地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計

word文檔可自由復(fù)制編輯大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）學(xué)院能源與動力工程學(xué)院專業(yè)建筑環(huán)境與設(shè)備工程學(xué)生姓名江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)論文地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計Designofgroundsourceheatpumpsystemword文檔可自由復(fù)制編輯摘要近幾年，隨著節(jié)約能源的觀念在人們心中日益加深，人們開始崇尚一些綠色、環(huán)保、可再生的新能源。地源熱泵以其節(jié)能環(huán)保的特性，開始逐漸受到社會的關(guān)注。地源熱泵系統(tǒng)空調(diào)，相比于其它傳統(tǒng)的中央空調(diào)系統(tǒng)，節(jié)約能耗達到了50%，其超高的經(jīng)濟性，遠超傳統(tǒng)空調(diào)。并且，地源熱泵的冷熱源全年溫度比較穩(wěn)定，一般維持在9—16℃，因此，地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的制冷制熱性能也是不錯的。本課題主要研究的是上海市某別墅采用地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)實現(xiàn)夏季制冷，冬季供熱工況的設(shè)計方案。本設(shè)計地源熱泵系統(tǒng)的地下?lián)Q熱器埋管方式采用了垂直U型埋管，解決了傳統(tǒng)空調(diào)運行費用高、運行效率低、噪音大、維護費用高、使用壽命短等缺點，真正做到了高效、節(jié)能、環(huán)保、舒適的要求。在本次畢業(yè)設(shè)計中，我先通過計算各個房間的負荷，確定各個房間的風機盤管型號，再布置新風系統(tǒng)，然后進行水力計算，確定個管段的管徑，最后進行選擇地源熱泵機組以及地埋管設(shè)計的工作。關(guān)鍵詞：地源熱泵的工作原理及形式；空調(diào)系統(tǒng)；垂直U型埋管AbstractInrecentyears,withthedeepeningoftheconceptofenergysavingintheheartsofthepeople,peoplebegantoadvocategreennewenergy,environmentalprotection,renewable.Groundsourceheatpumpbasedonthecharacteristicsofenergysavingandenvironmentalprotection,graduallybegantopayattentionto.Groundsourceheatpumpairconditioningsystem,comparedtootherconventionalcentralair-conditioningsystem,savingenergyconsumptionreached50%,itshigheconomy,farmorethanthetraditionalairconditioning.Andcoldandheatsourcetemperaturethroughouttheyear,groundsourceheatpumpisrelativelystable,generallymaintainedat9-16℃,therefore,refrigerationandthermalperformanceofgroundsourceheatpumpairconditioningsystemisalsogood.ThemainresearchtopicisavillainShanghaiusinggroundsourceheatpumpairconditioningsystemdesignofrefrigerationinsummer,winterheatingconditions.ThedesignofgroundsourceheatpumpsystemofundergroundheatexchangerswiththeverticalUtube,tosolvethetraditionalair-conditioninghighoperatingcosts,lowefficiency,highnoise,highmaintenancecost,shortservicelifeofdisadvantages,trulyefficient,energysaving,environmentalprotection,comfortrequirements.Inthisgraduationdesign,Ifirstbycalculatingeachroomload,determinethefancoiltypeineachroom,decoratethefreshairsystem,andthendeterminethehydrauliccalculation,asectionofthepipeline,thefinalselectionofgroundsourceheatpumpandgroundtubedesign.Keywords:Theworkingprincipleandtheformofgroundsourceheatpump;airconditioningsystem;theverticalUtube目錄TOC\o"1-3"\h\u15595第一章緒論 115081.1研究背景 156621.2國內(nèi)地源熱泵發(fā)展 1213601.3地源熱泵的特點 28091.4地源熱泵的優(yōu)缺點分析與適用條件 326596第二章空調(diào)設(shè)計依據(jù) 574712.1室外氣象參數(shù) 5218292.2室內(nèi)設(shè)計參數(shù)確定 5240162.3設(shè)計范圍 5183612.4設(shè)計原則 532144第三章負荷計算 7181153.1冷負荷計算 768343.1.1外墻和屋面逐時傳熱引起的冷負荷 73193.1.2內(nèi)維護結(jié)構(gòu)冷負荷 850513.1.3外玻璃窗逐時傳熱形成的冷負荷 95893.1.4地面?zhèn)鳠嵝纬傻睦湄摵?1069663.1.5透過玻璃窗日射得熱引起的冷負荷 11242083.1.6照明散熱形成的冷負荷 12303223.1.7人體散熱形成的冷負荷 1293243.2工程負荷統(tǒng)計 1310061第四章末端設(shè)備選型 16284554.1風機盤管的選型 16338第五章空調(diào)風系統(tǒng)設(shè)計 17153835.1新風機組的確立 17278165.2風系統(tǒng)水力計算 17231105.3風口的選型 1928075第六章空調(diào)系統(tǒng)水力計算 20205306.1空調(diào)水系統(tǒng)的設(shè)計 20241486.1.1空調(diào)水系統(tǒng)的設(shè)計原則 20322976.1.2空調(diào)水系統(tǒng)的系統(tǒng)選型 20124366.2空調(diào)水系統(tǒng)的水力計算 20280476.3空調(diào)立管的水力計算 24241486.3.1計算依據(jù) 24265196.3.2計算公式 242676.4冷凝水管道設(shè)計 25320416.4.1設(shè)計原則 25140296.4.2管徑確定 25106456.5水系統(tǒng)安裝要求 2613585第七章地源熱泵機組選擇計算 27241447.1地源熱泵機組選型計算 27230167.2空調(diào)循環(huán)水泵設(shè)計計算 28127577.2.1水泵流量的確定 28306937.2.2水泵揚程的確定 2829276第八章地下埋管的設(shè)計與計算 29149578.1冬夏季地下?lián)Q熱量的確定 2990978.2確定地下?lián)Q熱器的埋管形式 29115818.3確定管路連接方式 30261698.4地下?lián)Q熱器埋管管材及管徑的確定 3024108.4.1埋管管材的確定 3010508.4.2確定管徑 31151508.5豎井埋管管長的確定 31257868.6豎井數(shù)目及間距的確定 32284678.6.1豎井數(shù)目的確定 3282218.6.2豎井間距的確定 32110838.7地下?lián)Q熱器系統(tǒng)的水力計算 32171998.8地下?lián)Q熱器循環(huán)水泵的選型 35219288.8.1循環(huán)水泵的確定 35154918.8.2水泵配管布置 36263858.9閥門安裝 3723609結(jié)論（或結(jié)語） 3810166致謝 3926639參考文獻 40word文檔可自由復(fù)制編輯第一章緒論1.1研究背景地熱是一種可以再生的自然能源。目前，盡管它的使用范圍還遠遠沒有像傳統(tǒng)能源比如煤、石油、天然氣等能源那樣廣泛，不過由于地殼中的地熱能儲量異常的豐富，尤其是在能源匱乏程度相當高的今天，關(guān)于地熱能利用的話題已經(jīng)開始進入了許多國家的視線。