1、I摘要本别墅区地处上海市郊，别墅系一栋集文化娱乐，办公，客房等一体的多功能综合别墅。别墅选择地源热泵为空调冷热源,别墅分东西两区，每区共用一台热泵机组。空调系统的室内部分采用风机盘管加独立新风系统，末端设备为风机盘管,气流组织采用上送下回，送风口为双层活动百叶窗，地源热泵地下换热器采用U型竖埋管地下换热器，环路型式为并联。空调水系统为闭式、异程式、两管制。经地质勘测本文选用地埋管地源热泵系统。本论文从地源热泵工作原理出发，详细地进行了地源热泵空调系统设计和特点分析,并与普通空调系统进行了经济上和技术上的比较。关键词别墅区；地源热泵；竖直埋管；风机盘管IIABSTRACTTHISVILLAISL
2、OCATEDINTHEOUTSKIRTSOFSHANGHAI,THEVILLAISACOLLECTIONOFCULTURALENTERTAINMENT,OFFICE,GUESTROOMSSUCHASTHEINTEGRATIONOFMULTIFUNCTIONALCOMPREHENSIVEVILLASVILLASELECTIVELYSOURCEHEATPUMPFORAIRCONDITIONINGHEATANDCOLDSOURCE,VILLATWO,WERESHARINGAHEATPUMPUNITSINDOORPARTOFTHEAIRCONDITIONINGSYSTEMADOPTFANCOILUNI
3、TPLUSFRESHAIRSYSTEMINDEPENDENTLY,TERMINALEQUIPMENTFORTHEFANCOILUNITS,AIRDISTRIBUTIONBYGIVINGNEXTTIME,FORTHEHEATPUMPSYSTEMDESIGNOFAIRSUPPLYOUTLET,THEUNDERGROUNDHEATEXCHANGEROFGROUNDSOURCEHEATPUMP,WHENADOPTINGTHEUSHAPEDVERTICALBURIEDTUBEHEATEXCHANGER,LOOPTYPEFORLAYERANDVENETIANBLINDSAIRCONDITIONINGWAT
4、ERSYSTEMISCLOSED,WITHTHEPROGRAM,TWOCONTROLSTHROUGHTHEGEOLOGICALSURVEYSELECTSTHEBURIEDPIPEGEOPOLITICALTHISPAPEREMBARKSFROMTHEWORKINGPRINCIPLEOFTHEGROUNDSOURCEHEATPUMP,GROUNDSOURCEHEATPUMPAIRCONDITIONINGSYSTEMDESIGNINDETAILANDCHARACTERISTICANALYSIS,ANDCOMPAREDWITHTHECOMMONAIRCONDITIONINGSYSTEMONECONOM
5、ICANDTECHNICALCOMPARISONKEYWORDSVILLAGROUNDSOURCEHEATPUMPTHEVERTICALBURIEDTUBEFANCOILUNITS目录前言11地源热泵的现状和发展趋势211地源热泵简介212国外地源热泵的发展313国内地源热泵发展简史314地源热泵发展趋势415地源热泵技术的发展优势52地源热泵空调系统初步设计721工程概况及暖通空调设计条件722气象和地质资料723地源热泵系统简介824初步设计9241地源热泵系统地下换热器型式确定9242空气处理方案与设备选择9243系统划分与气流组织93室内负荷计算1031冷负荷计算10311冷负荷计算说
6、明10312各房间逐时冷负荷计算1332各房间负荷结果折线图15321保姆房间逐时负荷曲线图15322客厅逐时负荷曲线图16323客房一逐时负荷曲线图16324餐厅逐时负荷曲线图17325主卧逐时负荷曲线图17326次卧逐时负荷曲线图17327客房二逐时负荷曲线图18328书房逐时负荷曲线图1833各房间冷负荷汇总184空气处理过程计算及设备选型1941空气处理过程计算原理1942风机盘管机组的选择2043室内空气处理过程计算2044风机盘管选型及校核275气流组织计算2951上送下回设计说明2952气流组织计算296空调设备选择及其空调系统设计3261末端设备选择32611风机盘管及新风机组
