區(qū)域能源規(guī)劃

1、課程設計說明書題目商業(yè)、居住混合建筑熱泵型空調機房設計姓名：學院：專業(yè)班級：學號：指導教師：成績：時間：2019年9月23日至2019年10月13日課程設計說明書 課程設計任務書題目：商業(yè)、居住混合建筑，建筑面積18萬肝，其中10萬時商業(yè)用途，主樓高100m,設計能源站滿足冬夏制熱、供冷需求。主要內容、基本要求、主要參考資料等：一、主要參數建筑冷負荷為lOOW/m?,熱負荷為90W/m?,則該辦公樓建筑總負荷為:冷負荷18MW,熱負荷16.2MW，擬采用R22制冷系統(tǒng)，空調系統(tǒng)采用地下水式水源熱泵。循環(huán)水系統(tǒng)：夏季進、出水溫度為25C/18C；冬季進、出水溫度8/16C。冷凍水系統(tǒng)：夏季進、出

2、水溫度為12/7C；冬季進、出水溫度40/45Co凍水壓頭為100m。二、設計內容、要求設計一能源站。具體分成一下方面：（1）能源站系統(tǒng)方案論證；（2）冷熱源方案的選擇；（3）熱泵機組的選型；（4）輸送設備的選型；（5）系統(tǒng)方案設計；（6）熱力及水力計算（7）系統(tǒng)運行控制策略。（8）繪制能源站施工圖（9）編寫課程設計說明書目錄TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark2 第一章前言4 HYPERLINK l bookmark4 水源熱泵的發(fā)展趨勢4 HYPERLINK l bookmark6 水源熱泵的特點4 HYPERLINK l bookmark8 第二章項目概述

3、6 HYPERLINK l bookmark10 建筑概況6 HYPERLINK l bookmark12 設計依據6 HYPERLINK l bookmark14 鄭州市設計計算參數6 HYPERLINK l bookmark16 2.3.1室外氣象參數6 HYPERLINK l bookmark18 2.3.2室內設計參數7 HYPERLINK l bookmark20 第三章.負荷計算7 HYPERLINK l bookmark22 建筑冷熱負荷計算7 HYPERLINK l bookmark24 第四章熱泵機組選型8 HYPERLINK l bookmark26 熱泵機組的選擇8 HY

4、PERLINK l bookmark30 第五章.水力計算9 HYPERLINK l bookmark32 水源側水系統(tǒng)確定9 HYPERLINK l bookmark34 水源側水系統(tǒng)水力計算9 HYPERLINK l bookmark36 水源側循環(huán)水泵的確定10 HYPERLINK l bookmark38 空調側冷凍水泵的確定10 HYPERLINK l bookmark40 第六章.分水器與集水器的選擇11 HYPERLINK l bookmark42 分水器和集水器的用途11 HYPERLINK l bookmark44 分水器的選型計算11 HYPERLINK l bookmar

5、k46 集水器的選型計算13 HYPERLINK l bookmark48 空調側分集水器的選型13 HYPERLINK l bookmark50 第七章.水系統(tǒng)補水設備14 HYPERLINK l bookmark52 空調側補水14 HYPERLINK l bookmark54 補水泵的選型計算14 HYPERLINK l bookmark56 軟化水箱（補水箱）選型計算15 HYPERLINK l bookmark58 軟化器的選擇15 HYPERLINK l bookmark60 第八章.空調系統(tǒng)的減震與消聲16 HYPERLINK l bookmark62 空調系統(tǒng)的減震16 HYP

6、ERLINK l bookmark64 空調系統(tǒng)的消聲16 HYPERLINK l bookmark66 第九章全程綜合水處理器的選擇17 HYPERLINK l bookmark68 第十章.水系統(tǒng)閥門的安裝17 HYPERLINK l bookmark70 總結與體會18 HYPERLINK l bookmark72 參考文獻19第一章前言水源熱泵的發(fā)展趨勢水源熱泵機組工作原理就是在夏季將建筑物中的熱量轉移到水源中；在冬季，則從相對恒定溫度的水源中提取能量，利用熱泵原理通過空氣或水作為載冷劑提升溫度后送到建筑物中。通常水源熱泵消耗1kW的能量，用戶可以得到4kW以上的熱量或者冷量。水源熱泵

