毕业论文开题报告模板(关于地源热泵技术的毕业论文开题报告)

1.基础：

进入自20世纪90年代以来，热水供应装置已广泛应用于我国的生活环境和工业生产环境中。热水供应设备已经成为现代学校住宅的必需品。20世纪90年代中期，由于大中城市电力供应紧张，供电部门开始重视需求管理，削峰填谷。热泵供暖技术被提上日程。近年来，由于能源结构的变化，地源热泵供热机组得到了快速发展。

随着生产和科学技术的不断发展，人类也对地源热泵供暖技术进行了一系列的改进。同时，他们也在积极研究环保节能的地源热泵供热产品和技术。目前，采用成熟的电子技术进行综合控制。与太阳能相结合，更加注重能源的综合利用、节能、环保和舒适的自然环境，这必将成为未来发展的主题。

2.意思是：

地源热泵技术利用地下土壤、地表水和地下水温度相对稳定的特性，将热量从低位热源传递到冬季需要供热或供暖的地方，室内余热在夏季传递到低位热源，达到制冷或制冷的目的。地源热泵不需要人工冷热源，可以替代锅炉或市政管网、中央空调系统等传统供热方式。在冬天，它从土壤、地下水或地表水而不是锅炉中获取热量来给建筑物供暖。在夏天，它可以代替普通空调向土壤、地下水或地表水释放热量来制冷建筑物。同时，它还可以供应生活用水，可以说一举实现了三个目标。这是一种有效的利用能源的方法。一般来说，根据热泵的热源和散热器(冷源)的不同，它们主要分为三类：

空气源热泵

水源热泵

地源热泵地源热泵

平时有人根据一次介质和二次介质的不同分别调用热泵系统：

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

这些是通过对空调系统的热源、散热器和传输介质进行分类而形成的。

为了符合国际标准，我们仍然应该根据国际惯例给它命名。1997年，美国供暖、制冷和空调工程师协会统一了标准术语。水源热泵和地源热泵都被称为地源热泵系统。

此外，为了使我们的研究和讨论更加方便，引入地源热泵室外能量交换系统的一些概念：

土壤埋管系统-土壤热交换器(水平埋管、垂直埋管)

地下水系统

地表水系统

这些是地源热泵的热源或散热器。(详见下图)

图1.1土壤换热器图(水平埋管)

图1.2土壤热交换器(垂直埋管)图

图1.3地表水系统图

图1.4地下水系统图

二、国内外研究现状及发展趋势

1.地源热泵的发展历史

地源热泵是一种高效、节能、环保、有利于可持续发展的先进技术。这项技术最早开始于1912年，当时瑞士的zoelly提出了“地源热泵”的概念。1946年，美国开始系统研究地源热泵。第一个地源热泵系统在俄勒冈州建成，其运行非常成功，从而在美国掀起了地源热泵系统的商业高潮。1985年，美国安装了14000台地源热泵，而1997年为45000台。目前，已安装了40多万台地源热泵，以每年10%的速度增长。1998年，美国商业建筑中的地源热泵空调系统已经占空调总量的19%以上，其中新建建筑占30%。在欧洲国家，浅层地热资源主要用于供暖或取暖。20世纪70年代以来，随着能源和环境问题越来越严重，各方面的节能也越来越受到重视。利用可再生地热源作为能源的地源热泵已经引起了人们的关注。特别是近年来，随着能源和环境问题日益突出，地源热泵的研究和应用发展迅速。国内外许多大学和研究机构相继开展了理论和实践研究。随着研究的深入，我国地源热泵研究人员在全国范围内开展了各种交流和讨论。中国制冷学会第二专业委员会主办“全国余热制冷与热泵技术会议”；1988年，中国科学院广州能源研究所主办“中国热泵应用与发展专家研讨会”；1994年9月6日至8日，中国能源研究会地热专业委员会在北京召开了第四届全国地热能开发利用研讨会。自20世纪90年代以来，“热泵应用”这一主题已被列入每年一度的全国供暖、通风和制冷学术会议。6月19日至23日，中美地源热泵技术交流会议在北京举行。会议介绍了地源热泵技术及其在国外的应用和在中国的推广。3月17日，山东建筑工程学院GSHP研究所和山东建筑学院热能与动力专业委员会在山东建筑工程学院联合主办了《GSHP国际新技术报告》，加强了GSHP国内外先进技术的交流。

