【導(dǎo)讀】成為普遍的要求。作為中國(guó)傳統(tǒng)供熱的燃煤鍋爐不僅能源利用率低，而且還會(huì)給。鍋爐則運(yùn)行費(fèi)用很高。地源熱泵就是一種在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上都具有較大優(yōu)勢(shì)的解。決供熱和空調(diào)的替代方式。種，熱泵是利用卡諾循環(huán)和逆卡諾循環(huán)原理轉(zhuǎn)移冷量和熱量的設(shè)備。常是指能轉(zhuǎn)移地下土壤中熱量或者冷量到所需要的地方。通常熱泵都是用來(lái)做為。空調(diào)制冷或者采暖用的。內(nèi)，一個(gè)年度形成一個(gè)冷熱循環(huán)。地能或地表淺層地?zé)豳Y源的溫度一年四季相對(duì)。節(jié)能和節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用40%左右。工程應(yīng)用中存在的主要問(wèn)題，提出了武漢地源熱泵應(yīng)用和發(fā)展的對(duì)策建議。

　　

【正文】 均溫度 ℃ （ 4） 大氣壓力 夏季： 100170Pa 冬季： 102330 Pa （ 5） 室外平均風(fēng)速 夏季： m/s 冬季： m/s 室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)確定 夏季： 26℃ 相對(duì)濕度： 55% 冬季： 18℃ 相對(duì)濕度： 55% 冬季熱負(fù)荷類型為空調(diào)熱負(fù)荷。 設(shè)計(jì)范圍 原始資料 : 本設(shè)計(jì)為某別墅地源熱泵空調(diào)設(shè)計(jì)，建筑面積約 ，建筑高度約 米。分三層地下一層，地上兩層。地下及一層層高均為 米，二層部分 米， 部分 米，門高 2米，窗高 米。 該別墅選擇地源熱泵為空調(diào)冷熱源 , 空調(diào)系統(tǒng)的室內(nèi)部分采用風(fēng)機(jī)盤管加獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)，末端設(shè)備為風(fēng)機(jī)盤管 , 新風(fēng)處理到室內(nèi)等焓線，過(guò)渡季節(jié)只供新風(fēng) ,部分房間采用地板輻射供暖。地源熱泵地下?lián)Q熱器采用 U 型豎埋管地下?lián)Q熱器 。主臥式采用了低溫水地板輻射供暖系統(tǒng)。 該建筑物主要平面呈矩形。它包括地下 1層，地上 2層，層高 。該建筑物參與鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。 主要圍護(hù)結(jié)構(gòu)作法： ：墻體為 240mm 磚墻，內(nèi)外均為 20mm粉刷， K= )/( 2 KmW ? ； 河南城建學(xué)院本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)依據(jù) 2 ： 3mm 普通玻璃，單層玻璃鋼窗， K= )/( 2 KmW ? ，一般按外遮陽(yáng)且配備淺色內(nèi)窗簾考慮； ：參照玻璃幕墻作法； ： 70厚鋼筋混凝土板，上置 75mm 厚加氣混凝土， K= )/( 2 KmW ? 。：窗高為 1500， 標(biāo)準(zhǔn)的臥室門一般為 900*2100,入戶門1000*2100,衛(wèi)生間 800*2100。 設(shè)計(jì)原則 由于武漢屬于夏熱冬冷地區(qū)，熱泵設(shè)計(jì)應(yīng)以夏季降溫為主，兼顧冬季供暖，而一般地下管群的 傳熱量冬季大于夏季，因此夏季能滿足要求，冬季一般也能達(dá)到要求，故本裝置按夏季工況設(shè)計(jì)。要求空調(diào)系統(tǒng)滿足國(guó)家及行業(yè)有關(guān)規(guī)范、規(guī)定的要求，利用國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的空調(diào)技術(shù)和設(shè)備，創(chuàng)建健康舒適的室內(nèi)空氣品質(zhì)及環(huán)境。河南城建學(xué)院本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 負(fù)荷計(jì)算 1 第三章 負(fù)荷計(jì)算 冷負(fù)荷計(jì)算 表 31 冷負(fù)荷計(jì)算 序號(hào) 圍護(hù)名稱 類型 傳熱系數(shù) 傳熱系數(shù) 傳熱 傳熱延遲(h) (w/㎡ .℃ ) (w/㎡ .