7、克服了空氣源熱泵冬季室外換熱器結霜的不足，而且運行可靠性和制熱效率又高，近年來國內應用廣泛。與鍋爐和空氣源熱泵的供熱系統(tǒng)相比，水源熱泵具有明顯的優(yōu)勢。水源熱泵要比電鍋爐加熱節(jié)省2/3以上的電能，比燃料鍋爐節(jié)省1/2以上的能量；由于水源熱泵的熱交換溫度全年較為穩(wěn)定，一般為1025C，其制冷、制熱系數可達3.54.4。與空氣源熱泵相比，高40%左右，其運行費用為普通中央空調的50%60%。因此，近些年來，水源熱泵空調系統(tǒng)在國外取得了較快的發(fā)展，中國的水源熱泵市場也日趨活躍，該項技術將會成為21世紀最有效的供熱和供冷空調技術。水源熱泵的特點水源熱泵屬可再生能源利用技術。水源熱泵是利用了地球水體所儲藏

8、的太陽能資源作為冷熱源，進行能量轉換的供暖空調系統(tǒng)，其中可以利用的水體，包括地下水或河流、地表的部分的河流和湖泊以及海洋。所以說，水源熱泵利用的清潔的可再生能源的一種技術。水源熱泵運行效率高、費用低、節(jié)能。水源熱泵機組可利用的水體溫度冬季為1222C，比冬季室外空氣溫度高，所以熱泵循環(huán)的蒸發(fā)溫度提高，能效比也提高。設計良好的水源熱泵機組與電采暖相比，可減少70%以上的電耗。水源熱泵運行穩(wěn)定可靠。水體的溫度一年四季相對穩(wěn)定，特別是地下水，其波動的范圍遠遠小于空氣的變動，是很好的熱泵的冷熱源。因此，使得熱泵機組運行可靠、穩(wěn)定，也不存在空氣源熱泵的冬季除霜等難點問題。水源熱泵環(huán)境效益顯著。水源熱泵機

9、組的運行沒有任何污染，可以建造在居民內，沒有燃燒，沒有排煙，也沒有廢棄物，不需要堆放燃料廢物的場地，且不用遠距離輸送熱量。一機多用，應用范圍廣。水源熱泵系統(tǒng)可供暖、供冷，還可供生活熱水，一機多用，一套系統(tǒng)可以替代鍋爐和空調兩套裝置。特別是對于同時有供暖和供冷要求的建筑物，水源熱泵有明顯的優(yōu)點。不僅節(jié)省了大量能源，而且減少了設備的初投資?？衫玫乃磫栴}。水源熱泵理論上可以利用一切的水資源，其實在實際工程中，不同的水資源利用的成本差異相當大的。所以在不同地區(qū)是否有合適的水源成為水源熱泵應用的一個關鍵。能否找到合適的水源就成為使用水源熱泵的限制條件，且水源要求必須滿足一定的溫度、水量和清潔度。水層

10、的地理結構問題。對于從地下取水回灌的使用，必須考慮到所用的地質結構，確保可以在經濟合理的條件下打井找到合適的水源，同時還應保持用水回灌得以實現。水源熱泵投資的經濟性。水源熱泵的運行效率較高、費用較低，但與傳統(tǒng)的供熱供冷方式相比，在不同的需求的條件下，其投資經濟性會有所不同。據有關資料介紹通過對水源熱泵冷熱水機組、空氣源熱泵、溴化鋰直燃機、水冷冷水機組加燃油鍋爐四種方案進行經濟比較，水源熱泵冷熱水機組初投資最小。第二章項目概述建筑概況本建筑為河南省省會鄭州市東區(qū)某辦公寫字樓，屬于商業(yè)、居住混合建筑，建筑面積18萬川，其中10萬川商業(yè)用途，主樓高100m，設計一個能源站滿足冬夏制熱、供冷需求。設計

11、依據規(guī)范采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范DBJ41/T0572016建筑節(jié)能工程施工質量驗收規(guī)范DBJ41/T0572016室內空氣質量標準GB/T18883-2002暖通空調陸亞俊馬最良等主編，中國建工出版社暖通空調制圖標準(GB/T50114-2010)通風與空調工程施工質量驗收規(guī)范(GB50243-2002)民用建筑供暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范GB50736-2012課程設計任務書圖紙2.3鄭州市設計計算參數2.3.1室外氣象參數鄭州屬暖溫帶亞濕潤季風氣候。四季分明，雨熱同期，干冷同季。隨著四季更替，依次呈現春季干旱少雨，夏季炎熱多雨，秋季晴朗日照長，冬季寒冷少雨雪的基本氣候特征。年平均氣溫14

