1、別墅地源熱泵系統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要本設(shè)計(jì)為市別墅地下耦合熱泵系統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，建筑共三層，總面積約為120m，三層凈高均為3.6m。設(shè)計(jì)過(guò)程中中央空調(diào)系統(tǒng)采用風(fēng)機(jī)盤(pán)管+新風(fēng)系統(tǒng),選用土壤源熱泵機(jī)組供冷，冬季采用逆循環(huán)供熱采暖。設(shè)計(jì)的容包括：選定合適空調(diào)系統(tǒng)的類(lèi)型并確定設(shè)計(jì)方案；空調(diào)系統(tǒng)的劃分與系統(tǒng)方案的確定；風(fēng)、水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、布置與計(jì)算；地埋管的布置方式確定與計(jì)算；風(fēng)管系統(tǒng)與水管系統(tǒng)的消音與隔振；風(fēng)管系統(tǒng)與水管系統(tǒng)保溫層的設(shè)計(jì)、機(jī)房布置等容。設(shè)計(jì)兼顧綠色環(huán)保和節(jié)能減排，同時(shí)可為用戶(hù)提供夏季供冷、冬季供熱的舒適性空調(diào)系統(tǒng)方案。關(guān)鍵字：風(fēng)機(jī)盤(pán)管新風(fēng)系統(tǒng)、土壤源熱泵 、 地埋管、舒適性空調(diào)ABSTR

2、ACT This design in chang sha villa for ground source heat pump air conditioning system design, architecture has three layers, with a total area of about 120 Square meters , three layers of clear height of 3.6 m. Design of air conditioning system adopt fan-coil unit plus fresh air system, selection o

3、f soil source heat pump units and cooling, using reverse cycle heating in winter. Design content includes: the selected appropriate types and to determine the design scheme of air conditioning system; The division of the air conditioning system and the scheme of system; Wind, water system design, la

4、yout and calculation; Determine buried pipe arrangement and calculation; Duct system and pipe system of sound and vibration isolation; The design of the duct system and pipe insulation, room arrangement, etc. The design consideration of green environmental protection, energy conservation and emissio

5、ns reduction, and at the same time can provide cooling in summer and heat in winter for user comfort air conditioning system solutions. Key words:Fan coil plus fresh air system、soil source heat pump、buried pipe、Comfort air conditioning畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明原創(chuàng)性聲明本人重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作與

6、取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過(guò)的研究成果，也不包含我為獲得與其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過(guò)的材料。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了意。作 者 簽 名：日 期：指導(dǎo)教師簽名： 日期：使用授權(quán)說(shuō)明本人完全了解大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉咳?。作者簽

7、名： 日 期：學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)

8、位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名：日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日注意事項(xiàng)1.設(shè)計(jì)（論文）的容包括：1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作）2）原創(chuàng)性聲明3）中文摘要（300字左右）、關(guān)鍵詞4）外文摘要、關(guān)鍵詞5）目次頁(yè)（附件不統(tǒng)一編入）6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論7）參考文獻(xiàn)8）致9）附錄（對(duì)論文支持必要時(shí)）2.論文字?jǐn)?shù)要求：理工類(lèi)設(shè)計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于1萬(wàn)字（不包括圖紙、程序清單等），文科類(lèi)論文正文字?jǐn)?shù)不少于1.2萬(wàn)字。3.附件包括：任務(wù)書(shū)、開(kāi)題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。4.文字、圖表要求：1）文字通順，語(yǔ)言流暢，書(shū)寫(xiě)字跡工整，打印字

9、體與大小符合要求，無(wú)錯(cuò)別字，不準(zhǔn)請(qǐng)他人代寫(xiě)2）工程設(shè)計(jì)類(lèi)題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計(jì)算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符合國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書(shū)寫(xiě)，不準(zhǔn)用徒手畫(huà)3）畢業(yè)論文須用A4單面打印，論文50頁(yè)以上的雙面打印4）圖表應(yīng)繪制于無(wú)格子的頁(yè)面上5）軟件工程類(lèi)課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔5.裝訂順序1）設(shè)計(jì)（論文）2）附件：按照任務(wù)書(shū)、開(kāi)題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂3）其它目 錄第一章 緒論 .8 1.1課題背景 .8 1.2地下耦合熱泵系統(tǒng)技術(shù)在中國(guó)發(fā)展的優(yōu)勢(shì) .9 1.3地下耦合熱泵系統(tǒng)系統(tǒng)原理 .9 1.4地下耦合熱泵系統(tǒng)分類(lèi) .10

