2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、<p>  哈爾濱龍濱度假村熱泵采暖</p><p><b>  空調(diào)的初步設(shè)計</b></p><p>  Harbin Dragon Lake Resort, the preliminary design of the heat pump heating and air conditioning</p><p>  學(xué)生姓名:

2、 </p><p>  學(xué)歷層次: 本 科 </p><p>  所在系部: 能源動力工程學(xué)院 </p><p>  所學(xué)專業(yè): 熱能與動力工程 </p><p>  所在班級: </p><p>  

3、指導(dǎo)教師: </p><p>  教師職稱: </p><p>  完成時間: 2012.06 .15 </p><p><b>  摘 要</b></p><p>  根據(jù)哈爾濱地區(qū)的建筑物冬季需要供熱,夏季需要供冷,并且每天的負荷也

4、隨室外氣溫及太陽輻射熱的變換呈周期性變化。由于度假村建設(shè)地點距離城市比較遠,有許多的不便,需要采取一種相對獨立的供熱和供暖系統(tǒng),由于度假村對于環(huán)保要求、節(jié)能減排的要求、運行成本的要求,對于消聲減震的要求[1]。</p><p>  目的就是使得系統(tǒng),節(jié)能高效、綠色環(huán)保、一機多用、運行費用低。根據(jù)運行經(jīng)驗,地緣熱泵系統(tǒng)通常消耗1kw·h電能,可以獲得4kw·h以上的熱能。地緣熱泵在運行中只消耗少

5、量電能,不會產(chǎn)生污染氣體和固體廢物廢排放,沒有污染產(chǎn)生。地緣熱泵系統(tǒng)可以冬天采暖,夏天制冷,司機可以提供熱水。所以,在地緣熱泵的運行過程中無需專人看管:并且各種設(shè)備的使用時間長,后期威脅費用少,故其運行費用幾乎是消費電能的費用,減少了污染,提高了熱能利用率,前期投入大,但是減少了后期的使用成本。但是在運行中會有一些問題,在冬季運行一段時間之后,存在性能降低和出現(xiàn)保護工況。為提高土壤源熱泵的性能,在負荷匹配的情況下增加其經(jīng)濟性,本文提出了

6、太陽能輔助加熱方法,在原有熱泵試驗臺的基礎(chǔ)上增設(shè)太陽能系統(tǒng),組成太陽能-土壤源熱泵系統(tǒng)試驗裝置。介紹了太陽能熱泵系統(tǒng)的形式和組成,包括太陽能集熱器形式選擇、集熱面積確定、貯熱水槽的要求和換熱器的安裝位置等。在此基礎(chǔ)上,著重進行了冬季供暖工況的研究,在冬季理想供熱循環(huán)時,得出供熱系數(shù)與埋管進出口溫度、空調(diào)熱負荷的關(guān)系,可知在增設(shè)太陽能輔助系統(tǒng)之后供熱系數(shù)能有較大提高。</p><p>  關(guān)鍵字:熱泵  供熱  度

7、假村 熱負荷</p><p><b>  Abstract</b></p><p>  According to the Harbin region of buildings in winter heating, summer cooling, and the daily load with the outdoor temperature and solar ra

8、diation thermal transformation of periodic changes. The resort location distance distant city, there are many inconvenience, the need to adopt a relatively independent heating and heating system, due to resort to require

9、ments of environmental protection, energy-saving emission reduction requirements, operation cost requirements, the requirements for damping.</p><p>  The objective is to manage the system, energy efficiency,

10、 green environmental protection, one machine with multifunction, low operating cost. According to the operation experience, ground heat pump system usually consumed1j/kg electric power,4j/kg can get more heat energy. Gro

11、und heat pump in operation only a small amount of electrical energy, does not produce pollution gas and solid waste emissions, no pollution. Ground heat pump system can heating in winter, cool in the summer, the driver c

12、an </p><p>  Keywords:Heat pump heating resort heat load</p><p><b>  目 錄</b></p><p><b>  前 言1</b></p><p>  第一章 熱泵簡介2</p>&l

13、t;p>  1.1 地源熱泵的由來2</p><p>  1.2 工作原理2</p><p>  1.3 地源熱泵分類3</p><p><b>  1.4 優(yōu)點3</b></p><p>  1.5 地源熱泵應(yīng)用方式5</p><p>  1.6 地源熱泵發(fā)展5&l

14、t;/p><p>  1.7 太陽能輔助加熱介紹7</p><p>  第二章 采暖熱負荷計算9</p><p>  2.1 運用計算軟件進行計算9</p><p>  2.2 將計算過程生成文字14</p><p>  第三章 熱泵選擇27</p><p>  3.1 熱泵初

15、選27</p><p>  3.2 比較與選擇29</p><p>  第四章 地下?lián)Q熱量計算31</p><p>  4.1 換熱量計算31</p><p>  第五章 地下熱交換器選擇33</p><p>  5.1 管徑計算及管道選擇33</p><p>  5.2

16、 水平(臥式)或垂直(立式)33</p><p>  5.3 串聯(lián)或并聯(lián)34</p><p>  5.4 選擇管材34</p><p>  5.5 循環(huán)泵的選擇34</p><p>  第六章太陽能設(shè)計39</p><p>  6.1 集熱器面積確定39</p><p> 

17、 6.2 集熱傾角41</p><p>  6.3 貯熱設(shè)備41</p><p>  6.4 系統(tǒng)保溫41</p><p>  6.5 控制系統(tǒng)42</p><p>  6.6 換熱器位置設(shè)置42</p><p>  第七章 項目經(jīng)濟分析44</p><p>  7.1

18、 各種方案運行費44</p><p>  7.2各種方案年運行費用節(jié)能對比表45</p><p><b>  總 結(jié)46</b></p><p><b>  致 謝47</b></p><p><b>  參考文獻48</b></p>&l

19、t;p><b>  前 言</b></p><p>  地源熱泵作為熱泵技術(shù)應(yīng)用的一個新的分支,由于其節(jié)能和優(yōu)越的環(huán)保性能,近年來正在得到廣泛的應(yīng)用。地源熱泵是利用土壤的良好蓄熱及蓄冷特性進行的熱力學(xué)逆循環(huán)的一種工程應(yīng)用;在冬季供熱時,熱泵系統(tǒng)通過預(yù)埋在地下的管道將儲存在地下的熱通過傳熱介質(zhì)吸收,作為逆循環(huán)中的低溫?zé)嵩?,由熱泵完成逆循環(huán)并向熱用戶提供熱量;在夏季供冷時,利用地下環(huán)