地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)的原理是，把地球表面淺層地熱資源(一般不超過400米深)當作空調(diào)運行時的冷熱源，通過換熱器進行能量轉(zhuǎn)換的高效率、節(jié)約能源的空調(diào)系統(tǒng)。通過向機組輸入少許的電能，地源熱泵從而能都實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)移的過程。冬天的時候，地能要做為熱泵向屋內(nèi)供熱的熱源，夏天的時候，地能要做為向屋內(nèi)供冷的冷源。也就是說冬天的時候，地源熱泵要取出地能中的熱量，經(jīng)過設(shè)備將溫度提高后，然后再通向室內(nèi)用于房屋的采暖；相反冬天相反，夏季的時候，熱泵要取出室內(nèi)的熱量，將熱量輸送到地底下，從而實現(xiàn)房屋的制冷。一般來說，用戶如果想要得到4kW以上的冷熱量，地源熱泵僅僅只需要消耗1kW的電能。1.2國內(nèi)地源熱泵發(fā)展地源熱泵技術(shù)進入我國的時間相比于西方國家來說相對較晚，二十世紀五十年代，我國天津大學(xué)才開始從事于地源熱泵研究的相關(guān)工作，從此時起至八十年代末時，地源熱泵技術(shù)的研究形成了一股潮流，各大院校開始紛紛涌入這股潮流中去。最近這些年里，地源熱泵技術(shù)的推廣工作在全國逐步進行中，有些企業(yè)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備的中小規(guī)模生產(chǎn)。當前，國內(nèi)設(shè)備廠商主要生產(chǎn)的是常溫地源熱泵機組，當然，也有一些設(shè)備廠商已經(jīng)研發(fā)出了高溫地源熱泵機組，其研發(fā)產(chǎn)品的出水溫度可超過常溫機組的55℃出水溫度，達到75℃，國內(nèi)有關(guān)高溫地源熱泵機組技術(shù)空白也被這項技術(shù)填補了。從應(yīng)用方向上來看，只有一些大型工程才應(yīng)用地源熱泵系統(tǒng)作為其采暖、制冷空調(diào)系統(tǒng)，小型工程的空調(diào)系統(tǒng)一般不會采用地源熱泵，但也會有個例，比如一些高檔別墅。從發(fā)展的角度上來看，地源熱泵市場正在變得愈發(fā)規(guī)范，因此，越發(fā)迫切的需要一個行業(yè)標準調(diào)整市場格局。因此，國家頒布的《地源熱泵供熱空調(diào)技術(shù)法規(guī)》將對地源熱泵項目的未來起到重要的指導(dǎo)作用?！吨腥A人民共和國國家科學(xué)技術(shù)委員會和美利堅合眾國能源部效率和可再生能源技術(shù)的發(fā)展與利用領(lǐng)域合作協(xié)議書》于1955年，由中國與另一個國際發(fā)達國家美國共同簽訂，并且，兩年后的1957年，該合作協(xié)議書的附件六--《中華人民共和國國家科學(xué)技術(shù)委員會與美利堅合眾國能源部地熱開發(fā)利用的合作協(xié)議書》又由中美兩國共同簽訂。在這份協(xié)議之中，地源熱泵空調(diào)技術(shù)成為了兩國許多合作項目中的一項，這一舉措又非常大的促進了地源熱泵技術(shù)的在國際上的合作與推廣。1998年是我國在地源熱泵技術(shù)這個領(lǐng)域里程碑式的一年，自這一年起，國內(nèi)許多家高校建立了研究地源熱泵的實驗臺。在這些高校之中最具代表性的就是：1992年在重慶建工學(xué)院建設(shè)的實驗裝置，其實驗裝置涵蓋淺埋豎管與水平埋管換熱器在內(nèi)；1998年青島建工學(xué)院建設(shè)的實驗裝置，其實驗裝置涵蓋聚乙烯垂直地源熱泵設(shè)備在內(nèi)；1992年同濟大學(xué)建設(shè)的實驗裝置，其實驗裝置涵蓋垂直地源熱泵設(shè)備裝置等。另一方面，生產(chǎn)地源熱泵設(shè)備的廠家在國家政策的支持下，數(shù)量正在逐步的增加，地源熱泵的一系列產(chǎn)品也能夠進行批量的生產(chǎn)。由于高?？蒲袉挝慌c企業(yè)之間的形成相互合作的關(guān)系，已經(jīng)在中國的地源熱泵技術(shù)的研究取得了很大的進步，已經(jīng)做了大量的實驗研究，大量的示范項目的建設(shè)，有很多有效的數(shù)據(jù)，因此，我國發(fā)展地源熱泵的步伐正在大步的向前邁進?！兜卦礋岜孟到y(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范國家標準》于2006年，由國家建設(shè)部修訂。同年9月份，沈陽作為遼寧省會，被國家建設(shè)部批準作為試點城市，承擔了推廣地源熱泵技術(shù)應(yīng)用的任務(wù)。目標是在2010年之前，使全市的供暖用戶中，至少有三分之一的用戶采用的供暖系統(tǒng)是地源熱泵采暖系統(tǒng)。2006年12月，國家建設(shè)部發(fā)布文件《“十一五”重點推廣技術(shù)領(lǐng)域》。其中，水源熱泵技術(shù)憑借其高效率與可再生的特性，成為了一種新能源技術(shù)，成功的被編寫進了目錄中。1.3地源熱泵的特點土壤源熱泵技術(shù)是可再生能源的利用技術(shù)。由于地源熱泵是利用了地球表面淺層地熱資源作為冷熱源，進行能量轉(zhuǎn)換的空調(diào)系統(tǒng)。地表淺層的地熱資源可稱之為地能。地表淺層相當于一個非常巨大集熱器，每日不間斷的聚集太陽所散發(fā)的熱量，每年大概會收集了47%的太陽能，差不多是人類每年利用能量總和的500多倍。由于地能在某種意義上來說是無窮無盡的，因此，地能也可以說是清潔可再生的能源。地源熱泵的高效節(jié)能使其具有很高經(jīng)濟性。地源熱泵的COP(熱能能效比）值可以突破4，一般來說，用戶如果想要得到4kW以上的冷熱量，僅僅只需要消耗1kW的電能。地源熱泵環(huán)境效益非常高。設(shè)備的運行相當環(huán)保，不會產(chǎn)生任何的污染物。系統(tǒng)能夠承擔居民區(qū)的供暖、制冷，系統(tǒng)的運行沒有燃燒，沒有煙霧，沒有任何廢棄物，而且熱量是在近處的居民區(qū)內(nèi)使用，不需要輸送到較遠的地方。地源熱泵一臺機器能夠承擔多種用途，有相當廣泛的應(yīng)用范圍。地源熱泵系統(tǒng)除常規(guī)的能提供供暖、制冷的用途之外，還可以取代鍋爐的作用完成提供生活熱水功能，地源熱泵系統(tǒng)完全可以替代原來由鍋爐以及中央空調(diào)系統(tǒng)組成的兩套系統(tǒng)。地源熱泵系統(tǒng)的應(yīng)用范圍相當廣，學(xué)校、商場、辦公樓以及賓館之類的建筑完全可以安裝地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，別墅住宅特別適合于安裝地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)。地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)維護費用相對于其它中央空調(diào)機組比較低。承擔機械運動的零件在熱泵機組中相當少，而且所有的部件都不與外部環(huán)境直接相接觸，因此，即使是在惡劣的自然環(huán)境，也無法影響到地源熱泵；有高程度自動控制，可無人值守。1.4地源熱泵的優(yōu)缺點分析與適用條件地源熱泵系統(tǒng)是以地下30～300m深的土壤、沙土、巖石與含水層作為熱泵系統(tǒng)的源與匯，此淺層溫度低且一年四季恒溫，不僅不受地表溫度變化的影響，也不受地心高溫的影響。所以，地源熱泵機組的第一個優(yōu)點其輸出常年穩(wěn)定的制冷量和制熱量。高效率是地源熱泵的第二個優(yōu)點。夏季制冷時地下的匯溫度一般能維持在20℃左右，冬季制熱時地下的源溫度一般能維持在10℃左右,因此，相比于空氣源熱泵效率，其制冷與制熱效率一般均可高出20%一40%。第三個優(yōu)點是當?shù)卦礋岜霉こ滔募鞠虻叵吕塾嫹艧崃康扔诙緩牡叵吕塾嬋崃?冷卻塔與輔助加熱設(shè)備就可以不必安裝在地源熱泵系統(tǒng)上,從而減少了設(shè)備的保養(yǎng)費用。夏季制冷時的冷凝熱可以被地源熱泵系統(tǒng)充分利用是第四個優(yōu)點,冷凝熱儲存于地下,能夠減輕城市的夏季熱島效應(yīng),同時也方便人們能夠使用全年的生活熱水。地源熱泵系統(tǒng)也是有缺點的，首先是就是地源熱泵系統(tǒng)投資比較高，第二個缺點是地源熱泵系統(tǒng)的全年供冷供熱性能與經(jīng)濟性強烈依賴于建筑的冷、熱負荷計算,設(shè)備選用以及地埋管或水井設(shè)計計算與施工，精心設(shè)計與精心施工的工程與粗制濫造的工程會有非常大的差別。第三個缺點是國內(nèi)缺少熟悉地源熱泵系統(tǒng)的合格設(shè)計者。第四個缺點是國內(nèi)沒有足夠多的有經(jīng)驗的、合格的承包商。地源熱泵系統(tǒng)既不是一種萬能的系統(tǒng),也不是在任何地方都能建設(shè)的系統(tǒng)。地源熱泵系統(tǒng)的適用條件和場所為:l)全年室外空氣平均溫度(或地下恒溫帶溫度)處于10一20℃的地域;2)具有經(jīng)濟打井的地質(zhì)條件和擁有合適淺層地下水資源的地域;3)全年向地下總排熱量和總?cè)崃肯嗟然蚪咏墓?、供冷工?4)夏季供冷溫度不低于5℃,冬季供熱溫度不高于60℃的工程[1]。