2.中国地源热泵的发展现状及前景；

目前，地下水源热泵系统在我国已得到广泛应用，而地源热泵系统仍处于研究机构的探索和研究阶段。

从相关调查来看，真正成功的地下水热泵项目并不多。原因是不容易实现对同一含水层的100%补给和回灌，不污染地下水，可长期稳定运行。同时，也有大量的热泵项目没有回灌，更有甚者，有直接利用地下水进入风机盘管进行空调。这样做，一个污染水体，另一个浪费水资源。

地源热泵的发展始于1998年。国内几所高校已经建立了地源热泵试验台，大多数高校都有地下换热器和地源热泵设备的长期联合运行。1998年，重庆建筑大学建成了由浅埋垂直管换热器和水平埋管换热器组成的热泵系统。1998年，青岛建筑工程学院建成了聚乙烯垂直地源热泵系统。湖南大学于1998年建成了水平埋管地源热泵系统。1999年，同济大学建成了垂直式地源热泵系统。这些制度为GSHP在中国的推广奠定了基础。自XX年以来，长春、济南、温州、重庆、米泉等地相继建立了一系列地源热泵系统示范工程。地源热泵系统越来越受到房地产开发商的关注和采用。

针对我国国情和地源热泵系统的特点，分析了各自的发展前景。随着地下水源热泵工程技术的提高和标准化，其突出的节能和大气环境保护功能仍有巨大的潜在市场。虽然水平埋管地源热泵占地面积较大，但它可以通过地表换热自然恢复地温，在年排热和吸热不平衡的地区具有应用优势。然而，随着专业安装队伍的发展和钻井设备的改进，垂直埋管地源热泵必将大大降低成本，无疑将成为未来最具竞争力的空调方式。

三、项目研究计划：

本课题属于现有热水系统的设计和改造，即学校宿舍的热水供应系统。应充分考虑：

1.学生定时加热、所需功率和系统响应时间。

2、属于改造系统，要与现有系统相结合。

3、考虑成本问题，成本是否合理。

4、使用过程中的维护费用和技术要求是否合理。

5.操作安全和噪音处理。

6.废物处理与环境保护。

四、本课题的研究内容：

广西工学院北区5号热水供应改造。

1.该建筑的空调工程包括：

1-6层所有宿舍的热水供应。

2.设计参数：

每层有14间客房，每间8人，共6层。

3.柳州地区基本气象参数：

根据物候报告，5月1日至10月1日期间，高温地区很少使用热水，寒假期间也不使用。

4.本课题的具体研究内容：

(1)循环水换热器的计算

(2)地源热泵土壤换热器的设计

地下埋管换热器是地源热泵系统的关键部件，是地源热泵系统设计的核心内容。形式选择是否合理，设计是否正确，关系到整个地源热泵系统能否满足要求和正常使用。

地下埋管换热器的设计主要包括地下换热器的类型和管道的选择、管径、管道长度、竖井数量和间距的确定、管道阻力的计算和泵的选择等。

(3)布局类型

目前，地源热泵地下埋管换热器主要有两种类型，即水平埋管和垂直埋管。选择方法主要取决于场地大小、当地土壤类型和挖掘成本。如果场地足够大并且没有坚硬的岩石，水平式更经济。如果场地面积有限，采用垂直布置，这是许多场合的唯一选择。

虽然水平布置通常为浅埋管，初期投资一般较低，但其换热性能远小于垂直埋管，且往往受可用土地面积的限制，因此一般采用垂直埋管布置。

3.1水平埋管

水平埋管主要有单沟单管、单沟双管、单沟双管、单沟双管和四管、单沟双管和六管。由于下层多层埋管处于相对稳定的温度场中，换热效率优于单层埋管，且占地面积较小，因此多层埋管的应用更加广泛。(单层管的最佳深度为1.2~2.0m，双层管的最佳深度为1.6~2.4m)

近年来，国外开发了两种新型的水平埋管，一种是平弯管，另一种是螺旋管。它们的优点是缩短了沟渠的长度，增加了可埋管道的长度。

3.2垂直埋管

根据埋地管道的不同类型，一般有单U形管、双U形管、套管式管、小直径螺旋盘管和大直径螺旋盘管、垂直圆柱管、蜘蛛形管等形式；根据埋深分为浅埋(30m)、中埋(31 ~ 80m)和深埋(80m)。

1)u型管：U型管安装在钻好的管井内。一般来说，管井的直径为100 ~ 150毫米，深度为