空气源热泵设计选型与配置大全.docx
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空气源热泵设计选型与配置大全
空气源热泵设计选型与配置大全
一、空调负荷计算
1.空调负荷计算的组成（Ql）
（1）由于室内外温差和太阳辐射作用，通过建筑物围护结构传入室内
的热量形成的冷负荷；
（2）人体散热、散湿形成的冷负荷；
（3）灯光照明散热形成的冷负荷；
（4）其他设备散热形成的冷负荷；
（5）渗透空气所形成的冷负荷
（6）新风量负荷
2.空调负荷计算方法简单介绍
空调动态负荷的计算显得比较繁琐，即便是采用一些简化手段，计算工作量也是比较大的。
估算最简便，捷径行路，人之通性，慢慢的被它取而代之了
但是估算的根据并不坚定，偏于保守是不可避免的，
总是顾虑怕估算的小了，这也是可以理解的。
估算法也要注意与实际相符合，要根据实际的经验以及不同建筑的各自不同的情况。
目前空调负荷的计算还是以估算为主。
3.民用建筑空调单位面积冷负荷（qL）
羽负倚福杯Cw/n2）
冷负荷指乐4皿】
办公室
120-320
门斤、中庭
110-180
180-300
90-120
10O-1S0
適内游体池
220-360
220-520
100-150
桶.厅〔近谊癡｝
220-280
160*260
Sfir斯科〕
280350
会議.投出厅
200-2^0
酒吧
150-250
200-280
200-250
05餐厅
影剧晓观金厅
220-350
中餐FT翼会JF
320-360
形剧院休感厅
250-400
忧甘毎保計球
150-250
医院稱房
100-130
150280
保咗手水室
150-5Q0
鹤理*接总
110-150
公寓.性宅
1
\f/>AA
4.负荷计算一一单位面积冷负荷法
Q=qLxS
式中：
Q——建筑物空调房间总冷负荷（W）
Ql冷负荷（W/m2）
2
S――空调房间面积（m）
二、空调末端（风机盘管）的计算与选择
（1）根据风量：
房间面积、层高（吊顶后）和房间
气体循环次数三者的乘积即为房间的循环风量。
其
对应的风机盘管高速风量，即可确定风机盘管型号。
（2）根据冷负荷：
根据单位面积负荷和房间面积，
可得到房间所需的冷负荷值。
利用房间冷负荷对应
风机盘管的中速风量时的制冷量即可确定风机盘管
型号
一般采用第二种方法一一根据冷负荷选择风机盘管
在特殊场合如对噪音要求较高的场所，可用第一种方法进行校核。
确定型号以后，还需确定风机盘管的安装方式（明装或安装），送回风方式（底送底回，侧送底回等）以及水管连接位置（左或右）等条件。
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。
注意：
对于风管超过
一定长度的风盘，应采用中、高静压的风盘，且出风管道上不宜多于两个出风口。
三、采暖负荷计算
1.采暖负荷计算的组成（Q）
冬季采暖通风系统的热负荷，应根据建筑物下列散
失和获得的热量确定：
1）围护结构的耗热量，包括基本耗热量和附加耗热
量，
2）加热由门窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量
3）加热由门、孔沿及相邻房间浸入的冷空气的耗热
量；
4）建筑内部设备得热；
5）通过其他途径散失或获得的热量。
对于一般民用住宅层高在3m以下工程上可采用面
积热负荷法进行概算。
单位面积热负荷法：
Q=KXqnxS
式中：
Q
S—
qn—
建筑物的采暖设计热负荷，
W/m2,
2建筑物的建筑面积，m;
建筑物的采暖单位面积热负荷，
附加系数
建筑各个区域的围护结构、冷空气渗透情况均有差
别，如果需要计算的较为准确，应根据各个区域在
建筑中的位置（如：
是否靠近外墙、外墙上的门窗）和门窗（是否有冷空气渗透）进行分别计算。
2.室内采暖单位面积热负荷计算（qn）
1）一般原则
别墅的负荷一般要比住宅的大一些。
别墅的顶层负荷要大于中间层或底层。
普通卫生间根据面积提供500〜1000W的定值来计算。
别墅地下室一般不配。
客卧一般负荷相对较大。
