別墅地源熱泵供暖設計的畢業(yè)設計

PAGE1別墅地源熱泵供暖設計目錄1地源熱泵系統(tǒng)原理簡述 11.1地源熱泵的定義 11.2地源熱泵的組成 11.3地源熱泵的原理 11.4地源熱泵的系統(tǒng) 32設計資料 42.1設計題目 42.2上海地區(qū)氣象參數(shù) 42.3室內空氣設計參數(shù) 42.4土建資料 52.4.1總建筑面積 52.4.2地理位置 52.4.3別墅的基本特點 53空調房間的冷濕負荷計算 83.1冷負荷計算方法——冷負荷系數(shù)法 83.1.1外墻和屋面瞬變傳熱引起的冷負荷 83.1.2外窗玻璃瞬變傳熱引起的冷負荷 83.1.3透過玻璃窗進入的日射得熱引起的冷負荷 83.1.4照明散熱引起的冷負荷 93.1.5人體散熱引起的冷負荷 93.1.6設備引起的冷負荷 103.1.7內圍護結構引起的冷負荷 103.2熱負荷計算說明 123.2.1通過圍護結構的基本耗熱量計算 123.2.2附加耗熱量計算公式 123.2.3通過門窗隙縫的冷風滲透耗熱量計算公式 123.2.4外門開啟沖入冷風耗熱量計算公式 133.3空調濕負荷 144空氣處理過程計算及設備選型 144.1空氣處理方案 144.1.1確定新風處理狀態(tài)： 154.1.2送風量的計算 164.1.3選擇風機盤管機組： 164.1.4風機盤管處理過程的校核計算： 164.2設備選型 164.2.1風機盤管選型 164.2.2主機選型 184.2.3新風機選型 185空調水系統(tǒng)設計 195.1冷凍水系統(tǒng)采用閉式循環(huán)，采用異程供水形式 195.1.1空調水系統(tǒng)設計應堅持的設計原則是： 195.1.2采用異程系統(tǒng) 205.2風管的設計及計算 205.2.1風機盤管系統(tǒng)的水力計算 205.2.2管道的防腐與保溫 225.3冷凝水排放系統(tǒng)設計 225.3.1冷凝水管布置 225.3.2冷凝水管管徑的確定 235.3.3冷凝水管保溫 236空調風系統(tǒng)的設計計算 246.1送風口和回風口的型式 246.1.1送風口 246.1.2回風口 246.2風管設計及計算 246.2.1風管設計規(guī)范 246.2.2風道管徑的確定 257地埋管換熱系統(tǒng)設計 277.1地埋管換熱系統(tǒng)設計步驟 277.2地質材料分析 277.3地埋管計算步驟 287.3.1建筑物冷熱負荷及冬夏季地下?lián)Q熱量計算 287.3.2垂直地埋管換熱器的設計計算 287.4地埋管壓力損失計算 307.5確定地下?lián)Q熱器的埋管形式 317.6確定管路連接方式 317.7選擇管材 327.8確定豎井埋管管長 327.9確定豎井數(shù)目 328地板輻射設計 338.1低溫熱水地板輻射簡介 338.2低溫熱水地板輻射采暖的特點 348.3低溫熱水地板輻射采暖管材及布置形式 348.4低溫熱水地板輻射設計 358.4.1供暖熱負荷計算 358.4.2埋管面積計算 358.5低溫地板輻射采暖的調試與運行 369輔助設備選型 379.1水泵的選擇 379.3膨脹水箱的選擇 3710地源熱泵技術性分析 3810.1地源熱泵系統(tǒng)介紹及其優(yōu)點 3810.2與風冷空調的比較 3910.3與變頻空調的比 4011經(jīng)濟性分析 4211.1分析依據(jù) 4211.2報價表 4211.3其他費用 4411.3.1勞務費 4411.3.2管理費 4411.3.3不可預見費 44結論 45參考文獻 46致謝 471地源熱泵系統(tǒng)原理簡述1.1地源熱泵的定義

地源熱泵系統(tǒng)是隨著全球性的能源危機和環(huán)境問題的出現(xiàn)而逐漸興起的一門熱泵技術。它是一種通輸入少量的高位能（如電），實現(xiàn)從淺層地能（土壤熱能、地下水中的低位熱能或地表水中的低位熱能）向高位熱能轉移的熱泵空調系統(tǒng)；它是一個廣義的術語，包括了使用土壤、地下水和地表水作為低位熱源（或熱匯）的熱泵空調系統(tǒng)，即以土壤為熱源和熱匯的熱泵系統(tǒng)稱之為土壤耦合熱泵系統(tǒng)，也稱地下埋管換熱器地源熱泵系統(tǒng)；以地下水為熱源和熱匯的熱泵系統(tǒng)稱之為地下水熱泵系統(tǒng)；以地表水為熱源和熱匯的熱泵系統(tǒng)稱之為地表水熱泵系統(tǒng)。1.2地源熱泵的組成

地源熱泵空調機組是一種水冷式的供冷/供熱機組。機組由封閉式壓縮機、同軸套管式水/制冷劑熱交換器、熱力膨脹閥（或毛細膨脹管）、四通換向閥、空氣側盤管、風機、空氣過濾器、安全控制等所組成。機組本身帶有一套可逆的制冷/制熱裝置，是一種可直接用于供冷/供熱的熱泵空調機組。1.3地源熱泵的原理

地源熱泵系統(tǒng)是一種由雙管路水系統(tǒng)連接起建筑物中的所有地源熱泵機組而構成的封閉環(huán)路的中央空調系統(tǒng)。渤海船舶職業(yè)學院（畢業(yè)論文）專用紙-PAGE50-圖1-1地源熱泵空調系統(tǒng)原理圖冬季，地源熱泵系統(tǒng)通過地埋管從大地收集自然界的熱量，而后由環(huán)路中的循環(huán)水把熱量帶到室內。再由室內的地源熱泵系統(tǒng)驅動的壓縮機和熱交換器把大地的能量集中，并以較高的溫度釋放到室內。夏季，此運行程序則相反，地源熱泵系統(tǒng)將從室內抽出的多余熱量排入環(huán)路而為大地所吸收，使房屋得到供冷。尤如電冰箱那樣，從冰箱內部抽出熱量并將它排出箱外使箱內保持低溫。

圖1-2熱交換示意圖1.4地源熱泵的系統(tǒng)系統(tǒng)是由下列部分所組成：模塊式地源熱泵機組、循環(huán)水泵、水管環(huán)路、水系統(tǒng)控制箱和室內溫控器等。

