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1、目 录前 言 1第一章工程概述及方案设计31.1工程概述31.2方案设计选择31.2.1设计原则31.2.2参数设计依据31.2.3建筑热工参数设计依据41.2.4空调冷热源方案51.2.5空调末端系统方案71.2.6自动控制系统81.2.7环保节能措施8第二章空调冷热负荷计算92.1夏季冷负荷计算92.1.1温差传热形成的冷负荷92.1.2太阳辐射形成的冷负荷92.1.3室内发热量形成的冷负荷102.1.4人体潜热冷热负荷102.1.5人体散湿负荷102.2冬季热负荷的计算102.2.1围护结构传热耗热量Q1的计算。112.2.2冷风渗透耗热量Q2的计算。112.2.3外门开启冷风侵入耗热量
2、Q3的计算12第三章系统设计计算133.1冬季地板辐射系统和散热器计算133.1.1一层133.1.2二层143.1.3三层153.1.4 车库散热器选型163.2夏季风机盘管计算173.2.1一层173.2.2二层183.2.3三层193.3夏季风管和水管的设计计算203.3.1风管设计203.3.2水管设计21第四章阻力和水力计算234.1冬季计算234.1.1阻力计算234.1.2对并联管段进行水力计算244.2夏季计算244.2.1 对并联管段进行水力计算244.2.2 沿程阻力计算25第五章设备选型285.1冷热源的选择285.2新风机组的选型285.3水井285.4潜水泵295.5
3、自动排气阀295.6水泵295.7混水泵295.8膨胀水箱29第六章自动控制简介316.1冷热源部分316.2末端系统部分31第七章结 论32附 录 331.附录1 夏季冷湿负荷计算表332.附录2 冬季热负荷计算表333.附录3 冬季水力计算334.附录4 夏季风管管道水力计算335.附录5 设计图集33致 谢 34参考文献 35前 言中国的建筑行业正处于飞速发展的阶段，人们对生活环境的要求也越来越高，而生活环境最主要的就是居住环境，这种需求带动了中国的空调制冷业的发展，特别是在“非典”之后，人们对室内空气品质（IAQ）有了更深刻的认识，室内空气的好坏直接影响到人们的健康，原来使用的空调技术
4、已经不能满足人们的要求，对环境的需求意识已经不是简单的冷热意识，而是趋向于健康化、卫生化的需求。因此采用更先进的空气调节方法提高空气品质满足人们的要求成了当前制冷行业发展的热点和重点之一。另外一方面，从2001年至今，电力紧缺的问题一直困扰着我们，电厂的发展又不能盲目的增加发电量，或者增建新的电厂，必须依靠宏观的发展才能不至于发生电力过剩的尴尬局面，而且电厂发电对环境的污染也会随着电厂的增加而增加，在这种情况下，空调作为用电大户，充分利用现有的自然能，如太阳能、地热能、生活垃圾等可利用的能量资源既减轻了当前电力的负担，又增加了空调的环保能力，因此，利用自然资源，保护环境也成了当前各国空调制冷行
5、业的研究方向。还有一个问题也是我们比较关心的问题，那就是“可持续发展”的观点，根据1987年9月16日在加拿大的蒙特利尔会议上通过的联合国环境规划署组织制定的关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书，对CFC及哈龙两类中8种破坏臭氧层的物质进行限控，规定发达国家2000年完全停止使用这些物质，发展中国家2010年完全停止使用这些物质。我国已经确定了2010年全面淘汰的方案和行动计划，并且开展了替代品及替代技术的研究与开发。当前空调行业的已经在这些方面有了一定的进步，许多节能性空调如变频空调正越多的得到使用，而在中央空调方面，溴化锂双吸收式制冷等保护环境的制冷剂设备也发展的越来越快。热泵技术的使用既有
6、效利用了自然能源，节省了能量，同时又保护了环境。本文，我们采用了水源热泵空调系统、地板辐射换热系统和风机盘管系统对建筑环境进行调节。首先使用水源热泵充分利用了地热资源，并且对环境没有污染；其次，在冬季我们用地板辐射换热系统，从根本上消除了由于使用空调而产生的室内环境循环被污染的现象。以上两个技术在国内尚处于开始发展阶段，并且发展潜力很大。由于地板辐射制冷涉及的问题目前尚在研究解决阶段，属于不成熟技术，因此夏天我们采用比较成熟的风机盘管制冷，回收室内风的同时补入新风，并且过滤处理新风，对室内环境同样起到了较好的控制。设计不足之处在所难免，望各位批评指正。编者 2005.6第一章 工程概述及方案设
