空調(diào)系統(tǒng)的簡介與主要設(shè)備選型

1、空調(diào)系統(tǒng)的簡介與主要設(shè)備選型本研究分析的成都市某I層別墅建筑總面積為245.lm包括客廳、廚房、餐廳、3個(gè)臥室、書房、衛(wèi)生間、陽臺(tái);制泠而積為212.7nA根據(jù)我國實(shí)際情況”確定了以下幾種常見的空調(diào)方案+并與I'.壤源熱泵系統(tǒng)逬行對(duì)比分析。方案:水冷螺桿機(jī)組+燃?xì)忮仩t空調(diào)秦統(tǒng)方案二:¥只¥空調(diào)系統(tǒng)方案L：上壤源熱泵空調(diào)系統(tǒng)2.1相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)2JJ建筑物維護(hù)結(jié)掏類型根據(jù)城市的建筑r候分區(qū)安排成都地區(qū)屬夏熱冬泠地區(qū)*根據(jù)夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(JGJ134-2010)和全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施-暖通空調(diào)動(dòng)力中的相關(guān)規(guī)定+本課題所選別墅闌護(hù)結(jié)構(gòu)類型如下:、:

2、層層高3.5m+匚層為3.9m*中庭6.6m：外墻:用240mnM專墻包括黏上實(shí)心議和多孔空心議)；外窗：鋁合金低輻射單層玻墉窗*窗布為戊黃一無逆陽：外門:入【丨為兩扇玻璃門*外加防盜鋼制外門:其他門均為淺色木質(zhì)門;地面：Einin混凝土地面*表面為木質(zhì)地板:盤面:尖頂屋頂*鋼筋混凝口空面板加簡單保溫隔熱措施:內(nèi)墻:240inm砌塊隔墻+用白灰粉幣14巴二室外設(shè)計(jì)參數(shù)根據(jù)采暖通鳳與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范GB5OO19-2OO3,選擇成都市的室外設(shè)計(jì)參數(shù)*如表2.1所示.畑室外設(shè)計(jì)參數(shù)表夏季室外設(shè)計(jì)參數(shù)冬季室外設(shè)計(jì)參數(shù)室外設(shè)計(jì)溫度C)濕球溫度室外設(shè)計(jì)溫度"C)和對(duì)濕度31.626.70so%

3、空調(diào)房間室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)根據(jù)夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，各類空調(diào)房間的室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)取值，如表22所示。農(nóng)2.2室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)房間類型夏季室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)冬季室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)溫度CC)相對(duì)濕度(%)空氣流速(m/s)新風(fēng)量(n?/A)溫度CC)相對(duì)濕度(%)空氣流速(m/s)新風(fēng)量(m'/h人)客廳26600.252520400530廚房266()0.253020400528.8臥室26600.252520400525試衣間26600.252520400530餐廳266()0.252520400530會(huì)議室26600.251520400525空調(diào)房間室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)建筑物的內(nèi)部負(fù)荷主要有：設(shè)備、照明

4、負(fù)荷、人員。照明和設(shè)備負(fù)荷按照面積指標(biāo)進(jìn)行概算。通過運(yùn)用鴻業(yè)暖通負(fù)荷計(jì)算軟件，輸入建筑物相關(guān)信息和設(shè)計(jì)參數(shù)，計(jì)算出該建筑空調(diào)的負(fù)荷如表2.3所示。農(nóng)2.3空調(diào)負(fù)荷名稱冷負(fù)荷熱負(fù)荷新風(fēng)負(fù)荷(kW)3.032.84總負(fù)荷(kW)30/2/1.3負(fù)荷指標(biāo)(kW/m2)142.811432.2水冷螺桿機(jī)組+燃?xì)忮仩t的簡介和主要設(shè)備選型水冷螺桿機(jī)組+燃?xì)忮仩t空調(diào)系統(tǒng)簡介水冷螺桿機(jī)組加燃?xì)忮仩t空調(diào)系統(tǒng)目前應(yīng)用還是比廣泛，它是最傳統(tǒng)的冷熱源組合的一種方式，夏季通過水冷螺桿機(jī)組給空調(diào)系統(tǒng)提供冷凍水，冬季通過燃?xì)忮仩t為空調(diào)系統(tǒng)提供熱水。該空調(diào)系統(tǒng)的特點(diǎn)有：1)水冷螺桿機(jī)組主要的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在：效能比，即COP相對(duì)比