对于外墙较大或玻璃面积较大的，建议做负荷计算
2）室内采暖单位面积热负荷估算表（
qn）
住宅（W/ma）
别墅（W/^）
客餐厅
100-130
客餐厅
120-150
主卧室
100-120
主卧室
110〜130
客卧
110—140
客卧
110—110
书房
100-120
书房
「「虬細碉陲§3
:
1
3•附加系数
附加系数为采暖面积与全房间面积的比值，根据下
表进行选择：
栗喙区1町积弓屈何总［町积
比值
>0.55
0.1-0.33
C-25-0.1
<0.2>
Will«ft
EO
L3
1•忑弐
1：
菴卿
上表的附加系数为标准推荐数值，在实际工程中应根据实际情况做出具体调整。
房间进深大于6米时，以距外墙6米为界分区当作
不同的单独房间，分别计算供暖热负荷。
4.另一种米暖热负荷的估算办法
Q=axRnxVx（tn-tw）
Q――采暖热负荷W
tn――室内空气温度C
tw――室外供暖计算温度C
V――建筑的体积m3
Rn――体积热指标根据建筑的保温情况宜取0.4
0.7
a――修正系数。
请参考下表
采矇室外计魏温度贮
0
-5
-10
-15
-20
-25
-30
a
2.46
2.00
1.71
1.5（
J
号晟
■on
四、采暖末端计算与选择
1.地暖盘管
地暖面盘管的管间距直接影响到地板的散热量，而地板散热量需满足室内负荷的要求。
管间距根据管材、室内设计温度、供水温度、地板材料等因素而定。
（其
下表是PE-RT管材，地面材料为水泥地砖，在不同水温、室内温度和管间距的条件下的地面散热量
他地面材料的散热量数据见附录
翎-肛計单也地面囲积的敵热盧和向下传鴉掴覺
[地面展为术浣、陶瓷味水廉心或右轉；ft»R=0.02&・K/I）]
空内
f個距
平均1
C
3Q
0
25
Q
200
10Q
歌热
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1
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84,7
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2.散热片
根据散热片进出口水温，求出散热片平均水温；
根据室内设计温度求出散热温差；
根据散热温差查散热片选型表，获得单片散热量q
五、空气源热泵冷暖机组配置计算
1.确定建筑的负荷
由设计院获取
根据建筑物的负荷指标和相应建筑面积的乘积，得出建筑的负荷。
将各空调房间的负荷逐个相加得出空调总负荷。
2.机组台数和容量的确定
80%
机组总负荷的确定：
建筑的负荷或空调总负荷x
左右的同时使用率。
公寓房可不考虑同时使用率。
特殊情况需根据建筑功能和使用情况确定。
大、中型工程应选二台以上，但不宜过多，并考虑备用机组的可能性。
若建筑物的最大负荷与最小负荷的差距过大，宜大、小容量机组搭配工作。
六、机组安装位置规划和环境控制
1.机组安装位置规划
1）热泵主机的安装与空调室外机的安装要求相似。
可安装在屋顶、阳台、地面上。
出风口应避开迎风方向。
2）主机（侧出风）与四周墙壁或其他遮挡物之间的
距离不能太小，出风口1米内不应有遮挡物，保证
主机换热器的吸热散热不受阻碍。
3）主机（顶出风）进风口1米内不能有遮挡物，出风口2米内不应有障碍物，保证主机换热器的吸热
散热不受阻碍。
当机组安装在屋檐下或机组上方有水平障碍物时，机组的安装位置必须在通风良好的地方，否则容易发生气流短路，造成机组散热能力差。
2.机组安装环境控制
1）尽量不在阳光直射的地方。
2）不在卧室的窗台或卧室的附近
3）进、出风有足够的距离，便于散热
4）能承受室外机自重的2-3倍以上的地方。
5）没有油烟或其它腐蚀气体的地方。
6）不影响其它因素或环境的地方。
七、采暖和冷暖系统介绍
1.采暖和冷暖系统分类
1）开式循环系统：
管路中的循环水与大气相通的系统。
循环水水与大气接触，易腐蚀管路；用户与机房高差较大时，水泵则需克服高差造成的静水压力，耗电量大。
2）闭式循环系统：
管路系统不与大气接触，在系统最高点设有排气阀的系统。
