某地源熱泵畢業(yè)設(shè)計(jì)

2 2 9 9 21 23 23 23 23 25 25 26 26 28 29 29 2 1.1建筑平面圖和剖面圖1.2國家主要規(guī)范和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1.3設(shè)計(jì)范圍1.4建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能①外墻：地上各層墻體為240磚墻。1.5設(shè)計(jì)原則地下管群的傳熱量冬季大于夏季，因此夏季能滿足要求，冬季裝置按夏季工況設(shè)計(jì)。要求空調(diào)系統(tǒng)滿足國家及行業(yè)有關(guān)規(guī)范1.6設(shè)計(jì)參數(shù)室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)：各房間與走廊夏季室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)，干球溫度為25℃,相對(duì)濕度60%。2.1空調(diào)冷負(fù)荷的計(jì)算本設(shè)計(jì)采用冷負(fù)荷系數(shù)法計(jì)算夏季空調(diào)冷負(fù)荷，通過冷負(fù)荷溫度與冷負(fù)荷系數(shù)直接從各CL＝F×k（ti-tn2-1）,此建筑物所有塑鋼窗及玻璃幕墻傳熱系數(shù)為k＝2.6w/m2·℃,瞬變引起的冷負(fù)荷計(jì)算公其中：CL——透過玻璃窗進(jìn)入室內(nèi)的日射得熱照明散熱量屬于穩(wěn)態(tài)得熱，一般情況下這一得熱量是不隨時(shí)間變化的。建筑物內(nèi)的照明CL=860n1n2NCcl（2-3）N——照明燈具所需功率，kw；按照不同的空調(diào)設(shè)備運(yùn)行時(shí)間和開燈時(shí)間及況下，查資料得每人散發(fā)的顯熱為65w,潛熱為69w,全熱為134w。由于室內(nèi)工作人員既CL1=Qsn1CCL（2-4）n1——群集系數(shù)，0.96；CCL——人體顯熱散熱冷負(fù)荷系數(shù)，這一系數(shù)取決于人員在室內(nèi)停留的時(shí)間及進(jìn)出的CL2=QL*n1熱設(shè)備及熱表面散熱形成的計(jì)算時(shí)刻冷負(fù)荷Qτ,按下式計(jì)算：Qτ=qsJEτ-T[3]（2-6）τ-T—從熱源投入使用的時(shí)刻算起到計(jì)算時(shí)刻的時(shí)間，h;qs—熱源的實(shí)際散熱量，W。2.2冷負(fù)荷的計(jì)算示例查設(shè)計(jì)手冊(cè)可知k=1.962(w/m2.c),計(jì)算得出面積S=26.16m2，查空氣調(diào)節(jié)表2-型為中型，圍護(hù)結(jié)構(gòu)類型為Ⅲ,延遲時(shí)間為8.5小時(shí)，從文獻(xiàn)《空氣調(diào)節(jié)》中查得作用時(shí)刻t-時(shí)的長(zhǎng)沙西外墻負(fù)荷溫差的逐時(shí)值△tt-ε,算出西外墻的逐表2-1西外墻各逐時(shí)冷負(fù)荷89KF瞬變傳熱得熱與日光直射等形成冷負(fù)荷，查得各計(jì)算時(shí)刻的負(fù)荷溫差及照度，計(jì)算結(jié)果表2-2西外墻各逐時(shí)冷負(fù)荷89KF000000089KF計(jì)手冊(cè)可知k=1.96(w/m2.c),計(jì)算得出面積S=19.65m2，查《空氣調(diào)節(jié)》表2-6可知89KF瞬變傳熱得熱形成冷負(fù)荷由《空氣調(diào)節(jié)》查得各計(jì)算時(shí)刻的負(fù)荷溫差，以及各計(jì)算時(shí)刻89KF000000輻射照度89KF3考慮到臥室的情況，可能有的電視、電腦等，根據(jù)有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)規(guī)范，取散熱負(fù)荷為人員數(shù)的確定是根據(jù)各房間的使用功能及使用單位提出的要求確定的，本辦公室人員密LQl查設(shè)計(jì)手冊(cè)可知n=4人，CLQ=0.93、qs=74，ql=235LW——新風(fēng)量，kg/s；7893.1新風(fēng)量的確定b.人員所需的新風(fēng)量應(yīng)按國家現(xiàn)行有關(guān)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求，并根據(jù)人員的活動(dòng)和工作性質(zhì)3.2夏季空調(diào)新風(fēng)冷負(fù)荷的計(jì)算Qc.o=Mo（ho—hr）1.24.1空調(diào)系統(tǒng)的選擇(1)選擇空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)根據(jù)建筑物的用途、規(guī)模、使要求、所在地區(qū)氣象條件與能源狀況等，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定；當(dāng)變化情況相似，宜采用集中控制，各空氣調(diào)節(jié)區(qū)溫濕度波動(dòng)不超過允共用的全空氣定風(fēng)量空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。