長(zhǎng)沙別墅地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

長(zhǎng)沙別墅地源熱泵系統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要

本設(shè)計(jì)為長(zhǎng)沙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)過程中中央空調(diào)系統(tǒng)采用風(fēng)機(jī)盤管+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)的內(nèi)容包括：選定合適空調(diào)系統(tǒng)的

類型并確定設(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)房布置等內(nèi)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)盤管新風(fēng)系統(tǒng)、土壤源熱泵、地埋管、舒適性空調(diào)

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ABSTRACT

Thisdesigninchangshavillaforgroundsourceheatpumpairconditioningsystem

design,architecturehasthreelayers,withatotalareaofabout120Squaremeters,three

layersofclearheightof3.6m.Designofairconditioningsystemadoptfan-coilunitplus

freshairsystem,selectionofsoilsourceheatpumpunitsandcooling,usingreversecycle

heatinginwinter.Designcontentincludes:theselectedappropriatetypesandtodeterminethe

designschemeofairconditioningsystem;Thedivisionoftheairconditioningsystemandthe

schemeofsystem;Wind,watersystemdesign,layoutandcalculation;Determineburiedpipe

arrangementandcalculation;Ductsystemandpipesystemofsoundandvibrationisolation;

Thedesignoftheductsystemandpipeinsulation,roomarrangement,etc.Thedesign

considerationofgreenenvironmentalprotection,energyconservationandemissionsreduction,

andatthesametimecanprovidecoolinginsummerandheatinwinterforusercomfortair

conditioningsystemsolutions.

Keywords:Fancoilplusfreshairsystem>soilsourceheatpump>buriedpipe>Comfortair

conditioning

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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.......................................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)....................................................14

2.1.1室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)選取.........................................14

2.1.2室外設(shè)計(jì)參數(shù)選取.........................................14

2.1.3地理信息................................................16

2.2土建資料.....................................................16

2.2.1維護(hù)結(jié)構(gòu)性質(zhì)確定.......................................16

2.2.2太陽輻射對(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...........................................19

3.1.1室外和鄰室溫度確定.......................................19

3.1.2外墻和屋頂逐時(shí)冷負(fù)荷.....................................21

3.1.3外窗冷負(fù)荷...............................................21

3.1.4鄰室冷負(fù)荷...............................................21

3.1.5地面冷負(fù)荷...............................................22

3.1.6太陽輻射冷負(fù)荷...........................................22

3.1.7冷風(fēng)滲透耗熱.............................................23

3.1.8冷風(fēng)侵入耗熱.............................................24

3.1.9設(shè)備、照明和人體形成冷負(fù)荷...............................24

3.2濕負(fù)荷計(jì)算方法..............................................25

3.3計(jì)算舉例...................................................26

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第四章空氣調(diào)節(jié)方案及風(fēng)量計(jì)算..........................28

4.1各空調(diào)區(qū)域的空氣調(diào)節(jié)方案....................................28

4.1.1系統(tǒng)劃分原則............................................28

4.1.2各種空調(diào)方式比較........................................28

4.1.3各系統(tǒng)采用條件...........................................29

4.2各空調(diào)房間風(fēng)量計(jì)算..........................................29

4.2.1計(jì)算各空調(diào)房間的送風(fēng)量................................29

4.2.2新風(fēng)量確定.............................................31

第五章空調(diào)過程設(shè)計(jì)及設(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...............................................33

5.2.1確定新風(fēng)處理狀態(tài).........................................33

5.2.2確定房間總風(fēng)量滿足既定要求...............................33

5.2.3確定風(fēng)機(jī)盤管處理風(fēng)量及終狀態(tài)..............................34

5.3選擇空氣處理設(shè)備.............................................34

5.3.1選擇新風(fēng)機(jī)組.............................................34

5.3.2選擇風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組.........................................35

第六章送、回風(fēng)、及管道水力計(jì)算.......................39

6.1氣流組織及送、回風(fēng)口的選型...................................39

6.1.1氣流組織要求.............................................39

6.1.2送風(fēng)口布置要求及種類.....................................40

6.1.3回風(fēng)口的布置要求及形式...................................42

6.2空調(diào)風(fēng)道設(shè)計(jì)計(jì)算............................................43

6.2.1風(fēng)道選型.................................................43

6.2.2風(fēng)管規(guī)格.................................................44

6.2.3風(fēng)道水力計(jì)算.............................................45

6.3風(fēng)機(jī)及其配用電機(jī)的選型.......................................50

第七章空調(diào)水系統(tǒng)......................................52

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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)中常見的冷熱源組合方式...............................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).........................63