管道与设备不易腐蚀；不需克服高度差，从而循环水泵功率小。
3）同程式系统：
并联环路中的各支路的流程都是相
等的系统。
♦优点：
系统的水力稳定性好，各设备间的水量分配均衡。
♦缺点：
由于采用回程管，管道的长度增加，水阻力增大，使水泵的能耗增加，并且增加了初投资。
4）异程式系统：
并联环路中的各支路流程不等的系
统
♦优点：
异程式系统简单，耗用管材少，施工难度
小。
♦缺点：
各并联环路管路长度不等，阻力不等，流量分配难以平衡。
5）定水量系统：
系统中循环水量为定值，或夏季和
冬季分别采用不同的定水量，负荷变化时，改变供、
回水温度以改变制冷量或制热量的系统。
特点：
定水量系统简单，操作方便，不需要复杂的
自控设备和变水量定压控制。
6）变水量系统，一般适用于间歇性降温的系统（影
院、剧场、大会议厅等）：
保持供水温度在一定范
围内，当负荷变化时，改变供水量的系统。
特点：
变水量系统的水泵的能耗随负荷较少而降低，在配管设计时可考虑同时使用系数，管径可相应减少，降低水泵和管道系统的初投资；但是需要采用供、回水压差进行流量控制，自控系统比较复杂。
2.空气源热泵采暖和冷暖常用系统型式
采暖系统图——不带缓冲水箱
采暖系统图一一带缓冲水箱
冷暖系统图——不带缓冲水箱
冷暖系统图一一带缓冲水箱
八、水泵选型计算
冷暖系统按空调系统的水流量和水阻力选定水泵流
量和扬程。
1.水泵的流量：
在没有考虑同时使用率的情况下选定的机组，可根
据产品样本提供的数值乘以1.1〜1.2倍的系数选用。
如果考虑了同时使用率，建议用如下公式进行计算。
公式中的Q为没
有考虑同时使用率情况下的总负荷。
L=QX0.86/△T
L循环水流量m3/h
Q总负荷kW
△T――进回水温差C（采暖系统取10C,冷暖
系统取5C）
水泵的流量=（1.1〜1.2）X系统循环水量
2.水泵的扬程：
应为它承担的供回水管网最不利环
路的总水压降。
最不利环路阻力计算经验公式如下：
Hmax=△pl+△p2+0.05L（1+K）
△P1：
机组内部的水压降；
△P2：
最不利环路中并联的各末端装置的水压损失最
大一台（或部分）的水压降。
0.05L:
沿程损失取每100m管长约5mH0;
式中K为最不利环路中局部阻力当量长度总和与直
管总长的比值。
当最不利环路较长时K取0.2〜0.3;
最不利环路较短时K取0.4〜0.6。
水泵扬程（mH2O）=（1.1〜1.2）XHmax
3.其他要求：
水泵必须选用热水泵，其Q〜H特性曲线，应是随着
流量的增大，扬程逐渐下降的曲线。
同时适用于水/
乙二醇（最高30%）溶液。
应根据水泵提供商提供的参数要求，并根据现场水
力系统的要求选泵，水泵应在其高效区内运行。
九、膨胀罐选型计算
Pc心
1-旦
C=系统中的水容量（包括热泵主机、管道、末端等）
约为系统循环
水流量的1/15到1/20。
e=水的热膨胀系数（系统冷却时水温和锅炉运行时
的最高水温的水
膨胀率之差，见下表），标准设备中e=0.0359（90C）
P1=膨胀罐的预充压力（绝对压力）
P2=系统运行的最高压力（绝对压力）
V=膨胀罐的体积
选型经验：
5HP以下选用的2L膨胀罐
5-10HP选用的5L膨胀罐
10-18HP选用的8L膨胀罐
18-30HP选用的12L膨胀罐
30-45HP选用的18L膨胀罐
45-60HP选用的24L膨胀罐
（其中制冷/热量KW和HP的换算关系为1HP-2.
5KW
十、储能（缓冲）水箱计算
水暖系统需要考虑系统水容量对系统稳定性的影响，
对于空气源热泵地暖系统，最大的影响因素是冬季
机组除霜。
空气源热泵机组化霜时间为3-8min，取
化霜时间4min来计算蓄能水箱容积。
系统热稳定性要求：
冬季运行时，主机除霜时间4
min，供水温度允许降低不超过3C。
系统最小水容量M1:
=Q*T/（C*3）（kg）
Q——主机制热量（kw）
化霜时间（S）
C——水的比热取4.2（kJ/kgC）
系统水容量M2:
=0.15*L（kg）
L系统管路总长（m）
储能水箱有效容积M:
=M1-M2（kg）
十一、系统管道计算
1.管径计算公式如下：
lZlQ/3.uxie^oxv.;.