7、的选择32612新风机组选择3362空调系统概述34621冷热源设备34622地下埋管35623风系统35624水系统35625膨胀水箱36626分水器和集水器的选择367冷冻水管路的设计及水力计算3771冷冻水管路的设计3772空调冷冻水系统管径的确定3973冷冻水最不利环路水力计算4074室内冷冻水环路水泵选型41741冷冻水水流量41742冷冻水泵扬程的确定41743冷冻水泵选型4275冷冻水系统的膨胀水箱计算428地下埋管设计与计算4481确定地下换热器的埋管形式4482确定管路连接方式4483选择地下换热器管材及竖埋管直径4484地下换热器尺寸的确定及布置45841确定地下换热器型号
8、45842确定地下换热器换热量45843确定钻孔总长度，孔深及孔数45844地下换热器阻力计算46845地下换热器环路水泵选型49846地下换热器水管承压能力校核509消声与防振设计5291噪声控制措施5292系统隔振措施5210空调自控及全年运行要求54101空调自控54102风机盘管空调系统的全年运行调节5411主要设计技术经济指标分析55111经济比较分析551111末端设备造价与运行造价551112风冷热泵机组选型及造价和运行费用551113地源热泵机组造价和运行费用561114水泵造价和运行费用561115地下埋管造价561116初投资比较561117运行费用比较57112方案设计技
9、术经济分析571121技术分析571122经济性分析58结论59致谢60参考文献61附录A62附录B错误未定义书签。附录C错误未定义书签。辽宁工程技术大学1前言地源热泵（GROUNDSOURCEHEATPUMP）是一种利用地下浅层地热资源既可供热又可制冷的高效节能空调系统。地源热泵通过输入少量的高品位能源（如电能），实现低温热源向高温热源的转移。尽管目前它的应用还不能像传统能源煤、石油、天然气、水力能和核能那样广泛，但由于地壳里蕴藏着丰富的地热能，特别是在传统能源越来越缺乏的今天，地热能利用在许多国家已得到了相当的重视。本人涉及的别墅区位于上海市郊，别墅一栋集文化娱乐，办公，客房等一体的多功能
10、综合别墅。设计内容包括空调冷负荷的计算；空调系统的划分与系统方案的确定；冷源的选择；空调末端处理设备的选型；风系统的设计与计算；室内送风方式与气流组织形式的选定；水系统的设计、布置与水力计算；地埋管环路的设计与计算；消声防振设计；经济性分析等内容。本论文从地源热泵工作原理出发，详细地进行了地源热泵空调系统设计和特点分析,并与普通空调系统进行了经济上和技术上的比较。地热泵虽初始投资较高，但使用费用较低，且耗能低、环保，在长期使用中可体现其经济优势。别墅区地源热泵空调系统设计21地源热泵的现状和发展趋势11地源热泵简介地热是一种可再生的自然能源。尽管目前它的应用还不能像传统能源煤、石油、天然气、水
11、力能和核能那样广泛，但由于地壳里蕴藏着丰富的地热能，特别是在传统能源越来越缺乏的今天，地热能利用在许多国家已得到了相当的重视。地源热泵中央空调系统是利用了地球表面浅层地热资源通常小于400米深作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。地表浅层地热资源可以称之为地源，是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太阳能、地热能而蕴藏的低温位热能。地表浅层是一个巨大的太阳能集热器，收集了47的太阳能，比人类每年利用能量的500倍还多。它不受地域、资源等限制，真正是量大面广、无处不在。这种储存于地表浅层近乎无限的可再生能源，使得地源也成为清洁的可再生能源一种形式。地源热泵中央空调系统是利用水与地源地下水、土壤
12、或地表水进行冷热交换来作为水源热泵的冷热源，冬季把地源中的热量“取”出来，供给室内采暖，此时地源为“热泵”；夏季把室内热量“取”出来，释放到地下水、土壤或地表水中，此时地源为“冷源”。地源热泵中央空调系统通过输入少量的高品位能源如电能，实现低温位热能向高温位转移。与锅炉电、燃料供热系统相比，锅炉供热只能将90以上的电能或7090的燃料内能转化为热量供用户使用，因此地源热泵中央空调系统要比电锅炉加热节省三分之二以上的电能，比燃料锅炉节省二分之一以上的能量；由于地源热泵中央空调系统的热源温度全年较为稳定，一般为916，其制冷、制热系数可达3563，与传统的空气源热泵相比，要高出40左右，其运行费用