20、境溫度較低的特點使制冷系統(tǒng)中的冷凝溫度降低,從而提高系統(tǒng)的制冷系數(shù),與冷凝器直接與空氣環(huán)境進行熱交換的普通空調(diào)器制冷相比,有一定的節(jié)能效果[18]。由于地源熱泵系統(tǒng)在運行工作過程中除驅(qū)動熱泵的動力外,無需其他熱源或動力,而驅(qū)動熱泵的動力主要是電能。因此,如不考慮電能的來源,地源熱泵系統(tǒng)是城市供熱及供冷的一種清潔能源,它不需要建立一般城市供熱所需的鍋爐房,同樣也不存在由于燃料燃燒(燃煤、燃油)而帶來的城市環(huán)境污染問題,可以實現(xiàn)冷熱聯(lián)供。此

21、外,在實際使用中,對于一些受客觀條件限制而無法采用其他供熱、供冷方式的場所,如高速公路收費站、人員設(shè)備相對較少的科考站、邊防哨所,地源熱泵則更體現(xiàn)出其特有的優(yōu)越性;基于以上特點,本文對津港高速公路收費站地源熱泵系統(tǒng)的設(shè)計及實際運行效果</p><p><b>  第一章 熱泵簡介</b></p><p>  1.1 地源熱泵的由來</p><p

22、>  "地源熱泵"的概念,最早于1912年由瑞士的專家提出,而該技術(shù)的提出始于英、美兩國。</p><p>  1946年美國在俄勒岡州的波蘭特市中心區(qū)建成第一個地源熱泵系統(tǒng)。但是這種能源的利用方式?jīng)]有引起當(dāng)時社會各界的廣泛注意,無論是在技術(shù)、理論上都沒有太大的發(fā)展。</p><p>  20世紀(jì)50年代,歐洲開始了研究地源熱泵的第一次高潮,但由于當(dāng)時的能源價格低

23、,這種系統(tǒng)并不經(jīng)濟,因而未得到推廣。直到20世紀(jì)70年代初世界上出現(xiàn)了第一次能源危機,它才開始受到重視,許多公司開始了地源熱泵的研究、生產(chǎn)和安裝。這一時期,歐洲建立了很多水平埋管式土壤源熱泵,主要用于冬季供暖。雖然歐洲是世界上發(fā)展地源熱泵最成熟的地區(qū),但是它也曾因為熱泵專家不懂安裝技術(shù),安裝工人又不懂熱泵原理等因素,致使地源熱泵的發(fā)展走了一段彎路。隨著科技的進步,關(guān)于能源消耗和環(huán)境污染的法律制訂越來越嚴格,地源熱泵的發(fā)展迎來了它的另一次

24、高潮。歐洲國家以瑞士、瑞典和奧地利等國家為代表,大力推廣地源熱泵供暖和制冷技術(shù)。政府采取了相應(yīng)的補貼政策和保護政策,使得地源熱泵生產(chǎn)和使用范圍迅速擴大。上世紀(jì)80年代后期,地源熱泵技術(shù)已經(jīng)趨于成熟,更多的科學(xué)家致力于地下系統(tǒng)的研究,努力提高熱吸收和熱傳導(dǎo)效率,同時越來越重視環(huán)境的影響問題。地源熱泵生產(chǎn)呈現(xiàn)逐年上升趨勢,瑞士和瑞典的年遞增率超過10%。美國的地源熱泵生產(chǎn)和推廣速度很快,技術(shù)產(chǎn)生了飛速的發(fā)展,成為世界上地源熱泵生產(chǎn)和使用的頭

25、號大國[10]。</p><p>  從地源熱泵應(yīng)用情況來看,北歐國家主要偏重于冬季采暖,而美國則注重冬夏聯(lián)供。由于美國的氣候條件與中國很相似,因此研究美國的地源熱泵應(yīng)用情況,對我國地源熱泵的發(fā)展有著借鑒意義[6]。</p><p><b>  1.2 工作原理</b></p><p>  地源熱泵系統(tǒng)是從常溫土壤或地表水(地下水),冬季從地

26、下提取熱量,夏季把建筑的熱量又存入地下,從而解決冬夏兩季采暖和空調(diào)的冷熱源。</p><p>  夏季通過機組將房間內(nèi)的熱量轉(zhuǎn)移到地下,對房間進行降溫,同時儲存熱量,以備冬用。冬季通過熱泵將土壤中的熱量轉(zhuǎn)移到房間,對房間進行供暖,同時儲存冷量,以備夏用,大地土壤提供了一個很好的免費能量存貯源泉,這樣就實現(xiàn)了能量的季節(jié)轉(zhuǎn)換。</p><p>  冬季地源熱泵工作原理 </p>

27、<p>  冬天熱泵中制冷劑正向流動,壓縮機排出的高溫高壓R22氣體進入冷凝器向集水器中的水放出熱量,相變?yōu)楦邷馗邏旱囊后w,再經(jīng)熱力膨脹閥節(jié)流降壓變?yōu)榈蜏氐蛪旱囊后w進入蒸發(fā)器,從地下循環(huán)液中吸取低溫?zé)岷笙嘧優(yōu)榈蜏氐蛪旱娘柡驼羝筮M入壓縮機吸氣端,由壓縮機壓縮排出高溫高壓氣體完成一個循環(huán)。如此循環(huán)往復(fù)將地下低溫?zé)崮堋鞍徇\”到集水器,從而不斷的向用戶提供45 ℃ -50 ℃的熱水。</p><p>  夏季

28、地源熱泵工作原理 </p><p>  夏天熱泵中制冷劑逆向流動,與用戶換熱的冷凝器變?yōu)檎舭l(fā)器從集水器中的低溫水(7 -12 ℃)提取熱能,與地下循環(huán)液換熱的蒸發(fā)器變?yōu)槔淠飨虻叵卵h(huán)液排放熱量,循環(huán)液中熱量再向地下低溫區(qū)排放,如此循環(huán)往復(fù)連續(xù)地向用戶提供7 -12 ℃ 的冷水[14]。</p><p>  1.3 地源熱泵分類</p><p>  地源熱泵根據(jù)其