地源熱泵機組采用標準構件,需要時各部件的修配和更換很方便。因為設計簡單，并不需要高技術的操作工程人員的服務。唯一需要經(jīng)常保養(yǎng)的是空氣過濾網(wǎng)和凝結水盤的清潔。系統(tǒng)設計簡單，靈活、安裝快速。機組己在工廠組裝好并自帶溫度控制裝置，現(xiàn)場工作只是少量低壓風管、電氣連接裝置和不需要保溫的水管的連接。管道可采用鋼管、銅管或塑料管。維修方便快捷，機組結構堅固，壽命長久。熱泵機組的功率系數(shù)(COP)可達到5.0以上，即1千瓦電輸入，有5千瓦多冷量輸出的高效率2設計資料2.1設計題目上海地區(qū)600m2別墅地源熱泵中央空調系統(tǒng)設計2.2上海地區(qū)氣象參數(shù)東經(jīng)121.43北緯31.16夏季參數(shù)夏季大氣壓100530pa空調室外干球溫度34.00oC通風室外干球溫度32.00oC空調室外濕球溫度28.20oC空調室外日平均溫度30.40oC室外平均風速3.20m/s冬季參數(shù)冬季大氣壓102510.00pa冬季室外供暖計算干球溫度-2.00oC冬季通風計算溫度3.00oC冬季室外空調計算干球溫度-4.00oC空調相對濕度0.75室外平均風速3.10m/s最多風向平均風速3.80m/s地表面溫度地表面平均溫度17.00oC地表面最冷月平均溫度4.10oC地表面最熱月平均溫度30.40oC設計參數(shù)夏季設計溫度25oC相對濕度60%;冬季設計溫度（采暖熱負荷）20oC相對濕度60%2.3室內空氣設計參數(shù)表2-1設計參數(shù)表房間功能 夏季冬季 新風量噪聲級溫度/0C相對濕度/%溫度/0C相對濕度/%/m3/H客房 24~28 60~70 18~23 ≥40 15 ≤40餐廳 24~26 55~65 18~20 ≥40 15 ≤45健身房 24~28 50~60 20~21 ≥40 12 ≤48大廳 25-28 55~60 18 ≥40 20 ≤50走道 26~29 60~70 20~23 ≥40 10≤452.4土建資料2.4.1總建筑面積該別墅總建筑面積約為600㎡，空調面積為451㎡。2.4.2地理位置北緯31.16東經(jīng)121.43別墅共3層，地下室層高-3.0m，一層層高3.3m,二層層高3.0m。2.4.3別墅的基本特點⑴外墻結構及參數(shù)：墻體序號2，Ⅰ型墻，壁厚240κ=1.69kcal/(m2·h·℃)=1.97W/(m2·k)圖2-1外墻結構示意圖1水泥砂漿2磚墻3白灰粉刷⑵屋面構造及參數(shù)：《中央空調設計與施工》附表2(2)屋面序號3，加氣混凝土/泡沫混凝土，Ⅲ型，壁厚35mm，保溫層100mmκ=1.02kcal/(m2·h·℃)=1.19W/(m2·k)圖2-2屋頂構造示意圖①200水泥面磚(或鋼筋混凝土板)30mm②水泥砂漿20mm③卷材防水層，上嵌粗沙一層④水泥砂漿找平層20mm⑤保溫層⑥隔氣層⑦找平層20MM⑧現(xiàn)澆鋼筋混凝土屋面板⑨內粉刷⑶門窗結構及參數(shù)①內表面換熱系數(shù)=7.5kcal/(m2·h·℃)=8.7W/(m2·k)外表面換熱系數(shù)=18kcal/(m2·h·℃)=21.0W/(m2·k)由=21.0W/(m2·k)查《中央空調設計與施工》附表2（6）得外表面放熱系數(shù)修正值ka=0.97②此建筑所有窗均為單層5mm厚吸熱玻璃，采用金屬窗框，其遮擋系數(shù)為=0.78,窗的有效面積系數(shù)=0.75，活動百葉內遮陽的遮陽系數(shù)=0.60該層大面積玻璃窗均采用5mm厚白色吸熱玻璃幕墻；③外窗：3mm普通玻璃，鋁合金框單層窗，一般按外遮陽且配備淺色內窗簾考慮；單層塑鋼玻璃窗，傳熱系數(shù)3.65W/(m2·k)。3空調房間的冷濕負荷計算3.1冷負荷計算方法——冷負荷系數(shù)法3.1.1外墻和屋面瞬變傳熱引起的冷負荷在日射和室外氣溫綜合作用下，外墻和屋面瞬變傳熱引起的瞬時冷負荷CLτ（CL代表冷負荷，單位為W，角標τ代表計算的時刻），可用下列公式逐時計算：（2—1）式中—外墻或屋面的計算面積，查土建資料計算—墻或屋面的傳熱系數(shù)，可根據(jù)土建資料給出的外墻或屋面的結構及厚度按傳熱學公式計算，或在“負荷專刊”上查取?！覂仍O計溫度—外墻或屋面的冷負荷計算溫度逐時值，可在“負荷?？钡闹胁槿?，并對所設計的地點查修正值td加以修正。3.1.2外窗玻璃瞬變傳熱引起的冷負荷在室內外溫差作用下，外窗玻璃瞬變傳熱引起的瞬時冷負荷，可按與式（2-1）形式相同的公式計算，但式中部分變量代表的含義有所不同。式中—窗口面積—玻璃窗冷負荷計算溫度逐時值—窗玻璃的傳熱系數(shù)3.1.3透過玻璃窗進入的日射得熱引起的冷負荷透過無外遮陽玻璃窗的日射得熱引起的房間瞬時冷負荷按下式計算：（2—2）式中—外窗窗口面積，—窗的有效面積系數(shù)，W/m2—夏季1m2窗玻璃最大日射得熱量，可按設計地所處緯度帶和窗的朝向，在“負荷?？敝胁槿?。采用日射得熱量的最大值計算，是考慮最不利情況—窗玻璃的遮擋系數(shù)—窗內遮陽設施的遮陽系數(shù)—冷負荷系數(shù)，反映日射得熱與形成的冷負荷的轉化關系。按設計地位于北區(qū)還是南區(qū)（以北緯27o30′劃線），有無內遮陽和窗的朝向，在“負荷?？敝胁槿「麋婞c相應的冷負荷系數(shù)逐時值。3.1.4照明散熱引起的冷負荷室內照明設備的散熱是穩(wěn)定得熱，他由輻射和對流兩種成分組成。對流成分構成瞬時冷負荷，輻射成分形成滯后。在一般情況下，可近似認為照明設備的散熱量與其形成的冷負荷相等，即CL≈W。不同燈具的照明散熱量的計算式為白熾燈W=1000N熒光燈W=1000Nn1n2式中N—照明燈具額定功率（kW）n1—熒光燈鎮(zhèn)流器的消耗功率系數(shù)。明裝熒光燈的鎮(zhèn)流器裝設在空調房間內時取n1=1.2；暗裝熒光燈的鎮(zhèn)流器裝設在頂棚內時取n1=1.0。本設計取n1=1.0。n2—燈罩的隔熱系數(shù)，當熒光燈罩上部穿有小孔（下部為玻璃板），可利用自然通風散熱于頂棚內時，取n2=0.5--0.6；熒光燈罩無通風孔時，可視頂棚內通風情況取n2=0.6--0.8。本設計取n2=0.6。3.1.5人體散熱引起的冷負荷人體散熱量中，一般情況下輻射成分占40%，對流成分占20%，其余40%為隨汗液蒸發(fā)散出的潛熱。人體散熱量中的潛熱成分及顯熱中的對流成分可構成瞬時冷負荷，而顯熱中的輻射成分則形成滯后負荷。因此，需分別計算人體顯熱散熱引起的冷負荷和人體潛熱散熱引起的冷負荷，并且應引入冷負荷系數(shù)來計算人體顯熱散熱引起的冷負荷。人體顯熱散熱引起的冷負荷。其計算公式如下：式中—一個成年男子的顯熱散熱量（W）—房間額定人數(shù)—群集系數(shù)—人體顯熱散熱冷負荷系數(shù)2．人體潛熱散熱引起的冷負荷。其計算公式如下：式中—一個成年男子的潛熱散熱量（W）—房間的額定人數(shù)—群集系數(shù)3.1.6設備引起的冷負荷設備及用具散熱形成冷負荷式中：—設備和用具的實際顯熱散熱量，W；—設備和用具顯熱散熱冷負荷系數(shù)，分別可由[8]表4-5和[8]表4-6中查出有罩和無罩情況下的逐時值；如果空調供冷系統(tǒng)不連續(xù)運行，則=1.0。