地源热泵空调系统设计培训教程

(二) 末端设备选择
空气处理机组的选择
空气处理机组主要用于处理室内空气和供新风，一般有回风工况和新风工况两种工作 状态。
空气处理机形式
一般有吊顶式和落地式两种。落地式包括立式和卧式两种。另外机组的送回风方式也 有多种情况。根据建筑情况和建筑业主的要求进行最终的确定。
空气处理机选型步骤
空气处理机组的选择一般由下列几个主要参数决定：风量、冷量、机外余压和噪声 1.先根据系统需要的风量确定空气处理机组的型号 2.然后根据需要提供的冷量来决定其排管数。 3.根据系统需要的余压要求确定余压 4,根据环境的噪音值与室内之差,做好防噪措施.
Ⅰ.水泵及其选型
第一步：水泵流量的确定
◇冷冻水水流量：为所对应的冷水机组的冷冻水流量,计算水泵流量应附 加5%～10%的裕量，或根据如下公式进行计算。
Q L=
Δtx1.163
X(1.15~1.2)
其中： L为冷冻水水流量，m3/h; Q为乘以同时使用率后的总冷负荷，kw; △t为冷冻水进出水温差，℃，一般取4.5～5。
卧式泵是目前最常用的空调 水泵,其结构简单,造价相对 低廉,运行的稳定性好,噪音 较小,减振设计方便,维修比 较容易.缺点是占用一定面 积.
卧式离心泵
Ⅰ.水泵及其选型
立式泵
当机房面积较为紧张时,立式泵体现 出其占地面积较小的优势,通常其电 机设于水泵的上部.运行稳定性不如 卧式泵,减振设计相对困难.另外,维修 难度也比卧式泵大一些.
1.根据建筑的空调面积和房间功能进行空调冷负荷计算。 2.统计建筑空调总冷负荷Q。 3.大部分建筑需要考虑房间的同时使用率，一般建筑的同时使用率为
85~90%，特殊情况需根据建筑功能和使用情况确定。 4.制冷机组冷负荷=建筑空调总冷负荷*同时使用率。根据计算的制冷机
冷负荷即可选择制冷主机。制冷主机用在政府会堂等重要建筑时，应 考虑备用。 5.当实际工况与水源热泵机组额定工况不同时，应进行修正后再做校核 。
地源热泵空调系统设计培训 教程
目录
一、地热能交换系统简介 二、水源热泵机组的选择 三、空调负荷计算 四、中央空调水系统设计 五、中央空调风系统设计 六、地埋管的设计
一、 地热能交换系统简介
主要的地热能交换系统形式
1.地埋管
1.1水平埋管 1.2垂直埋管
2.地表水
3.地下水
1.地埋管
1.1水平埋管
• K－窗的传热系数 W/m²˚с
• F－窗的面积
m²
• Δt-计算时刻的负荷温差 ˚с
• 计算时需确定的原始参数为： 窗的面积，窗的传热系数。
• 2)太阳辐射负荷
• Q=F×Xg×Xd×Jwt
• Xg-窗户的构造修正系数
• Jwt－计算时刻下，透过无遮阳 设施外窗的太阳总辐射强度 W/m²
• 地点修正系数
• 式中G1——由于外门开启而渗入的空气量(kg/h)；
•
n——每小时的人流量(人次/h)；
•
Vm——外门开启一次(包括出入各一次)的空气渗入量[m3/(人次.h)]，按下表选用；
•
γw——室外空气密度（kg/ m3 ）。
• （2）、通过围护结构、门、窗渗入室内的空气量G2可按换气次数估算：
G2=V*Φ*γw 式中G2——围护结构、门、窗缝隙渗入室内的空气量(kg/h)；
• n－空气调节房间内的（人 ）
• W－每个人的散湿量 g/h • Cr－群集系数
•
q1-每个人散发的显热量（W）
•
q2-每个人散发的潜热量（W）
•
C－人体显热散热冷负荷系数
该系数取决于人员在室内的停留时间
及由进入室内时算起至计算时刻的时
间。对于人员密集的场所，如电影院
，剧场，会堂，体育馆等，可取1；
情况取0.6-0.8。
•
Ccl1-照明散热形成的冷负荷系数
空调负荷详细计算
注：摘自全国民用建筑工程设计技术措施《暖通空调.动力》
空调负荷详细计算
5.渗透空气冷负荷
通过外门开启及围护结构缝隙渗入室内的空气量按可按下述方法计算
：• (1)、由于外门开启而渗入的空气量G1按下式计算：
•
G1=n*Vm*γw
优点： • 运行及维护费用低 • 无需占用土地 • 室外施工费用低 • 冬季无需辅助热源 • 不产生任何污染
缺点： • 需临近较大面积水域 • 系统效率低于其他方式
3.地下水
与其他地源热泵系统的比较：
优点： • 运行及维护费用低 • 室外施工费用较低 • 冬季无需辅助热源 • 无需占地，受建筑周围环境影
1.外墙冷负荷 要计算通过外墙的传热负荷通常要知道外墙的结构类型、 外表面颜色、传热系数以及其朝向。具体可按当地的节能 标准取数。