29、冷熱源的不同,可以分為誰熱泵,土壤熱泵和空氣熱泵。地源熱泵通過水為介質(zhì),冬季,把地下的熱量采集上來,給建筑內(nèi)供暖,,此事稱為熱源:夏季把室內(nèi)的熱量帶出去,釋放到土壤、水或空氣中,此時,稱為冷源。</p><p>  地緣熱泵技術(shù)有三大核心部分,分別是熱泵機組、室外地能換熱系統(tǒng)和建筑采暖空調(diào)末端。室外地能換熱系統(tǒng)利用水循環(huán),把熱量采集出來,通過熱泵機組,把熱量收集起來,在通過室內(nèi)水循環(huán)或空氣循環(huán),把熱量帶給建筑物,

30、達到取暖的效果[21]。</p><p>  地緣熱泵按照室外換熱方式不同,可以分為三種:土壤源熱泵、地標(biāo)水熱泵</p><p>  和地下水熱泵。土壤源熱泵系統(tǒng)根據(jù)埋管的不同可以分為垂直埋管熱泵、水平埋管熱泵和螺旋埋管熱泵:地表水熱泵根據(jù)的埋管是否封閉的情況不同,可以分為開路系統(tǒng)和閉路系統(tǒng):地下水熱泵系統(tǒng)根據(jù)回灌位置的不同,可以分為單井系統(tǒng)和雙井系統(tǒng)。</p><p&

31、gt;<b>  1.4 優(yōu)點</b></p><p><b>  環(huán)境和經(jīng)濟效益顯著</b></p><p>  地源熱泵機組運行時,不消耗水也不污染水,不需要鍋爐,不需要冷卻塔,也不需要堆放燃料廢物的場地,環(huán)保效益顯著。地源熱泵機組的電力消耗,與空氣源熱泵相比也可以減少40%以上;與電供暖相比可以減少70%以上,它的制熱系統(tǒng)比燃氣鍋爐的效率

32、平均提高近50%,比燃氣鍋爐的效率高出了75%。 </p><p><b>  一機多用,應(yīng)用廣泛</b></p><p>  地源熱泵系統(tǒng)可供暖、空調(diào)制冷,還可提供生活熱水,一機多用,一套系統(tǒng)可以替換原來的鍋爐加空調(diào)的兩套裝置或系統(tǒng),特別是對于同時有供熱和供冷要求的建筑物。地源熱泵有著明顯的優(yōu)點。不僅節(jié)省了大量的能量,而且用一套設(shè)備可以同時滿足供熱、供冷、供生活用水

33、的要求,減少了設(shè)備的初投資,地源熱泵可應(yīng)用于賓館、居住小區(qū)、公寓、廠房、商場、辦公樓、學(xué)校等建筑,小型的地源熱泵更適合于別墅住宅的采暖、空調(diào)。 </p><p><b>  自動運行</b></p><p>  地源熱泵機組由于工況穩(wěn)定,可以設(shè)計成簡單的系統(tǒng),部件較少,機組運行可靠,維護費用用低,自動控制程度高,使用壽命長。 </p><p>

34、<b>  無環(huán)境污染</b></p><p>  地源熱泵的污染物排放,與空氣源熱泵相比,相當(dāng)于減少38%以上,與電供暖相比,相當(dāng)于減少70%以上,真正的實現(xiàn)了 節(jié)能減排節(jié)能減排是減少能源浪費和降低廢氣排放更多。 </p><p><b>  維護費用低</b></p><p>  地源熱泵系統(tǒng)運動部件要比常規(guī)系統(tǒng)少,因

35、而減少維護,系統(tǒng)安裝在室內(nèi),不暴露在風(fēng)雨中,也可免遭損壞,更加可靠,延長壽命。 </p><p><b>  使用壽命長</b></p><p>  地源熱泵的地下埋管選用聚乙烯和聚丙烯塑料管,壽命可達50年,要比普通空調(diào)高35年使用壽命。 </p><p><b>  維持生態(tài)環(huán)境平衡</b></p>&l

36、t;p>  地源熱泵夏天把室內(nèi)的熱量排到地下,冬天把地下的熱量取出來供室內(nèi)使用,相對來說,向環(huán)境排放更少的能量,維持生態(tài)環(huán)境的平衡。 </p><p><b>  節(jié)省空間</b></p><p>  沒有冷卻塔、鍋爐房和其它設(shè)備,省去了鍋爐房,冷卻塔占用的寶貴面積,產(chǎn)生附加經(jīng)濟效益,并改善了環(huán)境外部形象。 </p><p>  地源熱泵

37、系統(tǒng)的能量來源于自然能源。它不向外界排放任何廢氣、廢水、廢渣、是一種理想的“綠色空調(diào)”。被認為是目前可使用的對環(huán)境最友好和最有效的供熱、供冷系統(tǒng)。該系統(tǒng)無論嚴寒地區(qū)或熱帶地區(qū)均可應(yīng)用??蓮V闊應(yīng)用在辦公樓、賓館、學(xué)校、宿舍、醫(yī)院、飯店、商場、別墅、住宅等領(lǐng)域[20]。</p><p>  1.5 地源熱泵應(yīng)用方式</p><p>  地源熱泵的應(yīng)用方式從應(yīng)用的建筑物對象可分為家用和商用兩大

38、類,從輸送冷熱量方式可分為集中系統(tǒng)、分散系統(tǒng)和混合系統(tǒng)。 </p><p><b>  家用系統(tǒng)</b></p><p>  用戶使用自己的熱泵、地源和水路或風(fēng)管輸送系統(tǒng)進行冷熱供應(yīng),多用于小型住宅,別墅等戶式空調(diào)。 </p><p><b>  集中系統(tǒng)</b></p><p>  熱泵布置在機房

39、內(nèi),冷熱量集中通過風(fēng)道或水路分配系統(tǒng)送到各房間。 </p><p><b>  分散系統(tǒng)</b></p><p>  用中央水泵,采用水環(huán)路方式將水送到各用戶作為冷熱源,用戶單獨使用自己的熱泵機組調(diào)節(jié)空氣。一般用于辦公樓、學(xué)校、商用建筑等,此系統(tǒng)可將用戶使用的冷熱量完全反應(yīng)在用電上,便于計量,適用于目前的獨立熱計量要求。 </p><p>&l