Q:
管段内流经的水流量（L/s）
D：
管道内径（mm）
单位m/s）
管径（nun）
15
20
25
32
40
推存流速（m/s）
0.4-0.5
0.5-0.6
0.6-0.7
0.7-0,9
0.8-1.0
管径（皿.）
30
65
80
100
12a
推荐流谨（m/s）
0.9-1,2
k1-1.4
1,2-1.1:
1
1.3-I.Hr|
>1易瞋谖題
1
2.管径经验选定法一一系统水流量和单位长度阻力
损失表
管内径（mm）
闭式水系统
开式水系统
流動nYh
KPa100m
漩®nJ/h
KPa100m
15
5
0-60
—
20
0.51.0
lO^CO
—*
—
2a
17
wro
Q〜L3
0"*43
32
2—4
10-60
L3-2
11-40
40
4〜6
10〜60
9—4
1070
50
6-11
\0~60
1〜8
10-40
65
11—18
10—60
87
10-40
80
1S-32
10—60
11-22
10-40
100
32-65
10〜60
22—45
10-10
125
65t115
10^60
1"就
3.连接各末端装置的供回水支管的管径，宜与设备
的进出水管接管管径一致，可查产品样本获知
十二、分集水器选择
1.材质为黄铜材质或不锈钢材质，同时适用于水/
乙二醇（最高30%）溶液。
2.一般规格：
主管管徒
r
L1/4"
1.1/2"
2*
支管管径
3/4"
3/4'
3/4*
3/4"
支管数
2
37
5~6
7-8
支管间距
firmI
60
60
60
60
3.选型建议：
根据盘管环路数选择分集水器支路数，
支路数应控制在8路以内，若超过8路，可增设多
一套分集水器解决。
分集水器主管管径应至少比系
统供水管管径大一个规格，支路数越多，分集水器
主管管径宜越大，具体以实际水力计算为准。
十三、地暖管的选择
1.地暖管管径
1）在水阻力不超限的情况下，水流速度越大管道内越不容易积气，有利于减小传热热阻从而增加散热
量。
一般管道内水流速度不得小于0.25m/s，一般流
速应在0.25m/s-0.5m/s之间为宜，分集水器内的水
流速一般不宜超过0.8m/s，过小的流速会影响散热
量，过大的流速则会增加水泵的负担，且水流噪声会较明显。
2）一般要求在任何情况下系统水流量不得小于系统
额定水流量的60%，如果实际中有可能出现流量小
于60%的情况，需加装压差旁通阀或其他旁通措施，否则可能导致机组保护。
3）从减少加热盘管的水侧阻力，提高采暖效果的角
度考虑，加热管道宜选择外径①20管道，从施工安
装方便的角度考虑，加热管道宜选择外径①16管道，
根据工程实际情况选择合适的方案。
2.地暖管长度
加热盘管的长度和环路简易计算（例：
米暖房间内
面积10川，分集水器与采暖房间连接距离10米）
盘（mn>
150
200
250
蒔平庁米用皆■（m）
6.7
5
4
加热盘管长度
Mi间iff枳X邯平方米用厂汁来歿房间至分集水器连接^*X2
10X6.7+10
X2
=87hi
10X5+10X2
1
10XU10X
lU
加热盘管长度建议：
每环路加热盘管长度宜控制在6
0〜80米，最长不应超过100米，各环路长度宜相等
或相近，管长差值应控制在15米内
3.地暖管材质
PE-X:
交联聚乙烯，力学性能好，耐低温和高温。
但是没有热塑性，不能采用热熔接，通常采用卡式
连接。
是目前欧洲在地暖系统中使用量最大的一个品种。
进口和国产的差价更大，低价位的产品应用存在一定的风险。
PE-RT:
中密度聚乙烯，力学性能好，耐应力开裂，低温冲击，耐水压，耐热蠕变的性能。
具有可以热熔连接、原料性能稳定可靠和柔韧性好等优点，其综合的优良特性使之在地板辐射采暖领域中具有一定的竞争力。
价格适中。
PB:
聚丁烯，管材最柔软，相同压力下，管壁设计最薄，是当前几种用于热水的塑料管中价格最贵和可靠性最高的品种。
由于采暖系统中渗入氧会加速系统的氧化腐蚀，选
择PB、PE-X、PE-RT塑料管道时宜选择含有阻氧层的管道。
十四、散热片的选择
1、根据房间的热负荷和散热片的散热量相匹配的原
则进行选型；
2、兼顾房间的舒适性、美观性来确定与之相符的散热片的型号；
3、散热片选型的计算方法：
A=Q/qxp1xp2
A：
散热片片数
Q：
房间热负荷
q：
单片散热量
p1：
散热片片数修正系数
征组片數
（&
6一10
11—20
>20
0.95
1.00
L-
2；匚塲魏验赴
P2:
散热片连接形式修正系数
连樓形
式
同彌匕进&
出
卜■进下
出
畀侧下进下
出
异侧下进上
出
同厠下进上
出
L0
L239
二我可
十五、风机盘管的选择
风机盘管分类
按形式：
卧式暗装、卧式明装、立式暗装、立式明
装、卡式五种
按厚度：
超薄型、普通型
按有无冷凝水泵：
普通型、豪华型
按机组静压：
OPa、12Pa、30Pa、50Pa、80Pa（机
外静压）
按照排管数量：
两排管、三排管
按制式：
两管制、四管制
确定型号以后，还需确定风机盘管的安装方式（明
装或安装），送回风方式（底送底回，侧送底回等）
以及水管连接位置（左或右）等条件。
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
考虑所接风管的沿程阻力、出风口的阻力、软接的
阻力，低静压（12pa）直接接风口或接不超过1米的
风管，中静压的风盘（30pa）接不超过四米的风管，
高静压（50pa）的风盘接不超过七米的风管。
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