第二章空調(diào)設(shè)計依據(jù)2.1室外氣象參數(shù)（1）地理位置：本別墅位于上海市，東經(jīng)121.45°，北緯31.40°。（2）夏季大氣壓力：100570.00Pa；冬季大氣壓力：102650.00Pa。（3）室外氣象設(shè)計條件：夏季空調(diào)室外干球溫度34.60℃；夏季空調(diào)室外濕球溫度28.20℃；夏季空調(diào)室外平均溫度31.30℃；夏季室外平均風速3.40m/s；冬季空調(diào)室外干球溫度-1.20℃；冬季空調(diào)室外相對濕度73%;冬季室外平均風速3.40m/s。（4)地表面溫度：地表面最冷月平均溫度4.10℃；地表面最熱月平均溫度31.40℃。

2.2室內(nèi)設(shè)計參數(shù)確定表2-1室內(nèi)設(shè)計參數(shù)季節(jié)溫度（℃）相對濕度（%）夏季2655冬季1855冬季熱負荷類型為空調(diào)熱負荷。2.3設(shè)計范圍本設(shè)計為某別墅地源熱泵空調(diào)設(shè)計，建筑面積大約為385.6m2，空調(diào)面積大約為227.97m2。建筑高度約為12.85米。各層房間有臥室、廚房、客廳、飯廳及衛(wèi)生間等。一層層高為3.6米，二、三層層高均為3.3米，門高2.1米，窗高1.5米。2.4設(shè)計原則由于上海市屬于夏熱冬冷地區(qū)，夏季降溫應(yīng)成為熱泵的設(shè)計的主體，兼顧冬季供暖。而一般冬季地下管群的傳熱量大于夏季的傳熱量，因此系統(tǒng)在夏季運行能滿足要求，冬季一般也可以滿足要求，故本空調(diào)系統(tǒng)參照夏季工況進行設(shè)計。所設(shè)計的空調(diào)系統(tǒng)必須滿足國家及行業(yè)相關(guān)規(guī)范、規(guī)定的要求，使用國內(nèi)外先進的空調(diào)技術(shù)和設(shè)備，創(chuàng)建更加健康舒適的室內(nèi)空氣環(huán)境。第三章負荷計算3.1冷負荷計算表3-1圍護結(jié)構(gòu)參數(shù)序號維護名稱類型傳熱系數(shù)傳熱衰減傳熱延遲01外墻混凝土加氣混凝土280(087001)0.710.3610.002外窗單層塑鋼窗4.710.303內(nèi)門木(塑料)框單層實體門3.350.990.504內(nèi)墻磚墻(003003)2.380.585.205外門節(jié)能外門3.020.990.606樓板樓面-20.650.2211.1這里取2001臥室進行負荷計算。3.1.1外墻和屋面逐時傳熱引起的冷負荷在日射和室外氣溫綜合作用下，外墻瞬時變傳熱引起的注釋冷負荷可按下式計算:Qc(τ)=AK((tc(τ)+△td)kαkρ-tR)（3-1）式中Qc(τ)—外墻和屋面瞬變傳熱引起的逐時冷負荷，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?℃)；tc(τ)—外墻和屋面冷負荷計算溫度的逐時值，℃；△td—地點修正值；kα—吸收系數(shù)修正值；kρ—外表面換熱系數(shù)修正值。tR—室內(nèi)計算溫度，℃。表3-2北外墻瞬時冷負荷時間12:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:00tc(τ)31.431.331.431.631.832.132.4△td1.2kα0.97kρ0.94t’c(τ)29.729.529.529.529.629.729.930.130.430.6tR26K0.71A12.87Qc(τ)33.832.032.032.032.933.835.637.540.242.0表3-3西外墻逐時冷負荷時間12:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:00tc(τ)35.935.535.234.934.834.834.935.335.836.5△td0.5kα0.97kρ0.94t’c(τ)33.232.832.632.332.633.133.7tR26K0.71A17.16Qc(τ)87.883.080.576.975.675.676.980.586.6內(nèi)維護結(jié)構(gòu)冷負荷當鄰室為通風良好的非空調(diào)房間時，通過內(nèi)墻何樓板的溫差而產(chǎn)生的冷負荷，按式（3-2）計算；當鄰室有一定的發(fā)熱量時，通過空調(diào)房間內(nèi)窗、隔板、樓板或內(nèi)門等圍護結(jié)構(gòu)的溫差傳遞而產(chǎn)生的冷負荷，可視做不隨時間變化的穩(wěn)定傳熱，可按下式計算：Qc(τ)=KiAi（tom+△tα-tR）（3-2）式中Ki—內(nèi)圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)，W/(m2?℃)；Ai—內(nèi)圍護結(jié)構(gòu)的面積，m2；tom—夏季空調(diào)室外計算日平均溫度，℃；△tα—附加溫升。tR—室內(nèi)計算溫度，℃。表3-4內(nèi)墻的逐時冷負荷時間12:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:00△td3Ki2.38tom31.3tR26Ai30.03Qc(τ)5外玻璃窗逐時傳熱形成的冷負荷在室外溫差作用下，通過外玻璃窗瞬變傳熱引起的冷負荷可按下式進行計算：Qc(τ)=CwkWAw（（tc(τ)+△td)-tR）（3-3)式中Qc(τ)—外玻璃窗的逐時冷負荷，W；CW—玻璃窗傳熱系數(shù)的修正值kW—外玻璃窗傳熱系數(shù)，W/(m2?℃)；Aw—窗口面積，m2；tc(τ)—外玻璃窗的冷負荷溫度的逐時值，℃；cw—玻璃窗傳熱系數(shù)的修正值；△td—地點修正值。tR—室內(nèi)計算溫度，℃。表3-5北外窗逐時冷負荷時間12:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:00tc(τ)30.831.531.931.630.829.929.1△td131.832.532.932.631.830.930.1tR26△td7.27.07.04.1CW1.0kW4.7Aw1.5Qc(τ)40.945.848.650.849.449.446.540.934.528.9表3-6西外窗逐時冷負荷時間12:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:00tc(τ)30.831.531.931.630.829.929.1△td131.832.532.932.631.830.930.1tR26△td7.27.07.04.1CW1.0kW4.7Aw1.5Qc(τ)40.945.848.650.849.449.446.540.934.5地面?zhèn)鳠嵝纬傻睦湄摵蓪τ谑孢m性空調(diào)，夏季通過地面?zhèn)鳠嵝纬傻睦湄摵伤急壤苄。梢院雎圆挥嫛?.1.5透過玻璃窗日射得熱引起的冷負荷透過玻璃窗進入室內(nèi)的日射得熱分為兩部分，即透過玻璃窗直接進入室內(nèi)的太陽輻射和窗玻璃吸收太陽輻射后傳入室內(nèi)的熱量：Qc(τ)=CαAwCsCiDjmaxCLQ(3-4)式中Qc(τ)—透過玻璃窗的日射得熱引起的冷負荷,W；Cα—有效面積系數(shù)；Aw—窗口面積，m2；Cs—窗玻璃的遮陽系數(shù)；Ci—窗內(nèi)遮陽設(shè)施的遮陽系數(shù)；Djmax—日射得熱因數(shù)；CLQ—窗玻璃冷負荷系數(shù)，無因次。