某行政办公楼地源热泵工程设计

毕业设计说明书题目：南京市某行政办公楼地源热泵空调设计毕业设计（论文）中文摘要目次引言 (1)1、设计依据1.1设计任务书 (6)1.2建筑平面剖面图 (6)1.3设计参数 (6)2、负荷计算2.1冷负荷的计算 (7)2.2热负荷的计算 (8)3、新风负荷计算3.1新风量的确定 (11)3.2夏季空调新风冷负荷的计算 (11)4、系统选择4.1 冷热源选择 (12)4.2 空调系统的选择 (12)4.3 空调系统方案的确定 (13)4.4 热平衡分析 (14)5、空气处理设备的选择5.1风机盘管的选择 (15)5.2新风机组的选择 (16)6、气流组织6.1气流组织分布 (17)6.2风口布置 (17)7、风系统水力计算7.1风管水力计算方法 (18)7.2风管水力计算过程 (19)7.3风管的布置及附件 (20)8、水系统设计及水利计算8.1空调水系统的设计 (21)8.2冷水系统的水力计算 (21)8.3冷凝水管道设计 (22)9、机房设备的选择计算9.1地源热泵机组选型计算 (22)9.2地埋管设计计算 (22)9.3循环水泵的选择 (23)9.4集分水器的设计计算 (24)9.5水处理设备 (25)9.6阀门安装 (25)10、管道保温与防腐10.1管道保温 (26)10.2管道防腐 (27)11、消声减振设计11.1消声设计 (27)11.2减振设计 (28)谢辞 (29)参考文献 (30)引言社会的发展以及人民生活水平的提高，越来越多的人在使用地源热泵中央空调技术，以倡导绿色环保时尚理念，并营造健康舒适的生活环境。

本设计为南京市某办公楼地源热泵中央空调系统设计，共六层，全楼冷负荷约为859.5千瓦，根据房间功能，全楼采用地源热泵系统进行集中供给空调方式。

根据各不同功能房间，办公室、会议室、活动室、指挥中心等，将该集中系统设为风机盘管加独立新风系统，新风机组从室外引入新风处理到室内空气焓值，风机盘管承担室内全部冷负荷及部分的新风湿负荷。

风机盘管加独立新风系统有风口下送和侧送。

水系统采用闭式双管同程式，冷水泵三台，两用一备；冷却水泵选三台，两用一备。

卫生间通风统一由排风扇接出，在末端安装止回阀。

在冷负荷计算的基础上完成主机和风机盘管的选型，并通过风量、水量的计算确定风管路和水管路的规格，并校核最不利环路的阻力和压头用以确定新风机和水泵。

根据建筑总冷负荷确定室外钻井口数约为108口，地埋管使用Dn32的PE管材，采用双U回路连接，通过集分水器供水到冷冻机房。

依据相关的空调设计手册所提供的参数，进一步完成新风机组、水泵、热水机组等的选型，从而将其反应在图纸上，最终完成整个空调系统设计。

1、设计依据1.1设计任务书1.2建筑平面图剖面图1.3设计参数：1．建筑地点南京市，118.8E 32N2．室外气象参数室外平均风速：夏季2.6m/s；冬季2.6m/s。

大气压力：夏季100.4kPa；冬季102.52kPa。

空调室外计算干球温度：夏季35℃；冬季－6℃；夏季空调室外计算湿球温度28.3℃冬季空调室外计算相对湿度73%；夏季日平均干球温度31.4℃。

3．土建资料本工程地处南京，为一幢六层建筑，主要功能是办公楼；建筑总高度为24m。

地下一层3.6m，一层5.6m，二层4m，三四五层3.6m。

外墙为Ⅱ型外墙，内粉刷，外有水泥砂浆。

屋面为70mm厚现浇钢筋混凝土屋面板加25mm厚沥青膨胀珍珠岩保温层，为Ⅲ型门为铝合金玻璃门，6mm普通玻璃（K=2.5W/㎡·℃），内门为单层木门。

窗为双层钢窗，3mm厚普通玻璃。

4．设计依据（1）《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019－2003）（2）《通风与空调工程施工质量验收规范》（GB50243－2002）（3）《暖通空调制图标准》（GB/T50114－2001）（4）全国民用建筑工程时间技术措施《暖通空调·动力》（2003）（5）《供热空调设计手册》（6）《采暖通风设计手册》5．室内设计参数夏季空调：设计温度为26±1℃, 相对湿度62%±5％，室内风速为0.3m/s。

