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1、 山東農業(yè)大學水利土木學院 畢業(yè)設計說明書 題 目： 南京市某行政辦公樓地源熱泵空調設計 作 者： 學 號： 20093219 院 系： 水土學院 專 業(yè)： 建筑環(huán)境與設備工程專業(yè) 班 級： 09年級三班 指導者： 2013 年 6 月 畢業(yè)設計（論文）中文摘要

2、南京市某行政辦公樓地源熱泵工程設計 某辦公樓，共六層，地處江蘇南京市，全樓采用地源熱泵系統進行集中供給空調方式。 該中央空調集中系統采用風機盤管加獨立新風系統，而水系統采用半封閉式螺桿機組，為閉式雙管異程式?？照{主機使用型號為LRY-L460一臺制冷量462.7Kw,空調側使用兩臺型號為IS80-65-160循環(huán)水泵，功率7.5Kw，地源側使用兩臺型號為IS80-65-160循環(huán)水泵，功率為7.5Kw，機房設置在地下室，節(jié)約了建筑面積。 關鍵詞 辦公樓 地源熱泵 熱平衡 地下換熱器 集分水器

3、 目 次 引言1 1、設計依據 1.1設計任務書6 1.2建筑平面剖面圖6 1.3設計參數6 2、負荷計算 2.1冷負荷的計算7 2.2熱負荷的計算8 3、新風負荷計算 3.1新風量的確定11 3.2夏季空調新風冷負荷的計算11 4、系統選擇 4.1 冷熱源選擇12 4.2 空調系統的選擇12 4.3 空調系統方案的確定13 4.4 熱平衡分析14 5、空氣處理設備的選擇 5.1風機盤管的選擇15 5.2新風機組的選擇16 6、氣流組織 6.1氣流組織分布17 6.2風口布置17 7、風系統水力計算 7.1風管水力計算

4、方法18 7.2風管水力計算過程19 7.3風管的布置及附件20 8、水系統設計及水利計算 8.1空調水系統的設計21 8.2冷水系統的水力計算21 8.3冷凝水管道設計22 9、機房設備的選擇計算 9.1地源熱泵機組選型計算22 9.2地埋管設計計算22 9.3循環(huán)水泵的選擇23 9.4集分水器的設計計算24 9.5水處理設備25 9.6閥門安裝25 10、管道保溫與防腐 10.1管道保溫26 10.2管道防腐27 11、消聲減振設計 11.1消聲設計27 11.2減振設計28 謝 辭29 參考文獻30 引言 社會的發(fā)展以及

5、人民生活水平的提高，越來越多的人在使用地源熱泵中央空調技術，以倡導綠色環(huán)保時尚理念，并營造健康舒適的生活環(huán)境。 本設計為南京市某辦公樓地源熱泵中央空調系統設計，共六層，全樓冷負荷約為859.5千瓦，根據房間功能，全樓采用地源熱泵系統進行集中供給空調方式。 根據各不同功能房間，辦公室、會議室、活動室、指揮中心等，將該集中系統設為風機盤管加獨立新風系統，新風機組從室外引入新風處理到室內空氣焓值，風機盤管承擔室內全部冷負荷及部分的新風濕負荷。風機盤管加獨立新風系統有風口下送和側送。水系統采用閉式雙管同程式，冷水泵三臺，兩用一備；冷卻水泵選三臺，兩用一備。衛(wèi)生間通風統一由排風扇接出，在末端安裝止回

6、閥。 在冷負荷計算的基礎上完成主機和風機盤管的選型，并通過風量、水量的計算確定風管路和水管路的規(guī)格，并校核最不利環(huán)路的阻力和壓頭用以確定新風機和水泵。根據建筑總冷負荷確定室外鉆井口數約為108口，地埋管使用Dn32的PE管材，采用雙U回路連接，通過集分水器供水到冷凍機房。 依據相關的空調設計手冊所提供的參數，進一步完成新風機組、水泵、熱水機組等的選型，從而將其反應在圖紙上，最終完成整個空調系統設計。 1、設計依據 1.1設計任務書 1.2建筑平面圖 剖面圖 1.3設計參數： 1．建筑地點 南京市，118.8E 32N 2．室外氣象

7、參數 室外平均風速：夏季2.6m/s；冬季2.6m/s。 大氣壓力：夏季100.4kPa； 冬季102.52kPa。 空調室外計算干球溫度：夏季35℃；冬季－6℃； 夏季空調室外計算濕球溫度28.3℃ 冬季空調室外計算相對濕度73%； 夏季日平均干球溫度31.4℃。 3．土建資料 本工程地處南京，為一幢六層建筑，主要功能是辦公樓；建筑總高度為24m。地下一層3.6m，一層5.6m，二層4m，三四五層3.6m。 外墻為Ⅱ型外墻，內粉刷，外有水泥砂漿。屋面為70mm厚現澆鋼筋混凝土屋面板加25mm厚瀝青膨脹珍珠巖保溫層，為Ⅲ型 門為鋁合金玻璃門，6mm普通玻璃（K=2.5W/