表3-7北窗透入日射的人引起的冷負荷時間12:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:00CLQ0.830.830.790.710.600.610.65Djmax115Cs1.0Ci0.5Aw1.5Cα0.85Qc(τ)60.860.857.952.044.044.749.812.511.711.0表3-8西窗透入日射的人引起的冷負荷時間12:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:00CLQ0.200.340.560.720.830.770.59Djmax539Cs1.0Ci0.5Aw1.5Cα0.85Qc(τ)68.7116.8192.4247.4285.2264.6182.173.834.4照明散熱形成的冷負荷本設(shè)計招募燈具為熒光燈，其形式的冷負荷按下式計算：Qc(τ)=1000n1n2NCLQ（3-5）式中Qc(τ)—照明散熱形成的逐時冷負荷，W；N—照明燈具所需功率，kW；n1—鎮(zhèn)流器消耗功率系數(shù)，當明裝熒光燈的鎮(zhèn)流器裝在空調(diào)房間內(nèi)時，取n1=1.2，當明裝熒光燈的鎮(zhèn)流器裝在空調(diào)房間內(nèi)時，可取n1=1.0；n2—燈罩隔熱系數(shù)，當熒光燈燈罩上部穿有小孔（下部為玻璃板），可利用自然通風散熱于頂棚內(nèi)時，取n2=0.5~0.6；而熒光燈的燈罩無通風孔時，n2=0.6~0.8；CLQ—照明散熱冷負荷系數(shù)。表3-9照明散熱引起的冷負荷時間12:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:00CLQ20.100.090.080.370.670.710.74n11.2n21.0N200Qc(τ)3633.628.82421.619.288.8160.8170.4人體散熱形成的冷負荷人體散熱與性別、年齡、衣著、勞動強度及周圍環(huán)境等多種因素有關(guān)。人體散熱的潛熱量和對流直接形成瞬時冷負荷，而輻射散發(fā)的熱量將會形成滯后冷負荷。因此，應(yīng)采用想要的冷負荷系數(shù)進行計算。在本設(shè)計中，為了方便計算，計算以成年男子散熱量為計算基礎(chǔ)，而對于不同功能的建筑物中有各類人員不同的組成進行修正，為此，引入群集系數(shù)φ。所謂群集系數(shù)是指人員的年齡構(gòu)成、性別構(gòu)成以及密集程度等情況的不同考慮的折減系數(shù)[2]。Qc(τ)=qsnφCLQ（3-6）式中Qc(τ)—人體顯散熱形成的冷負荷，W；qs—不同室溫和勞動性質(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—人體顯熱散熱冷負荷系數(shù)；人體潛散熱引起的冷負荷計算式:Qc=qlnφ（3-6）式中Qc—人體潛散熱形成的冷負荷，W；ql—不同室溫和勞動性質(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)[2]。表3-10人員散熱引起的冷負荷時間12:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:00CLQ0.240.220.700.750.790.820.85qs60.5n2φ0.93Qc(τ)27.0722.5120.2618.0169.7778.7784.4088.9092.2795.65Cα73.3Qc(τ)136.3136.3136.3136.3136.3136.3136.3136.3136.3136.3合計163.4158.9156.6154.4206.1215.1220.7225.2228.6232.03.2工程負荷統(tǒng)計表3-112001房間逐時負荷統(tǒng)計時間12:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:00北外墻負荷33.832.032.032.032.933.835.637.540.242.0西外墻負荷87.883.080.576.975.675.676.980.586.693.9內(nèi)墻負荷593.2北外窗負荷40.945.848.650.849.449.446.540.934.528.9西外窗負荷40.945.848.650.849.449.446.540.934.528.9燈光負荷3633.628.82421.619.288.8160.8170.4177.6北窗日射負荷60.860.857.952.044.044.749.812.511.711.0西窗日射負荷68.7116.8192.4247.4285.2264.6182.173.834.430.9人員負荷163.4158.9156.6154.4206.1215.1220.7225.2228.6232.0總計1125.51169.91238.61281.51357.413451340.11265.31234.11102.5表3-12工程負荷統(tǒng)計分類夏季室內(nèi)冷負荷(全熱)冬季總熱負荷(全熱)建筑物23368.3922280.841樓層10119.648846.161001[飯廳]2577.071689.91002[休息室]2460.071746.511003[客廳]6469.695409.752樓層6307.246454.242001[臥室]2219.541852.142002[臥室]2207.032057.182003[臥室]2001.732544.923樓層7620.996980.443001[臥室]2330.011887.773002[臥室]2371.962184.993003[客廳]3278.442907.69第四章末端設(shè)備選型4.1風機盤管的選型根據(jù)已經(jīng)得出的房間冷負荷、風機盤管風量等選擇風機盤管的型號，將每個房間選取的風機盤管型號、數(shù)量等數(shù)據(jù)匯總于下表中：表4-1風機盤管選型房間編號設(shè)備型號數(shù)量（臺）風量（）制冷量（kW）制熱量（kW）1001[餐廳]ECRN-800112514.3997.8971002[休息室]ECRN-800112514.3997.8971003[客廳]MH504130099.87716.6352001[臥室]ECRN-600110803.4857.2722002[臥室]ECRN-600110803.4857.2722003[臥室]ECRN-600110803.4857.2723001[臥室]ECRN-800112514.3997.8973002[臥室]ECRN-800112514.3997.8973003[客廳]MH302117445.0587.591第五章空調(diào)風系統(tǒng)設(shè)計5.1新風機組的確立本別墅一共分為三層，由于本建筑的所需的新風量過小，因此選擇在一層設(shè)一個新風機組，其余兩層的風系統(tǒng)通過風井連接。