13、为普通中央空调的5060。地源热泵中央空调系统的污染物排放，与空气源热泵相比，相当于减少40以上，与常规电供暖相比，相当于减少70以上，如果结合其他节能措施减排会更明显。虽然也采用制冷剂，但比常规空调装置减少25的充灌量。该装置的运行没有任何污染，可以建造在居民区内，没有燃烧，没有排烟，也没有废弃物，不需要堆放燃料废物的场地，且不用远距离输送热量。辽宁工程技术大学312国外地源热泵的发展地能热泵系统在北美和欧洲都应用的比较普及，根据国际地热联合会（THEGEOTHERMALHEATPUMPCONSORTIUM）的统计，到2003年底，采用地能热泵技术制冷供热的建筑面积美国为3720万平方米，瑞
14、典为2000万平米，德国为560万平米，加拿大为435万平米。但北美的应用与欧洲的应用存在明显的差异。北美的应用，地能热泵更多地偏重于解决建筑的空调制冷问题。在美国，政府投入很多的力量来支持地能热泵系统的推广，政府和学校经过多年的努力，建立了全国各地地质参数资料库，并在各州确立了经过认可的地能热泵推荐的工程商，ASHERE也针对系统特殊要求在机组设计上建立了标准，同时政府支持在大地换热器设计以及工程施工方面的研究，而在不同的州，又有各自的政策来鼓励地能热泵系统的推广，如专门的补贴、政府推广网站等。从系统设计的角度看，虽然北美也有小型的水水热泵机组，但北美地能热泵系统更多地采用的是水环热泵系统，
15、尤其对于一些大型的工商建筑，采用水环热泵正成为设计的主流趋势。美国著名的地能热泵制造商有CLIAMTMASTER、WATERFURNACE等，他们提供符合ARI的专门用于地能系统的标准系列产品。而对于大地换热器，北美采用的多是单U型的垂直埋管方式和水平埋管的方式,钻孔深度为50160米。在欧洲，由于环保和节能的要求，目前，在欧洲，地能热泵系统在供热方面积累了丰富的经验，从系统设计的角度看，欧洲多采用水系统，欧洲的水水热泵机组更多偏重于制热，但没有专门的地能热泵机组标准和专门的地能热泵设备制造商。而对于大地换热器，欧洲采用的多是双U型的垂直埋管方式。13国内地源热泵发展简史地源热泵并不是一种新的
16、空调系统，早在20世纪30年代，欧洲就已经出现了工程的应用，当时主要用于冬季的供暖。20世纪70年代，出现能源危机，地源热泵系统的工程应用形成高潮，技术日趋成熟。由于中国空调技术应用较晚，地源热泵作为传统空调的一个分枝，对大多数人说，确实较为陌生。我国在地源热泵领域的研究始于20世纪80年代初的天津大学和天津商学院。自此，其他少数单位也先后在地热供暖方面进行了一系列的理论和试验研究，但是，由于我国能源价格的特殊性，以及其他一些因素的影响，地源热泵的应用推广非常缓慢。20世纪90年代别墅区地源热泵空调系统设计4以后，由于受国际大环境的影响以及地源热泵自身所具备的节能和环保优势，这项技术日益受到人
17、们的重视，越来越多的技术人员开始投身于此项研究。1995年，中国国家科技部与美国能源部共同签署了中华人民共和国国家科学技术委员会和美利坚合众国能源部效率和可再生能源技术的发展与利用领域合作协议书，并于1997年又签署了该合作协议书的附件六中华人民共和国国家科学技术委员会与美利坚合众国能源部地热开发利用的合作协议书。其中，两国政府将地源热泵空调技术纳人了两国能源效率和可再生能源的合作项目，这一举措极大地促进了该技术的国际合作和推广应用。1998年是我国在该领域的一个里程碑，从这一年开始，国内数家大学纷纷建立了地源热泵的实验台。其中，1998年重庆建工学院建设了包括浅埋竖管换热器和水平埋管换热器在
18、内的实验装置；1998年青岛建工学院建设了聚乙烯垂直地源热泵装置；1998年湖南大学建设了水平埋管地源热泵实验装置；1999年同济大学建设了垂直地源热泵装置等。同时，我国也成立了一些专门的生产厂家，开始批量生产相关产品。这些科研单位和企业互相合作，在开发利用地源热泵技术方面取得了很大的进展，做了许多实验研究和工程示范，产生了很多有效数据，这些宝贵的经验教训势必将大大加快我国发展地源热泵的步伐。14地源热泵发展趋势地源热泵与中央空调相连接的供热、制冷系统是目前的发展趋势。综合利用低品位热能、高效率利用热能、简单化和一体化的地源热泵系统等都是目前地源热泵系统技术的前沿课题。根据地源热泵20年来的发