℃ ) 衰減 夏季 冬季 1 外墻 磚墻02370 2 外窗 單框雙玻璃鋼窗 1 3 內(nèi)墻 磚墻002021 4 內(nèi)門 木框單層實(shí)體門 1 5 樓板 樓面 2 6 屋面 預(yù)制012353 外墻和屋面瞬變傳熱引起的冷負(fù)荷 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 (31) 式中 Qc(τ )— 外墻和屋面瞬變傳熱引起的逐時(shí)冷負(fù)荷， W； A — 外墻和屋面的面積， m2； K — 外墻和屋面的傳熱系數(shù)， W/(m2?℃ )； td — 室內(nèi)計(jì)算溫度，℃； t c(τ ) — 外墻和屋面冷負(fù)荷計(jì)算溫度的逐時(shí)值，℃； kα — 吸收系數(shù)修正值，取 kα =； 內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)冷負(fù)荷 )( .)( Rmoiic tttAKQ ???? ?? (32) 式中 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 — 內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系 數(shù)， W/(m2?℃ )； 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 — 內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的面積， m2； ] ) t t [( d c c ? ? ? ? ? t k k AK Q ? ? ? ? ） （ ） （ 河南城建學(xué)院本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 負(fù)荷計(jì)算 2 — 夏季空調(diào)室外計(jì)算日平均溫度，℃； 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 t? — 附加溫升。 外玻璃窗逐時(shí)傳熱形成的冷負(fù)荷 )tt( d)( Rcc tAKCQ ???? ）（ ?? (33) 式中 Qc(τ) — 外玻璃窗的逐時(shí)冷負(fù)荷， W； Kw — 外玻璃窗傳熱系數(shù)， W/(m2?℃ )； Aw — 窗口面積， m2； tc(τ) — 外玻璃窗的冷負(fù)荷溫度的逐時(shí)值，℃； cw — 玻璃窗傳熱系數(shù)的修正值； td — 地點(diǎn)修正值。 透過(guò)玻璃窗的日射得熱形成的冷負(fù)荷 LQjm a xisw)( CDCCACQ c ?? ? (34) 式中 Cα — 有效面積系數(shù)； Aw— 窗口面積， m2； Cs— 窗玻璃的遮陽(yáng)系數(shù)； Ci— 窗內(nèi)遮陽(yáng)設(shè)施的遮陽(yáng)系數(shù)； Djmax— 日射得熱因數(shù)； CLQ— 窗玻璃冷負(fù)荷系數(shù)，無(wú)因次。 設(shè)備散熱形式的冷 負(fù)荷 錯(cuò)誤 ! 未 找 到 引 用 源 。 (35) 式中 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 — 設(shè)備和用具顯熱形成的冷負(fù)荷， W； 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 — 設(shè)備和用具的實(shí)際顯熱散熱量， W； 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 — 設(shè)備和用具顯熱散熱形成的冷負(fù)荷系數(shù)。 照明散熱形式的冷負(fù)荷 白熾 燈 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 (36) 日光燈 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 你 (37) 河南城建學(xué)院本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 負(fù)荷計(jì)算 3 式中 N— 照明燈具所需功率， kw； n1— 鎮(zhèn)流器消耗功率系數(shù)，當(dāng)明裝熒光燈的鎮(zhèn)流器裝在空調(diào)房間內(nèi)時(shí)，取n1=，當(dāng)明裝熒光燈的鎮(zhèn)流器裝在空調(diào)房間內(nèi)時(shí)，可取 n1=； n2— 燈罩隔熱系數(shù)，當(dāng)熒光燈燈罩上部穿有小孔（下部為玻璃板），可利用自然通風(fēng)散熱于頂棚內(nèi)時(shí)，取 n2=~；而熒光燈的燈罩無(wú)通風(fēng)孔時(shí)， n2=~； CLQ— 照明散熱冷負(fù)荷系數(shù)。 