7、计1.1 工程概述本设计工程为济南某处一栋别墅，地理条件优越。别墅上下三层，分别为1层、2层、3层，设有上空式客厅，卧室，厨房，卫生间，洗手间，汽车库等。建筑总面积约300m2，层高为3m，总高约10m。1.2 方案设计选择1.2.1设计原则环保节能是本设计的主导思想环保方面：充分考虑利用地热和太阳辐射的能量，如另有需要，考虑使用燃气热水器燃烧洁净天然气，系统使用中不会产生对环境有污染的物质。节能方面：本设计采用的地热能充分利用自然能源，并考虑采用地板辐射供暖，减少电量的需求。本工程暖通空调的设计内容有：地源热泵系统、地板辐射系统、给水排水系统、风机盘管系统、自动控制系统。1.2.2参数设计依
8、据客厅、卧室、厨房作为人员密集区需要实施供热和制冷；洗手间、浴室则则可以通过回风管带进其他房间的热量，且人员很少聚集，所以不需要供热和制冷，只需要供冷热水；卫生间只需要供冷水。（1）室外空气计算参数 表1-1海拔51.6m冬季计算相对湿度54%大气压力998.61020.2hPa冬季通风计算温度-2夏季空调计算干球温度34.8冬季采暖计算温度1822夏季通风计算温度31冬季最多风向北夏季通风计算相对湿度54%冬季室外平均风速3.2m/s夏季室外平均风速2.8m/s最大冻土深度44m（2）室内设计参数 表1-2房间名称夏季冬季备注温度（）相对湿度（%）温度（）相对湿度（%）客厅26502054参
9、考济南气象参数餐厅26502054厨房26502054家庭室26502054卧室1/2/326502054主卧室26502054衣帽间26502054卫生间2620车库12501.2.3建筑热工参数设计依据本建筑设计原则为节能建筑。围护结构热工参数（1） 国外节能建筑热工参数比较 表1-3国家外墙W/m2K外窗W/m2K屋顶W/m2K中 国北京哈尔滨1.16 0.820.52 0.404.002.50.80 0.600.50 0.30瑞典南部地区0.172.00.12丹 麦0.32.90.2德 国0.51.500.22英 国0.45双层玻璃0.45美 国0.32（内保温）0.45（外保温）2.
10、040.19（2）建筑围护结构参数设计1、围护结构的热工设计 表1-4名称kff外墙15号0.730.19111.21.1内墙7号1.880.6851.42.1屋面45号0.510.551.11.5楼面37号1.350.3361.30.4结构参数设计 表1-5R0K0类型外墙801.160.86tw型屋面801.650.61tw型内表面8.720.11门双层2.33实体木制外门窗双层金属框g=0.693.265mm普通玻璃内有遮阳措施 活动铝百叶帘 内无遮阳措施z=0.602、房间的分类设计内墙f=1.4，楼板f=1.3，所以本别墅房间属于轻型。3、城市的分区以北京为代表的城市，济南属于第计算
11、区。所以计算时应加上地区修正值。4、传热系数a) 外墙：综合传热系数K=0.73 W/m2K；b) 外窗：综合传热系数K=4.5 W/m2K；c) 屋顶：综合传热系数K=0.51 W/m2K；d) 节能水平属国内领先水平。1.2.4空调冷热源方案（1） 方案比较直接蒸发机组系统 这种系统将制冷系统的蒸发器直接放在室内来吸收余热余湿。这种系统常用分散安装的局部空调机组，制冷机管道不变长距离输送，不宜作为集中式空调系统来使用，另外这种系统对制冷机有一定要求，需要防止渗漏产生的污染，且设备耗电量大。集中控制空调系统 这种系统是将空气通过空气处理设备（过滤，冷却，加热，加湿设备和风机等）处理后，经风管
12、送到各方间。处理过程复杂，耗电量大。空气处理设备集中设置，因此主机房占地面积较大，对于不设有地下室的别墅使用显然不太方便。水源热泵空调系统 以地表水或地下水为冷热源，通过热交换对建筑进行空气调节。该系统利用了地球表面浅层的地热资源，冬季通过热泵将水中的地位热能提高品位，对建筑供暖；夏季通过热泵将建筑内的热量转移到地下，对建筑进行降温。水源热泵系统简单，耗电量小。水源热泵系统是一种有效利用低位热能的节能技术。这里就以上三种方案在某些反面进行比较。三种方案的比较 表1-6直接蒸发机组系统集中控制空调系统水源热泵空调系统系统简单，各自独立，需独立设计安装。系统设计复杂，设计周期长。不需要复杂设计，设
13、计周期短。制冷剂管需绝热材料保温，增加额外投资。系统水管需绝热材料保温，增加额外投资。系统水管不需保温，安装简易经济。各个独立的系统互不干扰，但安装周期大。主机房占地面积较大，机房土建投资和机房设备安装投资较大，机心土建投资较大。免机房，需提供地下水资源，水泵放置场所，节省了主机占地面积。制冷剂储能，成本大。同一系统内不能同时满足供暖和制冷的不同要求，季节交替时需一次性转换制冷或供热。当只有部分空调使用时，浪费大量能源。水流储能，冷暖采用同一能源，可满足用户不同要求同一系统内，用户可根据需要随意选择制冷或供热，大大节省使用成本。费用计量按使用的电量记取。费用不易计算，无论用户用否或用多用少，费用一样支付。可独立装表计量，用户根据使用空调时间的长短计费。三种方案的比较 续表