10、 1.5地下耦合熱泵系統(tǒng)中央空調(diào)系統(tǒng)的特點(diǎn) .12第二章 工程概況.14 2.1氣象參數(shù) .142.1.1室設(shè)計(jì)參數(shù)選取 .142.1.2室外設(shè)計(jì)參數(shù)選取 .142.1.3地理信息 .16 2.2土建資料 .162.2.1維護(hù)結(jié)構(gòu)性質(zhì)確定 .162.2.2太陽(yáng)輻射對(duì)維護(hù)結(jié)構(gòu)的影響 .17第三章 負(fù)荷計(jì)算 .19 3.1夏季冷負(fù)荷計(jì)算方法 .193.1.1室外和鄰室溫度確定.193.1.2外墻和屋頂逐時(shí)冷負(fù)荷.213.1.3外窗冷負(fù)荷.213.1.4鄰室冷負(fù)荷.213.1.5地面冷負(fù)荷.223.1.6太陽(yáng)輻射冷負(fù)荷.223.1.7冷風(fēng)滲透耗熱.233.1.8冷風(fēng)侵入耗熱.243.1.9設(shè)備、照明

11、和人體形成冷負(fù)荷.24 3.2濕負(fù)荷計(jì)算方法 .25 3.3計(jì)算舉例 .26第四章 空氣調(diào)節(jié)方案與風(fēng)量計(jì)算.28 4.1各空調(diào)區(qū)域的空氣調(diào)節(jié)方案 .284.1.1系統(tǒng)劃分原則 .284.1.2各種空調(diào)方式比較 .284.1.3各系統(tǒng)采用條件 .29 4.2各空調(diào)房間風(fēng)量計(jì)算 .294.2.1計(jì)算各空調(diào)房間的送風(fēng)量 .294.2.2新風(fēng)量確定 .31第五章 空調(diào)過(guò)程設(shè)計(jì)與設(shè)備選擇.33 5.1空氣調(diào)節(jié)方案 .33 5.2熱、濕處理計(jì)算.335.2.1確定新風(fēng)處理狀態(tài).335.2.2確定房間總風(fēng)量滿(mǎn)足既定要求.335.2.3確定風(fēng)機(jī)盤(pán)管處理風(fēng)量與終狀態(tài).34 5.3選擇空氣處理設(shè)備 .345.3.

12、1選擇新風(fēng)機(jī)組 .345.3.2選擇風(fēng)機(jī)盤(pán)管機(jī)組 .35第六章 送、回風(fēng)、與管道水力計(jì)算 .39 6.1氣流組織與送、回風(fēng)口的選型 .396.1.1氣流組織要求 .396.1.2送風(fēng)口布置要求與種類(lèi).406.1.3回風(fēng)口的布置要求與形式.42 6.2空調(diào)風(fēng)道設(shè)計(jì)計(jì)算 .436.2.1風(fēng)道選型.436.2.2風(fēng)管規(guī)格.446.2.3風(fēng)道水力計(jì)算.45 6.3風(fēng)機(jī)與其配用電機(jī)的選型 .50第七章 空調(diào)水系統(tǒng) .52 7.1空調(diào)管路系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 .52 7.2空調(diào)水系統(tǒng)的水力計(jì)算 .52 7.3冷凍水系統(tǒng)設(shè)計(jì).55 7.4冷卻水系統(tǒng)設(shè)計(jì) .58第八章 地源熱泵系統(tǒng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .60 8.1空調(diào)系統(tǒng)中

13、常見(jiàn)的冷熱源組合方式.60 8.2地下耦合熱泵系統(tǒng)選擇.61 8.3熱泵機(jī)組選擇.61 8.4地埋管地下耦合熱泵系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn) .638.4.1設(shè)計(jì)要點(diǎn).638.4.2埋管要求. .648.4.3設(shè)計(jì)基礎(chǔ).64 8.5設(shè)計(jì)中注意事項(xiàng) .65. 8.6埋管的計(jì)算.658.6.1埋管設(shè)計(jì).658.6.2埋管的水力計(jì)算.65第九章 暖通空調(diào)系統(tǒng)的消聲與隔振.67 9.1暖通空調(diào)系統(tǒng)的消聲、減振設(shè)計(jì)流程 .67 9.2暖通空調(diào)系統(tǒng)的消聲設(shè)計(jì) .679.2.1噪聲源分析.679.2.2消聲設(shè)計(jì)程序.679.2.3噪聲標(biāo)準(zhǔn).679.2.4空調(diào)系統(tǒng)消聲器與系統(tǒng)噪聲控制.69 9.3暖通空調(diào)系統(tǒng)的隔振設(shè)計(jì)

14、.699.3.1隔振裝置選用原則. .699.3.2隔振措施：. . .69第十章 保溫設(shè)計(jì) .71 10.1保溫材料 .71 10.2保溫結(jié)構(gòu) .71 10.3保溫層厚度 . .71第十一章機(jī)房設(shè)計(jì) .73 11.1機(jī)房建筑設(shè)計(jì)與設(shè)備布置的要求.73 11.2機(jī)房布置方案.74第十二章設(shè)備選型 .76 12.1水泵選型 .7612.1.1注意事項(xiàng) .7612.1.2、離心水泵管路附件圖.7612.1.3水泵選型計(jì)算.7712.1.4常用水泵型號(hào)參數(shù).78 12.2新風(fēng)機(jī)組選型 .79第十三章系統(tǒng)合理性分析 .80參考文獻(xiàn). .81致.82附錄.83附表.83第1章 緒論1.1課題背景 21世