8.4.1設(shè)計(jì)要點(diǎn)................................................63

8.4.2埋管要求................................................64

8.4.3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..................................................65

8.6.1埋管設(shè)計(jì)................................................65

8.6.2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)...................................67

9.2.1噪聲源分析.............................................67

9.2.2消聲設(shè)計(jì)程序...........................................67

9.2.3噪聲標(biāo)準(zhǔn)...............................................67

9.2.4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)...................................69

9.3.1隔振裝置選用原則........................................69

9.3.2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

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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..............................................76

12.1.1注意事項(xiàng)..............................................76

12.1.2、離心水泵管路附件圖..................................76

12.1.3水泵選型計(jì)算...........................................77

12.1.4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

致謝...................................................82

附錄...................................................83

附表....................................................83

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第一章緒論

1.1課題背景

21世紀(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)用性等能夠在最大范圍內(nèi)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爐22虬在建筑能耗中，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)用面積從2005年的約3000萬平方米，2010

年達(dá)到約L6億平方米，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

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

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要一個(gè)整體優(yōu)化方案，而不是簡(jiǎn)單的將室內(nèi)、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

2.4億而。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，因而與西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比我國(guó)的基

建費(fèi)用低；由此可見我國(guó)的初投資相對(duì)較少。

2、能夠緩解能源緊張問題：再生產(chǎn)力高速發(fā)展的條件下，人們?cè)絹碓揭庾R(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)由于冬季采暖所造成的大氣污染，減

低國(guó)內(nèi)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)范圍內(nèi)，大規(guī)模設(shè)立可再生能源建筑應(yīng)用

示范城市，建立專項(xiàng)基金用于補(bǔ)助太陽能應(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）分別在冬季通過熱泵把大地中的

熱量經(jīng)過冷媒水的交換提升溫度后，對(duì)建筑供熱；同時(shí)使大地中的溫度降低，蓄存冷量,

供夏季使用；夏季通過熱泵把建筑物中的熱量傳輸給大地，對(duì)建筑物降溫，同時(shí)在大地

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)中大地起到了蓄能器的作用，

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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)可以將土壤或室內(nèi)的熱

量提高溫度后，用來制備、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IkWh的能量，用戶可以得到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

土壤源熱泵：土壤源熱泵以大地作為熱源和熱匯，熱泵的換熱器埋于地下，與大地

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。

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；如泵選擇過大、控制不良或水井與建筑偏遠(yuǎn)，泵耗能就會(huì)過

大。

地表水熱泵系統(tǒng)：地表水熱泵系統(tǒng)主要有開路和閉路系統(tǒng)，包括使用江、河、湖中

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、維修率低以及運(yùn)行費(fèi)用少等優(yōu)點(diǎn)，但是，要有足夠的水量及水體深度,

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)也稱地下耦合熱泵系統(tǒng)(Ground-coupleheatpumps)或

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土壤熱交換器地下耦合熱泵系統(tǒng)(Groundheatex-changerheatpumps)，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)在土壤耦合地

熱交換器的封閉環(huán)路中循環(huán)流動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)與大地土壤進(jìn)行換熱的目的。

水平埋管地源熱泵系統(tǒng)(Horizontalground一coupledheatpump)比較簡(jiǎn)單的是，

當(dāng)室內(nèi)符合比較小，土壤換熱器比較短，可以把單回路管子隨開挖土方施工直接埋入地

下。

圖1-1水平埋管

當(dāng)室內(nèi)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)(Verticalboreholeground-coupledheatpump)

a比較簡(jiǎn)單的方式是，當(dāng)室內(nèi)負(fù)荷比較小，土壤換熱器長(zhǎng)度比較短，換熱器井?dāng)?shù)比

較少可以直接接入機(jī)房。

b當(dāng)室內(nèi)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)嶂悄軜颍愃茦痘鶕Q熱器，由橋樁中埋管的地源熱泵自動(dòng)融雪的橋被稱為地

熱智能橋。雪落到橋面上，這些盤管用地?zé)釋⒀┤诨?。地源熱泵的開啟靠輸入當(dāng)?shù)氐牡?/p>

源熱泵參數(shù)來控制。

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ManifoldinsideorConnectioninthefield

atthebuilding

換熱胃并管緒直接接入機(jī)身換熱客開管造匯雉到集水鐳

V\allofpile

Heat

exchanger

pipes

steelcage

(reinforcement)

ca900ee

圖1-3垂直式埋管

螺旋埋管地源熱泵系統(tǒng)(slinkyground-coupledheatpump)