12、.4C,7月最熱，平均27C；1月最冷，平均0.1C；年平均降雨量632毫米，無霜期220天，全年日照時間約2400小時。適宜的溫度條件，充足的光照和農作物生長季節(jié)較為豐沛的雨量，構成了良好的農業(yè)氣象條件。鄭州室外氣象參數：表格1氣象參數夏季空調室外計算干球溫度34.9C夏季空調室外計算濕球溫度27.4C夏季通風室外計算日平均溫度30.2C夏季空調室外計算相對濕度30.2C夏季室外平均風速2.3m/s2.3.2室內設計參數鄭州某商業(yè)居住混合建筑五層室內設計參數：表格2設計參數室內溫度26C室內相對濕度60%風速0.3m/s辦公室內人員密度4m/人會議室人員密度2.5m?/人第三章.負荷計算建筑

13、冷熱負荷計算建筑物在民用建筑供暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范，對于民用建筑，包括兩項：圍護結構的耗熱量和由門窗縫隙滲入室內的冷空氣耗熱量。建筑冷負荷為lOOW/m?，熱負荷為90W/m?，則該商業(yè)居住混合建筑總負荷為，冷負荷18MW，熱負荷16.2MW，空調系統(tǒng)采用地下水式水源熱泵。循環(huán)水系統(tǒng)：夏季進/出水溫度29口/18口,冬季進/出水溫度為7口/15口。冷凍水系統(tǒng)：夏季進、出水溫度為12/7C；冬季進、出水溫度40/45C。凍水壓頭為lOOm。課程設計說明書 第四章熱泵機組選型4.1熱泵機組的選擇初選機型。根據制冷負荷Q=18MW，結合建筑物的構造和用途進行綜合考慮富裕度10%，采用R22水冷熱

14、泵機組工程制冷量為18000 xl.l=19800KW根據下表螺桿式熱泵機組，選用螺桿式熱泵機組SL3170型，共7臺。表格3設計參數7一_機組啼SL1190SL1290SL1380SL1470SL1560SL1.&50SL1T40SL1830SL1920SL2050SU170笛文制冷filktim1W離HCS1560幣!M1/121833IS2120463168JDknL./hf)2no1MIZfi134I5H1砧Pfii儲Z413ti2跑跡；51ti茶師尋赭:g郵130144制涵翊盤；!i；tkJIO3252102552702S530031fi舗0350370堆人運荷電濟（A）493530

15、56S6%614322*3622*32362+402100*210216024&0能環(huán)訓腎他阿；C-25-50；7S訂期n點存揑制方式1N/PbAL.：5MiSOHz蟲全棵護商低Jk力保護、宣企區(qū)尿水54吋扒筋菟保護、電取過比相序世缺1H保護-丁口滋*卜、機f4費戍11晦殼訝朮（:*S鵡Mfcflj(eh,h)2052202S22M131$:燦脯丨172木閉力4p;J軸&0656S707070曲11拿和往.-LY-:-|pN12jlA15(J2*1150冷J%瞅a陽殼鬻式.川W麻匚1陽3水瞳雖（i-/h）Z4I)3592T729-B3H332笳1：!70:WH413木Hl沖你陽）1501717

16、5035555565S565進出水起拄即2*DM25DN125-DNlSO2*EJXL50-此寸松|nnJ3700JTO0I盯優(yōu)37OC圖00加QO3600390039001200120寬.(mm)1H60I8SC瞬0圏加29Wawn2990mo陽(nm)N20l的。測0劃i7hd1血1760I7B0.1i?ao5550軸。&I60647067707380758077079S08500900枷出血甘重70-55ICC的.77014S042.2E5761.31950:ri/：Fi25DtfL800-15-5580022Z21598042.255774.52123J.I/LI-y：i：-:i1li

17、8S.155-:2400f-lFii41-=.7FTi46.755一、2180i.：-L-U.4.I41.:一55JU9.4r._J400/451.冷凍水泵選型結果：型號數量臺流量m?/h揚程m電機功率kW200WL500-20.5.4510500130115.8第六章.分水器與集水器的選擇分水器和集水器的用途它們都是一段水平安裝的大管徑鋼管。各臺冷水機組（或熱水器）生產的冷（熱）水先都送入分水器,再經與分水器相連的各子系統(tǒng)或分區(qū)的供水干管向各子系統(tǒng)或各區(qū)供水；各子系統(tǒng)或各區(qū)的空調回水,由與集水器相連的各回水干管先回流至集水器,然后再送入各冷水機組（或熱水器）。分集水器安裝在中央機房內,各子系