15、紀(jì)是注重人與環(huán)境和諧發(fā)展的生態(tài)時(shí)代，人們開(kāi)始更多的關(guān)注居住區(qū)建筑的綠色化，這就推動(dòng)建筑設(shè)計(jì)朝著更為生態(tài)化、更為人性化的方向發(fā)展，以滿(mǎn)足人們對(duì)社區(qū)功能更高的要求。不斷趨于文明和理性的社會(huì)越來(lái)越關(guān)注人的精神需求和健康要求，別墅建筑作為全球最高舒度要求的智能化建筑，是以人的需求為主體而進(jìn)行智能化建設(shè)、變化更新的。設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)時(shí)既要考慮滿(mǎn)足居民需求的理論方面設(shè)計(jì)，又要保證舒適度、美觀度、和實(shí)用性等能夠在最大圍表達(dá)與體現(xiàn)；同時(shí)設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)運(yùn)行方案、施工方案時(shí)還要充分地考慮設(shè)計(jì)的節(jié)能的效果。 我國(guó)城鎮(zhèn)建筑運(yùn)行能耗占社會(huì)總能耗的20%22%。在建筑能耗中，暖通空調(diào)系統(tǒng)與熱水系統(tǒng)所占的比例接近60%，而且隨著

16、人民生活水平的提高還有繼續(xù)上升趨勢(shì)。地下耦合熱泵系統(tǒng)作為一項(xiàng)新興起的制冷節(jié)能技術(shù)，具有“高效”和“替代”兩個(gè)最重要的特點(diǎn)。高效，指的是相比現(xiàn)有的同規(guī)模的常規(guī)暖通空調(diào)系統(tǒng)，其能效比較高；替代，指的是它可以替代或部分替代常規(guī)能源，而且地下耦合熱泵系統(tǒng)系統(tǒng)可以在滿(mǎn)足建筑物冷熱需求的同時(shí)提供生活熱水，是我國(guó)有效降低建筑能耗的建筑節(jié)能技術(shù)之一。 在中國(guó)，隨著國(guó)家可再生能源法的誕生和大量財(cái)政補(bǔ)助措施的出臺(tái)，地下耦合熱泵系統(tǒng)系統(tǒng)最近5年開(kāi)始大量應(yīng)用于工程實(shí)踐，與此相關(guān)的熱泵產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生，并已形成了一批提供熱泵技術(shù)、產(chǎn)品和服務(wù)的廠家和從事地下耦合熱泵系統(tǒng)技術(shù)設(shè)計(jì)、施工的單位。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，中國(guó)淺層地?zé)崮軕?yīng)用面

17、積從2005年的約3000萬(wàn)平方米，2010年達(dá)到約1.6億平方米，地下耦合熱泵系統(tǒng)市場(chǎng)的發(fā)展速度超乎想象。由此觀之，地下耦合熱泵系統(tǒng)系統(tǒng)在家居生活中的應(yīng)用已成為高品質(zhì)生活的象征；具有廣泛的發(fā)展前景。 地下耦合熱泵系統(tǒng)系統(tǒng)的能源來(lái)源于地下能源。它不向外界排放任何廢氣、廢水、廢渣是一種理想的“綠色空調(diào)”。由于其節(jié)能環(huán)保穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，在全球得到了快速發(fā)展，在中國(guó)也逐步打開(kāi)局面，某些地區(qū)已表現(xiàn)出如火如荼的趨勢(shì)。地下耦合熱泵系統(tǒng)技術(shù)無(wú)論是設(shè)計(jì)水平還是施工水平，都日益成熟和完善。地下耦合熱泵系統(tǒng)系統(tǒng)最重要的是需要一個(gè)整體優(yōu)化方案，而不是簡(jiǎn)單的將室、機(jī)組、地埋管簡(jiǎn)單的組合。地下耦合熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)采用大流量小

18、溫差的設(shè)計(jì)思路。相對(duì)應(yīng)的應(yīng)采用集分水器形式的水平管連接設(shè)計(jì)和專(zhuān)用地下耦合熱泵系統(tǒng)機(jī)組。地下耦合熱泵系統(tǒng)被認(rèn)為是目前可使用的對(duì)環(huán)境最友好和最有效的供熱、供冷系統(tǒng)。該系統(tǒng)無(wú)論是嚴(yán)寒地區(qū)還是熱帶地區(qū)均可應(yīng)用?？蓮V泛應(yīng)用在辦公樓、賓館、宿舍、學(xué)校、醫(yī)院、飯店、商場(chǎng)、別墅住宅等領(lǐng)域。1.2地下耦合熱泵系統(tǒng)技術(shù)在中國(guó)發(fā)展的優(yōu)勢(shì) 1、初投資相對(duì)國(guó)外較少：一方面，我國(guó)的城市建設(shè)步伐加快，每年城市新建住宅2.4億m2。而在建設(shè)新建筑之前并入集中地下耦合熱泵系統(tǒng)系統(tǒng)，其成本要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于舊建筑的改造（甚至可低于一般空調(diào)系統(tǒng)）。另一方面我國(guó)由于人工費(fèi)用比較低，基建費(fèi)用是地下耦合熱泵系統(tǒng)系統(tǒng)最主要的成本增加部分，因而與西

