空调系统的简介与主要设备选型

1、空调系统的简介与主要设备选型本研究分析的成都市某I层别墅建筑总面积为245.lm包括客厅、厨房、餐厅、3个卧室、书房、卫生间、阳台;制泠而积为212.7nA根据我国实际情况”确定了以下几种常见的空调方案+并与I'.壤源热泵系统逬行对比分析。方案:水冷螺杆机组+燃气锅炉空调秦统方案二:¥只¥空调系统方案L：上壤源热泵空调系统2.1相关设计参数2JJ建筑物维护结掏类型根据城市的建筑r候分区安排成都地区属夏热冬泠地区*根据夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准(JGJ134-2010)和全国民用建筑工程设计技术措施-暖通空调动力中的相关规定+本课题所选别墅闌护结构类型如下:、:

2、层层高3.5m+匚层为3.9m*中庭6.6m：外墙:用240mnM专墙包括黏上实心議和多孔空心議)；外窗：铝合金低辐射单层玻墉窗*窗布为戊黄一无逆阳：外门:入【丨为两扇玻璃门*外加防盜钢制外门:其他门均为浅色木质门;地面：Einin混凝土地面*表面为木质地板:盘面:尖顶屋顶*钢筋混凝口空面板加简单保温隔热措施:内墙:240inm砌块隔墙+用白灰粉币14巴二室外设计参数根据采暖通凤与空气调节设计规范GB5OO19-2OO3,选择成都市的室外设计参数*如表2.1所示.畑室外设计参数表夏季室外设计参数冬季室外设计参数室外设计温度C)湿球温度室外设计温度"C)和对湿度31.626.70so%

3、空调房间室内设计参数根据夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准，各类空调房间的室内设计参数取值，如表22所示。农2.2室内设计参数房间类型夏季室内设计参数冬季室内设计参数温度CC)相对湿度(%)空气流速(m/s)新风量(n?/A)温度CC)相对湿度(%)空气流速(m/s)新风量(m'/h人)客厅26600.252520400530厨房266()0.253020400528.8卧室26600.252520400525试衣间26600.252520400530餐厅266()0.252520400530会议室26600.251520400525空调房间室内设计参数建筑物的内部负荷主要有：设备、照明

4、负荷、人员。照明和设备负荷按照面积指标进行概算。通过运用鸿业暖通负荷计算软件，输入建筑物相关信息和设计参数，计算出该建筑空调的负荷如表2.3所示。农2.3空调负荷名称冷负荷热负荷新风负荷(kW)3.032.84总负荷(kW)30/2/1.3负荷指标(kW/m2)142.811432.2水冷螺杆机组+燃气锅炉的简介和主要设备选型水冷螺杆机组+燃气锅炉空调系统简介水冷螺杆机组加燃气锅炉空调系统目前应用还是比广泛，它是最传统的冷热源组合的一种方式，夏季通过水冷螺杆机组给空调系统提供冷冻水，冬季通过燃气锅炉为空调系统提供热水。该空调系统的特点有：1)水冷螺杆机组主要的优点表现在：效能比，即COP相对比

5、较高，一般在4.2-5.7,有的螺杆水冷机组满负荷效能比高达6.06；2）利用燃气锅炉不仅仅提供制热的热水，同时还可以提供生活所用的热水；但是燃煤锅炉会排放大鼠的二氧化碳气体，污染环境，国家己经有所限制,而电锅炉的耗电量人，一次能源利用率比较低，也受到很人的限制；目前，我国人力发展城市天然V，这为空调提供了很人的便利，但是天然气的价格有上升的趋势，具体情况还有待研究。水冷螺杆机组+燃气锅炉空调系统设计选型冷豹塔足利用水和空气的接触，直接或者何接來冷却水的设备，以水作为冷却剂，从系统中吸取热量并且排放到犬气中，从而减低冷却塔内循环水的温度。风机盘管是空调系统的末端装置，风机将室内的空气与室外的空

6、气混合进行冷却或音加热后送入室内,來降低或者増加室内温度,以满足人们舒适性要求:与虑到类观，风机盘管选用卧式暗装。由于房间的冷负荷大于热负荷，所以风机盘管的选择按照房间冷负荷来选；新风机组将新风处理到室内空气状态的等焙线后送入房间，考虑到该别墅面积不大,所以选择一台新风机组,放在顶楼阳台上。各个空调房间内的冷负荷及风机盘管选型如农2.4所示。衣2.4空调房间内的冷负荷及风机盘管选型衣名称耐房客厅餐厅主卧次卧1次卧2书房起居室会议室冷负荷（W）1499.414563.52084.94169.81727.92042.01727.91585999.6薄樂风机型号FP-34FP-136FP-51FP-