空调负荷详细计算
2.外窗冷负荷 外窗冷负荷与外墙冷负荷不同，它包含两部分，由于温差传热形成的负 荷与由于太阳辐射所形成的负荷。
• 1)温差传热负荷
• 计算公式：Qc=K×F×Δt
Ⅰ.水泵及其选型
◇冷却水水流量：为所对应的冷水机组的冷却水流量,计算水泵流量应附加
5%～10%的裕量，或根据如下公式进行计算。
L=
Q1+Q2
Δtx1.163
X(1.15~1.2)
其中：
L为冷却水水流量，m3/h;
Q1为乘以同时使用率后的总冷负荷，kw; Q2为机组中压缩机耗电量，kw; △t为冷却水进出水温差，℃，一般取4.5～5。
24h内室温不能保持恒定（夜间停止
使用），取1。
•
Cr－群集系数
空调负荷详细计算
4.照明冷负荷
照明散热形成的冷负荷可根据照明器材的类型及安装方式的不同，按
下式计算：
• 1）.白炽灯
•源自文库
CL1＝N×N1×Ccl1
• 2）.明装荧光灯（镇流器安装在空调房间内）
•
CL1＝(N1＋N2)×n1×Ccl1
• 3）.暗装荧光灯（灯管安装在顶棚的玻璃罩内）
优点： • 室外施工费用相对较低
缺点： • 室外占地面积较大
一般适用于小型的而且具有足 够占地面积的地方。
1.地埋管
1.2垂直埋管
• 优点： • 运行及维护费用低 • 占地面积较小 • 冬季无需辅助热源 • 不产生任何污染 • 节能效果明显 • 缺点： • 初投资费用稍高
2.地表水
与其他地源热泵系统的比较：
原理图(流程图)
由上图可知,地源热泵空调水系统通常 由以下几部分组成
一.水源热泵机组 二.末端设备 三.水系统附属设备
Ⅰ.水泵 Ⅱ.冷却塔
Ⅲ .集、分水器(无系统分区时无此设备) Ⅳ.膨胀水箱(高位及落地式两种) Ⅴ.水处理装置 Ⅵ.全自动软化装置
四.水系统(负荷、源侧)管路及其附件
(一)水源热泵机组
空调负荷估算指标
在需要进行工程方案的初步设计及报价时, 可通过下表对空调负荷进行估 算，以下为部分WFI常用单位面积空调负荷估算指标。
按空调面积估算
空调负荷估算指标
空调负荷估算指标
以下为《技术措施》部分具有代表性的单位面积空调负荷估算指标。
按空调面积估算
摘自《暖通空调·动力》
空调负荷详细计算
Φ——每小时的换气次数，与房间容积和门、窗的多少有关，一般可按下表 估算；
γw——室外空气密度(kg/ m3 )。
四、中央空调系统水系统设计
下面以一个简单的水系统流程图来介绍什么是中 央空调的水系统及其原理
冷媒循环 水循环
室 内 末 端
压缩机
冷凝器
节
流
装
蒸发器
置
地 埋 管
源侧 水系 统
负荷 侧水 系统
的占用空间 • 无需一次投入主机，分散投资压力
主要办公、宾馆、医院等场所 .
三、负荷计算
空调负荷估算指标
在没有掌握具体空调房间的面积、性质、使用对象等情况下，仅知 道整个建筑的面积，可通过建筑面积来估算确定空调负荷。
按建筑面积估算
摘自《暖通空调.动力 》
注：
1. 上述指标为总建筑面积的冷负荷指标, 建筑物总面积小于5000m2时,取上 限值.大于10000m2时,取下限值.
食品 或物 料的 散热 量
渗透 空气 带入 的热 量
伴随 各种 散湿 过程 产生 的潜 热量
空调负荷详细计算
首先我们对由于围护结构传热产生的冷负荷进行计算，建 筑的围护结构一般分为内围护和外围护结构，与室外空气接 触的围护结构被称为外围护结构，顾名思义，内围护结构就 是与建筑内其他相邻房间的间隔结构。这两项在负荷计算中 要分别进行计算！
在做施工设计时，必须进行详细的负荷计算，且详细的负 荷计算有利于准确确定空调的初投资和保证良好的运行效果 。所以详细的负荷计算在设计时是非常有必要的。空调负荷 详细计算通常由以下几部分组成：
空调负荷
通过 围护 结构 传入 的热 量
透过 外窗 进入 的太 阳辐 射热
量
人体 散热 量
照明 散热 量
设备 等其 他内 部热 源的 散热 量
•
CL1＝N1×n1×n2×Ccl1
•
式中 CL1－照明散热形成的冷负荷（W）
•
N－白炽灯的功率（W）
•
N1－荧光灯的功率（W）
•
N2－镇流器的功率（W），一般取荧光灯功率的20％；
•
n1-灯具的同时使用系数
•
n2-考虑灯罩玻璃反射，顶棚内通风等情况，当荧光灯
上部有小孔时，取 n2=0.5-0.6,灯罩上无孔时，视顶棚通风
2. 按照上述指标确定的冷负荷,即是制冷 机容量,不必再加系数.