5、較高，一般在4.2-5.7,有的螺桿水冷機(jī)組滿負(fù)荷效能比高達(dá)6.06；2）利用燃?xì)忮仩t不僅僅提供制熱的熱水，同時(shí)還可以提供生活所用的熱水；但是燃煤鍋爐會(huì)排放大鼠的二氧化碳?xì)怏w，污染環(huán)境，國家己經(jīng)有所限制,而電鍋爐的耗電量人，一次能源利用率比較低，也受到很人的限制；目前，我國人力發(fā)展城市天然V，這為空調(diào)提供了很人的便利，但是天然氣的價(jià)格有上升的趨勢，具體情況還有待研究。水冷螺桿機(jī)組+燃?xì)忮仩t空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)選型冷豹塔足利用水和空氣的接觸，直接或者何接來冷卻水的設(shè)備，以水作為冷卻劑，從系統(tǒng)中吸取熱量并且排放到犬氣中，從而減低冷卻塔內(nèi)循環(huán)水的溫度。風(fēng)機(jī)盤管是空調(diào)系統(tǒng)的末端裝置，風(fēng)機(jī)將室內(nèi)的空氣與室外的空

6、氣混合進(jìn)行冷卻或音加熱后送入室內(nèi),來降低或者増加室內(nèi)溫度,以滿足人們舒適性要求:與慮到類觀，風(fēng)機(jī)盤管選用臥式暗裝。由于房間的冷負(fù)荷大于熱負(fù)荷，所以風(fēng)機(jī)盤管的選擇按照房間冷負(fù)荷來選；新風(fēng)機(jī)組將新風(fēng)處理到室內(nèi)空氣狀態(tài)的等焙線后送入房間，考慮到該別墅面積不大,所以選擇一臺(tái)新風(fēng)機(jī)組,放在頂樓陽臺(tái)上。各個(gè)空調(diào)房間內(nèi)的冷負(fù)荷及風(fēng)機(jī)盤管選型如農(nóng)2.4所示。衣2.4空調(diào)房間內(nèi)的冷負(fù)荷及風(fēng)機(jī)盤管選型衣名稱耐房客廳餐廳主臥次臥1次臥2書房起居室會(huì)議室冷負(fù)荷（W）1499.414563.52084.94169.81727.92042.01727.91585999.6薄樂風(fēng)機(jī)型號(hào)FP-34FP-136FP-51FP-

7、85FP-MFP-51FP-34FP-34FP-34臺(tái)數(shù)11111111很據(jù)空訓(xùn)房間的冷負(fù)荷選取LSBLGI15型號(hào)的班封閉式水冷螺桿制冷機(jī)組，其額定制冷量為115kW»冷知塔選型計(jì)算卩刃如下：（1）風(fēng)量=MYAAh（2.1式中，卩一氣水比，0.6；冷一空氣在28C時(shí)的比容，1.115kg/m3；*水的比容，1000kg/m»（2）水量(2.2)kCXAt式中,Q澳化鋰制冷機(jī)制冷劑的制冷鼠,KW/h；K吸收式取3.0壓縮式取1.56,此處取1.56：C水的比熱4.19x1O3J/(kg*C)；山一為冷卻水進(jìn)水回水溫度之差，WC。代入相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算得:Qk=17.2mVh.Q&

8、lt;=25.7mVh,選擇LKT-40L型號(hào)的開式冷卻塔。該方案一所選設(shè)備參數(shù)性能表2.5所示。方家設(shè)備的選型性能參數(shù)衣主耍設(shè)備名稱型號(hào)役備性能參數(shù)數(shù)ft單價(jià)廠家水冷螺桿機(jī)組LSBLG40制冷S40KW制冷功30KW18800廣東美的真空熱水機(jī)組WZR0.35制熱量30KW19800重慶東洋薄型風(fēng)機(jī)盤管FP-34制冷量1.9KW制冷功3.2KW5670廣東美的FP-51制冷S2.7KW制冷功4.3KW2790廣東美的FP-8制冷M4.5KW制冷功6.8KW1940廣東美的FP-136制冷S7.2KW制冷功11KW21400廣東美的臥式新風(fēng)機(jī)組FP30L額定風(fēng)3000m5/h額定冷19.16K