19、展趋势，其系统技术的发展大致有如下三个方向1综合利用热能的趋势。将来的地源热泵系统不仅用于一般住宅、办公用户的供热和制冷，更趋向于将供热的废弃能量冷能和制冷的废弃能量热能综合利用，比如用供热的废弃冷能运转冷藏库、自动售货机等，用制冷的废弃热能供应温室养殖、种植和生活热水等。2一体化趋势。随着新材料和新工艺的开发，将来的地源热泵系统可能将热泵的转换系统与地上散热系统一体化，使采热和传热的效率更高。3实地建造的趋势。随着人们对居住和生活环境要求的不断提高，越来越多的建筑物需要常年供暖、制冷、热水和冷藏的功能。因此，充分利用建筑物的空间和周边的自然辽宁工程技术大学5环境和自然能源，因地制宜地设计、制
20、造和配套安装相应的地源热泵系统也将是一个发展方向。15地源热泵技术的发展优势1初期投资费用少。随着改革开放的不断深入，人们生活水症的不断提高，持续的高速经济增长导致人们对舒适生活的追求，从而使地源热泵这项崭新的技术在中国具有巨大的市场潜力。同时我们也要注意到，我国城市的建设步伐正在加快，每年城镇新建住宅24亿平方米。而在建设新建筑之前并入集中地源热泵系统，其成本要远远低于旧建筑的改造甚至可以低于一般空调系统，这对我们这个“严寒”与“寒冷”采暖区几乎占了国土面积的70和全国总建筑面积的50的国家而言，节省的费用的巨大的。在美国，由于能源相对的便宜与中国相近，而人工费用很高，一般一个家庭的安装费用
21、在3000美元左右，地源热泵仍然具很强的市场竞争力。而我国由于人工费用比较低，与西方发达国家相比，我国的基建费用低。基建费用是地源热泵最主要的成本增加部分。由此可见，我国与国外发达国家相比，初期投资相对要少一些。2能够提高城市环境质量。随着人们生活水平的提高，对生活质的要求越来越高，环保意识增强，人们开始认识到高品质的空气是人类健康的保障。目前居民对空气污染的关注程度越来越高，城市包括室内对人们生活以及身体的影响日益受到重视，在碰到身体不适的时候，很多居民开始考虑空气因素的影响。根据1997年中国环境状况公报，我国城市空气质量仍处于较重的污染水平。据统计，世界大气污染最严重的10座城市中，中国
22、就占了7席，这也从一个侧面反映出我国城市空气质量不容乐观，加强空气治理，已经到了刻不容缓的时候。目前我国的能源结构中有一个最为不利的因素，即长期以来在能源的生产和消费中煤炭的比例占70左右。为了彻底整治环境，减少温室气体排放，我国政府正在规划改变以煤为主的能源结构，以实现可持续发展战略。北京等城市正在考虑以电代煤的方法来解决城市污染的问题。每千瓦电能带来3至4千瓦热量的地源热泵将是极具竞争力的技术。由于电力是地源热泵的唯一动力，因此没有燃料分散燃烧所造成的大气污染。与此同时由于厂家密封制剂。使用过程中不泄露，不补充，减少了对臭氧层的破坏。分析和调查表明，地源热泵的应用对降低温室效应起了积极作用
23、。可见，这项技术应用于中国将缓解城市空气污染问题。别墅区地源热泵空调系统设计63能够缓解能源紧张问题。进入新世纪，在生产力高速发展的条件下，人们越来越认识到地球上的资源和能源日益匣乏。我国能源短缺是一个不争的事实，与此同时，我国又存在能源利用率低的矛盾。据统计，我国总的能源利用率约为30，这仅相当于发达国家90年代的水平。我国建筑耗能约占总耗能的25，其中供热采暖能耗约占一半。能源短缺导致中国的能源价格越来越接近发达国家的水平。我国要在能源每年增长率仅为35的条件下满足国民经济持续每年增长89，就必须重视节能技术和节能产品的开发利用，这决定了我国必须在空调和取暖这一耗能大项上有所改进。就地源热
24、泵技术而言，由于热泵仅仅用来传输热量，而不是产生热量，所需要的热量有70来自于地下，夏天制冷时，用来将建筑物中的热量传人地下所消耗的电力也非常少，因此地源热泵这项节能技术应用于我国可以在一定程度上缓解我国的能源压力。4受到国家相关政策的支持。为了减少我国由于冬季采暖所造成的大气污染，减低国内现有制冷空调的能源消耗，寻求新的低能耗、无污染的供暖制冷空调技术，国家科技部与美国能源部分别代表两国政府签署了中美两国政府地源热泵合作协议，引进和推广美国先进的地源热泵技术。这对地源热泵技术在中国的推广起到巨大的推动作用。八届人大常委会第二十八次会议审议并通过了中华人民共和国节约能源法，其中第三十九条将热电