8、㎡℃），內門為單層木門。 窗為雙層鋼窗，3mm厚普通玻璃。 4．設計依據 （1）《采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范》（GB50019－2003） （2）《通風與空調工程施工質量驗收規(guī)范》（GB50243－2002） （3）《暖通空調制圖標準》（GB/T50114－2001） （4）全國民用建筑工程時間技術措施《暖通空調動力》（2003） （5）《供熱空調設計手冊》 （6）《采暖通風設計手冊》 5．室內設計參數 夏季空調：設計溫度為261℃, 相對濕度62%5％，室內風速為0.3m/s。 冬季空調：設計溫度為181℃，相對濕度51%5％，室內風速為0.20m/s。 6．室

9、內照明及人員密度估算指標 1．室內照明估算指標： 會議室 11W/m2 辦公室 11W/m2 指揮室 30W/ 11W/m2 2．室內人員密度估算指標： 辦公室，會議室，指揮中心8 m2 /人 7．冷熱源 冷源：冷凍水供水溫度為7℃，回水溫度為12℃。 熱源：熱水供水溫度為50℃，回水為45℃。 8．設計成果 1．設計說明書 2．設計計算書 3．設計圖紙： 2、負荷計算 2.1 冷負荷計算 1．外墻和屋面瞬變溫差傳熱引起的冷負荷 外墻為Ⅱ型外墻，內粉刷，外有水泥砂漿；屋面為70mm厚現澆鋼筋混凝土屋面板加25mm厚瀝青膨脹珍珠

10、巖保溫層，Ⅲ型。外墻和屋面瞬變溫差傳熱引起的冷負荷可用以下公式計算： LQ=AK(tln-tN) 式中 LQ——外墻和屋面瞬變傳熱引起的冷負荷（W）； A——外墻和屋面的面積（m2）； ——外墻和屋面的傳熱系數W/ (m2℃) tN——室內設計溫度（℃）； 夏季：27℃。 tln——外墻和屋面的冷負荷逐時值，附錄2-7查詢，℃； 2．外窗瞬變溫差傳熱引起的冷負荷 外窗為雙層鋼窗，有內遮陽，外玻璃墻為單層6mm普通玻璃。 由玻璃窗引起的瞬時冷負荷計算公式為： LQ=AK(tln-tN)

11、 式中 LQ——外窗瞬變傳熱引起的冷負荷（W）； A——玻璃窗的計算面積 （m2）； ——玻璃窗的傳熱系數W/ (m2℃)； tN——室內設計溫度（℃）； 夏季：27℃。 tln——玻璃窗的冷負荷溫度逐時值（℃）； 3．透過外窗的日射得熱引起的冷負荷 透過外窗的日射得熱引起的冷負荷的計算公式為： LQ=ACzDjmaxCLQ 式中 LQ——透過外窗的日射得熱引起的冷負荷（W）； A——玻璃窗的有效面積（m2），=窗洞的面積有效面積系數，可查（附錄2-8）； Cz——玻璃窗綜

12、合遮陽系數，量綱為一； ——不同緯度各朝向日射得熱因數的最大值（W/ m2）； CLQ ——玻璃窗冷負荷系數，見表2－8。 4．室內熱源引起的冷負荷 （1）照明得熱引起瞬時冷負荷 LQ=qFCLQ （2-6） 式中 LQ——照明得熱量（W），； ——每平方米的得熱量（W/ m2）； ——空調面積（m2）； CLQ——照明冷負荷系數，見表2－9。 （2）人體散熱引起的冷負荷 顯熱負荷計算公式為： LQ=qxn1n2CLQ

13、 式中 ——室內人數； ——群集系數，表2-5； ——室內全部人體的顯熱得熱，＝58W； CLQ——人體顯熱散熱冷負荷系數，見附錄2－9。 潛熱負荷計算公式為： LQ= q1n1n2 式中 q1——室內成年男子的潛熱散熱量, 表2-6。 （3）設備散熱得熱量（工藝設備在室內，電機在室內） Q=1000n1n2n3P/η 式中n1——利用系數，是電動機最大實效功率與安裝功率之比，一般可取0.