電熱、電動設備散熱量的計算公式:熱設備散熱量動機和工藝設備均在空調房間內的散熱量只有電動機在空調房間內的散熱量只有工藝設備在空調房間內的散熱量式中：—設備的總安裝功率，kW；—電動機的功率；—同時使用系數(shù)，一般可取0.5～1.0；—利用系數(shù)，一般可取0.7～0.9；—小時平均實耗功率與設計最大功率之比，一般可取0.5左右；—通風保溫系數(shù)；—輸入功率系數(shù)；3.1.7內圍護結構引起的冷負荷通過空調房間內窗、隔墻、樓板或內門等內圍護結構的溫差傳熱負荷式中：K—傳熱系數(shù)，；F—傳熱面積;；—鄰室計算平均溫度，℃,；—夏季空氣調節(jié)室外計算日平均溫度,℃；—鄰室計算平均溫度與夏季空氣調節(jié)室外計算日平均溫度的差值，宜按[5]表6.2.4采用，℃；—夏季空氣調節(jié)室內計算溫度,℃。表3－1冷負荷匯總樓層區(qū)域名稱空調面積∕m2最大冷負荷∕w地下室家庭影院39.806025書房20.593496休息室15.222719桌球區(qū)/兒童娛樂室40.796710客房14.952304樓道264444洗衣房15.632175一層門廳26.785496客廳41.749075餐廳15.323434家庭室20.594481西廚24.854698書房12.642764臥室14.432819二層主臥室255465主衛(wèi)/化妝25.564636男孩房13.72902女孩房15.63472走廊15.683396更衣室26.34774總計451.1785285注：詳細冷負荷明細表見附表1（紅葉軟件所出的負荷計算書1）。3.2熱負荷計算說明3.2.1通過圍護結構的基本耗熱量計算通過圍護結構的基本耗熱量計算公式式中：—基本耗熱量；K—傳熱系數(shù)；F—傳熱面積；—室內空氣計算溫度；—室外供暖計算溫度；—溫差修正系數(shù)；3.2.2附加耗熱量計算公式式中：—考慮各項附加后，某圍護的耗熱量；—某圍護的基本耗熱量；—朝向修正；由[5]P19頁中查取?！L力修正；[5]中規(guī)定：在一般情況下，不必考慮風力附加，所以這里取=0?！叨雀郊?；[5]中規(guī)定：民用建筑和工業(yè)輔助建筑物（樓梯間除外）的高度附加率，當房間高度大于4M時，每高出1M應附加2%，這里房間層高為3.2M，所以=0。3.2.3通過門窗隙縫的冷風滲透耗熱量計算公式式中：—通過門窗隙縫的冷風滲透耗熱量；—空氣的定壓比容，=1kj/(kg.℃)—室外溫度下空氣密度；式中：—滲透空氣體積流量；—房間某朝向上的門窗縫隙長度；L—每m門窗縫隙的基準縫隙長度進入室內空氣量，根據(jù)冬季室外平均風速查[7]表1-7； —門窗縫隙的滲透空氣量的朝向修正系數(shù)；可從。3.2.4外門開啟沖入冷風耗熱量計算公式式中：—通過外門冷風侵入耗熱量；—外門的基本耗熱量；N—考慮冷風侵入的外門附加。表3－2熱負荷匯總樓層區(qū)域名稱空調面積∕m2熱負荷∕w地下室家庭影院39.803723書房20.592380休息室15.221809桌球區(qū)/兒童娛樂室40.794001客房14.951275樓道262453洗衣房15.632396一層門廳26.782825客廳41.744196餐廳15.32663家庭室20.591783西廚24.854698書房12.642148臥室14.432237二層主臥室253707主衛(wèi)/化妝25.562637男孩房13.73287女孩房15.62962走廊15.681586更衣室26.34167總計451.1754933注：詳細熱負荷明細表見附表2（紅葉軟件所出的負荷計算書2）。3.3空調濕負荷對于保持正壓得空調房間，只需計算室內濕源每小時散入室內的濕量。本大廈屬普通舒適性空調，故只需考慮人體的散濕量。式中——室內額定人數(shù)——群集系數(shù)——散濕量4空氣處理過程計算及設備選型4.1空氣處理方案此次設計采用工程中最常用的將新風處理至室內空氣焓值，并直接供入房間的方案，其夏季供冷設計工況下的空氣處理過程可簡示為：圖4-1風機盤管加獨立新風系統(tǒng)示意圖及空調過程4.1.1確定新風處理狀態(tài)：在空氣的圖上，根據(jù)設計地室外的夏季空調計算干球溫度和濕球溫度，確定新風狀態(tài)點W,查出新風的焓；根據(jù)室內空氣的設計溫度和相對濕度φN，確定回風狀態(tài)點N（即室內空氣設計狀態(tài)點），查出回風的焓。風機盤管加新風空調系統(tǒng)的新風，通常采用新風機先預作處理。夏季新風機預冷新風時，如上圖所示，一般做法是將新風處理到狀態(tài)點L(W)，使處理后新風的焓等于室內空氣設計狀態(tài)的焓。然后經(jīng)新風送風管送入空調房間。這樣送入房間的新風就不負擔室內的全熱冷負荷。4.1.2送風量的計算在圖上確定室內空氣設計狀態(tài)點和送風狀態(tài)點后，就可以查出這兩點的焓值和含濕量。（）和（）是送風狀態(tài)為的（）kg濕空氣送入房間后變至狀態(tài)時可吸收的余熱和余濕。由于很小，工程上可忽略，于是，要吸收余熱和余濕所需的送風量(kg/h)為或體積流量(m3∕h)算出送風量后，校核空調房間的換氣系數(shù)是否符合“設計規(guī)范”的規(guī)定。每小時空調房間的換氣次數(shù)n,是房間送風量與房間體積的比值，即房間設計狀態(tài)N及余熱Q，余濕W和ε線均已知，過N點做作ε線與90%濕度線相交，即可得風機盤管在最大送風溫差下的送風狀態(tài)O，于是房間總送風量G可由G=Q/（）這一關系求得。4.1.3選擇風機盤管機組：根據(jù)考慮一定安全裕量后的機組所需的風量，冷量值，結合建筑裝修所能提供的安裝條件，即可確定風機盤管的種類，臺數(shù)，并初定其型號與規(guī)格。4.1.4風機盤管處理過程的校核計算：所選設備在與設計狀態(tài)相同的條件下所得的焓差應大于設計時的焓差，否則應重新選型。4.2設備選型4.2.1風機盤管選型根據(jù)房間所需冷量及風量選擇清華同方的風機盤管（表4-1），各房間選擇風機盤管如表4-2所示。表4-1風機盤管（換熱器三排管）型號供冷量∕W供熱量∕W水流量∕Kg/h風量∕m3/h電機功率∕W尺寸∕mm長*寬*高進出水管徑∕mmFP-51WA2647440052356457860*493*230DN20FP-68WA3276531061975171930*493*230DN20FP-85WA41026551775801851060*493*230DN20FP-102WA498581089539621071150*493*230DN20FP-136WA673310728125812821541430*493*230DN20注：供冷工況參數(shù)，進口空氣干球溫度27oC，濕球溫度19.5oC，進水溫度7oC，水溫差5oC。供熱工況參數(shù)，進口空氣干球溫度21oC，進水溫度60oC,熱水流量同供冷工況。