19、方發(fā)達(dá)國(guó)家相比我國(guó)的基建費(fèi)用低；由此可見(jiàn)我國(guó)的初投資相對(duì)較少。 2、能夠緩解能源緊問(wèn)題：再生產(chǎn)力高速發(fā)展的條件下，人們?cè)絹?lái)越意識(shí)到地球上的資源和能源日益匱乏，我國(guó)能源短缺是一個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí)。與此同時(shí)，我國(guó)又存在能源利用率低的矛盾。據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)總能源利用率約為30%，這僅相當(dāng)于發(fā)達(dá)國(guó)家50年代的水平。我國(guó)的建筑耗能約占總能耗的25%，其中供熱采暖能耗約占一半。而地下耦合熱泵系統(tǒng)需要的熱量有70%來(lái)自地下，夏天制冷時(shí)，將建筑物中的熱量傳入地下所消耗的電力也非常少，因此地下耦合熱泵系統(tǒng)這項(xiàng)節(jié)能技術(shù)應(yīng)用于我國(guó)可以在一定程度上可以緩解我國(guó)的能源壓力。 3、受到國(guó)家相關(guān)政策的支持：為了減少我國(guó)由于冬季采暖所造

20、成的大氣污染，減低國(guó)現(xiàn)有制冷空調(diào)系統(tǒng)的能源消耗，國(guó)家科技部與美國(guó)能源部分別代表兩國(guó)政府簽署了中美兩國(guó)政府地下耦合熱泵系統(tǒng)合作協(xié)議，引進(jìn)和推廣美國(guó)先進(jìn)的地下耦合熱泵系統(tǒng)技術(shù)。近些年國(guó)家又出臺(tái)一系列政策，在全國(guó)圍，大規(guī)模設(shè)立可再生能源建筑應(yīng)用示城市，建立專(zhuān)項(xiàng)基金用于補(bǔ)助太陽(yáng)能應(yīng)用、節(jié)能建筑、地下耦合熱泵系統(tǒng)等節(jié)能工程。為推動(dòng)地下耦合熱泵系統(tǒng)等可再生能源工程項(xiàng)目的推廣提供強(qiáng)大動(dòng)力。1.3地下耦合熱泵系統(tǒng)系統(tǒng)原理 地下耦合熱泵系統(tǒng)通過(guò)輸入少量的高品位能源（電能），將熱能實(shí)現(xiàn)由低品位向高品位轉(zhuǎn)移。土壤（或地下水、地表水、污水等，下同）分別在冬季通過(guò)熱泵把中的熱量經(jīng)過(guò)冷媒水的交換提升溫度后，對(duì)建筑供熱；同

21、時(shí)使中的溫度降低，蓄存冷量，供夏季使用；夏季通過(guò)熱泵把建筑物中的熱量傳輸給，對(duì)建筑物降溫，同時(shí)在中蓄存熱量以供冬季使用。這樣在地下耦合熱泵系統(tǒng)系統(tǒng)地起到了蓄能器的作用，進(jìn)一步提高了空調(diào)系統(tǒng)全年的能源利用效率；供暖、制冷的同時(shí)可以將土壤或室的熱量提高溫度后，用來(lái)制備、供應(yīng)生活熱水，特別是在夏季，熱水的制備幾乎是免費(fèi)的。通常地下耦合熱泵系統(tǒng)消耗1kWh的能量，用戶(hù)可以得到4kWh以上的熱量或冷量，節(jié)能效果顯著。1.4地下耦合熱泵系統(tǒng)分類(lèi)地下耦合熱泵系統(tǒng)系統(tǒng)地表水源熱泵系統(tǒng)可再生水源熱泵系統(tǒng)河水源熱泵系統(tǒng)湖水源熱泵湖水源熱泵系統(tǒng)海水源熱泵系統(tǒng)海水源熱泵系統(tǒng)生活污水源熱泵系統(tǒng)生活污水源熱泵系統(tǒng)工業(yè)廢水