需分別控制各空氣調(diào)節(jié)區(qū)室內(nèi)參系統(tǒng)處理空氣量大，所擔(dān)負(fù)的空調(diào)面積也較大。因此適用于建筑空間較高，面積較（f)全空氣空調(diào)系統(tǒng)一個(gè)系統(tǒng)不宜供多個(gè)房間的空調(diào)。因?yàn)榛仫L(fēng)系統(tǒng)可能造成房間之間風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)是目前應(yīng)用廣泛的一種空調(diào)系統(tǒng)，它由風(fēng)機(jī)盤管來承擔(dān)全部室內(nèi)負(fù)荷，單獨(dú)設(shè)新風(fēng)機(jī)組，向室內(nèi)補(bǔ)充所需新風(fēng)。因此，在空調(diào)房間較多，面積較小，各房間要（2)各空調(diào)房間互不干擾，可以獨(dú)立地調(diào)節(jié)室溫，并可隨時(shí)根據(jù)需要開停機(jī)組,節(jié)省運(yùn)行4.2空調(diào)系統(tǒng)方案的確定本次設(shè)計(jì)中的建筑各個(gè)房間使用性能差別較大，故應(yīng)使所選空調(diào)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)各個(gè)房間的獨(dú)立控制，綜合考慮各方面因素，確定選用風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)。在房間內(nèi)布置吊頂?shù)目諝馓幚碓O(shè)備是將室外空氣處理到室內(nèi)要求狀態(tài)的設(shè)備，在本設(shè)計(jì)中使用的空氣處理設(shè)5.1新風(fēng)機(jī)組的選擇此建筑地上共有二層樓，其中一層與二層都各安裝一臺(tái)新風(fēng)機(jī)組，均為吊裝，根據(jù)所負(fù)量量降量m3/h量降徑mm水管5.2風(fēng)機(jī)盤管的選擇RORεε風(fēng)機(jī)盤管的風(fēng)量：GF=G-GW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211池5181811822111511111821以上風(fēng)機(jī)盤管冷凍水供水溫度為7℃,回水溫度為12℃,進(jìn)、出水管管徑皆為風(fēng)機(jī)盤管的布置與空調(diào)房間的使用性質(zhì)和建筑形式有關(guān)，對(duì)間等一般布置在進(jìn)門的過道頂棚內(nèi)，并綜合考慮房間均勻送風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)供給方式采用由獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組的供水系統(tǒng)采用雙水管系統(tǒng)，過渡季節(jié)盡量利氣流組織又稱空氣分布，大多數(shù)空調(diào)與通風(fēng)系統(tǒng)都需要向房間或被控制區(qū)送入和排出空氣，不同形狀的房間、不同的送風(fēng)口和回風(fēng)口形式和布置、不同大小的送風(fēng)量都影響室內(nèi)空氣的流速分布、溫濕度分布和污染物濃度分布。室內(nèi)氣流速度、溫濕度都是人體熱舒適的要素，而污染物濃度是室內(nèi)空氣品質(zhì)的重要指標(biāo)。因此，要想使房間內(nèi)人群的活動(dòng)區(qū)域成為一個(gè)溫濕度適宜，空氣品質(zhì)優(yōu)良的環(huán)境，不僅要有合理的系統(tǒng)形式及對(duì)空氣的處理方案，而且6.1氣流組織分布本次設(shè)計(jì)中采用上送上回與側(cè)送風(fēng)的氣流組織形式，上送上的氣流為貼附于頂棚的射流。射流下側(cè)吸卷室內(nèi)空氣，射流在近墻下降。工作區(qū)為回流區(qū)，風(fēng)機(jī)盤管加獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)使風(fēng)機(jī)盤管暗裝于天花板，采用上側(cè)送風(fēng)的形式。送風(fēng)氣流貼附于頂棚，工作區(qū)處于回流區(qū)中。