改进规范化突出节保护气环境功存着巨潜市场水埋土壤源热泵然占面积表换热然恢复温年排热量吸热量衡区应较优势垂直埋土壤源热泵着专业安装队伍发展钻孔设备完善势必会造价幅度降低疑会成竞争力空调方式
3课题研究方案：
课题属设计改造现热水系统学校宿舍热水供应系统改造中应该充分考虑：
1 学生定时供热需功率系统响应时间问题
2 属改造系统现系统相结合
3 考虑成问题造价否合理
4 程中维护费技术求否合理
5 运行安全噪音处理问题
6 废物处理环保问题
4课题研究容：
广西工学院北区5#热水供应改装
1该楼空调工程包括：
16层热水供应宿舍
2设计参数：
层14房间间86层
3柳州区基气象参数：
根物候报告5月1号10月1号间高温区少热水寒假期间热水
(1)循环水换热器计算
(2)土壤热泵系统(gchp)土壤换热器设计
埋换热器源热泵系统关键组成部分土壤源热泵系统设计核心容选择形式否合理设计否正确关系整源热泵系统否满足求正常
埋换热器设计包括热交换器形式材选择径长竖井数目间距确定道阻力计算水泵选型等
(3)布置型式
目前源热泵埋换热器两种布置型式水埋垂直埋选择方式取决场土壤类型挖掘成果场足够坚硬岩石水式较济果场面积限时采垂直式布置场合唯1选择
水布置通常浅层埋初投资1般会便宜换热性竖埋受利土面积限制1般采垂直埋布置方式
31 水埋
水埋单沟单单沟双单沟2层双单沟2层4单沟2层6等形式层埋层处1较稳定温度场换热效率单层占面积较少应层较(单层佳深度12～20m双层16～24m)
年国外新开发两种水埋形式1种扁曲线状1种螺旋状优点沟长度缩短埋设子长度增加
32 垂直埋
根埋形式1般单u 形双u 形套式直径螺旋盘直径螺旋盘立式柱状蜘蛛状等形式埋设深度分浅埋(≤30m)中埋(31～80m)深埋(80m)
1)u 形型：钻孔井安装u 形1般井直径100～150mm井深10~200mu 形径1般φ50mm
2)套式换热器：外直径1般100～200mmφ15～φ25mm换热效率较u 形提高167缺点：⑴较困难初投资u 形高⑵套端部进出水连接处处理易泄漏适深度≤30m 竖埋直中埋采种形式宜慎重
(4)埋系统环路方式：串联方式联方式
串联方式优点：①1回路具单1流通通路积存空气容易排出
②串联方式1般需采较直径子单位长度埋换热量讲串联方式换热性略高缺点：①串联方式需采较径子成较高
②系统径冬季气温低区系统需充注防冻液(乙醇水溶液)
③安装劳动成增
④路系统太长否系统阻力损失太
联方式优点：①较径子成较串联方式低
②需防冻液少
③安装劳动成低
缺点：①设计安装中必须特注意确保流体流速较高充分排出空气
②联道长度量1致(偏差应≤10)保证联流量
③确保联回路进口出口相压力较径子做集箱达目
国外工程实践中深埋采联方式者居浅埋采串联方式
(5)土壤换热器埋材料回路相
51 材选择
1般讲1旦埋系统换热器埋入基进行维修更换材应首先保证具良化学稳定性耐腐性
⑴ 聚乙烯(pe)聚丁烯(pb)国外源热泵系统中广泛应
⑵ pvc(聚氯乙烯)导热性差塑性易弯曲接头处耐压力差容易导致泄漏源热泵系统中推荐pvc
⑶ 强化埋换热国外提出采薄壁(05mm)锈钢钢目前实际应
52 件连接
⑴热熔联接(承接联接接联接径常采)
⑵电熔联结
(6)埋长埋间距确定
热交换器长度确定已确定系统布置材外需土壤技术资料温度传热系数等(通热响应实验测)
61 水埋：确定沟数目间距
埋长估算：利材换热力单位埋长换热量水埋单位材换热力20～40wm(长)左右设计时取换热力限值20 wm
单沟单埋总长具体计算公式：
中l ——埋总长m
1 q ——冬季土壤取出热量kw
分母20m 长冬季土壤取出热量wm
单沟双单沟2层双单沟2层4单沟2层6布置时分09085075070 热干扰系数(热协调系数)
防止埋间热干扰必须保证埋间1定间距该间距运行状况(连续运行间歇运行间歇运行开停机等)埋布置形式(单行布置两边热干扰排布置4面均热干扰)等等关
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