22、源熱泵系統(tǒng)工業(yè)廢水源熱泵系統(tǒng)地埋管地下耦合熱泵系統(tǒng)系統(tǒng)地下水源熱泵系統(tǒng) 土壤源熱泵：土壤源熱泵以作為熱源和熱匯，熱泵的換熱器埋于地下，與進(jìn)行冷熱交換。根據(jù)地下熱交換器的布置形式，主要分為垂直埋管、水平埋管和蛇行埋管三類(lèi)。 地下水熱泵系統(tǒng)：在土壤源熱泵得到發(fā)展以前，歐美國(guó)家最常用的地下耦合熱泵系統(tǒng)系統(tǒng)是地下水熱泵系統(tǒng)。地下水熱泵系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)是造價(jià)要比土壤源熱泵系統(tǒng)低；其劣勢(shì)在于：有些地方法規(guī)禁止抽取或回灌地下水；可供使用的地下水有限；如水質(zhì)不好或打井不合格要進(jìn)行水處理；如泵選擇過(guò)大、控制不良或水井與建筑偏遠(yuǎn)，泵耗能就會(huì)過(guò)大。 地表水熱泵系統(tǒng)：地表水熱泵系統(tǒng)主要有開(kāi)路和閉路系統(tǒng)，包括使用江、河、湖中

23、的地表水，也包括使用市政污水、廠礦廢水、冷卻水等。地表水熱泵系統(tǒng)具有相對(duì)造價(jià)低廉、泵耗能低、維修率低以與運(yùn)行費(fèi)用少等優(yōu)點(diǎn)，但是，要有足夠的水量與水體深度，否則水體的溫度會(huì)隨著室外氣候發(fā)生較大的變化，可能造成熱泵效率降低，制冷或供熱能力降低的后果。 地埋管式土壤源熱泵系統(tǒng)也稱(chēng)地下耦合熱泵系統(tǒng)（Ground-couple heat pumps）或土壤熱交換器地下耦合熱泵系統(tǒng)（Ground heat ex-changer heat pumps）,包括一個(gè)土壤耦合地?zé)峤粨Q器，它或是水平的安裝在地溝中，或是以U形管狀垂直安裝在豎井之中。通過(guò)中間介質(zhì)（通常是水或是加入防凍劑的水）作為熱載體，使中間介質(zhì)在土

24、壤耦合地?zé)峤粨Q器的封閉環(huán)路中循環(huán)流動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)與土壤進(jìn)行換熱的目的。水平埋管地源熱泵系統(tǒng)(Horizontal groundcoupled heat pump)比較簡(jiǎn)單的是，當(dāng)室符合比較小，土壤換熱器比較短，可以把單回路管子隨開(kāi)挖土方施工直接埋入地下。圖1-1水平埋管當(dāng)室負(fù)荷比較大，土壤換熱器長(zhǎng)度比較長(zhǎng)，就需要考慮土壤換熱器的布置問(wèn)題，暢游的布置方式有以下兩種a串聯(lián)式水平埋管b并聯(lián)式水平埋管圖1-2水平埋管 垂直式地埋管系統(tǒng)（Vertical borehole ground-coupled heat pump）a比較簡(jiǎn)單的方式是，當(dāng)室負(fù)荷比較小，土壤換熱器長(zhǎng)度比較短，換熱器井?dāng)?shù)比較少可以直接接

25、入機(jī)房。b當(dāng)室負(fù)荷比較大，土壤換熱器長(zhǎng)度比較長(zhǎng)，就需要考慮換熱器井群的布置問(wèn)題，一般是若干口井匯集到集水器中，然后統(tǒng)一由干管接入機(jī)房。 c垂直埋管地源熱泵系統(tǒng)有一種特殊形式叫：樁基換熱器，即在樁里布置換熱管道。 d地?zé)嶂悄軜?，?lèi)似樁基換熱器，由橋樁中埋管的地源熱泵自動(dòng)融雪的橋被稱(chēng)為地?zé)嶂悄軜颉Ｑ┞涞綐蛎嫔?，這些盤(pán)管用地?zé)釋⒀┤诨５卦礋岜玫拈_(kāi)啟靠輸入當(dāng)?shù)氐牡卦礋岜脜?shù)來(lái)控制。圖1-3垂直式埋管螺旋埋管地源熱泵系統(tǒng)（slinky ground-coupled heat pump）A長(zhǎng)軸水平布置的螺旋埋管地源熱泵系統(tǒng)B長(zhǎng)軸豎直布置的螺旋埋管地源熱泵系統(tǒng)（盤(pán)旋布置埋管地源熱泵系統(tǒng)）C螺旋埋管地源熱泵