14、7—0.9，可用以反映安裝功率的利用程度； n2——電動機負荷系數，定義為電動機每小時平均實耗功率與機器設計時最大實耗功率之比，可取0.5左右； n3——同時使用系數，定義為室內電動機同時使用的安裝功率與總安裝功率之比，一般取0.5—0.8。 P——設備的安裝功率，Kw； η—— 電動機效率，見表2－4。 各項冷負荷及匯總見下頁表所示：單位（w） 樓層 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 一層 183340 197812 200456 196617

15、 198266 206172 211535 213084 211616 201494 174250 二層 157689 178121 198812 198742 195326 198762 201024 198820 191002 178008 152312 三層 157658 183421 198842 193282 193916 194304 216574 207858 199091 185350 173136 四層 156329 176321 19883

16、201099 184754 205155 217424 208693 199910 184982 183816 五層 162409 183426 203219 221099 201754 215155 227424 218693 209910 194982 193816 經過計算匯總，17:00時，五層冷負荷總量約為280.1kw。 2.2 熱負荷計算 1．圍護結構的基本耗熱量 式中 ——圍護結構基本耗熱量（W）； ——圍護結構面積（m2）； —

17、—圍戶結構的傳熱系數（W/（m2℃））， 外墻：240的1.97 W/ (m2℃) ，370的1.50W/（㎡℃），窗 2.68W/（m2℃），樓板3.1 W/（m2℃），屋頂1.00W/（m2℃）； ——冬季室內計算溫度（℃）； ——供暖室外計算溫度（℃），＝－4 ℃； ——圍戶結構的溫差修正系數， 外墻、屋頂、外窗＝1（內墻樓板為0.7）。 2．圍戶結構的附加耗熱量 計算圍護結構基本耗熱量的同時應考慮它的附加耗熱量，包括：朝向修正耗熱量、風力附加耗熱量、高度附加耗熱量以及外門附加耗熱量等。本空調工程的熱負荷計算只考慮朝向修正耗熱量。朝向附加修正率見表2-9。

18、 附加耗熱量＝基本耗熱量修正率 由于空調房間保持微正壓，不需計算冷風滲透耗熱量，經常開啟的大門等有空氣幕，也不必計算冷風侵入耗熱量，所以熱負荷由基本耗熱量和附加耗熱量兩部分組成。 具體數據見表格。單位：（W） 樓層 一層 二層 三層 四層 五層 熱負荷匯總 211535 189726 150615 147062 160560 經過計算匯總，五層熱負荷總量約為859.5 kw。 3、新風負荷的計算 3.1 新風量的確定 空氣調節(jié)系統得新風量，應符合下列規(guī)定： 人員所需的新風量應按國家現行有關衛(wèi)生標

19、準的要求，并根據人員的活動和工作性質以及在室內的停留時間等因素確定，以每人每小時30 m計算 具體數據見表格，m/h 樓層 一層 二層 三層 四層 五層 新風量匯總 4709 4710 4128 4110 4207 總新風量為23910m/h。 3.2 夏季空調新風冷負荷的計算： Qc.o=Mo（ho—hr）*1.1 （4-1） 式中Qc.o——夏季新風冷負荷,KW； Mo——新風量,kg/s； ho——室外空氣的焓值,kJ/kg； hr ——室內空氣的焓值

20、,kJ/kg； 1.1——余量系數； 根據夏季空調室外計算干球溫度34.0℃,濕球溫度28.2℃,查表可知φ=64.66%，由濕空氣焓濕圖查得室外空氣焓值ho=64.5kJ/kg，當tr=27℃,φ=75℅時,室內空氣焓值hR=54.4kJ/kg； 根據上述公式，計算得各層夏季空調新風冷負荷為： 一層96.025kw， 二層96.028 kw， 三層88.625kw， 四層87.908kw， 五層92.88kw, 總新風冷負荷為461.107 kw。 4、系統選擇： 4.1冷熱源選擇: 4.1.1冷熱源比較 根據冷熱源系統設計原則和建筑物的實際情況，擬

21、定冷熱源系統方案，對各方案進行技術、經濟比較，具體比較見下表： 方案名稱 方案說明 優(yōu)點 缺點 地源熱泵冷熱水機組 1）機組設置于地下室設備機房內 2）用電驅動 3）空氣源或水源熱泵 1）能供冷熱，節(jié)省設備 2）充分利用地位能源 3）節(jié)約能源 調節(jié)不便 活塞式冷水機組冷 區(qū)域鍋爐房供熱 1）機組設置于地下設備機房內 2）用電驅動 1）需設置換熱設備 1）換熱效果較好熱效率高 2）多機頭，冷量調節(jié)方便 3）污染少，利于環(huán)保 1）制冷量小 2）噪聲大 3）熱效率低 4.1.2 冷熱源系統方案的確定 根據各方案的技術可行性與經濟比較