3. 博物馆可参考图书馆,展览馆可参考商 店.其他建筑物可参考类似的建筑.
4. 由于地区差异较大,上述指标以北京地 区为准.南方地区可按上限采取.
5. 全年用空气调节系统冬季负荷可按下 述方法估算:北京地区为夏季冷负荷 的1.1～1.2倍,广州地区为夏季冷负 荷的1/3～1/4.
注: 地下水式可采用大温差小流量设计。
R22 制冷量：134KW~3192KW R134a 制冷量：144~956KW
VKC水-水机组
特点及适用场合
机组主要优点是结构紧凑、体积小、重量轻、运行平 稳、管理方便.而且采用模块化设计，可以进行自动增卸 载调节能量。
具有热回收功能，可提供免费生活热水。 其中全热回收型机组， 具有制冷，制热，制冷+热水， 制热+热水，热水五种模式， 真正“一机三用”功能。
主要用于中、小型 宾馆、办公、医院、药 厂、等场所.
制冷量：8~296KW
PS/PH水-风机组
特点及适用场合
• 方便独立计费，免除物业管理纠纷 • 各户独立操作，实现自由制、制热
，达到传达四管效果 • 具有回收建筑物内余热功能 • 系统具有灵活的扩展能力 • 系统布置紧凑、灵活 • 省掉中央机房，减低公共部分管道
响小 • 不产生任何污染 • 换热效率高，节能效果明显
缺点： • 打井受政策限制 • 系统易受地下水源状况影响
二、 地源热泵机组的选择
WFI地（水）源热泵机组型式
1.GSG水源螺杆机组 2.VKC水-水机组 3.PS\PH水-风机组
GSG水源螺杆机组
特点及适用场合
单机冷量大，效率高，可以分段调节或无级调节，可用于夏季制冷冬 季制热。适用于影剧院、酒店、办公楼、商场等大型场所.。
(二) 末端设备选择
风机盘管的选择
风机盘管有两个主要参数：制冷（热）量和送风量，故选择风机盘管有如下 两种方法：
（1）房间循环风量=房间面积*层高（吊顶后）*房间换气次数。 利用循环风量对应风机盘管中速风量，即可确定风机盘管型号。
若产品未提供不则风速下的客定值数据时，可参考下表进行换算
（2）房间所需冷负荷=房间的计算瞬时最大冷负荷(估算时 房间单位 负荷*房间面积) 利用房间冷负荷对应风机盘管中速风量时的制冷量即可确定风机 盘管型 号。确定型号以后，还需确定风机盘管的安装方式（明装 或暗装），送回风方式以及水管连接位置（左或右）等条件。
计算时需确定的原始参数为：窗 的种类，窗玻璃遮挡系数，窗 玻璃内遮阳系数，窗的阴影面 积。
空调负荷详细计算
3.人体冷负荷 人体散热形成的冷负荷和散湿量按下式计算：
• 1）人体散热冷负荷
• 2)Wr=n×W×Cr
• • •
）
CLr=n×(q1×C＋q2)×Cr CLr－人体散热形成的冷负荷
n－空气调节房间内的人数（人
当出风管较长时,选型时要注意校核机外余压是否能满足工程实际需要 。
注:风机盘管冷量测定工况:干球温度27ºC,湿球温度19.5ºC,进出水温差5ºC 热量测定工况:干球温度21ºC,进水温度60ºC
对于一般的住宅和办公建筑，房间面积较大时应考虑使用多个风机盘管；房间单位面积负荷较 大，对噪音要求不高时可考虑使用风量和制冷量较大的风机盘管。
(三) 水系统附属设备
Ⅰ.水泵及其选型
命名方式： SLS 200 - 250
叶轮名义直径
泵进出口公称直径
SLS单级单吸立式离心泵
Ⅰ.水泵及其选型
一般来说,空调水系统采用的均为离心式水泵,因为其压头和流量都比较容 易满足水系统的要求.安装形式上分为立式泵及卧式泵.从水泵构造上分单 吸泵及双吸泵.
卧式泵