7、85FP-MFP-51FP-34FP-34FP-34台数11111111很据空训房间的冷负荷选取LSBLGI15型号的班封闭式水冷螺杆制冷机组，其额定制冷量为115kW»冷知塔选型计算卩刃如下：（1）风量=MYAAh（2.1式中，卩一气水比，0.6；冷一空气在28C时的比容，1.115kg/m3；*水的比容，1000kg/m»（2）水量(2.2)kCXAt式中,Q澳化锂制冷机制冷剂的制冷鼠,KW/h；K吸收式取3.0压缩式取1.56,此处取1.56：C水的比热4.19x1O3J/(kg*C)；山一为冷却水进水回水温度之差，WC。代入相关数据计算得:Qk=17.2mVh.Q&

8、lt;=25.7mVh,选择LKT-40L型号的开式冷却塔。该方案一所选设备参数性能表2.5所示。方家设备的选型性能参数衣主耍设备名称型号役备性能参数数ft单价厂家水冷螺杆机组LSBLG40制冷S40KW制冷功30KW18800广东美的真空热水机组WZR0.35制热量30KW19800重庆东洋薄型风机盘管FP-34制冷量1.9KW制冷功3.2KW5670广东美的FP-51制冷S2.7KW制冷功4.3KW2790广东美的FP-8制冷M4.5KW制冷功6.8KW1940广东美的FP-136制冷S7.2KW制冷功11KW21400广东美的卧式新风机组FP30L额定风3000m5/h额定冷19.16K

9、W额定热29.O5KW风机功0.55KW17400四川鸿风冷却塔LKT-40L流量312n?/h280cmm(8.6m3/h)12800烟台住原2.3vrv空调系统简介及设备的选型空调系统简介VRV(VariableRefrigerantVolume)空调系统变冷媒流量多联系统,即控制冷媒流通量并通过冷媒的IT.接蒸发或直接凝缩来实现制冷或制热的空调系统。VRV系统外机、室内机和冷媒配管及控制系统等组成。每台室外机可以通过冷媒配管连接赛台室内机，根据室内机反馈的信号來控制英向内输送冷媒的流鼠，从而实现不同房间的冷热要求。VRV空调系统与普通的蒸汽压缩制冷系统装置的工作原理相同，由压缩机、冷凝器

10、、节流机构利蒸发器四人部件组成。不同的是VRV空调系统室内、室外侧换热器都具有冷凝器和蒸发器的双巫功能。VRV空调系统几仃明显的舒适、节能效果，系统简单、布胃於活赛变、结构紧凑、维护简单，并个房间越立调节、运行，能够满足不同房间不同空调负荷的要求。空调系统设备的选型山于该成都地区别墅于既需要供冷又需要供热，采用热泵型VRV空调系统；根据VRV空调系统变频一拖多的特点，以及别累室内建筑布局，选用一台VRV室外机，放在二层阳台上；该地区冬季室外空气温度高于一5°C,可以采用VRV新风换气机把新风送入室内；室内机的容量须根据房何冷热空调负荷选择。在设计时为了提高选型的精确性，同负荷计算更匹

11、配，设计更完美，还能更有熊减少设备的浪费，要考虑温度修正、连接率修正、管长修正，本文中选型近似按照冷负荷的1.2倍进行选择室内机：各个房间室内机选型和方案二主要设备选型分别见表2.6和表2.7所示。/<2.6方案二空调系统室内机选巾衣厨房客厅餐厅主卧次卧1次卧2书房起居室会议室冷负荷(W)1499.414563.52084.94169.81727.92042.01727.91585.1999.6室内机负荷(W)1799.317476.22501.95003.72073.52450.4207351902.11199.5总负荷(KW)36.48空内机型号FXSP22MMVCFXSP150MM

12、VCFXSP28MMVCFXSP56MMVCFXSP22MMVCFXSP28MVCFXSP22MMVCFXSP22MMVCFXSP22MMVC?坡111111111室外机型号RHXYQ10PAY1/<2.7案二主要设备能参数农主奥设备名称型号设备性能参数m价厂家空外机RHXYQ12PAY1制冷量/热杲33.5KW/37.5KWI10600人金室内机FXSP22MMVC制冷量/热量2.2KW/2.5KW56310人金FXSP28MMVC制冷量/热量2.8KW/3.2KW27889FXSP56MMVC制冷量/热量15KW/17KW18850FXSP150MMVC制冷量/热量19340VRV新

13、凤机组FXMP224MMFVC制冷量/热量22.4KW/13.9KW110600大金FXMP140MMFVC制J冷量/热杲14KW/8.9KW297002.4土壤源热泵空调系统设计及设备选型土壤源热泵空调系统设计地源热泵空调系统主要包扌舌冷热源设备室外土壤源地卜换热器系统和室内空调末端风系统和水系统几部分.土壤源空调系统的工作原理如图2所示。71一地下埋管换热器2冷热源侧换热器3节流机构4一负荷侧换热器5圧缩机6换向阀7水一空气热泉机组8循环水泉图2.1地源热泉水一空气系统示意图Fig.2GSHPOfairwatersystem（I）生活热水热负荷计算热水设计小时耗热量计算式:q*七2-bc&