9、W額定熱29.O5KW風(fēng)機(jī)功0.55KW17400四川鴻風(fēng)冷卻塔LKT-40L流量312n?/h280cmm(8.6m3/h)12800煙臺(tái)住原2.3vrv空調(diào)系統(tǒng)簡介及設(shè)備的選型空調(diào)系統(tǒng)簡介VRV(VariableRefrigerantVolume)空調(diào)系統(tǒng)變冷媒流量多聯(lián)系統(tǒng),即控制冷媒流通量并通過冷媒的IT.接蒸發(fā)或直接凝縮來實(shí)現(xiàn)制冷或制熱的空調(diào)系統(tǒng)。VRV系統(tǒng)外機(jī)、室內(nèi)機(jī)和冷媒配管及控制系統(tǒng)等組成。每臺(tái)室外機(jī)可以通過冷媒配管連接賽臺(tái)室內(nèi)機(jī)，根據(jù)室內(nèi)機(jī)反饋的信號(hào)來控制英向內(nèi)輸送冷媒的流鼠，從而實(shí)現(xiàn)不同房間的冷熱要求。VRV空調(diào)系統(tǒng)與普通的蒸汽壓縮制冷系統(tǒng)裝置的工作原理相同，由壓縮機(jī)、冷凝器

10、、節(jié)流機(jī)構(gòu)利蒸發(fā)器四人部件組成。不同的是VRV空調(diào)系統(tǒng)室內(nèi)、室外側(cè)換熱器都具有冷凝器和蒸發(fā)器的雙巫功能。VRV空調(diào)系統(tǒng)幾仃明顯的舒適、節(jié)能效果，系統(tǒng)簡單、布胃於活賽變、結(jié)構(gòu)緊湊、維護(hù)簡單，并個(gè)房間越立調(diào)節(jié)、運(yùn)行，能夠滿足不同房間不同空調(diào)負(fù)荷的要求?？照{(diào)系統(tǒng)設(shè)備的選型山于該成都地區(qū)別墅于既需要供冷又需要供熱，采用熱泵型VRV空調(diào)系統(tǒng)；根據(jù)VRV空調(diào)系統(tǒng)變頻一拖多的特點(diǎn)，以及別累室內(nèi)建筑布局，選用一臺(tái)VRV室外機(jī)，放在二層陽臺(tái)上；該地區(qū)冬季室外空氣溫度高于一5°C,可以采用VRV新風(fēng)換氣機(jī)把新風(fēng)送入室內(nèi)；室內(nèi)機(jī)的容量須根據(jù)房何冷熱空調(diào)負(fù)荷選擇。在設(shè)計(jì)時(shí)為了提高選型的精確性，同負(fù)荷計(jì)算更匹

11、配，設(shè)計(jì)更完美，還能更有熊減少設(shè)備的浪費(fèi)，要考慮溫度修正、連接率修正、管長修正，本文中選型近似按照冷負(fù)荷的1.2倍進(jìn)行選擇室內(nèi)機(jī)：各個(gè)房間室內(nèi)機(jī)選型和方案二主要設(shè)備選型分別見表2.6和表2.7所示。/<2.6方案二空調(diào)系統(tǒng)室內(nèi)機(jī)選巾衣廚房客廳餐廳主臥次臥1次臥2書房起居室會(huì)議室冷負(fù)荷(W)1499.414563.52084.94169.81727.92042.01727.91585.1999.6室內(nèi)機(jī)負(fù)荷(W)1799.317476.22501.95003.72073.52450.4207351902.11199.5總負(fù)荷(KW)36.48空內(nèi)機(jī)型號(hào)FXSP22MMVCFXSP150MM