表5-1一層所選新風機組型號設(shè)備型號風量制冷量制熱量臺數(shù)MKS02D4Y/C2000235002730015.2風系統(tǒng)水力計算圖5-2：一層風系統(tǒng)圖表5-3一層風系統(tǒng)水力計算編號截面類型風量(m^3/h)寬/直徑(mm)高(mm)長(m)風速(m/s)比摩阻(Pa/m)局阻系數(shù)沿程阻力(Pa)局部阻力(Pa)總阻力(Pa)支管阻力(Pa)節(jié)點資用全壓(Pa)節(jié)點不平衡率(%)管段0矩形400.00200.00120.004.804.632.090.0010.040.0010.040.000.000.00管段1矩形400.00200.00120.001.314.632.090.002.732.715.450.000.000.00管段2矩形300.00160.00120.001.634.342.080.003.400.563.960.000.000.00管段3矩形200.00120.00120.003.163.861.980.006.250.626.870.000.000.00管段4矩形100.00120.00100.002.632.310.880.002.316.719.020.000.000.00管段5矩形100.00120.00100.002.802.310.880.002.469.9812.440.000.000.00管段6矩形100.00120.00100.001.972.310.880.001.738.6710.390.000.000.00管段7矩形100.00120.00100.000.082.310.880.000.071.571.640.000.000.00管段8矩形100.00120.00100.002.002.310.880.001.750.682.430.000.000.00圖5-4：二層風系統(tǒng)圖表5-5二層風系統(tǒng)水力計算編號截面類型風量(m^3/h)寬/直徑(mm)高(mm)長(m)風速(m/s)比摩阻(Pa/m)局阻系數(shù)沿程阻力(Pa)局部阻力(Pa)總阻力(Pa)支管阻力(Pa)節(jié)點資用全壓(Pa)節(jié)點不平衡率(%)管段0矩形300.00160.00120.000.254.342.080.000.520.000.5224.2924.290.00管段1矩形200.00120.00120.006.373.861.980.2512.582.2314.8123.7723.770.00管段2矩形100.00120.00100.000.412.310.880.490.361.571.936.578.9626.62管段3矩形100.00120.00100.004.512.310.880.213.960.684.644.644.640.00管段4矩形100.00120.00100.003.462.310.880.253.040.803.856.6923.7771.84管段5矩形100.00120.00100.002.472.310.882.852.852.850.00管段6矩形100.00120.00100.002.562.310.882.092.256.718.968.968.960.00圖5-6三層風系統(tǒng)圖表5-7三層風系統(tǒng)水力計算編號截面類型風量(m^3/h)寬/直徑(mm)高(mm)長(m)風速(m/s)比摩阻(Pa/m)局阻系數(shù)沿程阻力(Pa)局部阻力(Pa)總阻力(Pa)支管阻力(Pa)節(jié)點資用全壓(Pa)節(jié)點不平衡率(%)管段0矩形400.00200.00120.000.134.632.090.000.270.000.2721.5021.500.00管段1矩形300.00160.00120.002.854.342.080.055.920.566.4921.2321.230.00管段2矩形200.00120.00120.002.633.861.980.075.200.625.8214.7414.740.00管段3矩形100.00120.00100.000.972.310.880.490.851.572.437.038.9221.23管段4矩形100.00120.00100.004.462.310.880.213.920.684.604.604.600.00管段5矩形100.00120.00100.001.962.310.883.111.729.9811.7011.7021.2344.87管段6矩形100.00120.00100.001.992.310.882.701.758.6710.4110.4114.7429.36管段7矩形100.00120.00100.002.512.310.882.092.216.718.928.928.920.005.3風口的選型本設(shè)計風口選取的是方形散流器，一層的安裝高度是3.3m，二三層的安裝高度均為3m，新風口的尺寸均為120mm×120mm，頸部風速控制在3~5m/s。第六章空調(diào)系統(tǒng)水力計算6.1空調(diào)水系統(tǒng)的設(shè)計6.1.1空調(diào)水系統(tǒng)的設(shè)計原則（1）力求各環(huán)路的水力平衡；（2）防止大水量小溫差；（3）水輸送系數(shù)需要符合相關(guān)規(guī)范要求；（4）采用變流量的空調(diào)系統(tǒng)適宜采用變頻調(diào)節(jié)；（5）需要對水系統(tǒng)的排氣和膨脹問題處理好；（6）需要對水處理和水過濾的問題解決好；（7）要注意管網(wǎng)的保冷和保溫的效果[3]。6.1.2空調(diào)水系統(tǒng)的系統(tǒng)選型空調(diào)水系統(tǒng)是根據(jù)管道布局和工作原理分類的，一般可分為以下主要類型。：（1）根據(jù)供、回水管道數(shù)量進行分類，可以分為：雙管制、三管制和四管制；（2）根據(jù)供、回水干管的管道布局進行分類，可以分為：水平式和垂直式；（3）根據(jù)供、回水在管道內(nèi)的流動關(guān)系進行分類，可以分為：同程式和異程式；（4）根據(jù)原理進行分類，可以分為：開式和閉式；（5）根據(jù)調(diào)節(jié)方式進行分類，可以分為：定流量和變流量。首先，空調(diào)供冷、供暖的系統(tǒng)設(shè)計，水系統(tǒng)各環(huán)路的水力平衡是需要滿足的首要要求。系統(tǒng)的供冷及供熱全部由地源熱泵機組承擔，房間不需要同時進行供冷和供熱，該設(shè)計管路不與大氣相接觸，每一層水系統(tǒng)的最高點和系統(tǒng)的最高點都需要設(shè)置排氣閥，用來排除系統(tǒng)中多余的空氣。所以，系統(tǒng)采用閉式雙管系統(tǒng)?？照{(diào)冷熱水系統(tǒng)的雙重控制，簡單，布置方便，占用空間小，節(jié)省投資。垂直同程式，一級泵、水泵變流量系統(tǒng)適用于干管的布置[3]。6.2空調(diào)水系統(tǒng)的水力計算水力計算采用假定流速法，其計算步驟如下：（1）繪制冷水系統(tǒng)圖，對管段編號，標注長度和流量；（2）確定合理的流速；（3）根據(jù)各個管段的水量和選擇流速確定管段的直徑，計算摩擦阻力和局部阻力；（4）并聯(lián)管路的阻力平衡；（5）計算系統(tǒng)的總阻力[4]。