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)(盤旋布置埋管地源熱泵系統(tǒng))

C螺旋埋管地源熱泵系統(tǒng)有?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)。

"Slinky"collector

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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，近兒年在中國(guó)開始大規(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虬

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、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

室內(nèi)，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)，降低了停開機(jī)的頻率和和空氣過熱

和過冷的峰值；這種系統(tǒng)更容易適合供冷、供熱負(fù)荷的分區(qū)；

第14頁

第二章工程概況

2.1氣象參數(shù)

2.1.1室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)選取

選取依照GB50736——2012《民用建筑供暖與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)范要求如下：

當(dāng)人員在空調(diào)區(qū)域僅作短期逗留時(shí)，室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度在供冷工況下宜比長(zhǎng)期逗留提高1?

2C,供熱工況下宜降低1?2C；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16?22℃。

2-1人員長(zhǎng)期逗留空調(diào)室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)

類別熱舒適等級(jí)溫度℃相對(duì)濕度%風(fēng)速m/s

供熱工一級(jí)22-24230W0.2

況二級(jí)18-22一WO.2

供冷工.級(jí)24-2640-60WO.25

況二級(jí)26-28W70<0.3

2.1.2室外設(shè)計(jì)參數(shù)選取

選取依照GB50736——2012《民用建筑供暖與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)范要求如下:

2-2湖南省長(zhǎng)沙市室外計(jì)算參數(shù)

臺(tái)站信北緯2812，

息東經(jīng)

海拔44.9

統(tǒng)計(jì)年份1972——1986

年平均溫度17.0

室外計(jì)供暖室外計(jì)算溫度0.3

算溫度冬季通風(fēng)室外計(jì)算溫度4.6

濕度冬季空氣調(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

第15頁

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)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)夏季室外平均風(fēng)速2.6

速及頻夏季最多風(fēng)向CNNW

率夏季最多風(fēng)向的頻率1613

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——

大氣壓冬季室外大氣壓力1019.6

力夏季室外大氣壓力999.2

設(shè)計(jì)計(jì)日平均溫度S+5c的天數(shù)48

算用供日平均溫度S+5℃的起止日期12.26——02.11

暖期天平均溫度W+5C期間內(nèi)的平均溫度4.3

數(shù)及其日平均溫度S+8℃的天數(shù)88

平均溫日平均溫度S+8C的起止日期12.06——03.03

度平均溫度S+8C期間內(nèi)的平均溫度5.5

極端最高氣溫39.7

極端最低氣溫-11.3

第16頁

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:

內(nèi)容溫度。C風(fēng)速m/s相對(duì)濕度%

冬季-1.92.383

夏季35.8（干）/27.7（濕）2.677.37

2.1.3地理信息

長(zhǎng)沙市位于東經(jīng)111°53'-114=5'北緯27。5;-28。40，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

該建筑物地處長(zhǎng)沙市；南北朝向。建筑物尺寸信息詳見平面圖等建筑圖紙。

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)

內(nèi)容保溫材保溫傳熱傳圍護(hù)圍護(hù)內(nèi)表內(nèi)表

料層厚系數(shù)執(zhí)，、、、結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)面放面防

度衰衰減的延熱衰熱延

6!mm減度u遲時(shí)減度遲時(shí)

系間8vf間辦

數(shù)B

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外墻水泥膨800.840.153.811.01.21.1

脹珍珠95

石I-U

頂棚加氣混1700.900.326.69.02.12.8

凝土78

內(nèi)墻磚墻2401.760.217.59.02.02.0

86

2-4窗戶的結(jié)構(gòu)性質(zhì)

項(xiàng)目類型取值

窗戶有效面積系數(shù)4單層鋼窗0.85

雙層鋼窗0.75

地點(diǎn)修正系數(shù)〃長(zhǎng)沙1

窗玻璃的遮擋系數(shù)c，6mm后普通玻璃窗0.89

雙層6mm厚普通玻璃窗0.74

窗戶內(nèi)遮陽設(shè)施的遮陽系活動(dòng)百葉中間色0.60

數(shù)c.