22、，擬選擇地源熱泵空調系統，以大地作為冷熱源進行供熱制冷，能滿足系統設計要求，并可以達到良好的效果。 4.2空調系統的選擇 4.2.1空調系統設計的基本原則 (1)選擇的空調系統應能保證室內要求的參數，即在設計條件下和運行條件下均能保證達到室內溫度、相對濕度、凈化等要求。 (2)綜合考慮初投資和運行費用，系統應經濟合理； (3)盡量減少一個系統內的各房間相互不利的影響； 4.2.2空調系統方案 由于風機盤管加新風系統具有以下優(yōu)點： （1)布置靈活，可以和集中處理的新風系統聯合使用，也可以單獨使用 （2)各空調房間互不干擾，可以獨立地調節(jié)室溫，并可隨時根據需要開停機組,節(jié)省運行費

23、用，靈活性大，節(jié)能效果好 （3)與集中式空調相比不需回風管道，節(jié)約建筑空間 （4)機組部件多為裝配式、定型化、規(guī)格化程度高，便于用戶選擇和安裝 （5)只需新風空調機房，機房面積小 （6)使用季節(jié)長 （7)各房間之間不會互相污染 能夠滿足設計原則，而其弊端 （1)對機組制作要求高，則維修工作量很大 （2)機組剩余壓頭小室內氣流分布受限制 （3)分散布置敷設各中管線較麻煩，維修管理不方便 （4)無法實現全年多工況節(jié)能運行調節(jié) （5)水系統復雜，易漏水 （6)過濾性能差 在考慮綜合情況下，影響較小，是比較不錯的選擇。 4.3 空調系統方案的確定 本次設計中的建筑主要房間

24、為辦公室，大多面積較小，且各房間互不連通，應使所選空調系統能夠實現對各個房間的獨立控制，綜合考慮各方面因素，確定選用風機盤管加新風系統。在房間內布置吊頂的風機盤管，采用暗裝的形式。 4.4 熱平衡分析 夏季向地下排放的熱量計算 設空調供冷時間為150天，每天10h，負荷計算為： Q =ThwN 式中 T，取150d， h，10h/d， w，為全樓冷負荷與設備功率之和，約為950kw N，空調同時使用系數，取0.8 , 向地下排放熱量計算結果約為1140000 kwh 冬季從地下吸收熱量計算 設空調采暖120天,每天10h，負荷計算為： Q =ThwN 式中 T

25、，取120d， h，10h/d， w，為全樓熱負荷，約為861kw N，空調同時使用系數，取0.7 , 從地下吸收熱量計算結果約為723240 kwh 制取生活熱水用熱量計算 一年制取生活熱水，設為60天，每天總用水量250 L，從地下吸收的熱量計算: Q=CM?t 式中 M,為全樓用水總質量，估算為7.5*10?3kg C，為水的比熱容，4.2kJ/Kg℃ ?t，溫度差估算取10℃， 則制取生活熱水消耗熱量約為630000kwh 全年冷熱量計算結果 空調排放熱量 1140000 KWh 空調用熱量 723240 KWh， 供水用熱量 630

26、000 KWh， 全年總的吸熱量略大于排熱量,上述計算是理想狀態(tài)計算，實際上夏季熱水用量將會有所波動，但不會產生較大影響，因此本工程地埋換熱器全年吸放熱量計算上基本平衡。 5、空氣處理設備的選擇 5.1 風機盤管的選擇 5.1.1夏季送風量的確定： 每個房間的送風量計算如下 G= Q/（hn-ho） 式中 G為送風量，kg/s Q為冷負荷，w Hn，為室外焓值，查濕空氣焓濕圖， 64.5kJ/kg, Ho，為室外焓值，查濕空氣焓濕圖，54.4kJ/kg， 具體數據見表格，kg/s 樓層 一層 二層 三層 四層 五層 送風量匯總 3

27、.86 3.74 4.72 4.63 4.12 5.1.2風機盤管的確定 根據已經得出的房間冷負荷，以及適宜風速，參照品牌風機盤管參數，選擇風機盤管的型號 注：風機盤管機組的選擇都選用了中速制冷量，中速風速，且是冷量優(yōu)先，兼顧風量，風量校核，二者綜合考慮的原則。根據負荷計算結果的冷量和風量,對每個房間進行風機盤管選型.根據冷量優(yōu)先,兼顧風量的原則。 具體數據如下 5.1.3風機盤管的布置 風機盤管機組空調系統的新風采用獨立供給室內的方式，經過處理后的新風從送風總風管通過支管送入各個房間，單獨設置的新風機組，可隨室外空氣狀態(tài)參數的變化進行調節(jié)，保證了室內空氣參數的穩(wěn)定，

28、房間新風全年都可以有保證。 風機盤管的供水系統，采用雙水管系統，冬季供熱水，夏季供冷水，過度季節(jié)盡量利用室外新風，關閉空調機組關閉供水。一層所有房間的新風負荷為96.025KW，室內空氣計算溫度26℃，相對濕度60%，室外干球溫度35℃，濕球溫度28.3℃， 根據各個房間的功能不同人均新風量都有要求，總的新風量為4709m3/h。 由已知可得冷量Q=6.481.15=7.45kw 風量G=7401.15/1.2=709.2㎡/h 其中1.15為富裕量。 5.2 新風機組的選擇 此建筑地上共有六層樓，根據所負擔房間的新風量與新風負荷確定新風機組新風機組的選型如下 樓層 風機風