40、t;b>  混合系統(tǒng)</b></p><p>  將地源和冷卻塔或加熱鍋爐聯(lián)合使用作為冷熱源的系統(tǒng),混合系統(tǒng)與分散系統(tǒng)非常類似,只是冷熱源系統(tǒng)增加了冷卻塔或鍋爐[2]。 </p><p>  1.6 地源熱泵發(fā)展</p><p>  美國 1946年,美國第一臺地源熱泵系統(tǒng)在俄勒岡州的波蘭特市中心區(qū)安裝成功。 </p><p&

41、gt;  1973年,美國阿克拉荷馬大廈安裝了地源熱泵空調(diào)系統(tǒng),并且進行全面的系統(tǒng)研究。 </p><p>  1978年,美國能源部(DOE)開始對地源熱泵投入了大量的科技研發(fā)基金。 </p><p>  1979年,美國阿克拉荷馬州能源部成立了地源熱泵系統(tǒng)科技研發(fā)基金會。 </p><p>  1987年,國際地源熱泵協(xié)會(IGSHPA)在阿克拉荷馬州大學(xué)成立。

42、 </p><p>  1988年,美國俄克拉荷馬商務(wù)部開始對地源熱泵進行商務(wù)推廣。 </p><p>  1993年,美國環(huán)保署(EPA)大力宣傳地源熱泵系統(tǒng),加深美國民眾對地源熱泵的認識。 </p><p>  1994年,美國政府第一套地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在俄勒岡州國會大學(xué)安裝,地源熱泵從此在美國政府,軍隊,電力公司等得到了大量應(yīng)用。 </p>&l

43、t;p>  1998年,美國環(huán)保署(EPA)頒布法規(guī),要求在全國聯(lián)邦政府機構(gòu)的建筑中推廣應(yīng)用地源熱泵系統(tǒng)。美國總統(tǒng)布什在他的得克薪斯州宅邸中也安裝了地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)。 目前,全球75%的地源熱泵系統(tǒng)安裝在北美地區(qū)。 </p><p>  美國:是世界上地源熱泵生產(chǎn)、使用和發(fā)展的頭號大國, </p><p>  1985年:美國安裝的地源熱泵為14,000臺; </p>

44、<p>  1997年:45,000臺; </p><p>  2000年:400,000臺; </p><p>  2004年:670,000臺; </p><p>  2005年:1,000,000臺。 </p><p>  加拿大:2005年地源熱泵系統(tǒng)新增比例增加了50%。 </p><p>  瑞士

45、、挪威:是世界上地源熱泵應(yīng)用人均比例最高的國家,應(yīng)用比例高達96%。 </p><p>  奧地利:應(yīng)用比例為45%。 </p><p>  丹麥:應(yīng)用比例為35%。</p><p>  日本:是亞洲地源熱泵技術(shù)最先進,使用比例最高的國家。 </p><p>  中國 1997年,美國能源部(DOE)和中國科技部簽署了《中美能效與可再生能源合

46、作議定書》,其中主要內(nèi)容之一是“地源熱泵”項目的合作[9]。 </p><p>  1998年,國內(nèi)重慶建筑大學(xué)、青島建工學(xué)院、湖南大學(xué)、同濟大學(xué)等數(shù)家大學(xué)開始建立了地源熱泵實驗臺,對地源熱泵技術(shù)進行研究。 </p><p>  2006年,1月,國家建設(shè)部頒布《地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范國家標(biāo)準(zhǔn)》。 </p><p>  2006年,9月,沈陽被國家建設(shè)部確定為地源

47、熱泵技術(shù)推廣試點城市,到2010年底,實現(xiàn)全市地源熱泵技術(shù)應(yīng)用面積約占供暖總面積的1/3。 </p><p>  2006年,12月,建設(shè)部發(fā)布文件《“十一五”重點推廣技術(shù)領(lǐng)域》。作為新型高效,可再生能源新技術(shù)的水源熱泵技術(shù)被列入目錄[7]。</p><p>  1.7 太陽能輔助加熱介紹 </p><p>  1.引用太陽能的原因</p><

48、p>  土壤源熱泵冬季運行時,地下埋管的吸熱量主要依靠換熱器內(nèi)流體與土壤之間以導(dǎo)熱方式運行,地源熱泵機組循環(huán)性能提高受到限制。在土壤、回填材料特性和遠界土壤溫度一定的條件下,為滿足一定熱量交換的要求,需要埋管內(nèi)流體和土壤之間保持一定的溫差,必然導(dǎo)致冬季埋管換熱器的進、出水溫度較低[1]。在熱泵冬季運行期間,地下埋管換熱器平均進水溫度為1℃左右,平均出水溫度為3℃左右,在某些情況下,如流量變小時,地下埋管換熱器進水溫度甚至在低于0℃

49、的亞穩(wěn)定狀態(tài)運行。地源熱泵機組冬季蒸發(fā)溫度處在較低的水平。較低的埋管換熱器進、出水溫度,一方面導(dǎo)致了熱泵機組蒸發(fā)溫度的下降和循環(huán)性能系數(shù)的降低;另一方面,過低的埋管換熱器進水溫度,有可能產(chǎn)生載冷劑結(jié)凍的現(xiàn)象,或者由于機組的低溫保護而頻繁地自行停機。為解決上述問題,并進一步提高地源熱泵系統(tǒng)性能,途徑有很多,如:增加鉆孔數(shù)量,埋管循環(huán)流體采用防凍液,加大埋管換熱器流體循環(huán)流量,增設(shè)輔助加熱措施等[2]。本文提出增加太陽能系統(tǒng)作為輔助熱源的措

50、施。</p><p>  2.太陽能-土壤源熱泵系統(tǒng)</p><p>  圖1-1 太陽-土壤源熱泵系統(tǒng)原理圖</p><p>  注:1 集熱器; 2、6 膨脹水箱; 3 蓄熱水槽; 4、7 水泵; 5 埋地盤管; 8 換熱器; 9 蒸發(fā)器; 10 壓縮機; 11 冷凝器; 12 回?zé)崞鳎?13 膨脹閥; 14 風(fēng)機盤管。</p><p>