25、冷联产技术列入国家鼓励发展的通用技术，这也将促进地源热泵事业的发展。自从我国实施民用建筑节能设计标准后，提高了建筑隔热保温性能，降低了建筑采暖能耗，结果是大幅度降低了地源热泵采暖方式的年运行费用，增加了地源热泵与集中供热采暖方式的竞争能力。辽宁工程技术大学72地源热泵空调系统初步设计21工程概况及暖通空调设计条件本选题涉及的别墅区分为东西两区，共50栋别墅。每个区共用一组热泵系统。别墅系一栋集文化娱乐，办公，客房等一体的多功能综合别墅。它位于上海市某郊区别墅小区内，水、电、燃气供应等市政设施完备。该建筑物主要平面呈矩形。它包括地下1层，地上2层，层高32米。别墅面积约300M2，空调面积为18
26、0M2。分别为1楼客厅（30M2）、1楼餐厅（40M2）、1楼保姆房（10M2）、1楼客房（20M2）。2楼主卧（20M2）、2楼书房（20M2）、2楼客房（20M2）、2楼次卧（20M2）。主要围护结构作法，由1附录查得外墙外粉刷砖墙（370MM内粉刷K149（W/M2K）内墙砖墙（240MM）K176（W/M2K）屋面加气混凝土110MMK086（W/M2K）窗户5MM普通玻璃，单层钢框，浅色内窗帘,K60（W/M2K）照明暗装荧光灯，散流器设置在顶棚内，荧光灯罩通风孔设备计算机，电视机等电子设备22气象和地质资料上海市室外气象参数，查2附录29得表21室外气象参数TABLE21OUTDO
27、ORMETEOROLOGICALPARAMETERS夏季室外计算干球温度346夏季室外计算湿球温度282夏季计算日平均温度313夏季大气压力10053KPA夏季室外计算平均湿度69夏季室外平均风速32M/S别墅区地源热泵空调系统设计823地源热泵系统简介热泵，就像水泵能把低位水提升到高位一样可以把热从低温端传送到高温端。它是一种可以实现蒸发器与冷凝器之间功能转换的机械，实质上是另一种形式的制冷机。地源热泵（GROUNDSOURCEHEATPUMP）是利用了地球表面浅层地热资源（通常小于400米深）作为冷热源，进行能量转换的高效节能空调系统。地源热泵通过输入少量的高品位能源（如电能），实现低温热
28、源向高温热源的转移。地源热泵系统就是把传统空调器的冷凝器或蒸发器直接埋入地下，使其与大地进行热交换，或通过中间介质作为热载体，并使中间介质在封闭环路中通过大地循环流动，从而实现与大地进行热交换的目的；地上部分的空调器图21地埋管地源热泵系统工作原理图FIG21BURIEDPIPEGROUNDSOURCEHEATPUMPSYSTEMWORKINGPRINCIPLEDIAGRAM传热过程与传统的HVAC一样。地源热泵系统作为一种“绿色空调”，是以大地为热源对建筑进行空气调节的系统。冬天，通过热泵将大地中的低位热能提高品味对建筑供暖，同时存储冷量，以备夏用；夏季，通过热泵将建筑内的热量转移到地下，对
29、建筑进行供冷，同时存储热量，以备冬用。这样可保持地温恒定，冷暖负荷平衡，从而达到节能、环保的要求因此地源热泵空调系统可解决空气源热泵系统必需室外机及室外机对周围环境产生热污染等问题,并且冬季运行不存在结霜问题,节省了空气源热泵系统除霜所耗的电能,空调效果不受室外气温的影响,运行稳定可靠,是一种国家鼓励使用的适用于夏热冬冷地区居住建筑的节能环保空调系统10。981土壤23654781地下埋管换热器2冷热源侧换热器3节流机构4负荷侧换热器5压缩机6换向阀7室内风机盘管8循环水泵9水水热泵机组辽宁工程技术大学924初步设计241地源热泵系统地下换热器型式确定地源热泵系统中，地下换热器根据埋管方式的不
30、同，可分为水平、与竖直埋两种型式，其循环介质完全被密封在射闭的管路中，不受外界环境干扰其中水平埋管型施工简单，在整个地源热泵应用中所占的份额也不小，但是相对而言，受外界气候的影响较大，适用于单季使用的情况，对冬夏冷暖联供系统使用者很少，而且施工所占用的场地也比较大，适合场地比较充分的地方建造。立式布置占地面积小、受外界的影响极小，恒温效果好；施工完毕后，需要的维护费用极少,用电量也很低，运行成本得到了大幅度降低，但其初期的钻井费用较高。它比较适合我国这样人多地少的国家建造，同时，它也是国际地热组织IGSHPA的推荐形式,所以这里准备采用垂直埋管系统。242空气处理方案与设备选择此次设计室内部分