29、量G(m3/h) 室外焓值hn(KJ/Kg) 室內焓ho值(KJ/kg) 新風負荷Q（Kw） 新風機組型號及臺數 第一層 4709 65.0 54.40 96.025 DBFPX 6 一臺 第二層 4710 65.0 54.40 96.028 DBFPX6 一臺 第三層 4128 65.0 54.40 88.268 DBFPX 6 一臺 第四層 4110 65.0 54.40 87.908 DBFPX6 一臺 第五層 4207 65.0 54.40 92.880 DBFPX 6 一臺

30、 6、氣流組織 6.1氣流組織分布： 側送是空調房間中最常用的一種氣流組織方式。一般為貼附射流形式出現，工作區(qū)通常是回流。對于室溫允許波動范圍有要求的空調房間，一般能夠滿足區(qū)域溫差的要求，因此采用這種方式。 各管段建議流速和最大流速列于下表： 編號 管段 建議流速（m/s） 最大流速（m/s） 1 新風入口 2.5 4.5 2 風機入口 4.0 5.0 3 風機出口 6.5-10 7.5-11 4 主風道 5-6.5 5.5-8 5 水平支風道 3-4.5 4-6.5 6 垂直支風道 3-3.5 4-6 7 送風口 1.5-

31、3.5 3-5 6.2 風口布置 本次設計中遵循了以下原則： （1）新風口應盡量靠近風機盤管的送風口，目的讓新風與室內回風混合均勻。 （2）送風口尺寸放大。變風量末端在調節(jié)時產生的風速變化會使人感到不舒適，這在大風量送風口尤為明顯。解決這個問題的最簡單方法是加大吊頂風口的尺寸，盡可能減少出風速度，使這種風速的變化帶來的影響微乎其微。一般可將送風口的額定流量加大一檔。 （3）增強吊頂貼附效應。使吊頂平面保持平整，盡量使吊頂面的凸凹遠離送風口。這其中主要包括燈具、水噴淋頭和火災報警探頭，兩者間須隔開一定的距離。 7、風系統水力計算 7.1 風管水力計算方法 風管尺寸的計算

32、在系統和設備布置、風管材料、各送排風點的位置和風量均已確定的基礎上進行，采用假定流速法,其計算方法如下： （1）確定空調系統風道形式,合理布置風道,并繪制風道系統軸側圖,作為水利計算草圖。 （2）在計算草圖上進行管段編號,并標注管段的長度和風量,管段長度一般按兩管件中心線長度計算,不扣除管件(如三通,彎頭)本身的長度。 （3）選定系統最不利環(huán)路，一般指最遠的環(huán)路。 （4）選擇合適的空氣流速，同前頁各管段建議流速和最大流速表中所列。 （5）根據給定風量和選定流速，逐段計算管道端面尺寸，并使其符合矩形風道統一規(guī)格。然后根據選定了的段面尺寸和風量，計算出風道內的實際流速。 通過矩形風道的

33、風量G可按下式計算： G=3600abv（） 式中 a、b——分別為風道斷面凈寬和凈高，m。 （6）計算風道的沿程阻力。 （7）計算各管段的局部阻力。 （8）計算系統的總阻力。 7.2 風管水力計算過程 以一層的新風系統,布置一層的送風系統并繪制出草圖選擇出最不利環(huán)路0-1-2-3-4-5-6-7。 （1）初選流速為4m/s，風量為4709m/h，計算風管斷面面積為 F=4709/（36004）=0.152㎡ 根據《通風管道統一規(guī)格》將F規(guī)劃為400*400㎜，實際面積為0.16㎡，則實際流速為4.21m/s。 （2

34、）計算摩擦阻力和局部阻力（表格中的動壓為1/2ρν） 7.3風管的布置及附件： （1） 風管道全部用鍍鋅鋼板制作，厚度及加工方法，按《通風與空調工程施工及驗收規(guī)范》（GB50243-97）的規(guī)定確定，主管和支管的斷面尺寸在圖中標明； （2） 設計圖中所注風管的標高，以風管底為準； （3） 穿越沉降縫或變形縫處的風管兩側，以及與通風機進、出口相連處，應設置長度為200～300ｍｍ的人造革軟接；軟接的接口應牢固、嚴密。在軟接處禁止變徑。 （4） 風管上的可拆卸接口，不得設置在墻體或樓板內; （5） 所有水平或垂直的風管，必須設置必要的支、吊或托架，其構造形式由安裝單位在保證牢固、可