傳熱系數(shù)k單層、金屬框6.40

雙層、金屬框3.26

Wm~2'C

除落地窗外外，窗的尺寸高度均為2000mm

2-5外門的結(jié)構(gòu)性質(zhì)

項(xiàng)目類型

傳熱系數(shù)取值

推拉式外門實(shí)體木門雙層、實(shí)體木制2.33

推拉式外門帶玻璃的陽臺(tái)外門雙層金屬框3.26

平推式帶玻璃的陽臺(tái)外門

第18頁

2.2.2太陽輻射對(duì)維護(hù)結(jié)構(gòu)的影響

根據(jù)《采暖空調(diào)制冷手冊(cè)》查取：

2-6長(zhǎng)沙市墻體負(fù)荷溫差

長(zhǎng)沙市墻體負(fù)荷溫差

時(shí)亥IJ8:09:010:11:12:13:14:15:16:17:18:19:20:

朝向000000000000000000000000

S999101010101010101099

W10111112131313141413131313

N8899999999999

E13131313131313131212121211

墻體外表面日射吸收率。=0-70

2-7玻璃窗溫差傳熱負(fù)荷溫差

時(shí)刻8:009:010:11:012:13:014:015:16:17:18:019:20:

地點(diǎn)類型0000000000000000000

長(zhǎng)輕45.16.27.38.28.99.59.89.89.58.98.17.2

沙中、重4.15.06.06.87.78.38.89.29.39.18.68.07.2

2-8外窗日射熱負(fù)荷強(qiáng)度

時(shí)刻8:09:0010:011:012:013:014:015:016:017:018:019:020:0

朝向000000000000

N148187160138154166166166154138160187148

E4279109138154266308390369280245166106

S38427910915923829430929423815910979

W4279109138154266308390369280245166106

2-9頂棚冷負(fù)荷溫差

時(shí)刻8:09:0010:011:012:013:014:015:016:017:018:019:020:0

朝向000000000000

第19頁

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：

——通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳入的熱量

——通過外窗進(jìn)入的太陽輻射熱量

——人體散熱量

——照明散熱量

——設(shè)備、器具、管道及其他熱源散熱量

——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)得熱量的種類和性質(zhì)及空氣調(diào)節(jié)區(qū)的蓄熱特

性分別進(jìn)行計(jì)算。

通過維護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)入的非穩(wěn)態(tài)傳熱量、透過外窗進(jìn)入的太陽輻射熱量、人體散熱量

及非全天使用的設(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)范式計(jì)算：

即:0.52

式中a一室外計(jì)算逐時(shí)溫度。c

%——夏季空氣調(diào)節(jié)室外計(jì)算平均溫度。C

B——室外溫度逐時(shí)變化系數(shù)；見表3.2.10

X----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℃

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3-1室外溫度逐時(shí)變化系數(shù)

時(shí)刻12345678

P-0.35-0.38-0.42-0.45-0.47-0.41-0.28-0.12

時(shí)刻910111213141516

P0.030.160.290.400.480.520.510.43

時(shí)刻1718192021222324

P0.390.280.140.00-0.10-0.17-0.23-0.26

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)范式計(jì)算：

=tsl,+—

即：4

式中：乜——夏季空氣調(diào)節(jié)室外計(jì)算逐時(shí)綜合溫度℃

加——夏季空氣調(diào)節(jié)室外計(jì)算逐時(shí)溫度℃

P——圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面對(duì)于太陽輻射熱的吸收系數(shù)

J——圍護(hù)結(jié)構(gòu)所在朝向的逐時(shí)太陽總輻射照度卬/加？

a-------圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面換熱系數(shù)

對(duì)于隔墻、樓板等內(nèi)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)范式計(jì)算：

即：

式中：tls一鄰室計(jì)算平均溫度。C

F——夏季空氣調(diào)節(jié)室外計(jì)算平均溫度。C

△九一鄰室計(jì)算平均溫度與夏季空氣調(diào)節(jié)室外計(jì)算日平均溫度

第21頁

的差值℃

3-2溫度的差值℃

鄰室散熱量w/川

很少(如辦公室和走廊)0——2

<233

23——1165

3.1.2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)范式計(jì)算：

即：CL=KF(gT“)

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)應(yīng)川?℃

F——傳熱面積m?

勒——外墻或屋頂?shù)闹饡r(shí)冷負(fù)荷計(jì)算溫度

乙——夏季空氣調(diào)節(jié)室內(nèi)計(jì)算溫度C

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)范

式計(jì)算：

即：CL=KF(gT“)

式中CL——外窗溫差傳熱形成的逐時(shí)冷負(fù)荷W

心——外窗的逐時(shí)冷負(fù)荷計(jì)算溫度℃

K——傳熱系數(shù)卬/川?℃

F——傳熱面積m?