人體散熱形成的冷負(fù)荷 (1) 人體顯熱散熱形成的冷負(fù)荷 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 (38) 式中 qs — 不同室溫和勞動(dòng)性質(zhì)成年男子顯熱散熱量， W； n — 室內(nèi)全部人數(shù)； φ — 群集系數(shù)； CLQ — 人體顯熱散熱冷負(fù)荷系數(shù)； （ 2） 人體潛熱散熱引起的冷負(fù)荷 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 (39) 式中 ql — 不同室溫和勞動(dòng)性質(zhì)成年男子潛熱散熱量， W； n — 室內(nèi)全部人數(shù)； φ — 群集系數(shù)。 人體散濕負(fù)荷 人體散濕量可按下式計(jì)算 6w 10gn27 ??? ? 錯(cuò)誤 ! 未 找 到 引 用 源 。 (310) 式中 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 —— 人體散濕量， kg/ s ； φ —— 群集系數(shù) ； n —— 計(jì)算時(shí)刻空調(diào)房間內(nèi)的總?cè)藬?shù)； g —— 成年男子的小時(shí)散濕量 , g / h。 生活熱水熱負(fù)荷 根據(jù) 生活熱水用量標(biāo)準(zhǔn) ： 使用場(chǎng)所 每人每日最高生活熱水定額 L/人 河南城建學(xué)院本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 負(fù)荷計(jì)算 4 住宅 40～ 80 別墅 70～ 110 浴室 60～ 100 賓館 120～ 160 選取別墅 生活熱水 用量為 90L/人，供應(yīng)時(shí)間為 60天。 工程負(fù)荷詳細(xì)表 表 32 工程負(fù)荷詳細(xì)表 樓號(hào) 樓層 房間 各項(xiàng)負(fù)荷值 熱負(fù)荷 新風(fēng)熱負(fù)荷 戶間傳熱 總熱負(fù)荷 總濕負(fù)荷 熱指標(biāo) 濕指標(biāo) 新風(fēng)量 W W W W kg/h W/m2 kg/hm2 m3/h 1號(hào)樓 1層 1003[地下室 ] 21 1004[地下室 ] 105 1005[地下室 ] 21 1006[地下室 ] 21 1層小計(jì) 168 2層 2021 42 2021 21 2021 126 2層小計(jì) 189 3層 3001 21 3002 21 3003 105 3004 42 3層小計(jì) 189 河南城建學(xué)院本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 負(fù)荷計(jì)算 5 1號(hào)樓小計(jì) 546 工程合計(jì) 546 表 33 最大負(fù)荷表 樓號(hào) 樓層 房間 工程負(fù)荷最大值時(shí)刻 (12點(diǎn) )的各項(xiàng)負(fù)荷值 總冷負(fù)荷 新風(fēng)冷負(fù)荷 總濕負(fù)荷 新風(fēng)濕負(fù)荷 總冷指標(biāo) 新風(fēng)冷指標(biāo) 總濕指標(biāo) 新風(fēng)量 W W kg/h kg/h W/m2 W/m2 kg/hm2 m3/h 1號(hào)樓 1層 1003[地下室 ] 21 1004[地下室 ] 105 1005[地下室 ] 21 1006[地下室 ] 21 1層小計(jì) 168 2層 2021 42 2021 21 2021 126 2層小計(jì) 189 3層 3001 21 3002 21 3003 105 3004 42 3層小計(jì) 189 1號(hào)樓小計(jì) 546 工程合計(jì) 546 河南城建學(xué)院本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 末端設(shè)備選型 6 第四章 末端設(shè)備選型 根據(jù)已經(jīng)得出的房間冷負(fù)荷、風(fēng)機(jī)盤管風(fēng)量、水壓降等選擇風(fēng)機(jī)盤管的型號(hào)，各房間選取的風(fēng)機(jī)盤管型號(hào)及數(shù)量列于下表： 表 41 風(fēng)機(jī)盤管的選型 房間編號(hào) 設(shè)備型號(hào) 數(shù)量（臺(tái)） 風(fēng)量 制冷量（ W） 制熱量（ W） 1003[地下室 ] FP68 1 30 1004[地下室 ] FP13 1 150 1005[地下室 ] FP34 1 30 1006[地下室 ] FP34 1 30 2021 FP68 1 60 2021 FP136 1 30 2021 FP204 1 180 3001 FP51 1 30 3002 FP51 1 30 3003 FP136 1 150 3004 FP136 1 60 