送風(fēng)與室內(nèi)空氣混合充分，工作區(qū)的風(fēng)速較低，溫度濕度12345676.2風(fēng)口布置風(fēng)口對(duì)氣流組織有著關(guān)鍵影響，根據(jù)送回風(fēng)量選擇合適的風(fēng)口，均勻分配，同時(shí)避免柱和梁的阻擋，最大可能的減少風(fēng)量擾動(dòng)對(duì)氣流產(chǎn)生的負(fù)面效應(yīng)，才能產(chǎn)生良好的氣流組織效6.3風(fēng)口選擇計(jì)算送風(fēng)選用雙層百葉風(fēng)口側(cè)送與散流器上送方式，保證工作區(qū)穩(wěn)定而均勻的7.1風(fēng)管水力計(jì)算方法風(fēng)管尺寸的計(jì)算在系統(tǒng)和設(shè)備布置、風(fēng)管材料、各送排風(fēng)點(diǎn)的位置和風(fēng)量均已確定的基（2）在計(jì)算草圖上進(jìn)行管段編號(hào),并標(biāo)注管段的長(zhǎng)度和風(fēng)量,管段長(zhǎng)度一般按兩管件中心7.2風(fēng)管水力計(jì)算過程ν(m/s)ξ123456789ν(m/s)ξ12345627897.3風(fēng)管的布置及附件：為200～300mm的人造革軟接；軟接的接口應(yīng)牢固、嚴(yán)密。在軟接處禁止變徑。在保證牢固、可靠的原則下根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況選定，詳見國標(biāo)T616.8.1空調(diào)水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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8.2冷水系統(tǒng)的水力計(jì)算ν(m/s)ξ15213141516171841911120ν(m/s))ξ))1211314151617189110顯然二層的最不利環(huán)路阻力較大，即二樓最不利環(huán)8.3冷凝水管道設(shè)計(jì)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。排放冷凝水管道的設(shè)計(jì)，一般采用8.4水系統(tǒng)安裝要求好相同，以便采用共用支架。如因條件限制熱水和冷水管道可無坡措施，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)，結(jié)水。地面的坡度應(yīng)坡向地漏，地面應(yīng)作防水處理9.1水源熱泵機(jī)組選型計(jì)算整棟大樓的最大冷負(fù)荷Q=295.82KW，考慮風(fēng)機(jī)、風(fēng)管、水管、冷水管及水箱溫升引率64.5kw，機(jī)組尺寸：A=3574mm,B=793mm,H=1740mm.冷水流量58.65M3/H，冷水壓降注：制冷工況：冷凍水進(jìn)/出溫度：12℃/7℃;冷卻水進(jìn)/出溫度20℃/25℃載（7）應(yīng)用廣泛，可利用多種能源：地下水、地表水、土壤、生活廢水、工業(yè)廢水、深而制冷機(jī)組的清洗、安裝、試漏、加油、抽真空、充加制冷劑、調(diào)試等事宜，應(yīng)嚴(yán)格按照制造廠提供的《使用說明書》進(jìn)行；同時(shí)，還應(yīng)遵守《制冷設(shè)備、空氣分離設(shè)備安裝工程12循環(huán)水流量:G=Q/(1.163*Δt)所以G=295.8*1.1/(1.163*5)=56.01電機(jī)功率：7.5kW9.2膨脹水箱室外側(cè)水系統(tǒng)和室內(nèi)側(cè)水系統(tǒng)都應(yīng)設(shè)置膨脹水箱。在常規(guī)的開式水箱安裝位置受到限制箱。膨脹水箱設(shè)有膨脹管、補(bǔ)水管、溢水管和泄水管，并應(yīng)設(shè)有水位控制儀表或浮球閥。水系統(tǒng)的注水與補(bǔ)水均應(yīng)通過膨脹水箱來實(shí)現(xiàn)[3]。因此，應(yīng)將膨脹管單獨(dú)與制冷機(jī)組中的回水膨脹水量：Vp=α×Vc×△t>700010.1確定地下?lián)Q熱器的埋管形式地源熱泵技術(shù)的關(guān)鍵是地下?lián)Q熱器的設(shè)計(jì),地下?lián)Q熱器設(shè)計(jì)是整個(gè)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，也是本系統(tǒng)有別于其他系統(tǒng)之所在。地下埋管換熱器是地源熱泵系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，其選擇的形式是否合理，設(shè)計(jì)的是否正確，將關(guān)系到整個(gè)地源熱泵系統(tǒng)能否滿足要求和正常使用及系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性[16]。