35、靠的原則下根據現場情況選定; （6） 風管支、吊或托架應設置于保溫層的外部，并在支吊托架與風管間鑲以墊木，同時，應避免在法蘭、測量孔、調節(jié)閥等零部件處設置支吊托架; （7） 安裝調節(jié)閥、蝶閥等調節(jié)配件時，必須注意將操作手柄配置在便于操作的部位。 （8） 安裝防火閥和排煙閥時，應先對起外觀質量和動作的靈活性與可靠性進行檢驗，確認合格后再進行安裝； （9） 防火閥的安裝位置必須與設計相符，氣流方向務必與閥體上標志的箭頭相一致，嚴禁反向； 8、水系統設計及水利計算 8.1 空調水系統的設計 8.1.1空調水系統的設計原則 （1）管路考慮必要的坡度以排除空氣； （2）要解決好水處

36、理與水過濾； （3）力求水力平衡； （4）變流量系統宜采用變頻調節(jié)； （5）防止大流量小溫差； （6）注意管網的保冷與保暖效果。 8.1.2空調水系統方案的確定 空調水系統按照管道的布置形式和工作原理，一般分為一下主要幾種類型： （1）按供、回水管道數量，分為：雙管制、三管制和四管制； （2）按供、回水干管的布置形式，分為：水平式和垂直式； （3）按供、回水在管道內的流動關系，分為：同程式和異程式； （4）按原理分為：開式和閉式； （5）按調節(jié)方式分為：定流量和變流量。 系統冷熱源的供冷、供熱用地源熱泵機組供給，房間不需要同時供冷、供熱，該設計中管路不與大氣接觸，在每層

37、水系統的最高點和系統的最高點設排氣閥,以排除系統中積存的空氣，故選用閉式雙管系統，冷水、熱水共同使用一個管路，系統簡單，初投資較低。干管的布置采用垂直同程式，一級泵、水泵變流量系統。 8.2冷水系統的水力計算 采用假定流速法，其計算步驟如下： （1）繪制冷水系統圖，對管段編號，標注長度和流量； （2）確定合理的流速； （3）根據各個管段的水量和選擇流速確定管段的直徑，計算摩擦阻力和局部阻力； （4）并聯管路的阻力平衡； （5）計算系統的總阻力 8.2.1冷水系統的水平管段的水力計算 以一層冷水系統為例，其冷水系統最不利環(huán)路為1-2-3-4-5-6-7（具體見CAD圖紙） 水

38、系統的水力計算方法與風系統的大致相同，可以參照風系統的水力計算。 最不利循環(huán)管路0-7的總阻力為76KPa， 最短管路0-1阻力為16KPa 8.3冷凝水管道設計 8.3.1設計原則： 在中央空調機組的運行過程中都會產生一定數量的冷凝水，必須及時予以排走，以保證系統安全有效的運行。排放冷凝水管道的設計，一般采用開式、非滿流自流系統。冷凝水管道設計注意以下事項： （1)沿水流方向，水平管道應保持不小于千分之三的坡度，且不允許有積水部位； （2）冷凝水管道宜采用PVC塑料管，不必進行防結露的保溫和隔氣處理； （3）冷凝水立管的頂部，應設計通向大氣的透氣管； （4）設計和布置冷凝水

39、管路時，必須認真考慮定期沖洗的可能性，并應設計安排必要的設施； （5）冷凝水管的公稱直徑DN(mm)，應根據通過冷凝水的流量計算確定。 8.3.2管徑確定 管段承擔冷負荷小于17kw，冷凝管徑為DN25。 9、制冷機房設備的選擇計算 9.1 地源熱泵機組選型計算： 根據整棟辦公樓的最大冷負荷，并考慮風機、風管、水管、冷水管及水箱溫升引起的附加冷負荷，修正后： Q=1.1859.5=945.45KW， 該辦公樓的總設計負荷為645.45KW， 選兩臺460的LRY-L460系列雙螺桿冷水機組，參數如下 制冷量為462.7kw， 輸入功率：90.5kw， 蒸發(fā)阻力為<60k

40、Pa， 冷凝阻力為<61kPa， 空調水流量9204 外形尺寸為 3210㎜1400㎜1860㎜（寬深高） 9.2 地埋管的設計計算： 根據計算得該系統夏季的冷負荷為408KW，冬天的熱負荷為132KW，地埋管在夏季向土壤的散熱量為建筑物總的冷負荷值，熱泵機組的功率以及設備的散熱量之和；冬季從土壤中吸收的熱量為建筑物的總熱負荷與熱泵機組功率的之差，故夏季散熱量大于冬季，初步確定應按照夏天的最不利工況進行計算。 第一步 C=Q/q, 式中 C，為鉆井總深度，單位m Q，樓層總冷負荷，取500，單位kw

