区域能源规划

课程设计说明书

题目：商业、居住混合建筑热泵型空调机房设计

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指导教师：

成绩：

时间：2019 年9 月23 日至2019 年10 月13 日

课程设计任务书

题目：商业、居住混合建筑，建筑面积18万㎡，其中10万㎡商业用途，主楼高100m，设计能源站满足冬夏制热、供冷需求。

主要内容、基本要求、主要参考资料等：

一、主要参数

建筑冷负荷为100W/㎡，热负荷为90W/㎡，则该办公楼建筑总负荷为：冷负荷18MW，热负荷16.2MW，拟采用R22制冷系统，空调系统采用地下水式水源热泵。

循环水系统：夏季进、出水温度为25℃/18℃；冬季进、出水温度8/16℃。

冷冻水系统：夏季进、出水温度为12/7℃；冬季进、出水温度40/45℃。

冻水压头为100m。

二、设计内容、要求

设计一能源站。具体分成一下方面：

（1）能源站系统方案论证；

（2）冷热源方案的选择；

（3）热泵机组的选型；

（4）输送设备的选型；

（5）系统方案设计；

（6）热力及水力计算

（7）系统运行控制策略。

（8）绘制能源站施工图

（9）编写课程设计说明书

目录

第一章．前言 (4)

1.1水源热泵的发展趋势 (4)

1.2水源热泵的特点 (4)

第二章．项目概述 (6)

2.1建筑概况 (6)

2.2设计依据 (6)

2.3郑州市设计计算参数 (6)

2.3.1 室外气象参数 (6)

2.3.2 室内设计参数 (7)

第三章.负荷计算 (7)

3.1 建筑冷热负荷计算 (7)

第四章．热泵机组选型 (8)

4.1 热泵机组的选择 (8)

第五章.水力计算 (9)

5.1 水源侧水系统确定 (9)

5.2 水源侧水系统水力计算 (9)

5.3水源侧循环水泵的确定 (10)

5.4空调侧冷冻水泵的确定 (10)

第六章.分水器与集水器的选择 (11)

6.1分水器和集水器的用途 (11)

6.2分水器的选型计算 (11)

6.3集水器的选型计算 (13)

6.4空调侧分集水器的选型 (13)

第七章.水系统补水设备 (14)

7.1空调侧补水 (14)

7.2补水泵的选型计算 (14)

7.3软化水箱（补水箱）选型计算 (15)

7.4软化器的选择 (15)

第八章.空调系统的减震与消声 (16)

8.1 空调系统的减震 (16)

8.2 空调系统的消声 (16)

第九章．全程综合水处理器的选择 (17)

第十章.水系统阀门的安装 (17)

总结与体会 (18)

参考文献 (19)

第一章．前言

1.1水源热泵的发展趋势

水源热泵机组工作原理就是在夏季将建筑物中的热量转移到水源中；在冬季，则从相对恒定温度的水源中提取能量，利用热泵原理通过空气或水作为载冷剂提升温度后送到建筑物中。通常水源热泵消耗1kW的能量，用户可以得到4kW以上的热量或者冷量。水源热泵克服了空气源热泵冬季室外换热器结霜的不足，而且运行可靠性和制热效率又高，近年来国内应用广泛。

与锅炉和空气源热泵的供热系统相比，水源热泵具有明显的优势。水源热泵要比电锅炉加热节省2/3以上的电能，比燃料锅炉节省1/2以上的能量；由于水源热泵的热交换温度全年较为稳定，一般为10~25℃，其制冷、制热系数可达3.5~4.4。与空气源热泵相比，高40%左右，其运行费用为普通中央空调的50%~60%。因此，近些年来，水源热泵空调系统在国外取得了较快的发展，中国的水源热泵市场也日趋活跃，该项技术将会成为21世纪最有效的供热和供冷空调技术。

1.2水源热泵的特点

（1）水源热泵属可再生能源利用技术。

水源热泵是利用了地球水体所储藏的太阳能资源作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统，其中可以利用的水体，包括地下水或河流、地表的部分的河流和湖泊以及海洋。所以说，水源热泵利用的清洁的可再生能源的一种技术。

（2）水源热泵运行效率高、费用低、节能。

水源热泵机组可利用的水体温度冬季为12~22℃，比冬季室外空气温度高，所以热泵循环的蒸发温度提高，能效比也提高。设计良好的水源热泵机组与电采暖相比，可减少70%以上的电耗。

（3）水源热泵运行稳定可靠。

水体的温度一年四季相对稳定，特别是地下水，其波动的范围远远小于空气的变动，是很好的热泵的冷热源。因此，使得热泵机组运行可靠、稳定，也不存在空气源热泵的冬季除霜等难点问题。

（4）水源热泵环境效益显著。

水源热泵机组的运行没有任何污染，可以建造在居民内，没有燃烧，没有排烟，也没有废弃物，不需要堆放燃料废物的场地，且不用远距离输送热量。

（5）一机多用，应用范围广。

水源热泵系统可供暖、供冷，还可供生活热水，一机多用，一套系统可以替代锅炉和空调两套装置。特别是对于同时有供暖和供冷要求的建筑物，水源热泵有明显的优点。不仅节省了大量能源，而且减少了设备的初投资。

（6）可利用的水源问题。

水源热泵理论上可以利用一切的水资源，其实在实际工程中，不同的水资源利用的成本差异相当大的。所以在不同地区是否有合适的水源成为水源热泵应用的一个关键。能否找到合适的水源就成为使用水源热泵的限制条件，且水源要求必须满足一定的温度、水量和清洁度。

（7）水层的地理结构问题。

对于从地下取水回灌的使用，必须考虑到所用的地质结构，确保可以在经济合理的条件下打井找到合适的水源，同时还应保持用水回灌得以实现。

（8）水源热泵投资的经济性。

水源热泵的运行效率较高、费用较低，但与传统的供热供冷方式相比，在不同的需求的条件下，其投资经济性会有所不同。据有关资料介绍通过对水源热泵冷热水机组、空气源热泵、溴化锂直燃机、水冷冷水机组加燃油锅炉四种方案进行经济比较，水源热泵冷热水机组初投资最小。