目前地源熱泵地下埋管換熱器的埋管形式主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(zhǔn)備采用垂直埋管系統(tǒng)。在各種豎直埋管換熱器中，目前應(yīng)用最為廣泛的是單U型管[12]。10.2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(yùn)行費(fèi)用。對(duì)豎直埋管系統(tǒng)，并聯(lián)方式的初投資及運(yùn)行費(fèi)均較經(jīng)濟(jì)。故本設(shè)計(jì)的地下?lián)Q熱器采10.3選擇地下?lián)Q熱器管材及豎埋管直徑選擇管子直徑大小時(shí)應(yīng)從兩方面考慮：管徑大，能減少循環(huán)泵能流體處于紊流區(qū)，這樣流體與管內(nèi)壁間的換熱效果好。目前國外廣設(shè)計(jì)中地下埋管均采用國產(chǎn)HDPE高密度聚乙烯管材，豎埋管選用管徑為DN20的管道[14]。依據(jù)國內(nèi)外實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn),按每m管長(zhǎng)換熱量35～55位管長(zhǎng)換熱量為38W/m,則地下?lián)Q熱器所需長(zhǎng)度L為:一般為中埋，若取埋深為60m,則需打90個(gè)圓孔。對(duì)于豎埋管，kg/m3,μ=0.942×10-3kg/(m·（10-2）（10-3）ν(m/s)ξ123133143153163173183193131313131313134141414144310.4地下?lián)Q熱器環(huán)路水泵選型水泵的選擇原則及注意事項(xiàng)：首先要滿足最高運(yùn)行工況的流量和揚(yáng)程，并使水泵的工作水泵，宜配備一臺(tái)備用水泵；選泵時(shí)必須考慮系統(tǒng)靜壓對(duì)泵體的影響，注意水泵殼體和填料的承壓能力以及軸向推力對(duì)密封環(huán)和軸封的影響，在選用水泵時(shí)應(yīng)注明所承受的靜壓值，必水泵的形式的選擇與水管系統(tǒng)的特點(diǎn)、安裝條件、運(yùn)行調(diào)節(jié)要求和經(jīng)濟(jì)性等有關(guān)。選擇經(jīng)計(jì)算,冷卻水最不利環(huán)路的阻力為61.83kPa,設(shè)備壓力損水系統(tǒng)的閥門可采用閘閥、止回閥、球閥，對(duì)于大管路可采用蝶閥，選用閥門時(shí)，應(yīng)和閥門的作用一為檢修時(shí)關(guān)斷用，一為調(diào)節(jié)用。當(dāng)需定量調(diào)節(jié)流量時(shí)，可采用平衡閥。平設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)。b.當(dāng)空調(diào)風(fēng)道送冷風(fēng)時(shí)，防止其表面溫度可能低于或等于周圍空氣的露點(diǎn)溫保溫材料的熱工性能主要取決于其導(dǎo)熱系數(shù)，導(dǎo)熱系數(shù)越大，說明性能越差，保溫效果也越，因此選擇導(dǎo)熱系數(shù)低的保溫材料是首要原則。同時(shí)綜合考慮保溫材料的吸水率、使用溫度范圍、使用壽命、抗老化性、機(jī)械強(qiáng)度、防火性能、造價(jià)及經(jīng)濟(jì)性蝕優(yōu)A級(jí)，不燃，無有毒9通過對(duì)現(xiàn)有大量工程的實(shí)際調(diào)研，結(jié)合實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)以下表作為經(jīng)濟(jì)厚度的參考，因此供回水管及風(fēng)管的保溫材料可以選用25mm厚的采用帶有網(wǎng)格線鋁箔帖面的防潮離心玻12.1消聲設(shè)計(jì)空調(diào)過程中主要的噪聲來源是通風(fēng)機(jī)、制冷機(jī)等，通風(fēng)機(jī)噪聲除有風(fēng)道傳入室內(nèi)外，設(shè)備的噪聲和震動(dòng)也可能通過建筑傳入室內(nèi)，因此，當(dāng)空調(diào)房間內(nèi)要求比較安靜時(shí)，空調(diào)設(shè)備除了應(yīng)滿足室內(nèi)溫濕度要求之外，還應(yīng)滿足噪聲的有關(guān)要求，達(dá)到這一要求的重要手段之一器所需的消聲量。要特別注意，噪聲源的聲功率級(jí)，噪聲自然衰減量，室內(nèi)容許噪聲均應(yīng)分速時(shí)應(yīng)注意兼顧消聲器的消聲性能，空氣動(dòng)力性能以及氣流再生噪聲。一般的說，通過室式a.消聲器宜設(shè)置在靠近空調(diào)機(jī)房氣流穩(wěn)定的聲器檢修門及消聲器后的風(fēng)道應(yīng)具有良好的隔聲能力。若主風(fēng)道內(nèi)的風(fēng)速太大，消聲器靠近12.2減震設(shè)計(jì)空調(diào)裝置產(chǎn)生的震動(dòng)，除