3.1.4鄰室冷負(fù)荷

第22頁

空氣調(diào)節(jié)區(qū)與鄰室的夏季溫差大于3c時(shí)，宜按GB50019-2003采暖通風(fēng)與空氣

調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范式6.2.8計(jì)算通過隔墻樓板等內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱形成的冷負(fù)荷：

即：CL=KF

式中CL——內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱形成的冷負(fù)荷W

K——傳熱系數(shù)卬/蘇?℃

F——傳熱面積m?

,----夏季空氣調(diào)節(jié)室內(nèi)計(jì)算溫度℃

%——鄰室計(jì)算平均溫度。C

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)算通過地面?zhèn)鳠嵝纬傻睦湄?fù)荷。

3.1.6太陽輻射冷負(fù)荷

透過玻璃進(jìn)入空氣調(diào)節(jié)區(qū)的太陽輻射形成的冷負(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)范式子6.2.10條得出太陽輻射的熱量，考慮外窗遮

陽設(shè)施的種類、室內(nèi)空氣分布特點(diǎn)以及空氣調(diào)節(jié)區(qū)的蓄熱特性等因素通過計(jì)算決

定。

即：2八「=X/dJCFJN

式中：/——窗戶的有效面積系數(shù)：?jiǎn)螌愉摯?.85,雙層鋼窗0.75；

單層木窗0.7,雙層木窗0.6；

貓——地點(diǎn)修正系數(shù)，隨代表城市的乙常數(shù)表給出；

Cs——窗玻璃的遮擋系數(shù)；見下表

C----窗戶內(nèi)遮陽設(shè)施的遮陽系數(shù)；見下表

F——傳熱面積m?

一一計(jì)算時(shí)刻透過單位玻璃窗面積的太陽總輻射熱形成的

冷負(fù)荷，應(yīng)/見下表

第23頁

3-3窗玻璃的遮擋系數(shù)

玻璃類型玻璃類型玻璃類型

cscsCs

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0.866mm厚普通玻璃0.89雙層5mm厚普通0.78

玻璃玻璃

3mm厚吸熱玻璃0.96雙層6mm厚普通0.745mm厚吸熱玻璃0.88

玻璃

3-4窗戶內(nèi)遮陽設(shè)施的遮陽系數(shù)

內(nèi)遮陽類型顏色cn

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0.60

3.1.7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)范附錄

F計(jì)算；對(duì)于多層和高層建筑加熱由門窗縫隙滲入室內(nèi)的冷空氣的耗熱量可按

式：Q=0.28C/"（「％）=0.28C/"」n9-%）計(jì)算。

式中：Q——由門窗縫隙滲入室內(nèi)的冷空氣的耗熱量W

Cp——空氣的定壓比熱容的=1?01?/依?左

P、----供暖室外計(jì)算溫度下的空氣密度依//

L——滲透冷空氣量機(jī)3/h

L'——通過每米門窗縫隙滲入的空氣量相?根

1——門窗縫隙長(zhǎng)度

n——滲入空氣量的朝向修正系數(shù)

第24頁

t----供暖室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度。c

卻■一供暖室外計(jì)算溫度

3-5每米門窗滲透的空氣量

冬季室外平均風(fēng)123

速

A單層鋼窗0.61.52.6

雙層鋼窗0.41.11.8

3-6滲入空氣量的朝向修正系數(shù)

地區(qū)朝向

NNEESESSWWNW

湖南長(zhǎng)沙0.850.350.100.100.100.100.701.00

3.1.8冷風(fēng)侵入耗熱

冷風(fēng)侵入耗熱參考GB50736-2012民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范；根據(jù)

經(jīng)驗(yàn)將表中的外門侵入冷風(fēng)附加率乘以外門的基本耗熱量即可得到該耗熱量。

表3-6外門侵入冷風(fēng)附加率

外門布置情況附加率％

一道門65n

兩道門（有門斗）80n

三道門（有兩個(gè)門斗）60n

公共建筑和生產(chǎn)廠房的主要出入口500

3.1.9設(shè)備、照明和人體形成冷負(fù)荷

設(shè)備、照明和人體散熱形成的冷負(fù)荷分別按以下各式計(jì)算

CL“=CCL?n

CL加=CCL*CJ,Q5