18、統(tǒng)或各區(qū)的供回水干管及其上的調節(jié)截止閥都在機房內與供回水集管連接,便于安裝和維修操作。分水器的選型計算以供水側制冷工況為初始設計依據簡體直徑應比汽水連接總管直徑大兩號以上,一般可按筒體斷面流體流速經計算后確定，蒸汽流速按10m/s計算，水流速按0.1m/s、0.3m/s、0.5m/s、0.7m/s、1.0m/s計算，總干管流量G=2020m3/h,取流速u=0.3m/s，則可通過以下公式計算分水器直徑：D=595、G1000V式中D分水器內徑，mm；G通過分水器的總流量，m3/h；V通過分水器的斷面流，m/s；計算結果為1618mm400mm，適當擴大取公稱直徑500mm（管內流速0.21m/

19、s）筒體長度L根據筒體接管數確定，計算公式如下：厶=130+厶1+L2+Li+120+2h筒體接管中心距L1、L2、L3、Li。根據接管直徑和保溫層厚度確定一般可按下表選用：L1d1+120L2d1+d2+120L3d2+d3+120Lidi-1+120表格8筒體接管中心距LI、L2、L3Li選用表泗d2550圖1分集水器示意圖102和370罠0俎y?o孑刊i知m4-fc查封頭高度，得h=50mm表格9分集水器表筒體道徑D(mm)1592192733253774265006007008009001000封頭高度h(mm)658093106119132150175200225250275排污管規(guī)

20、格dp(nun)50100即分水器取筒體直徑DN500,筒體長度2550mm,排污管管徑DN506.3集水器的選型計算集水器的筒體直徑、筒體長度、管間距、排污管管徑等與分水器相同，只是管內流向相反。則集水器取筒體直徑DN500，筒體長度2550mm,排污管管徑DN506.4空調側分集水器的選型干管總流量厶=119.06m3/h，取流速u=0.3m/s，計算方法同地埋管側分集水器。筒體直徑為374400mm，為滿足筒體直徑要求并配合供熱工況，適當擴大取公稱直徑500mm(管內流速為0.17m/s)因空調側循環(huán)干管管徑與地埋管側管徑相同，取空調側水路分四路，管徑同地埋管側，取DN110。則空調側分

21、集水器取筒體直徑DN500，筒體長度2550，排污管管徑DN50第七章.水系統(tǒng)補水設備7.1空調側補水本建筑為高層建筑，為便于定壓及管理，采用設置氣壓罐定壓但不容納膨脹水量的補水系統(tǒng)，系統(tǒng)簡圖如下;圖2空調側補水系統(tǒng)示意圖7.2補水泵的選型計算依據：補水泵宜設置2臺，補水泵的總小時流量宜為系統(tǒng)水容量的5%10%；補水泵的揚程，應保證補水壓力比補水點的工作壓力高30kPa50kPa；空調冷水系統(tǒng)的設計補水量（小時流量）可按系統(tǒng)水容量的510%計算;循環(huán)水溫度tW60C的水系統(tǒng)，可取系統(tǒng)最高點的壓力高于大氣壓力5kPa；已知建筑高度75m，系統(tǒng)定壓點最低壓力為P1=75+0.5=75.75.5(肌

22、)=740(kPa)補水泵揚程為H=P1+50=740+50=790(kPa)=80.55(m)單位建筑面積冷負荷100w，可知建筑面積為18萬m2系統(tǒng)水容量為Vc=1.3(L/m2)x180000=234000(厶)=234(m3)設計補水量Q=234x10%=23.4m3/h配備2臺EVP2-9立式多級離心泵，平時使用一臺，初期上水或事故補水時2臺水泵同時運行。其性能參數如下：表格10補水泵性能參數表型號流量m3/h揚程m功率轉速rpm連接口徑mm效率%進口出口EVP2-92821.562900G1G128.6軟化水箱(補水箱)選型計算水箱儲存一部分調節(jié)水量。一般可取30m加60m加補水泵