表4-2房間風機盤管選型匯總表樓層區(qū)域名稱空調面積∕m2最大冷負∕荷w空調型號空調冷負荷∕W數(shù)量∕臺地下室家庭影院39.806025FP-136WA67331書房20.593496FP-68WA32761休息室15.222719FP-51WA26471桌球區(qū)/兒童娛樂室40.796710FP-136WA67331客房14.952304FP-51WA26471樓道264444FP-85WA41021洗衣房15.632175FP-51WA26471一層門廳26.785496FP-136WA67331客廳41.749075FP-102WA49852餐廳15.323434FP-68WA32761家庭室20.594481FP-102WA49851西廚24.854698FP-102WA49851書房12.642764FP-51WA26471臥室14.432819FP-68WA32761二層主臥室255465FP-136WA67331主衛(wèi)/化妝25.564636FP-102WA49851男孩房13.72902FP-68WA32761女孩房15.63472FP-85WA41021走廊15.683396FP-68WA32761更衣室26.34774FP-102WA49851總計451.178528587029214.2.2主機選型本設計冷負荷為87029W,熱負荷為54933W，冷負荷顯然比熱負荷大得多，所以根據(jù)房間總冷負荷選擇清華同方的水源熱泵機組。表4-3主機選型主機選型數(shù)量單臺制冷量∕kW總制冷量∕kW單臺制熱量∕kW源水水流量∕m3/h負載水流量∕m3/hHSSWR-13(D)E111.511.5HSSWR-30(S)E228.757.426.46.5*24.9*2小計368.963.115.611.8注：制冷時，水源側進出水溫度為25.0℃∕30.0℃，用戶側進出水溫度為12.0℃∕7.0℃；制熱時，水源側進出水溫度為0.0℃∕-3.0℃，用戶側進出水溫度為40.04.2.3新風機選型本設計采用風機盤管加獨立全熱交換新風機，根據(jù)各房間所需新風量，各樓層各選用一臺吊頂式全熱交換新風機，選型如表4-4所示。表4－4全熱交換新風機（吊頂式）注：運轉范圍為-15oC型號風量∕m3/h機外靜壓∕Pa尺寸高*寬*深∕mmVAM150GMVE15095278*551*810VAM250GMVE25050278*551*810VAM350GMVE350110306*800*879VAM500GMVE50070306*800*879VAM800GMVE800100387*832*1110—50o。表4－5全熱交換新風機選型匯總表樓層區(qū)域名稱空調面積/m2新風量/m3/h各樓層總新風量/m3/h新風機選型數(shù)量/臺地下室家庭影院39.80120475VAM500GMVE1書房20.5930休息室15.2260桌球區(qū)/兒童娛樂室40.79120客房14.9545樓道2660洗衣房15.6340一層門廳26.7860450VAM500GMVE1客廳41.74120餐廳15.3275家庭室20.5960西廚24.8560書房12.6430臥室14.4345二層主臥室2575270VAM350GMVE1化妝室16.5645男孩房13.745女孩房15.645走廊15.6860總計442.17124035空調水系統(tǒng)設計5.1冷凍水系統(tǒng)采用閉式循環(huán)，采用異程供水形式5.1.1空調水系統(tǒng)設計應堅持的設計原則是：力求水力平衡；防止大流量小溫差；水輸送系數(shù)要符合規(guī)范要求；變流量系統(tǒng)宜采用變頻調節(jié)；要處理好水系統(tǒng)的膨脹與排氣；要解決好水處理與水過濾；要注意管網(wǎng)的保冷與保暖效果。5.1.2采用異程系統(tǒng)空調供冷、供暖水系統(tǒng)的設計，應符合各個環(huán)路之間的水力平衡要求。對壓差相差懸殊的高阻力環(huán)路，應設置二次循環(huán)泵。各環(huán)路應設置平衡閥或分流三通等平衡裝置。一般情況下如管道豎井面積允許時，應盡量采用管道豎向同程式，這樣的設計易于保持環(huán)路的水力穩(wěn)定性；但初投資會有所增加。這次設計中的管道系統(tǒng)比較簡單，為了節(jié)約成本，采用了異程系統(tǒng)，設計中各層支路間的壓力平衡可以用平衡閥來進行自動調節(jié)。5.2風管的設計及計算5.2.1風機盤管系統(tǒng)的水力計算首先根據(jù)冷負荷來確定管道的流量，G=kg/s，然后根據(jù)冷凍水流量,查表5-3(P86)[流量與管徑關系]根據(jù)流量來選擇管徑,選用管道，由v=4q/(πd)求出流速。由樣本可知，各支管配管管徑為DN20。圖5-1冷水供回管線連接示意圖表5－1冷凍水供回水管路管徑選擇管段編號流量(kg/h)管徑（mm)流速（m/s）管長（m）比摩阻（Pa/m）沿程阻力（Pa）C-5619250.355.583.75460.64C-41394320.4813.2108.80348.17C-32013400.4454.171.96295.03C-14224500.5983.392.35304.77C-2619250.356.883.75569.511-C4843630.4323.739.05144.49B-14523250.2966.762.11416.13B-13619250.351.783.75142.38B-121142320.3943.576.39267.35B-11953250.5394.2180.07756.3B-92095400.4633.577.24270.34B-10953250.5391.5180.07270.11B-43048500.4312.651.77134.6B-8953250.5392.8180.07504.2B-7953250.5392.4180.07432.17B-6619250.352.483.75201B-51906320.6583.6189.61682.6B-32525400.5581.2107.62129.14B-15573630.4933.049.52148.57B-21258250.7123.7294.691090.361-B6831630.6095.471.88388.17A-7523250.2962.362.11142.85A-61298320.4482.295.87210.91A-51821400.4035.860.24349.37A-43079500.4365.152.71268.8A-31142320.3941.076.3976.39A-14221630.3761.630.648.96A-21258250.7123.5294.691031.421-A5479630.4882.848.61管道的防腐與保溫冷水系統(tǒng)所有供水管和回水管都應保溫，且在敷保溫層前，先刷紅丹防銹漆兩道。