冬季空调：设计温度为18±1℃，相对湿度51%±5％，室内风速为0.20m/s。

6．室内照明及人员密度估算指标1．室内照明估算指标：会议室11W/m2办公室11W/m2指挥室30W/ 11W/m22．室内人员密度估算指标：办公室，会议室，指挥中心8 m2 /人7．冷热源冷源：冷冻水供水温度为7℃，回水温度为12℃。

热源：热水供水温度为50℃，回水为45℃。

8．设计成果1．设计说明书2．设计计算书3．设计图纸：2、负荷计算2.1 冷负荷计算1．外墙和屋面瞬变温差传热引起的冷负荷外墙为Ⅱ型外墙，内粉刷，外有水泥砂浆；屋面为70mm厚现浇钢筋混凝土屋面板加25mm厚沥青膨胀珍珠岩保温层，Ⅲ型。

外墙和屋面瞬变温差传热引起的冷负荷可用以下公式计算：LQ=AK(t ln-t N)式中 LQ——外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷（W）；A——外墙和屋面的面积（m2）；K——外墙和屋面的传热系数W/ (m2·℃)t N——室内设计温度（℃）；夏季：27℃。

t ln——外墙和屋面的冷负荷逐时值，附录2-7查询，℃；2．外窗瞬变温差传热引起的冷负荷外窗为双层钢窗，有内遮阳，外玻璃墙为单层6mm普通玻璃。

由玻璃窗引起的瞬时冷负荷计算公式为：LQ=AK(t ln-t N)式中 LQ——外窗瞬变传热引起的冷负荷（W）；A——玻璃窗的计算面积（m2）；K——玻璃窗的传热系数W/ (m2·℃)；t N——室内设计温度（℃）；夏季：27℃。

t ln——玻璃窗的冷负荷温度逐时值（℃）；3．透过外窗的日射得热引起的冷负荷透过外窗的日射得热引起的冷负荷的计算公式为：LQ=AC z D jmax C LQ式中 LQ——透过外窗的日射得热引起的冷负荷（W）；A——玻璃窗的有效面积（m2），F=窗洞的面积×有效面积系数C，可a 查（附录2-8）；C z——玻璃窗综合遮阳系数，量纲为一；D——不同纬度各朝向日射得热因数的最大值（W/ m2）；J.maxC LQ——玻璃窗冷负荷系数，见表2－8。

4．室内热源引起的冷负荷（1）照明得热引起瞬时冷负荷LQ=q FC LQ（2-6）；式中LQ——照明得热量（W），F=Q⨯qτq——每平方米的得热量（W/ m2）；F——空调面积（m2）；C LQ——照明冷负荷系数，见表2－9。

（2）人体散热引起的冷负荷显热负荷计算公式为：LQ=q x n 1n 2C LQ式中 1n ——室内人数；2n ——群集系数，表2-5；s q ——室内全部人体的显热得热，s q ＝58W ；C LQ ——人体显热散热冷负荷系数，见附录2－9。

潜热负荷计算公式为：LQ= q 1n 1n 2式中 q 1——室内成年男子的潜热散热量, 表2-6。

（3）设备散热得热量（工艺设备在室内，电机在室内）Q=1000n 1n 2n 3P/η式中n 1——利用系数，是电动机最大实效功率与安装功率之比，一般可取0.7—0.9，可用以反映安装功率的利用程度；n 2——电动机负荷系数，定义为电动机每小时平均实耗功率与机器设计时最大实耗功率之比，可取0.5左右；n 3——同时使用系数，定义为室内电动机同时使用的安装功率与总安装功率之比，一般取0.5—0.8。

P ——设备的安装功率，Kw ；η—— 电动机效率，见表2－4。

2.2 热负荷计算1．围护结构的基本耗热量a t t F K Q w n ⨯-⨯⨯=)(式中 Q ——围护结构基本耗热量（W ）；F ——围护结构面积（m 2）； K ——围户结构的传热系数（W/（m 2·℃））， 外墙：240的1.97 W/ (m 2·℃) ，370的1.50W/（㎡·℃），窗 2.68W/（m 2·℃），楼板3.1 W/（m 2·℃），屋顶1.00W/（m 2·℃）；n t ——冬季室内计算温度（℃）； w t ——供暖室外计算温度（℃），w t ＝－4 ℃； a ——围户结构的温差修正系数，外墙、屋顶、外窗a ＝1（内墙楼板为0.7）。

2．围户结构的附加耗热量计算围护结构基本耗热量的同时应考虑它的附加耗热量，包括：朝向修正耗热量、风力附加耗热量、高度附加耗热量以及外门附加耗热量等。

本空调工程的热负荷计算只考虑朝向修正耗热量。

朝向附加修正率见表2-9。

附加耗热量＝基本耗热量⨯修正率由于空调房间保持微正压，不需计算冷风渗透耗热量，经常开启的大门等有空气幕，也不必计算冷风侵入耗热量，所以热负荷由基本耗热量和附加耗热量两部分组成。

具体数据见表格。

单位：（W ）3、新风负荷的计算3.1 新风量的确定空气调节系统得新风量，应符合下列规定：人员所需的新风量应按国家现行有关卫生标准的要求，并根据人员的活动和工作性质以及在室内的停留时间等因素确定，以每人每小时30 m3计算具体数据见表格，m3/h总新风量为23910m/h。

3.2 夏季空调新风冷负荷的计算：Qc.o=Mo（ho—hr）*1.1（4-1）式中Qc.o——夏季新风冷负荷,KW；Mo——新风量,kg/s；ho——室外空气的焓值,kJ/kg；hr ——室内空气的焓值,kJ/kg；1.1——余量系数；根据夏季空调室外计算干球温度34.0℃,湿球温度28.2℃,查表可知φ=64.66%，由湿空气焓湿图查得室外空气焓值ho=64.5kJ/kg，当tr=27℃,φ=75℅时,室内空气焓值hR=54.4kJ/kg；根据上述公式，计算得各层夏季空调新风冷负荷为：一层96.025kw，二层96.028 kw，三层88.625kw，四层87.908kw，五层92.88kw,总新风冷负荷为461.107 kw。

4、系统选择：4.1冷热源选择:4.1.1冷热源比较根据冷热源系统设计原则和建筑物的实际情况，拟定冷热源系统方案，对各方案进行技术、经济比较，具体比较见下表：4.1.2 冷热源系统方案的确定根据各方案的技术可行性与经济比较，拟选择地源热泵空调系统，以大地作为冷热源进行供热制冷，能满足系统设计要求，并可以达到良好的效果。

4.2空调系统的选择4.2.1空调系统设计的基本原则(1)选择的空调系统应能保证室内要求的参数，即在设计条件下和运行条件下均能保证达到室内温度、相对湿度、净化等要求。

(2)综合考虑初投资和运行费用，系统应经济合理；(3)尽量减少一个系统内的各房间相互不利的影响；4.2.2空调系统方案由于风机盘管加新风系统具有以下优点：（1)布置灵活，可以和集中处理的新风系统联合使用，也可以单独使用（2)各空调房间互不干扰，可以独立地调节室温，并可随时根据需要开停机组,节省运行费用，灵活性大，节能效果好（3)与集中式空调相比不需回风管道，节约建筑空间（4)机组部件多为装配式、定型化、规格化程度高，便于用户选择和安装（5)只需新风空调机房，机房面积小（6)使用季节长（7)各房间之间不会互相污染能够满足设计原则，而其弊端（1)对机组制作要求高，则维修工作量很大（2)机组剩余压头小室内气流分布受限制（3)分散布置敷设各中管线较麻烦，维修管理不方便（4)无法实现全年多工况节能运行调节（5)水系统复杂，易漏水（6)过滤性能差在考虑综合情况下，影响较小，是比较不错的选择。