12、VCFXSP28MMVCFXSP56MMVCFXSP22MMVCFXSP28MVCFXSP22MMVCFXSP22MMVCFXSP22MMVC?坡111111111室外機(jī)型號(hào)RHXYQ10PAY1/<2.7案二主要設(shè)備能參數(shù)農(nóng)主奧設(shè)備名稱型號(hào)設(shè)備性能參數(shù)m價(jià)廠家空外機(jī)RHXYQ12PAY1制冷量/熱杲33.5KW/37.5KWI10600人金室內(nèi)機(jī)FXSP22MMVC制冷量/熱量2.2KW/2.5KW56310人金FXSP28MMVC制冷量/熱量2.8KW/3.2KW27889FXSP56MMVC制冷量/熱量15KW/17KW18850FXSP150MMVC制冷量/熱量19340VRV新

13、鳳機(jī)組FXMP224MMFVC制冷量/熱量22.4KW/13.9KW110600大金FXMP140MMFVC制J冷量/熱杲14KW/8.9KW297002.4土壤源熱泵空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及設(shè)備選型土壤源熱泵空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)主要包扌舌冷熱源設(shè)備室外土壤源地卜換熱器系統(tǒng)和室內(nèi)空調(diào)末端風(fēng)系統(tǒng)和水系統(tǒng)幾部分.土壤源空調(diào)系統(tǒng)的工作原理如圖2所示。71一地下埋管換熱器2冷熱源側(cè)換熱器3節(jié)流機(jī)構(gòu)4一負(fù)荷側(cè)換熱器5圧縮機(jī)6換向閥7水一空氣熱泉機(jī)組8循環(huán)水泉圖2.1地源熱泉水一空氣系統(tǒng)示意圖Fig.2GSHPOfairwatersystem（I）生活熱水熱負(fù)荷計(jì)算熱水設(shè)計(jì)小時(shí)耗熱量計(jì)算式:q*七2-bc&

14、#187;3600式中，Qh設(shè)計(jì)小時(shí)耗熱量（W）:b-衛(wèi)生器貝同時(shí)使用率，取0.8：入一衛(wèi)生器八數(shù)鼠，取3：qh衛(wèi)生器熱水用水定額L/h：C水的比熱，C=4187（J/kg.eC）:“一熱水溫度（°C）,本文中選擇45V：匕一冷水溫度（°C）,成都地區(qū)可選為10eC：p熱水密度（kg/L）o根據(jù)計(jì)算，每天的生活初步確定為600L,可以供應(yīng)810人每天洗浴及口常生活熱水.根據(jù)制冷時(shí),空調(diào)機(jī)組的裝機(jī)容量為3O.4KW。（2）容枳式小時(shí)耗熱量設(shè)計(jì)（蓄水罐）考慮到生活用水間隙性特點(diǎn)和加熱設(shè)備投資經(jīng)濟(jì)性要求，本方按設(shè)計(jì)一個(gè)儲(chǔ)熱水罐來減小設(shè)計(jì)小時(shí)耗熱ft，即當(dāng)采用儲(chǔ)熱容枳與其相當(dāng)?shù)聂鹚?/p>

15、機(jī)組提供熱水，其小時(shí)耗熱量應(yīng)按下式計(jì)算：Qg=Qh-1.163字（乙-T2）p（2.4）式中，Qg-儲(chǔ)熱水縮的設(shè)計(jì)小時(shí)供熱鼠（W）：Qh設(shè)計(jì)小時(shí)耗熱量（W）；耳一有效貯熱容枳系數(shù)：導(dǎo)流型容枳式水加熱器n=0.85,容枳式水加熱器n=O-75,（這里取0.85）:V一總貯熱容積（L）：T設(shè)計(jì)小時(shí)耗熱量持續(xù)時(shí)間（h）,T=24h,現(xiàn)取3；T一熱水溫度（°C）,按設(shè)計(jì)水加熱器岀水溫度5（TC計(jì)算：一冷水溫度（°C）,成都町選為5X?；p熱水密度（kg/L）為了能夠制取較高溫度的熱水及使用方便，采用一臺(tái)全熱回收機(jī)組BWS13就能滿足。配置一臺(tái)3OOL承圧型儲(chǔ)水箱，并可實(shí)現(xiàn)24小時(shí)整