31、采用风机盘管加独立新风系统，末端设备为风机盘管。采用水水地源热泵机组，这种方案的显著优点是主机安装位置灵活，冷热媒输送管道小，节省建筑使用空间，末端空气处理空气设备有多种形式可供选择。全空气系统由于管道可能占据太大的空间降低了房间的标高及影响屋顶自然采光的要求，因此不予采用。设计过程中采用FP型风机盘管，安装方式采用吊顶安装11。243系统划分与气流组织为了尽量减少风管占用建筑空间，在各层单独设置新风机组。考虑到房间装修，气流组织在顶层采用百上送下回，具体为侧送侧回，并且可根据空间的大小扩大为双侧。送风口特性选择集中集中射流，双层活动百叶风口。别墅区地源热泵空调系统设计103室内负荷计算31冷
32、负荷计算311冷负荷计算说明1外墙及屋面TKFCLQ（31）式中CLQ外墙及屋面冷负荷K传热系数，W/M2K；F计算面积，M2T作用时刻下，围护结构的冷负荷计算温差，简称负荷温差；2窗户窗户传热冷负荷TKFCLQC（32）式中F窗户面积，M2；K窗的传热系数，W/M2K对有内遮阳设施的玻璃窗；T计算时刻的负荷温差。玻璃窗日射得热引起的冷负荷JSNDGJFJCCXXCLQ（33）式中GX窗的有效面积系数；单层钢窗085,双层钢窗075；单层木窗07，双层木窗06；DX地点修正系数；JJ计算时刻时，透过单位窗口面积的太阳总辐射热形成的冷负荷，简称负荷强度，W/M2。3人体人体显热散热形成的计算时刻
33、冷负荷辽宁工程技术大学111NQCLS（34）SQ来自室内全部人体的显热得热，W；1N群集系数；人体散湿形成的潜热冷负荷2Q成年男子小时潜热散热量，W；4设备设备及用具散热形成冷负荷CLECQCL（35）式中EQ设备和用具的实际显热散热量，W；CLC设备和用具显热散热冷负荷系数，如果空调供冷系统不连续运行，则CLC10。电热、电动设备散热量的计算公式1）热设备散热量NNNNNQ43211000W（36）2）动机和工艺设备均在空调房间内的散热量/1000321NNNNQW（37）3）只有电动机在空调房间内的散热量NNNNQ11000321W（38）4）只有工艺设备在空调房间内的散热量NNNNQ3
34、211000W（39）式中N设备的总安装功率，KW；电动机的效率；1N同时使用系数，一般可取0510；别墅区地源热泵空调系统设计122N利用系数，一般可取0709；3N小时平均实耗功率与设计最大功率之比，一般可取05左右；4N考虑排风带走热量的系数，一般取05。5照明1）荧光灯NNNQ211000W（310）2）白炽灯NQ1000W（311）式中N照明设备的安装功率，KW；1N镇流器消耗功率系数，当明装荧光灯的镇流器装设在空调房间内时取1N12；当暗装荧光灯的镇流器装设在顶棚内时取1N10；2N灯罩隔热系数，当荧光灯罩上部穿有小孔（下部为玻璃板），利用自然通风散热于顶棚内时，2N取0506,荧
35、光灯罩无通风孔时，视顶棚内通风情况取为0608；6内围护结构通过空调房间内窗、隔墙、楼板或内门等内围护结构的温差传热负荷NLSTTFKCL（312）式中K传热系数，W/M2K；F传热面积，M2；LST邻室计算平均温度，LSWPLSTTT；WPT夏季空气调节室外计算日平均温度，；LST邻室计算平均温度与夏季空气调节室外计算日平均温度的差值；NT夏季空气调节室内计算温度，。辽宁工程技术大学13T312各房间逐时冷负荷计算以保姆房为例,计算过程如下。1、北外墙北外墙面积，234由6附录29差得，传热系数491KW/M2K，衰减系数150，衰减度638，延时时间127H。从6附录210查得扰量作用时刻
36、时的上海市北外墙负荷温差的逐时值T，按式（31）算出外墙的逐时冷负荷。计算结果列于表32表32TABLE32时刻789101112131415161718777766666666K149F128CLQ1335133513351335114411441144114411441144114411442、西外墙西外墙面积2352墙壁参数传热系数491KW/M2K，衰减系数150，衰减度638，延时时间127H，计算方法同上。计算结果列于表33表33TABLE33时刻78910111213141516171888991011111112121111K149F8T别墅区地源热泵空调系统设计1495495
37、410731073119213111311131114311431131113113、西外窗瞬时传热冷负荷和日照得热冷负荷窗面积15M2，由4附录28查得。窗有效面积系数850GX，地点修正系数1DX，内遮阳类型600NC，窗玻璃的遮挡系数930SC由式（32）计算得窗户传热冷负荷CCLQ，T由6附录212查得。由式（33）计算得玻璃窗日射得热引起的冷负荷JCLQ，JJ由6附录213查得。计算结果列于表34表34TABLE34时刻789101112131415161718T182432404754596366676562K60F15CCLQ162216288364234865315675946