23、流量，系統(tǒng)較小時取大值。則水箱容積為1.8(m3/h)x40/60(h)=1.2m3，其規(guī)格取1.5x0.8x1.0。軟化器的選擇根據空調側補水量為1.8m?/h,選擇全自動軟水器一臺，全自動軟水器性能參數如下：表格11軟水器性能參數表型號產水量m3/h樹脂罐D*H(mm)樹脂量(L)鹽桶(L)TMFB300B1-2300 x1650100100第八章.空調系統(tǒng)的減震與消聲空調系統(tǒng)的減震制冷機、水泵和通風機，宜固定在隔振基座上，隔振基座可以用鋼筋混凝土板或型鋼較高而成。中、低壓離心通風機的隔振基座，宜采用型鋼機構；常用的隔振材料有軟木、海綿乳膠、玻璃纖維、防震橡膠、金屬彈簧和空氣彈簧。風機進出

24、風口與管道之間采用軟接，目前普遍采用雙層帆布或人造皮革材料制作其長度按規(guī)范設定為150300mm。水管風管敷設時在管道支架、吊卡、穿墻處作隔振處理。管道與支吊吊卡間應有彈性。凡是管道穿過空調房間的圍護結構其孔洞四周的縫隙必須用彈性材料填充實心密實?？照{系統(tǒng)的消聲對于設有空調等建筑設備的現代建筑，都可能有室外及室內兩個方面受到噪聲和振動源的影響。一般而言室外噪聲源是經過維護結構穿透進入的，而建筑物內部的噪聲、振動源主要是由于設置空調、電氣設備產生的，其中以空調制冷設備產生的噪聲影響最大。包括其中的空調制冷機組、水管、通風機、風機盤管、閥門等產生的噪聲。其中主要的噪聲源是通風機。風機噪聲是由于葉片

25、驅動空氣產生的紊流引起的寬頻帶氣流噪聲以及相應的旋轉噪聲所組成，后者由轉數和葉片數確定其噪聲頻率。因此空調系統(tǒng)的消聲和減振是空調設計中的重要一環(huán)，它對于減小噪聲和振動，提高人們大額舒適感和工作效率，延長建筑物的使用年限有著極其重要的意義。根據采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范規(guī)定，采取以下措施：1、風機、水泵的進、出口設置軟接頭，減小振動沿管道的傳遞。2、風道和水管穿墻壁和樓板時要在管道與洞壁間用柔性材料填充，以減少振動和隔聲。3、空調機組靜壓箱內貼有5mm厚的軟質海綿吸聲材料。第九章全程綜合水處理器的選擇全程綜合水處理器是針對各種循環(huán)水系統(tǒng)中普遍存在的四大問題：腐蝕、結垢、菌藻、水質而研制的綜合水處

26、理器，由單臺設備代替了需要多臺設備才能完成的片處理過程，從而取代了傳統(tǒng)的處理方式。根據根據冷凍水側總水量為119.06m3/h,冷卻水側總水量148.82m3/h選擇全自動軟水器：PT-150A1.0ZH-MC兩臺，其參數如下：表格12水處理器性能參數表型號處理流量m3/h功率W輸水管徑mm外形尺寸mm重量KgADWHH1PT-150A1.0ZH-MC100158220150430506301200670330第十章.水系統(tǒng)閥門的安裝水系統(tǒng)的閥門可采用閘閥、止回閥、球閥，對于大管路可采用蝶閥，選用閥門時應和系統(tǒng)的承壓能力相適應，閥門型號應與連接管管徑相同。閥門的作用一為檢修時關斷用，一為調節(jié)用。當需定量調節(jié)流量時，可采用平衡閥。平衡閥可以兼作流量測定、流量調節(jié)、關斷和排污用。一般在下列地點設閥門（1）水泵的進口和出口；（2）系統(tǒng)的總入口、總出口；各分支環(huán)路的入口和出口；（3）熱交換器、表冷器、加熱器、過濾器的進出水管；（4）自動控制閥雙通閥的兩端、三通閥的三端，以及為手動運行的旁通閥上；（5）放水及放氣管上；總結與體會通過此次課程設計，使我更加扎實的掌握了有關能源站設計方面的知識，在設計過程中雖然遇到了一些問題，但經過一次又一次的思考，一遍又一遍的檢查終于找出了原因所在，也暴露出了前期我在這方面的知識欠缺和經驗不足。實踐