為隔輻射熱，保溫材料表面應用帶網(wǎng)格線鋁箔貼面。制冷機房或戶外的冷水管道在保溫后應外包保護層，即包裹油氈玻璃絲布或涂抹石棉水泥保護殼。注意，采用玻璃棉或礦渣棉制的管殼保溫時，只宜使用油氈玻璃絲布作保護層。冷水管保溫層厚度可參考表5-2選用。表5-2保溫層厚度選用參考表冷水管公稱直徑DN（mm）≤3240～6580～150200～300＞300保溫層厚度（mm）聚苯乙烯40～4545～5055～6060～6570玻璃棉3540455050發(fā)泡橡膠699995.3冷凝水排放系統(tǒng)設計5.3.1冷凝水管布置當空調器鄰近處有下水管或地溝時，可用冷凝水管將空調器接水盤所接的凝結水排放至鄰近的下水管中或地溝中。若相鄰的多臺空調器距下水管或地溝較遠，需用冷凝水管將各臺空調器的冷凝水支管和下水管或地溝連接起來。5.3.2冷凝水管管徑的確定直接和空調器接水盤連接的冷凝水支管的管徑應與接水盤皆管管徑一致。冷凝干管的管徑可依據(jù)與該管段連接的空調器的總冷量按表4-4建議值選定。表5-4冷凝水干管管徑選擇干管承擔冷量∕KW干管公稱直徑DN∕mm干管承擔冷量∕KW干管公稱直徑DN∕mm≤77.1～17.617.7～100101～17620253240177～598599～10551056～151250801005.3.3冷凝水管保溫所有冷凝水管（無論是水平還是立管）都應保溫，以防冷凝水管溫度低于局部空氣露點溫度時，其表面結露滴水。采用帶有網(wǎng)格線鋁箔貼面的玻璃棉保溫時，保溫層厚度可取25mm。6空調風系統(tǒng)的設計計算6.1送風口和回風口的型式6.1.1送風口在風機盤管加新風系統(tǒng)中，采用側送風，用百葉型送風口。6.1.2回風口回風口附近氣流速度衰減迅速，對室內氣流的影響不大，因而回風口的構造比較簡單，類型也不多，多采用固定百葉型，并要有調節(jié)風量的裝置?；仫L口的吸風速度：回風口位于房間上部時，吸風速度取4.0～5.0m/s；回風口位于房間下部時，若不靠近人經(jīng)常停留的地點，取3.0～4.0m/s，若靠近人經(jīng)常停留的地點，取1.5～2.0m/s；若用于走廊回風，取1.06.2風管設計及計算6.2.1風管設計規(guī)范表6-1空調系統(tǒng)中的空氣流速風速部位推薦風速最大風速居住公共居住公共主風道3.5～4.55～6.54～65.5～8水平支風道3.03～4.53.5～44～6.5垂直支風道2.53～4.53.25～44～6送風口1～21.5～3.52～33～5根據(jù)給定風量和選定流速，計算管道斷面尺寸a×b(或管徑D)，并使其符合通風管道的統(tǒng)一規(guī)格。再用規(guī)格化了的斷面尺寸及風量，算出風道內實際流速。根據(jù)風量L或實際流速V和斷面當量直徑D，查圖得到單位長度摩擦阻力Rm。3.計算各段的局部阻力。4.計算各段的總阻力5.檢查并聯(lián)管路的阻力平衡情況6.2.2風道管徑的確定圖6-1地下室新風管道示意圖表6-2管段參數(shù)管段長度m尺寸mm×mm實際流速m/s摩擦阻力Pa局部阻力Paa—11.3500×1002.640.5960.78a—21.6200×751.570.4090.65a—30.585×552.671.9130.96a—44.985×552.381.5577.63a—52.9375×1002.740.6821.98a—61.6275×1002.220.5160.83a—75.6200×752.781.1056.19a—84.6150×554.043.12513.44a—94.385×551.780.9454.06阻力校核：最不利環(huán)路總阻力=36.52<70符合要求。圖6-2一層新風管道示意圖表6-3管段參數(shù)管段長度m尺寸mm×mm實際流速m/s摩擦阻力Pa局部阻力Pab—11.6500×1002.420.5100.82b—21.0200×751.390.3290.33b—31.185×552.671.9132.10b—44.585×551.780.9454.25b—52.2375×1002.670.6501.43b—61.1250×753.561.5941.75b—77.5200×752.220.7475.6b—83.185×553.573.1669.81b—91.885×553.573.1665.7阻力校核：最不利環(huán)路總阻力=31.79<70符合要求。圖6-3二層新風管道示意圖表6-4管段參數(shù)管段長度m尺寸mm×mm實際流速m/s摩擦阻力Pa局部阻力Pac—11.9275×1002.730.7411.41c—23.185×552.671.9135.93c—30.685×552.671.9131.15c—42.6250×752.670.9592.49c—51.285×553.573.1663.8c—64.1200×752.220.7473.06c—71.185×554.464.6885.16c—82.885×552.671.9135.36阻力校核：最不利環(huán)路總阻力=28.36<110符合要求。7地埋管換熱系統(tǒng)設計土壤是熱泵良好的熱源，并有一定程度的蓄能作用，夏儲冬用達到能量平衡。按照土壤多維不穩(wěn)定傳熱特性，土壤的熱物性參數(shù)隨著地理位置、地質條件、季節(jié)變化而異，因此計算設計地埋管換熱系統(tǒng)應因地制宜。7.1地埋管換熱系統(tǒng)設計步驟本工程采用豎直地埋管換熱系統(tǒng)，按照國標GB50366-2005《地源熱泵系統(tǒng)工程技術規(guī)范》要求及國際地源熱泵協(xié)會慣例，其設計步驟如下：收集項目地相關地質資料和建筑物資料；根據(jù)建筑物負荷和地質狀況確定室外換熱系統(tǒng)換熱方式；根據(jù)建筑物負荷情況和設備選型情況計算全系統(tǒng)最大釋熱量和最大吸熱量；進行工程地質勘察，測定土壤熱物性并根據(jù)測試結果進行地埋管長度計算；通過模擬運行軟件進行模擬運算，觀察在全周期內巖土熱量是否平衡，溫度是否有較大變化。如出入較大需重新計算地埋管長度；根據(jù)循環(huán)液種類、水井深度和系統(tǒng)的管道布置及長度進行水力計算；循環(huán)水泵及其它輔助設備的選型、設計；根據(jù)系統(tǒng)形式進行自動控制系統(tǒng)設計。7.2地質材料分析本工程位于上海長寧區(qū)，根據(jù)我公司以往案例經(jīng)驗及對周邊建筑物的工程地質了解上海地區(qū)80米土壤垂直分布基本上可劃分為4層：粘土層、淤泥層、粉質粘土層和粉沙層。該地區(qū)土層較軟且厚度大，濕度以濕、飽和為主，含水層主要為第四系孔隙承壓水層，如在粉砂、礫砂，中砂層，水質為淡水。