41、 q，單位孔深的傳熱量，取0.05，單位KJ/m 計算結果約為 鉆井總深度C=500/0.05=10000m 第二步 N=C/t 式中 N，鉆井總個數，單位口 C，鉆井總深度，單位m T，每口井深度，取82m 計算結果約為 鉆井總個數N=8856/80=125口 考慮到便于分區(qū)，設計打井126口，分成六個小區(qū)，每個小區(qū)21口井。 考慮現場可用地表面積、當地土壤類型以及鉆孔費用，確定地埋管采用垂直豎井布置。換熱性能較高，并且不會受土地面積的限制，鉆孔圍繞建筑物四周，呈U型排列，孔位間距4-5米。 根據埋管方式不同，本工

42、程采用每個豎井中布置單U型管。單U型管管徑一般在50mm以下，埋管越深，換熱性能越好，其中使用最普遍的是每個豎井中布置單U型管。 地下熱交換器中流體流動的回路形式采用并聯系統，管徑較小，管道費用較低，且常常布置成同程式，當每個并聯環(huán)路之間流量平衡時，其換熱量相同，其壓降特性有利于提高系統能力。 由于所有埋管均在建筑物基礎下面，一旦將埋管埋入，就不可能進行維修或更換，這就要求保證埋管的化學性質穩(wěn)定并且耐腐蝕。根據地源熱泵施工規(guī)范要求選擇高密度聚乙烯PE管。管內流速控制在1.22m/s以下,對更大管徑的管道，管內流速控制在2.44m/s以下,管徑選則的是Dn32 。 9.3 循環(huán)水泵的選擇：

43、 水泵是中央空調及采暖系統的主要設備之一。水泵的選擇原則及注意事項：首先要滿足最高運行工況的流量和揚程，并使水泵的工作狀態(tài)點處于高效率范圍；泵的流量和揚程應有10~20%的富裕量；當流量較大時，宜考慮多臺并聯運行，并聯臺數不宜超過3臺，并應盡可能選擇同型號水泵；供暖和空調系統中的循環(huán)水泵，宜配備一臺備用水泵。 水泵的形式的選擇與水管系統的特點、安裝條件、運行調節(jié)要求和經濟性等有關。選擇水泵所依據的流量L和壓頭P如下確定： 水泵揚程： P=1.2Hmax （kPa） 式中 Hmax，管網最不利環(huán)路總阻力計算值，kPa； 1.2 為放大系數。 水泵水量： L=1.2L

44、max （m3/h） 式中 Lmax，設計最大流量， 1.2 為放大系數。 9.3.1冷凍水泵的設計計算 1、設備的阻力： 編號 項目 阻力kPa 1 集水器阻力 4 2 分水器阻力 5 3 制冷機組阻力 42 4 最不利循環(huán)管路 86 計算得總和為124kPa，所需揚程為124*1.1=136.4mH2O。 循環(huán)水流量: G=Q/(1.1Δt) Q—總冷負荷kw; Δt—供水溫差℃; 所以G=500/(1.1*5)=91m/h. 選型號為IS80-65-160的水泵。其流量為79-130m3/

45、h，揚程為74.5-87mH2O，轉速為2900，功率為27.5kw。選用三臺，兩用一備。 2、冷凍水泵配管布置： 進行水泵的配管布置時，應注意以下幾點： （1）安裝軟性接管：在連接水泵的吸入管和壓出管上安裝軟性接管，有利于降低和減弱水泵的噪聲和振動的傳遞。 （2）出口裝止回閥：目的是為了防止突然斷電時水逆流而時水泵受損。 （3）水泵的吸入管和壓出管上應分別設進口閥和出口閥；目的是便于水泵不運行能不排空系統內的存水而進行檢修。。 （4）水泵的出水管上應裝有溫度計和壓力表，以利檢測。如果水泵從地位水箱吸水，吸水管上還應該安裝真空表。 （5）水泵基礎高出地面的高度應小于0.1m，地面

46、應設排水溝。 9.3.2冷卻水泵的設計計算： 由前地埋管水力計算得，冷卻水泵揚程為25m； 地埋管中循環(huán)液流量的確定： 夏天冷卻水供回水溫度 30/25℃; 冬天冷凍水供回水溫度 7/12℃， 循環(huán)液的溫差為4-5℃。 流量根據下式進行計算 G=Q/1.1Δt=500/5.5=91m3/h 計算的循環(huán)液的流量為91m3/h。 選擇冷卻水泵3臺，型號為IS80-65-160C，流量160 m3/h，揚程32m，功率22kw，一用一備。 9.4 集分水器的設計計算： 集水器和分水器實際上是一段大管徑的無縫鋼管，只是在其上按設計要求焊接上若干不同管徑