51、  在太陽能輔助系統(tǒng)中,包括集熱器、貯熱設(shè)備、集熱泵和控制系統(tǒng)等。在冬季,熱泵機組按供熱工況運行,蒸發(fā)器通過埋管從土壤中吸熱,空調(diào)末端裝置回水通過冷凝器加熱升溫,系統(tǒng)圖素圖1-1所示。[11]在夏季,通過四通閥換向,熱泵系統(tǒng)可以實現(xiàn)制冷循環(huán)。下面是太陽能系統(tǒng)冬季供熱過程:晴天,載熱介質(zhì)在集熱器中集熱,然后流過貯熱水槽,并通過槽內(nèi)換熱盤管將熱量傳遞給水后,在水泵作用下流回集熱器,開始下一次循環(huán)。蓄熱水槽中熱水流經(jīng)換熱器與埋地盤管出口水進行

52、熱交換,再返回水槽換熱。在陰天或晚上,集熱環(huán)路停止運行,放熱環(huán)路運轉(zhuǎn),為了避免凍結(jié),放熱回路進行保溫措施。如果蓄熱量不足,利用輔助電加熱器補充。另外,太陽能系統(tǒng)可以在夏季和過渡季用于供熱水,因為有蓄熱裝置,在夏季可用夜間電力進行蓄冷運轉(zhuǎn),運轉(zhuǎn)費便宜,且有助于電力錯峰[4]。</p><p>  第二章 采暖熱負荷計算</p><p>  2.1 運用計算軟件進行計算</p>

53、<p>  對于龍源地區(qū)的采暖熱負荷計算根據(jù)資料所給的數(shù)據(jù),將其輸入到熱負荷計算軟件當(dāng)中,將會自動生成所需要的數(shù)據(jù),這些對之后的換熱器計算,管道管徑進行選擇,以及循環(huán)水泵的選擇至關(guān)重要。</p><p>  圖2-1 地理與氣候</p><p>  根據(jù)設(shè)計題目,在設(shè)計地點中選擇黑龍江哈爾濱地區(qū),然后選擇采暖熱負荷計算,如圖2-1所示。</p><p&g

54、t;  圖2-2 一樓房間設(shè)置</p><p>  在計算,為了方便計算,假設(shè)一層為一個房間,室內(nèi)所需達到的溫度設(shè)置為20℃,并輸入一層的實際計算面積,其他熱源損失市紀(jì)委1kw,之后選擇房間號為101號房間。其中最重要的就是房間的面積,只是建筑物的底面積而不是總面積,否則計算出來的數(shù)據(jù)會和要求的數(shù)據(jù)相差很大,如圖2-2所示。</p><p>  圖2-3:一樓圍護結(jié)構(gòu)</p>

55、<p>  對于維護結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)輸入如相對較為麻煩,現(xiàn)實選擇右側(cè)的外墻屋面,將相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸入,如:地面面積為659.65m2 ,傳熱系數(shù)為0.45,之后是選擇右邊的外窗,同樣要對外窗的面積與換熱系數(shù)進行輸入,如:南面外窗總面積為44m2,傳熱系數(shù)選擇3.26,最后是對外門的相關(guān)數(shù)據(jù)進行輸入,如圖2-3所示。</p><p>  圖2-4:一樓計算結(jié)果</p><p>  經(jīng)過一

56、系列的數(shù)據(jù)輸入、計算之后,將會得到一個一層樓的計算結(jié)果,之后要對其進行校核,保存。之后的計算軟件的相輸入都同上一樣進行輸入,在輸入和計算數(shù)據(jù)時一定要確保數(shù)據(jù)的正確性,且不能急躁。最后計算完了之后,要對計算的數(shù)據(jù)進行保存,之后點擊右邊的詳細按鈕將會生成一個計算過程及其相應(yīng)的計算公式,將其也要進行保存,之后會生成下文的文字。之后,再點擊EXCEL按鈕,將會得到一個表格,但是表格中有一些是不需要的數(shù)據(jù),要將其刪除,將其整理之后,將所有計算表格

57、與數(shù)據(jù)進行保存,以便之后的計算和完善論文。之后的表格與上述的輸入過程一樣,之后的只截圖不再進行說明,如圖2-4所示。</p><p>  圖2-5:2樓房間設(shè)置</p><p>  圖2-6:2樓圍護結(jié)構(gòu)</p><p>  圖2-7:2樓計算結(jié)果</p><p>  圖2-8:3樓房間設(shè)置</p><p>  圖2-

58、9:3樓圍護結(jié)構(gòu)</p><p>  圖2-10:三樓計算結(jié)果</p><p>  2.2 將計算過程生成文字</p><p><b>  一. 基本氣象參數(shù)</b></p><p>  1.地理位置: 黑龍江 哈爾濱</p><p>  2.臺站位置: 北緯 45.6

59、8 東經(jīng) 126.6</p><p>  3.大氣參數(shù): 大氣壓 1001.5 Kpa 采暖計算溫度—26.000 ℃</p><p>  室外相對濕度 74.00 % 室外平均風(fēng)速 4.700 m/s</p><p><b>  二. 主要計算公式</b></p><p>  1

60、.通過圍護物的溫差傳熱量作用下的基本耗熱</p><p>  Qj = K· F ? (tn — tw) ?a (2-1)</p><p><b>  式中:</b></p><p>  Qj —通過供暖房間某一面圍護物的溫差傳熱量(或稱為基本耗熱量), W;</p&

61、gt;<p>  K — 該面圍護物的傳熱系數(shù), W/(m2.℃);</p><p>  F — 該面圍護物的散熱面積, m2;</p><p>  tn — 室內(nèi)空氣計算溫度, ℃;</p><p>  tw — 室外供暖計算溫度, ℃;</p><p>  a — 溫差修正系數(shù).</p><p> 

62、 注:對于內(nèi)門、內(nèi)墻、內(nèi)窗,如果提供了鄰室溫差,</p><p>  則基本耗熱量計算如公式2-2所示:</p><p>  Qj = K ? F ? 鄰室溫差 (2-2)</p><p>  其符號意義同上.該圍護結(jié)構(gòu)的附加耗熱量等于其基本耗熱量.</p><p><b>

63、  2.附加耗熱量</b></p><p>  Ql = Qj ? (1 + βch + βf) ? ( 1 + βf.g) + Qj ? βx (2-3)</p><p><b>  式中:</b></p><p>  Ql — 附加耗熱量</p><p>

64、  βch — 朝向附加率(或稱朝向修正系數(shù))</p><p>  βf — 風(fēng)力附加率(或稱風(fēng)力修正系數(shù))</p><p>  βf.g — 高度附加</p><p>  βx — 外門附加</p><p>  3.通過門窗縫隙的冷風(fēng)滲透耗熱量 Qs(W) </p><p>  Qs = 0.28 ? Cp ?