26、系統(tǒng)有一種特殊布置形式；溝渠集水器式螺旋埋管地源熱泵系統(tǒng)，也有學(xué)者把它歸到多層水平埋管地源熱泵系統(tǒng)。圖1-4螺旋埋管1.5地下耦合熱泵系統(tǒng)中央空調(diào)系統(tǒng)的特點(diǎn)1、系統(tǒng)在北歐、北美已普遍應(yīng)用，近幾年在中國(guó)開(kāi)始大規(guī)模地推廣應(yīng)用，技術(shù)成熟可靠。2、屬于可再生能源應(yīng)用技術(shù)、節(jié)能環(huán)保，獲得政策支持3、運(yùn)行節(jié)能：地下耦合熱泵系統(tǒng)系統(tǒng)能充分利用蘊(yùn)藏于土壤和湖泊中的巨大能量，循環(huán)再生，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑的供暖和制冷。因而運(yùn)行費(fèi)用較低。地下耦合熱泵系統(tǒng)比風(fēng)冷熱泵節(jié)能30%，比電采暖節(jié)能60%，比燃?xì)鉅t效率提高48%。4、運(yùn)行安全可靠：基本不受環(huán)境氣溫影響，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，省去了冷卻塔等部件的維護(hù)工作，可穩(wěn)定持續(xù)的供冷供熱。5、

27、地下耦合熱泵系統(tǒng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)部件要比常規(guī)系統(tǒng)少，因而也減少了維護(hù)，系統(tǒng)安裝在室，不暴漏在風(fēng)雨中也可免遭損壞，更加可靠，延長(zhǎng)壽命。6、由于地下耦合熱泵系統(tǒng)的供冷、供熱更為平穩(wěn)，降低了停開(kāi)機(jī)的頻率和和空氣過(guò)熱和過(guò)冷的峰值；這種系統(tǒng)更容易適合供冷、供熱負(fù)荷的分區(qū)；第2章 工程概況2.1氣象參數(shù) 2.1.1室設(shè)計(jì)參數(shù)選取 選取依照GB507362012民用建筑供暖與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)要求如下：當(dāng)人員在空調(diào)區(qū)域僅作短期逗留時(shí)，室設(shè)計(jì)溫度在供冷工況下宜比長(zhǎng)期逗留提高12，供熱工況下宜降低12；短期逗留區(qū)域供冷工況的風(fēng)速不宜大于0.5m/s，供熱工況不宜大于0.3m/s。此外夏熱冬冷地區(qū)主要房間宜采用1622。2

28、-1人員長(zhǎng)期逗留空調(diào)室設(shè)計(jì)參數(shù)類(lèi)別熱舒適等級(jí)溫度相對(duì)濕度%風(fēng)速m/s供熱工況一級(jí)22-24300.2二級(jí)18-220.2供冷工況一級(jí)24-2640-600.25二級(jí)26-28700.388 / 862.1.2室外設(shè)計(jì)參數(shù)選取選取依照GB507362012民用建筑供暖與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)要求如下：2-2省市室外計(jì)算參數(shù)臺(tái)站信息北緯東經(jīng)海拔44.9統(tǒng)計(jì)年份19721986年平均溫度17.0室外計(jì)算溫度濕度供暖室外計(jì)算溫度0.3冬季通風(fēng)室外計(jì)算溫度4.6冬季空氣調(diào)節(jié)室外計(jì)算溫度-1.9冬季空氣調(diào)節(jié)室外計(jì)算相對(duì)濕度83夏季空氣調(diào)節(jié)室外計(jì)算干球溫度35.8夏季空氣調(diào)節(jié)室外計(jì)算濕球溫度27.7夏季通風(fēng)室外計(jì)

29、算溫度32.9夏季通風(fēng)室外計(jì)算相對(duì)濕度61夏季空氣調(diào)節(jié)室外計(jì)算日平均溫度31.6風(fēng)向風(fēng)速與頻率夏季室外平均風(fēng)速2.6夏季最多風(fēng)向C NNW夏季最多風(fēng)向的頻率16 13夏季室外最多風(fēng)向的平均風(fēng)速1.7冬季室外平均風(fēng)速2.3冬季最多風(fēng)向NNW續(xù) 表 2-2冬季最多風(fēng)向的頻率32冬季室外最多風(fēng)向的平均風(fēng)速3.0年最多風(fēng)向NNW年最多風(fēng)向的頻率22冬季日照百分率26最大凍土深度大氣壓力冬季室外大氣壓力1019.6夏季室外大氣壓力999.2設(shè)計(jì)計(jì)算用供暖期天數(shù)與其平均溫度日平均溫度+5的天數(shù)48日平均溫度+5的起止日期12.2602.11平均溫度+5期間的平均溫度4.3日平均溫度+8的天數(shù)88日平均溫度

30、+8的起止日期12.0603.03平均溫度+8期間的平均溫度5.5極端最高氣溫39.7極端最低氣溫-11.3根據(jù)本工程實(shí)際情況為便于設(shè)計(jì)計(jì)算室外設(shè)計(jì)參數(shù)選取如下：容溫度風(fēng)速m/s相對(duì)濕度%冬季-1.92.383夏季35.8（干）/ 27.7（濕）2.677.372.1.3地理信息市位于 東經(jīng) 北緯 大氣透明度4級(jí)2-1夏季空氣調(diào)節(jié)大氣透明度分布圖2.2土建資料該建筑物地處市；南北朝向。建筑物尺寸信息詳見(jiàn)平面圖等建筑圖紙。2.2.1維護(hù)結(jié)構(gòu)性質(zhì)確定2-3圍護(hù)結(jié)構(gòu)夏季熱工指標(biāo)容保溫材料保溫層厚度傳熱系數(shù)傳熱衰減系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)衰減度圍護(hù)結(jié)構(gòu)的延遲時(shí)間表面放熱衰減度表面防熱延遲時(shí)間外墻水泥膨脹珍珠巖80