47、的管接頭，一般是為了便于連接通向各個環(huán)路的許多并聯管道而設置的，分水器用于供水管路上，集水器用于回水管路上，在一定程度上也起到均壓作用。 集水器和分水器應設溫度計、壓力表，底部應有排污管接口，一般選用DN100，兩者之間應設均壓管，配管間距應考慮兩閥門手輪之間便于操作。 根據經驗公式D=（1.5-3）dmax D，集分水器的管徑 Dmax，支管中的最大直徑，為Dn32 計算為 D=1.6*25=40 故集分水器管徑為Dn100。 9.5 水處理設備 設計中選擇電子水處理器進行水

48、處理。 9.6 閥門安裝： 水系統的閥門可采用閘閥、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； 10、管道保溫與防

49、腐 10.1 管道保溫 10.1.1保溫目的 管道保溫的目的為：a．提高冷、熱量的利用率，避免不必要的冷、熱損失，保證空調的設計運行參數。b.當空調風道送冷風時，防止其表面溫度可能低于或等于周圍空氣的露點溫度，使表面結露，加速傳熱；同時可防止結露對風道的腐蝕。 10.1.2保溫材料的選用 保溫材料的熱工性能主要取決于其導熱系數，導熱系數越大，說明性能越差，保溫效果也越，因此選擇導熱系數低的保溫材料是首要原則。同時綜合考慮保溫材料的吸水率、使用溫度范圍、使用壽命、抗老化性、機械強度、防火性能、造價及經濟性，可以在本設計中對供回水管及風管的保溫材料均采用帶有網格線鋁箔帖面的防潮離心玻璃棉

50、。 10.1.4保溫經濟厚度 關于經濟厚度,要考慮以下一些因素： （1）保溫材料的類型及造價(包括各種施工、管理等費用)； （2）冷（熱）損失對系統的影響； （3）空調系統及冷源形式； （4）保溫層所占的空間對整個建筑投資的影響； （5）保溫材料的使用壽命。 通過對現有大量工程的實際調研，結合實際情況，本設計以下表作為經濟厚度的參考，因此供回水管及風管的保溫材料可以選用25mm厚的采用帶有網格線鋁箔帖面的防潮離心玻璃棉。 10.2 管道防腐 防腐目的是防止金屬表面的外部腐蝕并保護好涂料層。 方法比較簡單，刷2-3層防腐漆,達到目的。 11、消聲減震設計 11.

51、1消聲設計 空調過程中主要的噪聲來源是通風機、制冷機等，通風機噪聲除有風道傳入室內外，設備的噪聲和震動也可能通過建筑傳入室內，因此，當空調房間內要求比較安靜時，空調設備除了應滿足室內溫濕度要求之外，還應滿足噪聲的有關要求，達到這一要求的重要手段之一就是通風系統得消聲和設備的防振。 根據給定的管道空氣流量，選擇適當的流速從而確定消聲的有效流通截面積。選擇流速時應注意兼顧消聲器的消聲性能，空氣動力性能以及氣流再生噪聲。一般的說，通過室式消聲器的風速不宜大于5m/s；通過消聲彎頭的風速不宜大于8m/s；通過其他類型的消聲器風速不宜大于1 m/s。 消聲器宜設置在靠近空調機房氣流穩(wěn)定的管道

52、上，當消聲器直接布置在機房內時，消聲器檢修門及消聲器后的風道應具有良好的隔聲能力。若主風道內的風速太大，消聲器靠近通風機設置，勢必增加消聲器的氣流再生噪聲，這時可以分別在氣流速度較低的分支管上設置消聲器為宜。 11.2 減震設計 空調裝置產生的震動，除了以噪聲形式通過空氣傳播到空調房間還可能通過建筑物的結構和基礎進行傳播。在設計隔震時，可以根據工程性質確定其減震標準，然后選擇減震材料或減震器。 新風機組、風機盤管及裝設管道中間的通風機的吊裝，吊腳架上采用彈簧減震裝置，機組與風管的連接處采用帆布或柔性短管。 水泵、熱泵機組固定在隔振基座上，以增加其穩(wěn)定性。隔振基座用混凝土板或型鋼加工而成

53、，其質量按經驗數據確定，水泵取其自重的1～3倍，水泵的基座采用彈簧復合減震器，接管均應采用柔性連接。對于熱泵機組由于自重大，其地基承重能力應大于機組運行重量的1.5倍。可在機座下直，接設置橡膠墊板或減震基座。 參考文獻 [1] 趙榮義．空氣調節(jié)．中國建筑工業(yè)出版社（教材），1981,北京 [2] 陸耀慶． 實用供熱空調設計手冊．中國建筑工業(yè)出版社，1986,北京 [3] 陸耀慶． 供暖通風設計手冊．中國建筑工業(yè)出版社，1986,北京 [4]苗若愚．暖通空調常用數據手冊．中國建筑工業(yè)出版社，1997,北京 [6]劉永

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