65、 V ? ρw ? (tn — tw) (2-4)</p><p><b>  式中:</b></p><p>  Cp — 干空氣的定壓質(zhì)量比熱容, Cp = 1.0 KJ / (Kg ? ℃)</p><p>  V — 滲透空氣的體積流量, m3 / h</p><p>

66、  ρw — 室外溫度下的空氣密度 Kg / m3</p><p>  tn — 室內(nèi)空氣計算溫度, ℃;</p><p>  tw — 室外供暖計算溫度, ℃;</p><p><b>  (1) V 的確定</b></p><p>  V = l1 ? L0 ? pow(m, b)

67、 (2-5)</p><p><b>  式中:</b></p><p>  l1 — 外門窗縫隙長度, m</p><p>  L0 — 每米門窗縫隙的基準(zhǔn)滲風(fēng)量, m3 / h.m</p><p>  m — 門窗縫隙的滲風(fēng)量綜合修正系數(shù),</p><p>  b —

68、門窗縫隙滲風(fēng)指數(shù), b = 0.56 ~ 0.78 當(dāng)無實測數(shù)據(jù)的時候可以取 </p><p>  (2) L0 的確定</p><p>  L = a1 ? pow( (v10 ? v10 ? ρw / 2), b ) (2-6)</p><p><b>  式中:</b></p><

69、p>  a1 — 門窗縫隙滲系數(shù), m3/(m ? h ? Pab), 注Pab代表: Pa(帕)的b次方</p><p>  v10 — 基準(zhǔn)高度冬季室外最多風(fēng)向的平均風(fēng)速, m/s</p><p><b>  (3) m 的確定</b></p><p>  m = Cr ? Cf ? ( pow(n, 1/b) + C ) ? C

70、h (2-7)</p><p><b>  式中:</b></p><p>  Cr — 熱壓系數(shù),</p><p>  Cf — 風(fēng)壓差系數(shù), m / s, 當(dāng)無實測數(shù)據(jù)的時候,可取 0.7</p><p>  C — 作用于門窗分析兩側(cè)的有效熱壓差和有效風(fēng)

71、壓差之比;</p><p>  Ch — 高度修正系數(shù), 可按下式計算</p><p>  Ch = 0.3 ? pow( h, 0.4 ) (2-8)</p><p>  h — 計算門窗的中心線的標(biāo)高.</p><p><b>  (4) C 的確定</b>

72、</p><p>  C = 70 ? {(hz — h)/[Cf ? v10 ? v10 ? pow( h, 0.4) ]} ? [(tn' — tw)/(273 + tn')] (2-9)</p><p><b>  式中:</b></p><p>  hz — 熱壓單獨作用下, 建筑物中和界的標(biāo)高, m</p>

73、<p>  tn' — 建筑物內(nèi)形成熱壓作用的豎井計算溫度.</p><p>  三. 房間參數(shù)及計算結(jié)果:</p><p>  房間編號:101 1.房間參數(shù)設(shè)置及計算結(jié)果:</p><p>  室內(nèi)設(shè)計溫度: 20.00℃ 其它熱源:1000.0 W</p><p><b>  計算結(jié)果:

74、</b></p><p>  室外溫度下的空氣密度 1.415</p><p>  中間結(jié)果dFilter 18.23</p><p>  通過房間換氣的冷風(fēng)滲透耗熱量</p><p>  Qs(W) = 0.28?Cp? pw ? ( tw — tn ) ? V (2-10)</p>&l

75、t;p><b>  2.圍護結(jié)構(gòu):</b></p><p>  1 地面 面積 659.6 m2 傳熱系數(shù) 0.450 W/( m2.℃)</p><p><b>  修正系數(shù):</b></p><p>  溫差修正 1.000</p><p><b>  計算結(jié)果:&l

76、t;/b></p><p>  基本耗熱量 13655 附加耗熱量 13655</p><p>  2 外墻 朝向 南 面積 74.50 m2 傳熱系數(shù) 0.700 W/( m2.℃)</p><p><b>  修正系數(shù):</b></p><p>  朝向修正—0.250 溫差修正

77、1.000</p><p><b>  計算結(jié)果:</b></p><p>  基本耗熱量2398.9 附加耗熱量1799.2</p><p>  3 外墻 朝向 東 面積 50.10 m2 傳熱系數(shù) 0.700 W/( m2.℃)</p><p><b>  修正系數(shù):</b&g

78、t;</p><p>  朝向修正—0.050 溫差修正 1.000</p><p><b>  計算結(jié)果:</b></p><p>  基本耗熱量1613.2 附加耗熱量1532.6</p><p>  4 外墻 朝向 西 面積 50.10 m2 傳熱系數(shù) 0.700 W/( m2.℃)&

79、lt;/p><p><b>  修正系數(shù):</b></p><p>  朝向修正—0.050 溫差修正 1.000</p><p><b>  計算結(jié)果:</b></p><p>  基本耗熱量1613.2 附加耗熱量1532.6</p><p>  5 外墻

80、朝向 北 面積 74.50 m2 傳熱系數(shù) 0.700 W/( m2.℃)</p><p><b>  修正系數(shù):</b></p><p>  朝向修正 0.100 溫差修正 1.000</p><p><b>  計算結(jié)果:</b></p><p>  基本耗熱量2398.9

81、附加耗熱量2638.8</p><p>  6 外窗 面積 44.00 m2 傳熱系數(shù) 3.260 W/( m2.℃)</p><p><b>  修正系數(shù):</b></p><p>  朝向修正—0.250 </p><p>  高度附加率 0.000</p><p><

82、b>  計算結(jié)果:</b></p><p>  中間結(jié)果 h = 1.800</p><p>  中間結(jié)果 hz = 4.500</p><p>  中間結(jié)果 C = 1.077</p><p>  中間結(jié)果 L = 1.366</p><p>  中間結(jié)果 m = 0.110</p&

83、gt;<p>  基本耗熱量 6598 附加耗熱量4948.7 </p><p>  7 外窗 面積 44.00 m2 傳熱系數(shù) 3.260 W/( m2.℃)</p><p><b>  修正系數(shù):</b></p><p>  朝向修正 0.100 </p><p><