圖6-1:一層水系統(tǒng)表6-2一層供水管水力計算表編號流量(kg/h)負荷(w)流速(m/s)Rm(Pa/m)管徑長(m)動壓(Pa)ζ△Pd(Pa)△Pl(Pa)△P(Pa)管段06929.4940295.000.87223.36DN503.12380.640.000.00696.68696.68管段16929.4940295.000.87223.36DN501.31380.641.00380.64291.83672.47管段26929.4940295.000.87223.36DN502.59380.641.00380.64578.01958.65管段36039.5535120.000.76171.85DN503.40289.150.1028.92583.49612.41管段44041.2723500.000.85296.75DN402.34361.510.1036.15694.31730.46管段54041.2723500.000.85296.75DN406.10361.511.00361.511810.132171.64管段64041.2723500.000.85296.75DN400.40361.511.001084.53118.701203.23管段71998.2811620.000.55157.13DN320.67152.911.50229.36105.23334.60管段81998.2811620.000.55157.13DN320.40152.911.00458.7262.85521.58管段9889.945175.000.70484.47DN201.65242.941.50364.42799.721164.14管段10889.945175.000.70484.47DN200.40242.941.50850.30193.791044.09表6-3一層回水管水力計算表編號流量(kg/h)負荷(w)流速(m/s)Rm(Pa/m)管徑長(m)動壓(Pa)ζ△Pd(Pa)△Pl(Pa)△P(Pa)管段06929.4940295.000.87220.73DN502.92380.830.000.00644.33644.33管段16929.4940295.000.87220.73DN501.31380.831.00380.83288.39669.22管段26929.4940295.000.87220.73DN502.94380.831.00380.83648.461029.29管段36039.5535120.000.76169.62DN503.10289.290.1028.93525.04553.97管段44041.2723500.000.85293.15DN402.64361.690.1036.17773.84810.01管段54041.2723500.000.85293.15DN406.37361.691.00361.691866.162227.85管段64041.2723500.000.85293.15DN400.25361.691.001085.0673.291158.35管段71998.2811620.000.55154.57DN320.74152.981.50229.47113.71343.19管段81998.2811620.000.55154.57DN320.25152.981.00458.9538.64497.59管段9889.945175.000.70477.50DN201.36243.061.50364.59647.151011.74管段10889.945175.000.70477.50DN200.25243.061.50850.72119.38970.09圖6-4：二層水系統(tǒng)表6-5二層供水管水力計算表編號流量(kg/h)負荷(w)流速(m/s)Rm(Pa/m)管徑長(m)動壓(Pa)ζ△Pd(Pa)△Pl(Pa)△P(Pa)管段02115.2212300.000.59174.88DN320.49171.330.000.0085.6785.67管段12115.2212300.000.59174.88DN321.42171.331.00171.33247.80419.12管段22115.2212300.000.59174.88DN320.41171.331.00171.3371.81243.14管段31410.158200.000.68339.94DN251.58234.040.1023.40538.78562.18管段4705.074100.000.55312.41DN208.11152.490.1015.252533.112548.36管段5705.074100.000.55312.41DN201.44152.491.50228.74448.85677.59管段6705.074100.000.55312.41DN200.40152.491.50533.73124.96658.69管段7705.074100.000.55312.41DN205.06152.491.50533.731581.942115.67管段8705.074100.000.55312.41DN201.46152.491.50228.74456.90685.64管段9705.074100.000.55312.41DN200.40152.491.50533.73124.96658.69表6-6二層回水管水力計算表編號流量(kg/h)負荷(w)流速(m/s)Rm(Pa/m)管徑長(m)動壓(Pa)ζ△Pd(Pa)△Pl(Pa)△P(Pa)管段02115.2212300.000.59174.88DN320.49171.330.000.0085.6785.67管段12115.2212300.000.59174.88DN321.42171.331.00171.33247.80419.12管段22115.2212300.000.59174.88DN320.41171.331.00171.3371.81243.14管段31410.158200.000.68339.94DN251.58234.040.1023.40538.78562.18管段4705.074100.000.55312.41DN208.11152.490.1015.252533.112548.36管段5705.074100.000.55312.41DN201.44152.491.50228.74448.85677.59管段6705.074100.000.55312.41DN200.40152.491.50533.73124.96658.69管段7705.074100.000.55312.41DN205.06152.491.50533.731581.942115.67管段8705.074100.000.55312.41DN201.46152.491.50228.74456.90685.64管段9705.074100.000.55312.41DN200.40152.491.50533.73124.96658.69圖6-7：三層水系統(tǒng)表6-8三層供水管水力計算表編號流量(kg/h)負荷(w)流速(m/s)Rm(Pa/m)管徑長(m)動壓(Pa)ζ△Pd(Pa)△Pl(Pa)△P(Pa)管段02803.1016300.000.78298.00DN320.46300.880.000.00137.81137.81管段12803.1016300.000.78298.00DN321.41300.881.00300.88421.54722.42管段22803.1016300.000.78298.00DN320.42300.881.00300.88124.70425.58管段31913.1611125.000.53144.80DN322.02140.160.1014.02292.59306.61管段41023.225950.000.80631.35DN205.41321.160.1032.123412.793444.90管段51023.225950.000.80631.35DN200.87321.161.50481.74546.451028.18管段61023.225950.000.80631.35DN200.40321.161.501124.05252.541376.60管段7889.945175.000.70484.47DN205.55242.941.50850.302690.513540.81管段8889.945175.000.70484.47DN201.43242.941.50364.42694.211058.63管段9889.945175.000.70484.47DN200.40242.941.50850.30193.791044.09表6-9三層回水管水力計算表編號流量(kg/h)負荷(w)流速(m/s)Rm(Pa/m)管徑長(m)動壓(Pa)ζ△Pd(Pa)△Pl(Pa)△P(Pa)管段02803.1016300.000.78298.00DN320.46300.880.000.00137.81137.81管段12803.1016300.000.78298.00DN321.41300.881.00300.88421.54722.42管段22803.1016300.000.78298.00DN320.42300.881.00300.88124.70425.58管段31913.1611125.000.53144.80DN322.02140.160.1014.02292.59306.61管段41023.225950.000.80631.35DN205.41321.160.1032.123412.793444.90管段51023.225950.000.80631.35DN200.87321.161.50481.74546.451028.18管段61023.225950.000.80631.35DN200.40321.161.501124.05252.541376.60管段7889.945175.000.70484.47DN205.55242.941.50850.302690.513540.81管段8889.945175.000.70484.47DN201.43242.941.50364.42694.211058.63管段9889.945175.000.70484.47DN200.40242.941.50850.30193.791044.096.3空調(diào)立管的水力計算6.3.1計算依據(jù)本計算方法理論依據(jù)是陸耀慶編著的《供暖通風設(shè)計手冊》和電子工業(yè)部第十設(shè)計研究院主編的《空氣調(diào)節(jié)設(shè)計手冊》。6.3.2計算公式計算摩擦阻力系數(shù)的公式采用的是柯列勃洛克－懷特公式。管段損失＝沿程損失＋局部損失即：Pg＝ΣPl+ΣPd。Pdn＝Pd1＋Σ(Pm×L＋Pz)[4]。表6-10供水立管水力計算表編號流量(kg/h)負荷(w)流速(m/s)管徑Rm(Pa/m)長(m)動壓(Pa)ζ△Pd(Pa)△Pl(Pa)△P(Pa)12803.1163000.78DN322983.3300.8800983.41983.4124918.31286000.62DN50116.423.6191.7600419.1419.1311847.81688950.91DN70174.252.6410.6400453.04453.04小計11847.81688959.5001855.551855.55表6-11回水立管水力計算表編號流量(kg/h)負荷(w)流速(m/s)管徑Rm(Pa/m)長(m)動壓(Pa)ζ△Pd(Pa)△Pl(Pa)△P(Pa)12803.1163000.78DN32294.123.3301.0300970.6970.624918.31286000.62DN50114.693.6191.8500412.87412.87311847.81688950.91DN70172.272.6410.8400447.9447.9小計11847.81688959.5001831.371831.376.4冷凝水管道設(shè)計6.4.1設(shè)計原則在風機盤管機組等各設(shè)備機組的運行過程中，一定量的冷凝水會隨著設(shè)備的運行流出，必須及時將這些多余的冷凝水排走，以保證系統(tǒng)能夠進行正常的工作。常采用開式、非滿流自流系統(tǒng)設(shè)計冷凝水管道。冷凝水管道的設(shè)計應(yīng)該滿足一下幾點要求：（1)在冷凝水的水流方向上，管道應(yīng)該設(shè)有至少0.3%大的坡度，并且，管道內(nèi)必須保證不能夠出現(xiàn)積水現(xiàn)象；（2）當冷凝水盤的位置在機組內(nèi)的負壓區(qū)段時，水封必須設(shè)要用在設(shè)計中，設(shè)置在凝水盤的出水口處，凝水盤處的負壓比水封的高度要低上大約50%上下。水封的出口要通向大氣；（3）聚氯乙烯塑料管一般用作冷凝水管道的設(shè)計管材，并且不需要對管道進行保溫和隔氣處理；（4）為保證冷凝水的流動，應(yīng)設(shè)計一根通向大氣的透氣管，連接到冷凝水立管；（5）為保證冷凝水的正常流通，設(shè)計和安裝冷凝水管道的時候，要考慮到是否需要定期沖洗冷凝水管，如果需要，就應(yīng)設(shè)計沖洗時需要的設(shè)備；（6）應(yīng)先計算冷凝水的流量，根據(jù)流量來確定冷凝水管的公稱直徑。6.4.2管徑確定通常，冷凝水管的管徑設(shè)計應(yīng)參考以下幾點：管段承擔冷負荷小于7kW時，冷凝管選取DN20管徑;管段承擔冷負荷在7kW與17kW之間時，冷凝管選取DN25管徑;管段承擔冷負荷在17kW與100kW之間時，冷凝管選取DN32管徑。6.5水系統(tǒng)安裝要求（1）在閉式系統(tǒng)中，冷熱水管必須滿足要有0.003的坡度，當許多管道一起安裝時，各個管路最好要是相同的坡度，方便支架可以讓各個管路共用。如果，由于條件受限，冷熱水管道可以以無坡度的方式安裝，但是管內(nèi)水流速最小也得大于0.25m/s。而且當考慮在變水量的條件下調(diào)節(jié)水的流速時，水流速也不應(yīng)該小于此數(shù)值；（2）閉式系統(tǒng)中，排氣裝置需要設(shè)置在冷熱水管路的每個最高點上。需要考慮好自動排氣閥損壞時，如何更換管道的措施，就是設(shè)置一個閥門在管道連接處。手動集氣罐的排氣管需要和水池或地漏相連接，排氣管上的閥門應(yīng)該方便人員使用；自動排氣閥的排氣管也需要與室外相連，如果自動排氣閥失靈時，水流就可以流出室內(nèi)；（3）水管與水泵相連接或者大管與小管相連接時，應(yīng)當預(yù)防氣囊可能會產(chǎn)生。大管通過小管排出氣體時，大管與小管應(yīng)該頂平連接，防止氣囊在大管中產(chǎn)生；（4）在系統(tǒng)的最低點，帶有閥門的放水管應(yīng)安裝在能夠完成單獨放水設(shè)備的下部，并與地漏或漏斗相連接。系統(tǒng)開始時，用作沖刷管路；進行管路檢修時，用作排水；（5）處于負壓段的空調(diào)器、風機盤管等的表冷器，其冷凝水管道需要設(shè)有水封，并且管道坡度至少要達到0.001。如果冷凝水管徑比較大，需要作圓水封筒；（6）機房內(nèi)應(yīng)當設(shè)置地漏，用作排出噴水室的水、水泵及閥門可能的漏水和表冷器的凝結(jié)水。地面要有一定的坡度，并且坡度方向要朝向地漏，地面必須經(jīng)過防水處理。也可以在可能有積水形成的地方設(shè)置圍堰，圍堰內(nèi)要設(shè)置地漏，地面也需經(jīng)過防水處理[5]。第七章地源熱泵機組選擇計算7.1地源熱泵機組選型計算該別墅的最大冷負荷Q=23.368kW，考慮到水管、冷水管還有水箱等設(shè)備溫度升高引起的附加冷負荷，修正后：Q1=1.15Q=26.873kW，該別墅的總設(shè)計負荷為26.873kW。因此，可以選擇1臺沃富VKC水—水機組，型號為VKC—030，制冷量28.0kW，功率6.5kW，機組尺寸：A=850mm,B=550mm,H=618mm.冷水流量4.82m3/h，冷水壓降30KPa，地源水流量5.93m3/h，地源水壓降45KPa，機組重量135Kg。制冷工況：冷凍水進/出溫度：12℃/7℃；冷卻水進/出溫度30℃/35℃。產(chǎn)品名稱：沃富VKC水—水機組，熱泵機組特點：(1)一機多用，不僅能滿足在夏季和冬季供暖制冷要求，也可以提供45℃熱水；（2）采用溫度相對穩(wěn)定的地下土壤源作為熱源，機組的運行比較穩(wěn)定，節(jié)能效率高；