14、#187;3600式中，Qh设计小时耗热量（W）:b-卫生器貝同时使用率，取0.8：入一卫生器八数鼠，取3：qh卫生器热水用水定额L/h：C水的比热，C=4187（J/kg.eC）:“一热水温度（°C）,本文中选择45V：匕一冷水温度（°C）,成都地区可选为10eC：p热水密度（kg/L）o根据计算，每天的生活初步确定为600L,可以供应810人每天洗浴及口常生活热水.根据制冷时,空调机组的装机容量为3O.4KW。（2）容枳式小时耗热量设计（蓄水罐）考虑到生活用水间隙性特点和加热设备投资经济性要求，本方按设计一个储热水罐来减小设计小时耗热ft，即当采用储热容枳与其相当的麴水

15、机组提供热水，其小时耗热量应按下式计算：Qg=Qh-1.163字（乙-T2）p（2.4）式中，Qg-储热水縮的设计小时供热鼠（W）：Qh设计小时耗热量（W）；耳一有效贮热容枳系数：导流型容枳式水加热器n=0.85,容枳式水加热器n=O-75,（这里取0.85）:V一总贮热容积（L）：T设计小时耗热量持续时间（h）,T=24h,现取3；T一热水温度（°C）,按设计水加热器岀水温度5（TC计算：一冷水温度（°C）,成都町选为5X?；p热水密度（kg/L）为了能够制取较高温度的热水及使用方便，采用一台全热回收机组BWS13就能满足。配置一台3OOL承圧型储水箱，并可实现24小时整

16、幢别墅提供生活热水了。另外在过度季的时候，仍然需要川生活热水，所以另外需耍配叫热水器，这里选川额定热负荷为20KW的天然V热水器。（3）地埋管的长度设计垂11地埋管换热器计算的基础足单个钻孔的传热分析。在藝个钻孔的情况卜，运用叠加原理加以扩展.计算所用公式如卞：“流体至管道内壁的对流换热热阻R,二(2.5)2）U形理管的秤业热阻R”1Inrg?(2.6)2叫(d.-(d。-<)J3）钻孔封井材料的热阻4）地层热阻，即从孔壁到无穷远处的热阻山N个U型管组成的地热换热器的地层热阴对于时间很长的情况，考虑深度方向的传热为稳定状态卜的地层热阻垂直地埋管换热器长度的工程设计计算公式为：制冷工况卜：

17、10000心+斤”+心+心x+©x(l_Fj(Lc=EER+1IEER丿供热工况卜:,_1000$心+R”+心+心X几+R»X(1-竹)(Lh运厅份额足考虑热泵间歇运行的影响.供热运行份额制冷运行份额人COP-1一个供热季中热泵的运行小时数一个供热季天数X24一个制冷季中热泵的运行小时数一个制冷季天数X24式中.厶一地热换热器所需的钻井总长度（m）；(2.7)(2.8)(2.9)(2.10)(2I)(2.12)(2.13)Qc、Ql热泵的额定冷负荷，额定热负荷(kW):EER、COP：热泵的性能系数:一流体至管道内壁的对流换热系数94.3W/nr'C:心一钻孔的半径

18、，0.26m：人一地层的平均导热系数2.64W/mk；a热扩散率m2/s,a=，其中p=244OKg/m3,Cp=74OJ/kg*oC:pCp匸一运行时间，s：Xl第i个钻孔与所考虑的钻孔之間的距离(m)；短期脉冲负荷连续运行的时间(s)：dU形埋管的内径，O.O25m：d。一U形埋管的外径，O.O32m：db钻孔的fl.径0.13m；deU形埋管的当量直径<=凤；匕一U型管导热系数，3W/mk；山一灌浆材料导热系数，2.64W/mk；H钻孔深度，80m：I指数积分:1(“)=丄J"-<J$=-丄Ei(-“)；2$2*一地热换热器中循环液的设计平均温度17&C;通

19、常可选为仏c37°C,21°C。结合多年的地源热泵设计施丁经验岩石结构换热器形式设定如下：土壤地埋管换热器采用单井双U形埋管,钻孔直径为e130mm：考虑钻孔之间相互热干扰，钻孔间距为6-8m,取6m：水平管连接方式为同程连接；収地源热泵机组的年平均EER=4.9,COP=4.3。将以上参数代入公式计算得：Rr=0.3,Rpc=8.7x103,Rb=6.4x10"Rs=5.2xlO"Rsp=3.6x10Fc=Fh=lLc=489m»Lh=312m根据F式计算竖井数目:2，H(2.14)式中，厲一竖井总数，个；厶一竖井埋管总长，m：竖井深度，11K由于成部地区夏季冷负荷大于冬季热负荷，为了保持上壤的热平衡，本文采用1T-刃季冷负荷來计算地埋管的长度。埋管深