84、b>  計算結(jié)果:</b></p><p>  中間結(jié)果 h = 1.800</p><p>  中間結(jié)果 hz = 4.500</p><p>  中間結(jié)果 C = 1.077</p><p>  中間結(jié)果 L = 1.366</p><p>  中間結(jié)果 m = 0.110</p&

85、gt;<p>  基本耗熱量 6598 附加耗熱量 7258 </p><p>  8 外門 面積 5.000 m2 傳熱系數(shù) 0.700 W/( m2.℃)</p><p><b>  修正系數(shù):</b></p><p>  朝向修正—0.050 外門附加率: 兩道門(有門斗) 80n%</p&

86、gt;<p><b>  計算結(jié)果:</b></p><p>  基本耗熱量 161.0 附加耗熱量 539.4</p><p>  9 外門 面積 5.000 m2 傳熱系數(shù) 0.700 W/( m2.℃)</p><p><b>  修正系數(shù):</b></p><p&g

87、t;  朝向修正—0.050 外門附加率: 兩道門(有門斗) 80n%</p><p><b>  計算結(jié)果:</b></p><p>  基本耗熱量 161.0 附加耗熱量 539.4</p><p>  該單元小計(放大系數(shù)為 1.000):</p><p>  房間號: 101 附加耗熱量:

88、 35443 W 總的耗熱量: 35443 W</p><p>  房間號: 201 附加耗熱量: 21789 W 總的耗熱量: 21789 W</p><p>  房間號: 301 附加耗熱量: 21789 W 總的耗熱量: 21789 W</p><p>  —該單元所有房間的耗熱量總和: 79020

89、 W</p><p>  房間編號:201 1.房間參數(shù)設(shè)置及計算結(jié)果:</p><p>  室內(nèi)設(shè)計溫度: 20.00℃ 其它熱源:1000.0 W</p><p><b>  計算結(jié)果:</b></p><p>  室外溫度下的空氣密度 1.415</p><p>  中間結(jié)果d

90、Filter 18.23</p><p>  通過房間換氣的冷風(fēng)滲透耗熱量</p><p>  Qs(W)= 0.28?Cp ? pw ? ( tw — tn ) ? V (2-11)</p><p><b>  2.圍護結(jié)構(gòu):</b></p><p>  1 外墻 朝向 南 面

91、積 74.50 m2 傳熱系數(shù) 0.700 W/( m2.℃)</p><p><b>  修正系數(shù):</b></p><p>  朝向修正—0.250 溫差修正 1.000</p><p><b>  計算結(jié)果:</b></p><p>  基本耗熱量2398.9 附加耗熱量1799

92、.2</p><p>  2 外墻 朝向 東 面積 46.10 m2 傳熱系數(shù) 0.700 W/( m2.℃)</p><p><b>  修正系數(shù):</b></p><p>  朝向修正—0.050 溫差修正 1.000</p><p><b>  計算結(jié)果:</b>&l

93、t;/p><p>  基本耗熱量1484.4 附加耗熱量1410.2</p><p>  3 外墻 朝向 西 面積 46.10 m2 傳熱系數(shù) 0.700 W/( m2.℃)</p><p><b>  修正系數(shù):</b></p><p>  朝向修正—0.050 溫差修正 1.000</

94、p><p><b>  計算結(jié)果:</b></p><p>  基本耗熱量1484.4 附加耗熱量1410.2</p><p>  4 外墻 朝向 北 面積 74.50 m2 傳熱系數(shù) 0.700 W/( m2.℃)</p><p><b>  修正系數(shù):</b></p&g

95、t;<p>  朝向修正 0.100 溫差修正 1.000</p><p><b>  計算結(jié)果:</b></p><p>  基本耗熱量2398.9 附加耗熱量2638.8</p><p>  5 外窗 面積 44.00 m2 傳熱系數(shù) 4.650 W/( m2.℃)</p><p>

96、;<b>  修正系數(shù):</b></p><p>  朝向修正—0.250 </p><p><b>  計算結(jié)果:</b></p><p>  中間結(jié)果 h = 4.800</p><p>  中間結(jié)果 hz = 4.500</p><p>  中間結(jié)果 C =

97、—0.081</p><p>  中間結(jié)果 L = 1.366</p><p>  中間結(jié)果 m = 0.072</p><p>  基本耗熱量 9412 附加耗熱量 7059 </p><p>  6 外窗 面積 44.00 m2 傳熱系數(shù) 4.650 W/( m2.℃)</p><p&g

98、t;<b>  修正系數(shù):</b></p><p>  朝向修正 0.100 </p><p><b>  計算結(jié)果:</b></p><p>  中間結(jié)果 h = 4.800</p><p>  中間結(jié)果 hz = 4.500</p><p>  中間結(jié)果 C =

99、 —0.081</p><p>  中間結(jié)果 L = 1.366</p><p>  中間結(jié)果 m = 0.072</p><p>  基本耗熱量 9412 附加耗熱量 10353 </p><p>  7 外窗 面積 4.000 m2 傳熱系數(shù) 5.820 W/( m2.℃)</p><p&g

100、t;<b>  修正系數(shù):</b></p><p>  朝向修正—0.050 風(fēng)力附加率 0.000</p><p>  高度附加率 0.000</p><p><b>  計算結(jié)果:</b></p><p>  中間結(jié)果 h = 4.800</p><p>  中間

101、結(jié)果 hz = 4.500</p><p>  中間結(jié)果 C = —0.081</p><p>  中間結(jié)果 L = 1.366</p><p>  中間結(jié)果 m = 0.072</p><p>  基本耗熱量1070.9 附加耗熱量1017.3 </p><p>  8 外窗 面積 4.00

102、0 m2 傳熱系數(shù) 5.820 W/( m2.℃)</p><p><b>  修正系數(shù):</b></p><p>  朝向修正—0.050 風(fēng)力附加率 0.000</p><p>  高度附加率 0.000</p><p><b>  計算結(jié)果:</b></p><p

103、>  中間結(jié)果 h = 4.800</p><p>  中間結(jié)果 hz = 4.500</p><p>  中間結(jié)果 C = —0.081</p><p>  中間結(jié)果 L = 1.366</p><p>  中間結(jié)果 m = 0.072</p><p>  基本耗熱量1070.9 附加耗熱量1017