（3）采用半封閉單螺桿壓縮機和先進的負載平衡原理設(shè)計，長達100000小時的工作時間的主軸承的設(shè)計；；

（4）采用平衡壓縮設(shè)計，運行時的噪聲小，并且振動幅度極低，這些都使機組的應(yīng)用更加的靈活；

（5）設(shè)計形式應(yīng)用了多壓縮機的設(shè)計，啟動時無需過大的電流，當發(fā)生故障時，備用功能優(yōu)異，且部分負荷性能十分出眾；

（6）調(diào)節(jié)方便，可以根據(jù)負荷的需求，使用電腦對壓縮機進行自動化的啟停以及負載的自動增加；

（7）被廣泛使用，并能使用各種能源的工作，如：土壤，污水，工業(yè)廢水，地下水，地表水，深湖和各種廢水；

（8）采用了一種新的微機控制，使用標準的顯式中文觸摸屏，操作更方便，可以通過調(diào)制解調(diào)器遠程監(jiān)控單元，并可與樓宇自動化系統(tǒng)（BAS）網(wǎng)絡(luò)連接；

（9）通過工廠的運行測試，能夠保證機組的穩(wěn)定運行，并且美國

ARI

認證了測試平臺的可靠；

（10）裝置生產(chǎn)過程獲得ISO9001認證；7.2空調(diào)循環(huán)水泵設(shè)計計算7.2.1水泵流量的確定L=Q/（△t×1.163）×（1.15～1.2）(7-1)式中L—冷凍水水流量，m3/h；

Q—總冷負荷，kW；

△t—冷凍水進出水溫差，℃，一般取4.5～5。根據(jù)上式計算可得L=5.72m3/h。7.2.2水泵揚程的確定水泵揚程由以下幾點構(gòu)成：制冷機組蒸發(fā)器水阻力：一般為5～7mH2O；（具體值可參看產(chǎn)品樣本）末端設(shè)備（空氣處理機組、風機盤管等）表冷器或蒸發(fā)器水阻力：一

般為4～6mH2O；（具體值可參看產(chǎn)品樣本）回水過濾器阻力，一般為3～5mH2O；分水器、集水器水阻力：一般一個為3mH2O；制冷系統(tǒng)水管路沿程阻力和局部阻力損失：沿程阻力一般為比摩阻(100～300Pa/m)每乘以管道長度.局部阻力為沿程阻力的50%。因此，水泵揚程等于以上所有阻力之和。水泵揚程=31.7mH2O根據(jù)計算結(jié)果水泵的揚程與流量留一點余量，查《中央空調(diào)設(shè)備選型手冊》可以選擇ISW32-200(I)的單級臥式離心泵，選用兩臺，一用一備。性能參數(shù)如下：型號：ISW32-200(I)轉(zhuǎn)速：2900r/min流量：6.3m3/h揚程：50m電機功率：4kW第八章地下埋管的設(shè)計與計算8.1冬夏季地下?lián)Q熱量的確定冬夏季地下?lián)Q熱量分別是指夏季地源熱泵向土壤中釋放的熱量和冬季從土壤吸收的熱量，可以由以下公式計算：Q1‘=Q1×（1+1/COP1）(8-1)Q2‘=Q2×（1-1/COP2)(8-2)式中Q1’—夏季向土壤排放的熱量，kW；

Q1—夏季設(shè)計總冷負荷，kW；

Q2‘—冬季從土壤吸收的熱量，kW；

Q2—冬季設(shè)計總熱負荷，kW；

COP1—設(shè)計工況下土壤源熱泵機組的制冷系數(shù)；

COP2—設(shè)計工況下土壤源熱泵機組的供熱系數(shù)。COP在小機組制冷時可取4.5~5.0，制熱時取3.2~3.5；在大機組制冷時可取5.0~5.6，制熱時取3.3~3.8。因此，COP1=4.5，COP2=3.2。夏季，28.56kW冬季，15.32kW取夏季地下?lián)Q熱量28.56kW進行計算。8.2確定地下?lián)Q熱器的埋管形式地下?lián)Q熱器的設(shè)計是地源熱泵技術(shù)的關(guān)鍵與重點，也是本系統(tǒng)區(qū)別于其他系統(tǒng)的原因。地源熱泵系統(tǒng)的最關(guān)鍵組成部分是地下埋管換熱器。是否合理的選擇型式，是否正確的設(shè)計，都將與整個地源熱泵系統(tǒng)正常使用及系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性息息相關(guān)。目前地源熱泵地下埋管換熱器主要有豎直埋管和水平埋管兩種埋管形式。由于這兩種埋管型式的特點和應(yīng)用環(huán)境不同，因此，場地大小、當?shù)貛r土類型及挖掘成本決定了這兩種埋管型式的適用范圍[6]。水平埋管：施工費用相對于垂直埋管比較低，但是其性能不如垂直埋管高效，并且當施工時，占用場地相對較大。淺埋水平管容易受到地面溫度的影響，因此比較適合于單季使用的情況，冬夏冷暖聯(lián)供系統(tǒng)應(yīng)用水平埋管型式的不是太多。垂直埋管：初期投資要高于水平埋管型式，但采用這種型式的地源熱泵系統(tǒng)運行費用和維護費用低，占地面積小，冬季不需要輔助熱源，不會產(chǎn)生污染，節(jié)能效果比較好。而且特別是在中國，采用豎直埋管更會顯示其節(jié)約用地面積和良好換熱性的特點。因此該別墅的地下?lián)Q熱器的埋管形式采用垂直埋管。垂直埋管根據(jù)埋管方式不同，有3種形式：（1）U型管：U形管安裝在鉆孔的管井內(nèi)，管井直徑一般為100～150mm，井深一般在10～200m之內(nèi)，U形管直徑一般不超過50mm，并且埋管越深，其換熱性能就會越好。U型管施工簡單，換熱性能較好，因此，目前U型管形式應(yīng)用的最多。（2）套管型：套管式外管直徑一般為100～200mm，內(nèi)管直徑一般為15～25mm。但是，當套管型的內(nèi)、外管中流體進行熱交換時，會出現(xiàn)熱損失。（3）單管型：單管型的適用工程的范圍相對較小，會收到溫度、地質(zhì)條質(zhì)等各種條件的影響。所以最終確定蓋該別墅地下?lián)Q熱器的埋管形