本區(qū)域土壤傳導率為1.5W/m.k左右。本工程空調冷負荷87.029KW，熱負荷54.933KW；本工程地下?lián)Q熱器設計夏季制冷進出水為30/35℃，冬季制熱進出水為15/10℃；采用豎直地埋管形式。7.3地埋管計算步驟7.3.1建筑物冷熱負荷及冬夏季地下?lián)Q熱量計算建筑物冷熱負荷計算與常規(guī)空調系統(tǒng)冷熱負荷計算方法相同，可參考有關空調系統(tǒng)設計手冊，在此不再贅述。冬夏季地下?lián)Q熱量分別是指夏季向土壤排放的熱量和冬季從土壤吸收的熱量。可以由下述公式計算：式中Q1—夏季向土壤排放的熱量，kWQ1—夏季設計總冷負荷，kW制冷取68.9KWQ2＇—冬季從土壤吸收的熱量，kWQ2—冬季設計總熱負荷，kW制熱取63.1KWCOP1—設計工況下水源熱泵機組的制冷系數(shù)COP2—設計工況下水源熱泵機組的供熱系數(shù)一般地，水源熱泵機組的產(chǎn)品樣本中都給出不同進出水溫度下的制冷量、制熱量以及制冷系數(shù)、供熱系數(shù)，計算時應從樣本中選用設計工況下的COP1、COP2。根據(jù)空調負荷Q1=68.9KW，Q2=63.1KW，COP1=4.57，COP2=4.86，得出Q1＇=83.98，Q2＇=50.12KW。7.3.2垂直地埋管換熱器的設計計算垂直地埋管換熱器的設計計算垂直地埋管換熱器的設計計算宜按以下方法進行計算。垂直地埋管換熱器計算的基礎是單個鉆孔的傳熱分析。在多個鉆孔的情況下，可在單孔的基礎上運用疊加原理加以擴展。1、流體至管道內壁的對流換熱熱阻2、U形埋管的管壁熱阻 3、鉆孔封井材料的熱阻 4、地層熱阻，即從孔壁到無窮遠處的熱阻由N個平行鉆孔（U型管）組成集群的地熱換熱器的地層熱阻短期連續(xù)脈沖負荷引起的附加熱阻對于時間很長的情況，考慮深度方向的傳熱為穩(wěn)定狀態(tài)下的地層熱阻可用于確定垂直地埋管換熱器長度的工程設計計算公式為制冷工況供熱工況運行份額是考慮熱泵間歇運行的影響，供熱運行份額Fh＝一個供熱季中熱泵的運行小時數(shù)/（一個供熱季天數(shù)×24）制冷運行份額Fc＝一個制冷季中熱泵的運行小時數(shù)/（一個制冷季天數(shù)×24）或當運行時間τ取作一個月時供熱運行份額Fh＝最冷月份運行小時數(shù)/（最冷月份天數(shù)×24）制冷運行份額Fc＝最熱月份運行小時數(shù)/（最熱月份天數(shù)×24）式中：下標c,h分別表示制冷工況和供熱工況。L-地熱換熱器所需的鉆井總長度（m）；Qc,Qh—分別是熱泵的額定冷熱負荷（kW）；COP—熱泵的性能系數(shù)，由熱泵生產(chǎn)廠家提供；H—流體至管道內壁的對流換熱系數(shù)（W/m2℃rb—鉆孔的半徑，（m）；ks和a—地層的平均導熱系數(shù)（W/m.k）和熱擴散率m2/s；τ—運行時間，s；xI：—第i個鉆孔與所考慮的鉆孔之間的距離，（m）；τp（s）—短期脈沖負荷連續(xù)運行的時間，例如8小時；di—U形埋管的內徑，（m）；do—U形埋管的外徑，（m）；db—鉆孔的直徑，（m）；de—U形埋管的當量直徑；kp—U型管導熱系數(shù)，（W/m.k）；kb—灌漿材料導熱系數(shù)，（W/m.k）；H—鉆孔深度，（m）；I—指數(shù)積分：t∞—地熱換熱器中循環(huán)液的設計平均溫度通?？蛇x為tmax=37℃，tmin=-2～5表7-1幾種典型土壤和巖石的熱物性k導熱系數(shù)W/（m·K）a擴散率10－6mρ密度kg/m3c熱容量kJ/（kg·K）花崗巖3.51.333330.84大理石2.41.0329170.84致密濕土1.30.6521830.88致密干土0.90.5220830.84輕質濕土0.90.5216671.05輕質干土0.350.2815000.847.4地埋管壓力損失計算地埋管壓力損失宜按以下方法進行計算。確定流量G（m3/h），公稱直徑和流體特性。根據(jù)公稱直徑，確定管子的內徑dj（m）。計算管子的斷面面積A（m2）：A＝計算流速v（m/s）：計算管內流體的雷諾數(shù)（Re），Re應該大于2300以確保紊流：計算單位管長的摩擦阻力Pd（Pa/m）Pd=0.158×ρ0.75×μ0.25×dj－1.25×v1.75PY=Pd×L式中：PY：計算管段的沿程阻力損失，Pa；L：計算管段的長度，m。計算管段的局部阻力Pj（Pa）Pj=Pd×Lj式中Lj：計算管段中局部阻力的當量長度，m。計算管段的總阻力PZ（Pa）PZ=PY+Pj7.5確定地下?lián)Q熱器的埋管形式目前地源熱泵地下埋管換熱器的埋管形式主要有兩種，豎直埋管和水平埋管。這兩種埋管型式各有自身的特點和應用環(huán)境,選用哪種方式主要取決于場地大小，當?shù)貛r土類型及挖掘成本。由于水平管埋深較淺，其埋管換熱器性能不如垂直埋管，而且施工時，占用場地大，淺埋水平管受地面溫度影響大，因此適用于單季使用的情況（如歐洲只用于冬季供暖和生活熱水供應），對冬夏冷暖聯(lián)供系統(tǒng)使用者很少。而且對垂直埋管系統(tǒng),在中國采用豎直埋管更顯示出其優(yōu)越性：節(jié)約用地面積，換熱性能好,所以這里準備采用垂直埋管系統(tǒng)。在各種豎直埋管換熱器中，目前應用最為廣泛的是單U型管。所以，本次設計采用的是豎直單U型管地下?lián)Q熱器。同時，為保持各環(huán)路之間的水力平衡,采用同程式系統(tǒng)。7.6確定管路連接方式地下?lián)Q熱器管路連接方式有串聯(lián)和并聯(lián)兩種。采用何種方式，主要取決于安裝成本及運行費用。對豎直埋管系統(tǒng)，并聯(lián)方式的初投資及運行費均較經(jīng)濟。故本設計的地下?lián)Q熱器采用U型管并聯(lián)系統(tǒng)。7.7選擇管材一般來講，一旦將換熱器埋入地下后，基本不可能進行維修或更換，這就要求保證埋入地下管材的化學性質穩(wěn)定并且耐腐蝕。常規(guī)空調系統(tǒng)中使用的金屬管材在這方面存在嚴重不足，且需要埋入地下的管道的數(shù)量較多，應該優(yōu)先考慮使用價格較低的管材。所以，土壤源熱泵系統(tǒng)中一般采用塑料管材。目前最常用的是聚乙烯（PE）和聚丁烯（PB）管材，它們可以彎曲或熱熔形成更牢固的形狀，可以保證使用50年以上；而PVC管材由于不易彎曲，接頭處耐壓能力差，容易導致泄漏，因此，不推薦用于地下埋管系統(tǒng)。在實際工程中確定管徑必須滿足兩個要求：（1）管道要大到足夠保持最小輸送功率；（2）管道要小到足夠使管道內保持紊流以保證流體與管道內壁之間的傳熱。顯然，上述兩個要求相互矛盾，需要綜合考慮。