31、0.840.1953.8511.01.21.1頂棚加氣混凝土1700.900.3726.689.02.12.8墻磚墻2401.760.2817.569.02.02.02-4窗戶(hù)的結(jié)構(gòu)性質(zhì)項(xiàng)目類(lèi)型取值窗戶(hù)有效面積系數(shù)單層鋼窗0.85雙層鋼窗0.75地點(diǎn)修正系數(shù)1窗玻璃的遮擋系數(shù)6mm后普通玻璃窗0.89雙層6mm厚普通玻璃窗0.74窗戶(hù)遮陽(yáng)設(shè)施的遮陽(yáng)系數(shù)活動(dòng)百葉中間色0.60傳熱系數(shù)k單層、金屬框6.40雙層、金屬框3.26除落地窗外外，窗的尺寸高度均為2000mm2-5外門(mén)的結(jié)構(gòu)性質(zhì)項(xiàng)目類(lèi)型傳熱系數(shù)取值 推拉式外門(mén)實(shí)體木門(mén)雙層、實(shí)體木制2.33推拉式外門(mén)帶玻璃的陽(yáng)臺(tái)外門(mén)雙層金屬框3.26平推式

32、帶玻璃的陽(yáng)臺(tái)外門(mén)2.2.2太陽(yáng)輻射對(duì)維護(hù)結(jié)構(gòu)的影響根據(jù)采暖空調(diào)制冷手冊(cè)查?。?-6市墻體負(fù)荷溫差市墻體負(fù)荷溫差時(shí)刻朝向8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:00S999101010101010101099W10111112131313141413131313N8899999999999E13131313131313131212121211墻體外表面日射吸收率2-7玻璃窗溫差傳熱負(fù)荷溫差時(shí)刻地點(diǎn) 類(lèi)型8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0

33、020:00輕45.16.27.38.28.99.59.89.89.58.98.17.2中、重4.15.06.06.87.78.38.89.29.39.18.68.07.22-8外窗日射熱負(fù)荷強(qiáng)度時(shí)刻朝向8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:00N148187160138154166166166154138160187148E4279109138154266308390369280245166106S38427910915923829430929423815910979W42791091381542663083

34、903692802451661062-9頂棚冷負(fù)荷溫差時(shí)刻朝向8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:00向上00.550.730.780.820.850.880.900.910.920.940.940.95第三章 負(fù)荷計(jì)算3.1夏季冷負(fù)荷計(jì)算方法 空氣調(diào)節(jié)區(qū)的夏季冷負(fù)荷根據(jù)以下各項(xiàng)確定：通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳入的熱量通過(guò)外窗進(jìn)入的太陽(yáng)輻射熱量人體散熱量照明散熱量設(shè)備、器具、管道與其他熱源散熱量滲透空氣帶入熱量空氣調(diào)節(jié)區(qū)的夏季冷負(fù)荷，根據(jù)各項(xiàng)得熱量的種類(lèi)和性質(zhì)與空氣調(diào)節(jié)區(qū)的蓄熱特性分別進(jìn)行計(jì)算。通過(guò)維護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)入的非穩(wěn)態(tài)傳

35、熱量、透過(guò)外窗進(jìn)入的太陽(yáng)輻射熱量、人體散熱量與非全天使用的設(shè)備、照明燈具等的散熱形成的冷負(fù)荷應(yīng)按非穩(wěn)態(tài)傳熱方法計(jì)算確定。3.1.1室外和鄰室溫度確定 對(duì)于外窗，采用室外計(jì)算逐時(shí)溫度按GB50019-2003采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)式計(jì)算： 即： 式中 室外計(jì)算逐時(shí)溫度夏季空氣調(diào)節(jié)室外計(jì)算平均溫度室外溫度逐時(shí)變化系數(shù)；見(jiàn)表3.2.10夏季室外計(jì)算平均日較差夏季空氣調(diào)節(jié)室外計(jì)算干球溫度3-1室外溫度逐時(shí)變化系數(shù)時(shí)刻12345678-0.35-0.38-0.42-0.45-0.47-0.41-0.28-0.12時(shí)刻9101112131415160.030.160.290.400.480.520.51