河南城建學(xué)院本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 空調(diào)水系統(tǒng)水力計(jì)算 7 第五章 空調(diào)水系統(tǒng)水力計(jì)算 空調(diào)水系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)原則 空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)堅(jiān)持的設(shè)計(jì)原則是： （ 1）管路考慮必要的坡度以排除空氣； （ 2）要解決好水處理與水過(guò)濾； （ 3）力求水力平衡； （ 4）變流量系統(tǒng)宜采用變頻調(diào)節(jié)； （ 5）防止大流量小溫差； （ 6）注意管網(wǎng)的保冷與保暖效果。 空調(diào)供回水管的水力計(jì)算 空調(diào)水系統(tǒng)按照管道的布置形式和工作原理，一般分為一下主要幾種類型： （ 1）按供、回水管道數(shù)量，分為：雙管制、三管制和四管制； （ 2）按供、回水干管的布置形式，分為：水平式和垂直式； （ 3）按供、回水在管道內(nèi)的流動(dòng)關(guān)系，分為：同程式和異程式； （ 4）按原理分為：開(kāi)式和閉式； （ 5）按調(diào)節(jié)方式分為：定流量和變流量。 系統(tǒng)冷熱源的供冷、供熱用地源熱泵機(jī)組供給，房間不需要同時(shí)供冷、供熱，該設(shè)計(jì)中管路不與大氣接觸，在每層水系統(tǒng)的最高點(diǎn)和系統(tǒng)的最高點(diǎn)設(shè)排氣閥 ,以排除系統(tǒng)中積存的空氣，故選用閉式雙管系統(tǒng)，冷水、熱水共同使用一個(gè)管路，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，初投資較低。干管的布置采用垂直同程式，一級(jí)泵、水泵變流量系統(tǒng)。 空調(diào)水系統(tǒng)的水力計(jì)算 空調(diào)供冷、供暖水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，應(yīng)符合各個(gè)環(huán)路之間的水力平衡要求。對(duì)壓差相差懸殊的高阻力環(huán)路，應(yīng)設(shè)置二次循環(huán)泵。各環(huán)路應(yīng)設(shè)置平衡閥或分流三通等平衡裝置。一般情況下干管的布置采用垂直同程式。如管道豎井面積允許時(shí)，應(yīng)盡量采用管道豎向同程式，這樣的設(shè)計(jì)易于保持環(huán)路的水力穩(wěn)定性 ；但初投資會(huì)有所增加。這次設(shè)計(jì)中的管道系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，為了節(jié)約成本，采用了異程系統(tǒng)，設(shè)計(jì)中各層支路間的壓力平衡可以用平衡閥來(lái)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。 采用假定流速法，其計(jì)算步驟如下： （ 1）繪制冷水系統(tǒng)圖，對(duì)管段編號(hào)，標(biāo)注長(zhǎng)度和流量； （ 2）確定合理的流速； （ 3）根據(jù)各個(gè)管段的水量和選擇流速確定管段的直徑，計(jì)算摩擦阻力和局河南城建學(xué)院本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 空調(diào)水系統(tǒng)水力計(jì)算 8 部阻力； （ 4）并聯(lián)管路的阻力平衡 ； 空調(diào)立管的水力計(jì)算 計(jì)算依據(jù) 本計(jì)算方法理論依據(jù)是陸耀慶編著的《供暖通風(fēng)設(shè)計(jì)手冊(cè)》和電子工業(yè)部第十設(shè)計(jì)研究院主編的《空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)手冊(cè)》。 計(jì)算公式 （ 1） 計(jì)算摩擦阻力系數(shù)的公式采用的是柯列勃洛克－懷特公式。 （ 2） 管段損失 ＝ 沿程損失＋局部損失 （ 3） Pdn ＝ Pd1＋ Σ(PmL＋ Pz)。 