一般并聯(lián)環(huán)路用小管徑，集管用大管徑，地下熱交換器埋管常用管徑有20mm、25mm、32mm、40mm、50mm，管內流速控制在1.22m/s以下,對更大管徑的管道，管內流速控制在2.44m/s以下或一般把各管段壓力損失控制在4mH20/100m當量長度以下。本設計選取聚乙烯（PE）管，管徑選取DN32mm。7.8確定豎井埋管管長地下熱交換器長度的確定除了已確定的系統(tǒng)布置和管材外，還需要有當?shù)氐耐寥兰夹g資料，如地下溫度、傳熱系數(shù)等。根據(jù)理論計算很繁瑣，并且部分數(shù)據(jù)不易獲得。在實際工程中，可以利用管材“換熱能力”來計算管長。換熱能力即單位垂直埋管深度或單位管長的換熱量，一般垂直埋管為50～80W/m(井深)，或25～40W/m(管長)，水平埋管為20～40W/m（管長）左右。設計時可取換熱能力的下限值，即25W/m（管長），具體計算公式如下：L=Q1＇x1000/25其中L—豎井埋管總長，mQ1＇—夏季向土壤排放的熱量，kW分母“25”是夏季每m管長散熱量，得L=3359.2米7.9確定豎井數(shù)目豎井深度多數(shù)采用50～100m，本工程豎井深度為80米，代入下式計算豎井數(shù)目:N=L/(2xH)其中N—豎井總數(shù)，個L—豎井埋管總長，mH—豎井深度，m分母“2”是考慮到豎井內埋管管長約等于豎井深度的2N=L/(2xH)=3359.2/(2x80)=20.995同時考慮安全系數(shù)，本工程設計21個完全能滿足要求。豎井間距：工程較小，埋管單排布置，地源熱泵間歇運行，埋管間距可取3.0m；工程較大，埋管多排布置，地源熱泵間歇運行，建議取間距4.5m；若連續(xù)運行（或停機時間較少）建議取5～6m。本工程管間距取4m。8地板輻射設計8.1低溫熱水地板輻射簡介隨著居住條件的不斷改善，人們對室內采暖的要求也提出了新的要求。而地板輻射供暖,無疑是熱舒適度最好的一種供暖方式。低溫熱水地板輻射采暖是一種利用建筑物內部地面進行采暖的系統(tǒng)。將塑料管敷設在樓面現(xiàn)澆砼層內，熱水溫度不超過70℃8.2低溫熱水地板輻射采暖的特點低溫熱水地板輻射采暖節(jié)省燃料，電力消耗低，是最經(jīng)濟的供暖設備，其優(yōu)點如下：⑴舒適、衛(wèi)生、保健。輻射散熱是最舒適的采暖方式，室內地面溫度均勻，室溫自下而上逐漸遞減，給人以腳暖頭涼的良好感覺，符合“溫足涼頂”的中醫(yī)健身理論，能改善人體血液循環(huán)，促進新陳代謝，同時，這種方法不易造成潮濕空氣對流，使得室內十分潔凈衛(wèi)生，改善了家居環(huán)境。⑵美觀，不占使用面積。室內各種管線均可鋪設在地暖結構層中，室內取消了散熱器的立、支管。這不但增加了使用面積，而且房間可以任意分隔，便于裝修和家具布置。

⑶保溫隔音，熱穩(wěn)定性好。由于地暖特殊的地面構造，上下層不采暖時，中間層的采暖效果幾乎不受影響，且可以大大減少上層對下層的噪音干擾；由于地面層及混凝土層蓄熱量大，因此在間歇供暖的情況下，室內溫度變化緩慢，熱穩(wěn)定性好。

⑷高效節(jié)能，運行費用低。地暖系統(tǒng)可利用余熱水，在建立同樣舒適條件的前提下，室內設計溫度的能耗可以比其它形式采暖降低2%～3%，提高了熱效率；該系統(tǒng)使熱量集中在人體受益的高度內，熱媒低溫傳遞（供水溫度為45℃，回水溫度為40℃8.3低溫熱水地板輻射采暖管材及布置形式圖8－1幾種加熱管的布置形式加熱管的布置形式應根據(jù)房間形式合理確定，不能一概而論。常用的形式有回折形、平行型和雙平行型（如圖8-1）?；卣坌魏碗p平行型地面溫度場均勻，適應性好；平行型有溫度梯度，適合于進深大的窄長形房間以及在外邊區(qū)獨立設置。加熱管布置的基本原則有兩條：一是保證地面溫度均勻;二是高溫度管段優(yōu)先布置在外墻、外門、外窗的外邊界區(qū)縮小管間距以增加散熱量。地板輻射采暖常用的管材有鋼管、銅管和塑料管。由于塑料管具有無接頭、容易彎曲、易于施工等優(yōu)點，因此工程中經(jīng)常選用塑料管。水系統(tǒng)地板輻射供暖多采用以下幾種管材：鋁塑管材（XPAP）、聚乙烯管材（PE-RT）、聚丁烯管材（PB）、無規(guī)共聚聚丙烯管材（PP-R）,具有抗老化、耐腐蝕、不結垢、承壓高、無環(huán)境污染、不易滲漏、水阻力及膨脹系數(shù)小等特點，在50℃埋管時的管徑（按歐標）通常在10mm～25mm。管徑小的優(yōu)點是換熱效率高；缺點是管內流速增加時，阻力增大，水泵揚程加大。埋管間的管間距與地板面積有關，一般取150mm。實驗結果表明，管間距L=75mm，冷卻能力增加12％～19％。L＝300mm故此次設計中，結合臥室一的實際情況，在這里選用雙平行型的地板輻射形式；選擇聚乙烯管材（PE-RT），DN20；埋管間距180-200mm8.4低溫熱水地板輻射設計8.4.1供暖熱負荷計算應按《采暖通風及空氣調節(jié)設計規(guī)范》的有關規(guī)定，進行房間供暖熱負荷計算。但與常規(guī)對流式供暖方式熱負荷計算有以下區(qū)別：（a）不計算敷設有加熱管道地面的供暖熱負荷。（b）供暖熱負荷計算宜將室內計算溫度降低2℃，或取常規(guī)對流式供暖方式計算供暖熱負荷的90～8.4.2埋管面積計算由公式：式中：Q―是室內負荷，單位W；―單位面積地板向房間的有效散熱量，單位；由《低溫熱水地板輻射采暖工程技術規(guī)程》附表1查得=141A―是地板輻射所需埋管面積，單位；即所需埋管面積為389.6。如果用地板輻射在夏季供冷，地板有可能會出現(xiàn)結露現(xiàn)象，所以在夏季時用風機盤管來供冷。8.5低溫地板輻射采暖的調試與運行供熱支管后的分配器竣工驗收后，應對整個供水環(huán)路水溫及水力平衡進行調試。采暖向地板供水時，應選用預熱方式，供熱水溫不得驟然升高，初始供水溫度應為20℃～25℃，保持3天，然后以最高設計溫度保持4天，并以≤50℃水溫正常運行。