16、幢別墅提供生活熱水了。另外在過度季的時(shí)候，仍然需要川生活熱水，所以另外需耍配叫熱水器，這里選川額定熱負(fù)荷為20KW的天然V熱水器。（3）地埋管的長度設(shè)計(jì)垂11地埋管換熱器計(jì)算的基礎(chǔ)足單個(gè)鉆孔的傳熱分析。在藝個(gè)鉆孔的情況卜，運(yùn)用疊加原理加以擴(kuò)展.計(jì)算所用公式如卞：“流體至管道內(nèi)壁的對(duì)流換熱熱阻R,二(2.5)2）U形理管的秤業(yè)熱阻R”1Inrg?(2.6)2叫(d.-(d。-<)J3）鉆孔封井材料的熱阻4）地層熱阻，即從孔壁到無窮遠(yuǎn)處的熱阻山N個(gè)U型管組成的地?zé)釗Q熱器的地層熱陰對(duì)于時(shí)間很長的情況，考慮深度方向的傳熱為穩(wěn)定狀態(tài)卜的地層熱阻垂直地埋管換熱器長度的工程設(shè)計(jì)計(jì)算公式為：制冷工況卜：

17、10000心+斤”+心+心x+©x(l_Fj(Lc=EER+1IEER丿供熱工況卜:,_1000$心+R”+心+心X幾+R»X(1-竹)(Lh運(yùn)廳份額足考慮熱泵間歇運(yùn)行的影響.供熱運(yùn)行份額制冷運(yùn)行份額人COP-1一個(gè)供熱季中熱泵的運(yùn)行小時(shí)數(shù)一個(gè)供熱季天數(shù)X24一個(gè)制冷季中熱泵的運(yùn)行小時(shí)數(shù)一個(gè)制冷季天數(shù)X24式中.厶一地?zé)釗Q熱器所需的鉆井總長度（m）；(2.7)(2.8)(2.9)(2.10)(2I)(2.12)(2.13)Qc、Ql熱泵的額定冷負(fù)荷，額定熱負(fù)荷(kW):EER、COP：熱泵的性能系數(shù):一流體至管道內(nèi)壁的對(duì)流換熱系數(shù)94.3W/nr'C:心一鉆孔的半徑

18、，0.26m：人一地層的平均導(dǎo)熱系數(shù)2.64W/mk；a熱擴(kuò)散率m2/s,a=，其中p=244OKg/m3,Cp=74OJ/kg*oC:pCp匸一運(yùn)行時(shí)間，s：Xl第i個(gè)鉆孔與所考慮的鉆孔之間的距離(m)；短期脈沖負(fù)荷連續(xù)運(yùn)行的時(shí)間(s)：dU形埋管的內(nèi)徑，O.O25m：d。一U形埋管的外徑，O.O32m：db鉆孔的fl.徑0.13m；deU形埋管的當(dāng)量直徑<=鳳；匕一U型管導(dǎo)熱系數(shù)，3W/mk；山一灌漿材料導(dǎo)熱系數(shù)，2.64W/mk；H鉆孔深度，80m：I指數(shù)積分:1(“)=丄J"-<J$=-丄Ei(-“)；2$2*一地?zé)釗Q熱器中循環(huán)液的設(shè)計(jì)平均溫度17&C;通

19、?？蛇x為仏c37°C,21°C。結(jié)合多年的地源熱泵設(shè)計(jì)施丁經(jīng)驗(yàn)巖石結(jié)構(gòu)換熱器形式設(shè)定如下：土壤地埋管換熱器采用單井雙U形埋管,鉆孔直徑為e130mm：考慮鉆孔之間相互熱干擾，鉆孔間距為6-8m,取6m：水平管連接方式為同程連接；収地源熱泵機(jī)組的年平均EER=4.9,COP=4.3。將以上參數(shù)代入公式計(jì)算得：Rr=0.3,Rpc=8.7x103,Rb=6.4x10"Rs=5.2xlO"Rsp=3.6x10Fc=Fh=lLc=489m»Lh=312m根據(jù)F式計(jì)算豎井?dāng)?shù)目:2，H(2.14)式中，厲一豎井總數(shù)，個(gè)；厶一豎井埋管總長，m：豎井深度，11K由于成部地區(qū)夏季冷負(fù)荷大于冬季熱負(fù)荷，為了保持上壤的熱平衡，本文采用1T-刃季冷負(fù)荷來計(jì)算地埋管的長度。埋管深