36、0.43時(shí)刻17181920212223240.390.280.140.00-0.10-0.17-0.23-0.26對(duì)于外墻和屋頂采用室外計(jì)算逐時(shí)綜合溫度按GB50019-2003采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)式計(jì)算： 即： 式中：夏季空氣調(diào)節(jié)室外計(jì)算逐時(shí)綜合溫度夏季空氣調(diào)節(jié)室外計(jì)算逐時(shí)溫度圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面對(duì)于太陽(yáng)輻射熱的吸收系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)所在朝向的逐時(shí)太陽(yáng)總輻射照度圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面換熱系數(shù)對(duì)于隔墻、樓板等維護(hù)結(jié)構(gòu)，當(dāng)鄰室為非空氣調(diào)節(jié)區(qū)時(shí)，采用臨時(shí)計(jì)算平均溫度，按GB50019-2003采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)式計(jì)算： 即： 式中：鄰室計(jì)算平均溫度夏季空氣調(diào)節(jié)室外計(jì)算平均溫度鄰室計(jì)算平均溫度與夏季空氣調(diào)節(jié)

37、室外計(jì)算日平均溫度的差值3-2溫度的差值鄰室散熱量很少（如辦公室和走廊）022332311653.1.2外墻和屋頂逐時(shí)冷負(fù)荷外墻和屋頂傳熱形成的逐時(shí)冷負(fù)荷，宜按GB50019-2003采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)式計(jì)算： 即： 式中CL外墻或屋頂傳熱形成的逐時(shí)冷負(fù)荷W K傳熱系數(shù) F傳熱面積外墻或屋頂?shù)闹饡r(shí)冷負(fù)荷計(jì)算溫度夏季空氣調(diào)節(jié)室計(jì)算溫度3.1.3外窗冷負(fù)荷窗外溫差傳熱形成的冷負(fù)荷，宜按GB50019-2003采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)式計(jì)算： 即： 式中CL外窗溫差傳熱形成的逐時(shí)冷負(fù)荷W外窗的逐時(shí)冷負(fù)荷計(jì)算溫度 K傳熱系數(shù) F傳熱面積3.1.4鄰室冷負(fù)荷空氣調(diào)節(jié)區(qū)與鄰室的夏季溫差大于3時(shí)，宜按

38、GB50019-2003采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)式6.2.8計(jì)算通過(guò)隔墻樓板等圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱形成的冷負(fù)荷： 即： 式中CL圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱形成的冷負(fù)荷W K傳熱系數(shù) F傳熱面積夏季空氣調(diào)節(jié)室計(jì)算溫度鄰室計(jì)算平均溫度3.1.5地面冷負(fù)荷舒適性空氣調(diào)節(jié)區(qū)，夏季可不計(jì)算通過(guò)地面?zhèn)鳠嵝纬傻睦湄?fù)荷。3.1.6太陽(yáng)輻射冷負(fù)荷透過(guò)玻璃進(jìn)入空氣調(diào)節(jié)區(qū)的太陽(yáng)輻射形成的冷負(fù)荷，應(yīng)根據(jù)宜按GB50019-2003采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)式子6.2.10條得出太陽(yáng)輻射的熱量，考慮外窗遮陽(yáng)設(shè)施的種類(lèi)、室空氣分布特點(diǎn)以與空氣調(diào)節(jié)區(qū)的蓄熱特性等因素通過(guò)計(jì)算決定。 即： 式中：窗戶(hù)的有效面積系數(shù)：?jiǎn)螌愉摯?.85，雙層鋼窗0.75

39、；單層木窗0.7，雙層木窗0.6；地點(diǎn)修正系數(shù)，隨代表城市的數(shù)表給出；窗玻璃的遮擋系數(shù)；見(jiàn)下表窗戶(hù)遮陽(yáng)設(shè)施的遮陽(yáng)系數(shù)；見(jiàn)下表 F傳熱面積計(jì)算時(shí)刻透過(guò)單位玻璃窗面積的太陽(yáng)總輻射熱形成的冷負(fù)荷，見(jiàn)下表3-3窗玻璃的遮擋系數(shù)玻璃類(lèi)型玻璃類(lèi)型玻璃類(lèi)型標(biāo)準(zhǔn)玻璃1.006mm厚吸熱玻璃0.835mm厚普通玻璃0.93雙層3mm厚普通玻璃0.866mm厚普通玻璃0.89雙層5mm厚普通玻璃0.783mm厚吸熱玻璃0.96雙層6mm厚普通玻璃0.745mm厚吸熱玻璃0.883-4窗戶(hù)遮陽(yáng)設(shè)施的遮陽(yáng)系數(shù)遮陽(yáng)類(lèi)型顏色自布簾淺色0.50淺藍(lán)布簾中間色0.60深黃紫紅深綠布簾深色0.65活動(dòng)百葉中間色0.603.1.7冷風(fēng)滲透耗熱冷風(fēng)滲透耗熱根據(jù)按GB50736-2012民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)附錄F計(jì)算；對(duì)于多層和高層建筑加熱由門(mén)窗縫隙滲入室的冷空氣的耗熱量