38、03585558JJ32455767747912922330234333126322832040647252255790915722129241823341854总计395366948329461043144213927233021291924124、照明冷负荷室内有2W25荧光灯，即N50W。故NNNQ211000，其中镇流器消耗功率系数1N10，灯罩隔热系数2N08。查6附录215查得照明散热的负荷系数TJL计算结果列于表35JCLQCLQ辽宁工程技术大学15表35TABLE35时刻789101112131415161718004606607207708108408708909009209
39、3Q400243123283435236364368372376385、人体冷负荷查3表35得，显热52W/人，潜热62W/人，湿量926G/H，查6附录214得TJP。52152QW。计算结果列于表36表36TABLE36时刻7891011121314151617180055073078082085088090091092094094Q520286380406426442458468473478489489潜热62总计629061001026104610621078108810931098109811096、东内墙内墙面积2352，26NT，LST32。由式（312）计算得，48846876
40、1NLSTTKFACLW。32各房间负荷结果折线图321保姆房间逐时负荷曲线图TJPCLQTJLCLQ别墅区地源热泵空调系统设计16图31保姆房间逐时负荷曲线图FIG31NANNYROOMHOURLYLOADCURVE322客厅逐时负荷曲线图0500100015002000250005101520图32客厅逐时负荷曲线图FIG32LIVINGROOMTHEHOURLYLOADCURVE323客房一逐时负荷曲线图图33客房一逐时负荷曲线图FIG33ROOMSONEROOMTHEHOURLYLOADCURVE010020030040050060070080090005101520020040060
41、080010001200140002468101214161820辽宁工程技术大学17324餐厅逐时负荷曲线图05001000150020002500300002468101214161820图34餐厅房间逐时负荷曲线图FIG34DININGROOMTHEHOURLYLOADCURVE325主卧逐时负荷曲线图020040060080010001200140016001800200002468101214161820图35主卧逐时负荷曲线图FIG35ADVOCATELIETHEHOURLYLOADCURVE326次卧逐时负荷曲线图020040060080010001200140002468101
42、214161820图36次卧逐时负荷曲线图FIG36SECONDLIETHEHOURLYLOADCURVE别墅区地源热泵空调系统设计18327客房二逐时负荷曲线图0200400600800100012001400160002468101214161820图37客房二房间逐时负荷曲线图FIG37ROOMS2HOURLYLOADCURVE328书房逐时负荷曲线图02004006008001000120014001600180002468101214161820图38书房逐时负荷曲线图FIGURE38STUDYHOURLYLOADCURVE33各房间冷负荷汇总表32冷负荷汇总TABLE32COOLI
43、NGLOADSUMMARY房间号设计室内温度/最大负荷出现时刻/H最大冷负荷/W保姆房26167911客厅261721571客房一261712159餐厅261624441主卧261817566次卧26912263客房二26914264书房261615474汇总2616123489详细参数见附录A。辽宁工程技术大学194空气处理过程计算及设备选型41空气处理过程计算原理此次设计采用工程中最常用的将新风处理至室内空气焓值，不承担室内负荷，其夏季供冷设计工况下的空气处理过程可简示为NOMNKLW图41风机盘管独立新风空气处理过程FIG41FANCOILAIRHANDLINGPROCESS关于夏季供冷