計(jì)算結(jié)果（回水管同程系統(tǒng)） 表 51 供水立管水力計(jì)算表 編號(hào) 流量 (kg/h) 負(fù)荷 (w) 流速 (m/s) 管徑 長(zhǎng) (m) 動(dòng)壓 (Pa) ζ △ Pl(Pa) △ P(Pa) 1 19630 DN40 5 0 2 40180 DN50 0 表 52 回水立管水力計(jì)算表 編號(hào) 流量(kg/h) 負(fù)荷(w) 流速(m/s) 管徑 Rm(Pa/m) 長(zhǎng)(m) 動(dòng)壓(Pa) ζ △Pd(Pa) △Pl(Pa) △P(Pa) 1 40180 DN50 0 0 2 20550 DN40 5 0 0 冷凝水管道設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)原則 在風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組、整體式空調(diào)器、組合式空調(diào)機(jī)組的運(yùn)行過(guò)程中都會(huì)產(chǎn)生一定數(shù)量的冷凝水，必須及時(shí)予以排走，以保證系統(tǒng)安全有效的運(yùn)行。 當(dāng)空調(diào)器鄰近處有下水管或地溝時(shí)，可用冷凝水管將空調(diào)器接水盤所接的凝結(jié)水排放至鄰近的下水管中或地溝中。 若相鄰的多臺(tái)空調(diào)器距下水管或地溝較遠(yuǎn)，需用冷凝水管將各臺(tái)空調(diào)器的冷凝水支管和下水管或地溝連接起來(lái)。 排放冷凝水管道的設(shè)計(jì)，一般采用開(kāi)式、非滿流自流系統(tǒng)。冷凝水管道設(shè)計(jì)應(yīng)注意以下事項(xiàng)： 河南城建學(xué)院本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 空調(diào)水系統(tǒng)水力計(jì)算 9 （ 1)沿水流方向，水平管道應(yīng)保持不小于千分之三的坡度，且不允許有積水部位； （ 2） 當(dāng)冷凝水盤位于機(jī)組內(nèi)的負(fù)壓區(qū)段時(shí)，凝水盤的出水口處必須設(shè)置水封，水封的高度應(yīng)比凝水盤處的負(fù)壓（相當(dāng)于水柱高度）大 50%左右。水封的出口，應(yīng)與大氣相通； （ 3）冷凝水管道宜采用聚氯乙烯塑料管，不必進(jìn)行防結(jié)露的保溫和隔氣處理； （ 4）冷凝水立管的頂部，應(yīng)設(shè)計(jì)通向大氣的透氣管； （ 5）設(shè)計(jì)和布置冷凝水管路時(shí)，必須認(rèn)真考慮定期沖洗的可能性，并應(yīng)設(shè)計(jì)安排必要的設(shè)施； （ 6）冷凝水管的公稱直徑 DN(mm)，應(yīng)根據(jù)通過(guò)冷凝水的流量計(jì)算確定。 管徑確定 當(dāng)管段承擔(dān)冷負(fù)荷小于等于 7kw 時(shí)，冷凝管徑為 DN20，管段 承擔(dān)冷負(fù)荷大于7kw小于等于 17kw時(shí)，冷凝管徑為 DN25，管段承擔(dān)冷負(fù)荷大于 17kw小于等于 100kw時(shí)，冷凝管徑為 DN32。 水系統(tǒng)安裝要求 （ 1）閉式系統(tǒng)熱水管和冷水管設(shè)有 的坡度，當(dāng)多管再一起敷設(shè)時(shí)，各管路坡向最好相同，以便采用共用支架。如因條件限制熱水和冷水管道可無(wú)坡度敷設(shè)，但管內(nèi)水流速不得小于 ，并應(yīng)考慮在變水量調(diào)節(jié)時(shí)，亦不應(yīng)小于此值； （ 2）閉式系統(tǒng)在熱水和冷水管路的每個(gè)最高點(diǎn)（當(dāng)無(wú)坡度敷設(shè)時(shí)，在水平管水流的終點(diǎn)）設(shè)排氣裝置（集氣罐或自動(dòng)排氣閥）。對(duì)于自動(dòng)排氣閥應(yīng)考 慮其損壞或失靈時(shí)易于更換的關(guān)斷措施，即在其與管道連接處設(shè)一個(gè)閥門。手動(dòng)集氣罐的排氣管應(yīng)接到水池或地漏，排氣管上的閥門應(yīng)便于操作；自動(dòng)排氣閥的排氣管也最好接至室外或水池等，以防止其失靈漏水時(shí)，流到室內(nèi)或頂棚上； （ 3）與水泵接管及大管與小管連接時(shí)，應(yīng)防止氣囊產(chǎn)生。大管需由小管排氣時(shí)，大管與小管的連接應(yīng)為頂平，以防大管中產(chǎn)生氣囊； （ 4）系統(tǒng)的最低點(diǎn)設(shè)單獨(dú)放水的設(shè)備（如表冷器、加熱器等）的下部應(yīng)設(shè)帶有閥門的放水管，并接入地漏或漏斗。作為系統(tǒng)剛開(kāi)始運(yùn)行時(shí)沖刷管路和管路檢修時(shí)放水之用； （ 5）空調(diào)器、風(fēng)機(jī)盤管等的表 冷器（冷盤管）當(dāng)處于負(fù)壓段時(shí)，其冷凝水的排水管設(shè)有水封，且排水管應(yīng)有不小于 的坡度。凝結(jié)水管徑較大時(shí)，最好作圓水封筒； 河南城建學(xué)院本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 空調(diào)水系統(tǒng)水力計(jì)算