104、.3 </p><p>  該單元小計(放大系數(shù)為 1.000):</p><p>  房間號: 201 附加耗熱量: 27704 W 總的耗熱量: 27704 W</p><p>  房間號: 301 附加耗熱量: 27704 W 總的耗熱量: 27704 W</p><p>  —該

105、單元所有房間的耗熱量總和: 55409 W</p><p>  房間編號:301 1.</p><p>  房間參數(shù)設(shè)置及計算結(jié)果</p><p>  室內(nèi)設(shè)計溫度: 20.00℃ 其它熱源:1000.0 W</p><p><b>  計算結(jié)果:</b></p><p>  室

106、外溫度下的空氣密度 1.415</p><p>  中間結(jié)果dFilter 18.23</p><p>  通過房間換氣的冷風(fēng)滲透耗熱量</p><p>  Qs(W)= 0.28? Cp ? pw ? ( tw — tn ) ? V (2-12)</p><p><b>  2.圍護結(jié)構(gòu)</b>

107、</p><p>  1 外墻 朝向 南 面積 74.50 m2 傳熱系數(shù) 0.700 W/( m2.℃)</p><p><b>  修正系數(shù):</b></p><p>  朝向修正—0.250 溫差修正 1.000</p><p><b>  計算結(jié)果:</b><

108、/p><p>  基本耗熱量2398.9 附加耗熱量1799.2</p><p>  2 外墻 朝向 東 面積 46.10 m2 傳熱系數(shù) 0.700 W/( m2.℃)</p><p><b>  修正系數(shù):</b></p><p>  朝向修正—0.050 溫差修正 1.000</p&

109、gt;<p><b>  計算結(jié)果:</b></p><p>  基本耗熱量1484.4 附加耗熱量1410.2</p><p>  3 外墻 朝向 西 面積 46.10 m2 傳熱系數(shù) 0.700 W/( m2.℃)</p><p><b>  修正系數(shù):</b></p>

110、<p>  朝向修正—0.050 風(fēng)力附加率 0.000</p><p>  高度附加率 0.000 溫差修正 1.000</p><p><b>  計算結(jié)果:</b></p><p>  基本耗熱量1484.4 附加耗熱量1410.2</p><p>  4 外墻 朝向 北

111、 面積 74.50 m2 傳熱系數(shù) 0.700 W/( m2.℃)</p><p><b>  修正系數(shù):</b></p><p>  朝向修正 0.100 風(fēng)力附加率 0.000</p><p>  高度附加率 0.000 溫差修正 1.000</p><p><b>  計算結(jié)果:<

112、/b></p><p>  基本耗熱量2398.9 附加耗熱量2638.8</p><p>  5 外窗 面積 44.00 m2 傳熱系數(shù) 4.650 W/( m2.℃)</p><p><b>  修正系數(shù):</b></p><p>  朝向修正—0.250 風(fēng)力附加率 0.000</

113、p><p><b>  計算結(jié)果:</b></p><p>  中間結(jié)果 h = 7.800</p><p>  中間結(jié)果 hz = 4.500</p><p>  中間結(jié)果 C = —0.732</p><p>  中間結(jié)果 L = 1.366</p><p>  中間

114、結(jié)果 m = 0.026</p><p>  基本耗熱量 9412 附加耗熱量 7059 </p><p>  6 外窗 面積 44.00 m2 傳熱系數(shù) 4.650 W/( m2.℃)</p><p><b>  修正系數(shù):</b></p><p>  朝向修正 0.100 <

115、/p><p><b>  計算結(jié)果:</b></p><p>  中間結(jié)果 h = 7.800</p><p>  中間結(jié)果 hz = 4.500</p><p>  中間結(jié)果 C = —0.732</p><p>  中間結(jié)果 L = 1.366</p><p>  中

116、間結(jié)果 m = 0.026</p><p>  基本耗熱量 9412 附加耗熱量 10353 </p><p>  7 外窗 面積 4.000 m2 傳熱系數(shù) 5.820 W/( m2.℃)</p><p><b>  修正系數(shù):</b></p><p>  朝向修正—0.050 風(fēng)力附

117、加率 0.000</p><p><b>  計算結(jié)果:</b></p><p>  中間結(jié)果 h = 7.800</p><p>  中間結(jié)果 hz = 4.500</p><p>  中間結(jié)果 C = —0.732</p><p>  中間結(jié)果 L = 1.366</p>

118、<p>  中間結(jié)果 m = 0.026</p><p>  基本耗熱量1070.9 附加耗熱量1017.3 </p><p>  8 外窗 面積 4.000 m2 傳熱系數(shù) 5.820 W/( m2.℃)</p><p><b>  修正系數(shù):</b></p><p>  朝向修正—

119、0.050 風(fēng)力附加率 0.000</p><p><b>  計算結(jié)果:</b></p><p>  中間結(jié)果 h = 7.800</p><p>  中間結(jié)果 hz = 4.500</p><p>  中間結(jié)果 C = —0.732</p><p>  中間結(jié)果 L = 1.366

120、</p><p>  中間結(jié)果 m = 0.026</p><p>  基本耗熱量1070.9 附加耗熱量1017.3 </p><p>  9 屋面 面積 659.6 m2 傳熱系數(shù) 0.370 W/( m2.℃)</p><p><b>  修正系數(shù):</b></p><

121、p>  溫差修正 1.000</p><p><b>  計算結(jié)果:</b></p><p>  基本耗熱量 11227 附加耗熱量 11227</p><p>  該單元小計(放大系數(shù)為 1.000):</p><p>  房間號: 301 附加耗熱量: 38932 W 總的耗熱量:

122、 38932 W</p><p>  —該單元所有房間的耗熱量總和: 38932 W</p><p>  —所有房間的耗熱量總和:173361 W.</p><p>  表2-1 采暖熱負荷計算表</p><p><b>  第三章 熱泵選擇</b><

123、/p><p><b>  3.1 熱泵初選</b></p><p>  經(jīng)計算可知,為了滿足度假村173kw的供熱需求,需選擇大于173kw的熱泵作為設(shè)計所需熱泵,有10%富裕度。為此,從各方面搜集了以下集中熱泵進行選擇。</p><p>  1、山東綠特空調(diào)系統(tǒng)有限公司提供的型號為LTNLH(R)—50,此型號熱泵的制熱量為187.8kw,制熱

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