44、设计工况的确定与设备选择按以下步骤进行。确定新风处理状态根据室内空气NH线、新风处理后机器露点的相对湿度和风机温升T即可定出新风处理后的机器露点L及温升后的K点；确定总风量与风机盘管风量过N点作线与90线相交（按最大限度提高送风温差考虑），及得送风点O,因为风机盘管系统大多用于舒适性空调，一般不受送风温差限制，故可采用较低的送风温度。则房间风量/ONHHQG，连接K、O两点并延长到M点,使别墅区地源热泵空调系统设计20FWGGKOOM式中WG新风量，KG/S；FG风机盘管风量，KG/S。故房间总送风量WFGGG，而M即风机盘管的出风状态点，为了使新风与风机盘管出风有较好的混合效果，应使新风送风
45、口紧靠风机盘管出口。42风机盘管机组的选择如上图所示，风机盘管夏季应提供的冷量为MNFHHGQKW（41）可见，风机盘管机组的选择实际上就是选定某种型号的机组，使其满足上式的冷量需求。43室内空气处理过程计算保姆房（1人，最小新风量30M3/H人）夏季室内冷负荷1791QW，湿负荷109WG/H；室内温度26，相对湿度60；新风机组和送风管道的温升50T。（1）室内热湿比及房间送风量00003079110WQ26370KJ/KG采用可能达到的最低参数送风，过N点作线按最大送风温差与95线相交，即得送风点O，则总送风量为0669024456790ONHHQGKG/S（2）风机盘管风量要求的新风量
46、010WGKG/S，则风机盘管风量0569001006690WFGGGKG/S（3）风机盘管机组出口空气的焓MH辽宁工程技术大学21056905601024406690FKWOMGHGGHH421KJ/KG连接K、O两点并延长与MH相交得M点（风机盘管的出风状态点），查出16MT。（4）风机盘管显冷量570162601105690MNPFSTTCGQKW（5）选型选用山东贝莱特空调有限公司FP35型风机盘管一台，机组高档风量350M3/H。全冷量02KW，风机盘管机组参数见表62，设备校核见表41。客厅（8人，最小新风量30M3/H人）夏季室内冷负荷12157QW，湿负荷8728109WG/H
47、；室内温度26，相对湿度60；新风机组和送风管道的温升50T。（1）室内热湿比及房间送风量00022501572WQ95866KJ/KG采用可能达到的最低参数送风，过N点作线按最大送风温差与95线相交，即得送风点O，则总送风量为1460241561572ONHHQGKG/S（2）风机盘管风量要求的新风量080WGKG/S，则风机盘管风量06600801460WFGGGKG/S（3）风机盘管机组出口空气的焓MH0660560802411460FKWOMGHGGHH232KJ/KG连接K、O两点并延长与MH相交得M点（风机盘管的出风状态点），查出9MT。别墅区地源热泵空调系统设计22（4）风机盘管
48、显冷量1319260110660MNPFSTTCGQKW（5）选用山东贝莱特空调有限公司FP71型风机盘管一台，机组高档风量710M3/H。全冷量04KW，风机盘管机组参数见表62，设备校核见表41。客房一（2人，最小新风量30M3/H人）夏季室内冷负荷221QKW，湿负荷218WG/H；室内温度26，相对湿度60；新风机组和送风管道的温升50T。（1）室内热湿比及房间送风量000060221WQ20333KJ/KG采用可能达到的最低参数送风，过N点作线按最大送风温差与95线相交，即得送风点O，则总送风量为10204456221ONHHQGKG/S（2）风机盘管风量要求的新风量020WGKG/S，则风机盘管风量08200201020WFGGGKG/S（3）风机盘管机组出口空气的焓MH082056020441020FKWOMGHGGHH411KJ/KG连接K、O两点并延长与MH相交得M点（风机盘管的出风状态点），查出16MT。（4）风机盘管显冷量83016260110820MNPFSTTCGQKW（5）选用山东贝莱特空调有限公司FP35型风机盘管一台，机组高档风量350M3/H。全冷量20KW，风机盘管机组参数见表62，设备校核见表41。辽宁工程技术大学23餐厅（8人，最小新风量30M3/H人）夏季室内冷负荷442QKW，湿负荷81093