地板輻射采暖系統(tǒng)的許多優(yōu)點是散熱器采暖無法比擬的，其不足之處，如可維修性較小等，但可隨著施工隊伍素質的提高及活地面的研制與開發(fā)而杜絕。隨著人們對建筑環(huán)境的舒適性、衛(wèi)生性、節(jié)能性等要求的不斷提高，地板熱水輻射采暖作為一種新型的采暖形式，將越來越多地推廣使用到建筑供暖中9輔助設備選型9.1水泵的選擇通常選用比轉數(shù)ns在30～150的離心式清水泵。水泵的流量應為冷水機組額定流量的1.1～1.2倍（單臺工作時取1.1，兩臺并聯(lián)工作時取1.2）；水泵的揚程應為它承擔的供回水管網(wǎng)最不利環(huán)路的總水壓降的1.1～1.2倍。最不利環(huán)路的總水壓降，包括冷水機組蒸發(fā)器的水壓降、該環(huán)路中并聯(lián)的各臺空調末端裝置的水壓損失最大一臺的水壓降、該環(huán)路中各種管件的水壓降與沿程壓降之和。冷水機組蒸發(fā)器和空調末端裝置的水壓降，可根據(jù)設計工況從產(chǎn)品樣本中查知；環(huán)路管件的局部損失及環(huán)路的沿程損失應由水力計算求出，在估算時，可大致取每100m管長的沿程損失為5mH2O。這樣，若最不利環(huán)路的總長（即供、回水管管長之和為，則冷水泵揚程（mH2O）可按下式估算。式中為最不利環(huán)路中局部阻力當量長度總和與直管總長的比值。當最不利環(huán)路較長時取=0.2～0.3，最不利環(huán)路較短時取=0.4～0.6。根據(jù)上述計算最不利環(huán)路所得的管道壓力損失，再加上熱泵機組、平衡閥和其他設備元件的壓力損失，確定水泵的揚程，需考慮一定的安全裕量。根據(jù)系統(tǒng)總流量和水泵揚程，選擇滿足要求的水泵型號及臺數(shù)。水泵的流量應為冷水機組額定流量的1.1～1.2倍。表9-1水泵的選型表設備類型數(shù)量/臺參數(shù)備注源水側水泵3水流量17.16m3/h，揚程20m

負載側水泵3水流量12.98m3/h，揚程18m

9.3膨脹水箱的選擇在冷水系統(tǒng)最高處應配置一個膨脹水箱，且應連接在水泵的吸入側，箱底標高至少要高出水管系統(tǒng)最高點1m,箱體與系統(tǒng)的連接管盡量從箱底垂直接入。視空調系統(tǒng)規(guī)模大小，膨脹水箱有效容積取0.5～1.0m3。注意膨脹水箱應加蓋和保溫。用帶有網(wǎng)格線鋁箔貼面的玻璃棉保溫，保溫層厚度取25mm。本設計選取0.8m3的膨脹水箱，放在二層屋面平臺上。10地源熱泵技術性分析10.1地源熱泵系統(tǒng)介紹及其優(yōu)點隨著空調工業(yè)的發(fā)展，先進的中央空調系統(tǒng)不斷的出現(xiàn)，空調在現(xiàn)代建筑中扮演著越來越重要的角色。人們對空調的要求也不斷提高，節(jié)能、環(huán)保、靈活成為今后共同追求的目標。近年來，隨著國際經(jīng)濟技術合作的不斷深入，地源熱泵中央空調系統(tǒng)進入了我國，并通過在工程中的成功運用得到了空調界人士的認可和推崇，成為了我國中央空調發(fā)展的趨勢，體現(xiàn)了節(jié)能、環(huán)保、靈活、舒適的新概念。美國環(huán)境保護局已經(jīng)宣布，地源熱泵系統(tǒng)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)。組成地源熱泵空調機組是一種水冷式的供冷/供熱機組。機組由封閉式壓縮機、同軸套管式水/制冷劑熱交換器、熱力膨脹閥（或毛細膨脹管）、四通換向閥、空氣側盤管、風機、空氣過濾器、安全控制等所組成。機組本身帶有一套可逆的制冷/制熱裝置，是一種可直接用于供冷/供熱的熱泵空調機組。原理地源熱泵系統(tǒng)是一種由雙管路水系統(tǒng)連接起建筑物中的所有地源熱泵機組而構成的封閉環(huán)路的中央空調系統(tǒng)。在冬季，地源熱泵系統(tǒng)通過埋在地下的封閉管道（稱為環(huán)路）從大地收集自然界的熱量，而后由環(huán)路中的循環(huán)水把熱量帶到室內。再由裝在室內的地源熱泵系統(tǒng)驅動的壓縮機和熱交換器把大地的能量集中，并以較高的溫度釋放到室內。在夏季，此運行程序則相反，地源熱泵系統(tǒng)將從室內抽出的多余熱量排入環(huán)路而為大地所吸收，使房屋得到供冷。尤如電冰箱那樣，從冰箱內部抽出熱量并將它排出箱外使箱內保持低溫。系統(tǒng)系統(tǒng)是由下列部分所組成：模塊式地源熱泵機組、循環(huán)水泵、水管環(huán)路、水系統(tǒng)控制箱和室內溫控器等。地源熱泵機組采用標準構件,需要時各部件的修配和更換很方便。因為設計簡單，并不需要高技術的操作工程人員的服務。唯一需要經(jīng)常保養(yǎng)的是空氣過濾網(wǎng)和凝結水盤的清潔。

系統(tǒng)設計簡單，靈活、安裝快速。機組己在工廠組裝好并自帶溫度控制裝置，現(xiàn)場工作只是少量低壓風管、電氣連接裝置和不需要保溫的水管的連接。管道可采用鋼管、銅管或塑料管。維修方便快捷，機組結構堅固，壽命長久。熱泵機組的功率系數(shù)(COP)可達到5.0以上，即1千瓦電輸入，有5千瓦多冷量輸出的高效率。優(yōu)勢地源熱泵系統(tǒng)能充分利用蘊藏于土壤和湖泊中的巨大能量，循環(huán)再生，實現(xiàn)對建筑物的供暖和制冷。因而運行費用較低。地源熱泵比風冷熱泵節(jié)能40%，比電采暖節(jié)能70%。比燃氣爐效率提高48%。所需制冷劑比一般熱泵空調減少50%。地源熱泵系統(tǒng)運動部件要比常規(guī)系統(tǒng)少，因而減少維護，系統(tǒng)安裝在室內，不暴露在風雨中，也可免遭損壞，更加可靠，延長壽命。地源熱泵系統(tǒng)在運行中無需燃燒，因此不會產(chǎn)生有毒氣體，也不會發(fā)生爆炸。由于地源熱泵系統(tǒng)的供冷、供熱更為平穩(wěn)，降低了停、開機的頻率和空氣過熱和過冷的峰值。這種系統(tǒng)更容易適合供冷、供熱負荷的分區(qū)。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。一年四季任何時間都可以隨時提供空調，可以隨意設定室內溫度，達到五星級要求。提供新風，保證室內空氣新鮮。設計簡單靈活，安裝快速。應用地源熱泵系統(tǒng)的能量來源于地下能源。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”。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)均可應用?？蓮V闊應用在辦公樓、賓館、學校、宿舍、醫(yī)院、飯店、商場、別墅、住宅等領域。10.2與風冷空調的比較表10-1地源熱泵和風冷小中央空調機組比較表描述地源熱泵空調風冷小中央空調系統(tǒng)安裝因系統(tǒng)管路中介質為水，安全、可靠，即使管路出現(xiàn)泄漏也易于及時發(fā)現(xiàn)。地埋管采用進口高密度聚乙烯管，其壽命高達50年。室外機與室內機之間需用氟利昂管路相接，易出現(xiàn)泄漏，存在隱患。空調效果空調效果不受環(huán)境溫度影響，系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠?？照{效果受環(huán)境因素影響，在寒冷季節(jié)，一般室外環(huán)