桂林某三层办公楼水源热泵系统的设计.docx
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桂林某三层办公楼水源热泵系统的设计
本次毕业设计的题目：
桂林某三层办公楼水源热泵系统的设计。
Ⅰ建筑物的相关资料
此办公楼分三层,每层层高3.6m。
1．屋面：
构造类型，保温材料为沥青膨胀珍珠岩，其厚度为L=100，Ⅱ类。
表1-1
壁厚δmm
保温层厚度mm
导热热阻㎡k/w
传热系数w/㎡k
类型
70
100
1.63
0.55
Ⅱ
2．墙：
外墙：
水泥砂浆砖墙白灰粉。
内墙：
双面抹灰24砖，与邻室室内设计温度相同，走廊温度低于室外温度2℃。
表1-2
壁厚mm
导热热阻㎡k/w
传热系数w/㎡k
类型
370
0.50
1.50
3．外窗：
单层窗6mm厚普通玻璃，金属窗框，80％玻璃。
挂浅色内窗帘。
4．人数：
根据实际情况每层楼办公室为4人，会议室为30人。
5．照明设备：
荧光灯暗装，办公室照明时间为10小时，功率和为180w，会议室照明时间4小时，功率和450w。
6．电子设备：
每间办公室每人配有一台电脑，开机时间为:
8:
00—12:
00
2桂林的气象参数室外气象参数和室内设计的标准：
查《空气调节》确定桂林地区的纬度和海拔。
桂林处于北纬25°20ˊ其海拔为161.8m。
⒉⒈桂林地区室外空气计算参数
夏季室外大气压力为98.61kpa
夏季空调计算平均干球温度tp=30.5℃
夏季空调计算干球温度tw=33.9℃
夏季空调计算湿球温度tg=27℃
夏季平均日较差△tr=6.5℃
夏季室外平均风速为1.5m/s
冬季室外大气压为100.29kpa
冬季空调计算平均温度tw=-2.9℃
冬季空调计算干球温度tg=0℃
冬季室外平均风速为3.2m/s
⒉⒉室内空气设计标准
根据“采暖通风”和“空气调节规范”确定办公室室内空气设计标准:
夏季室内空气温度tN=26℃
夏季室内空气相对湿度φN=50%
夏季室内风速小于0.3m/s
室内空气稍高于室外大气压
夏季计算维护结构传入室内的热量时,应按不稳定传热过程计算,因此必须
得出设计日的室外平均温度和逐时温度。
已知设计日的室外平均温度和逐时温度。
夏季空调室外计算逐时温度,可按以下确定:
tsh=twp+β△tr…………公式（2-1）
tsh：
室外计算日的逐时温度,℃
twp：
夏季空气调节室外计算日平均温度（可由《空气调节》查得）
△tr：
夏季室外计算平均日温差,℃（可由《空气调节》查得）
β：
室外温度逐时变化系数,见下表3
表2-1
时刻
7
8
9
10
11
12
13
β
-0.28
-0.12
0.03
0.16
0.29
0.4
0.48
时刻
14
15
16
17
18
19
β
0.52
0.51
0.43
0.39
0.28
0.14
由公式
（1）对照表3计算出7－19时刻之间的室外温度统计在下表4
表2-2
时刻
7
8
9
10
11
12
13
β
28.68
29.72
30.7
31.54
32.39
33.1
33.62
时刻
14
15
16
17
18
19
β
33.88
33.37
32.85
32.59
31.87
30.96
3.空调负荷的计算:
建筑物空调冷负荷形成的过程（空气调节P33）
冷负荷系数法计算空调负荷（从第三层开始计算）
320办公室冷负荷计算
⒊⒈围护结构的冷负荷
⑴办公室320屋顶的负荷:
…………（公式3-1）
…………（公式3-2）
其中:
K：
屋顶结构的传热系数0.55w/（m2.k）
F：
屋顶的计算面积，根据已知F＝5.69*4.26＝24.26㎡。
tn：
夏季室内空气的温度℃，tn＝26℃
tln：
屋顶的冷负荷计算温度的逐时值℃
表3-1
时间
7
8
9
10
11
12
13
tln
34.66
33.55
32.53
31.69
31.23
31.23
31.60
tln-tn
8.66
7.55
6.53
5.70
5.23
5.23
5.60
Q
117.65
71.24
100.73
77.43
71.05
71.05
76.08
时间
14
15
16
17
18
19
tln
32.53
33.83
35.40
37.07
38.74
40.32
tln-tn
6.53
7.83
9.40
11.07
12.74
14.32
Q
88.71
106.38
127.7
149.58
173.08
194.54
⑵办公室320南墙冷负荷:
…………（公式3-3）
…………（公式3-4）
F:
南墙面积:
3.6*4.26－2.4*1.8＝11.02m2
传热系数K=1.5w/m2.k
修正系数Ka=0.986修正系数Kp=0.94
修正系数查《空气调节》得td=-1.9不同地区不同朝向不同P319
表3-2
时间
7
8
9
10
11
12
13
tln
30.68
30.31
29.94
29.66
29.29
29.01
28.73
tln-tn
4.68
4.31
3.94
3.66
3.29
3.01
2.73
Q
77.36
71.24
35.13
60.50
54.38
49.76
45.13
时间
14
15
16
17
18
19
tln
28.64
28.73
28.92
29.19
29.66
30.12
tln-tn
2.64
2.73
2.92
3.19
3.66
4.12
Q
43.63
45.13
49.09
52.73
60.50
68.10
⑶办公室320东墙冷负荷:
…………（公式3-5）
…………（公式3-6）
F:
东墙面积:
3.6*5.695=20.5m2
传热系数K=1.5w/m2.k
修正系数Ka=0.986修正系数Kp=0.94
修正系数查《空气调节》得td=0.0
表3-3
时间
7
8
9
10
11
12
13
tln
33.74
33.37
32.96
32.62
32.44
32.44
32.62
Q
238
226.63
214.02
203.57
198.03
198.03
203.57
时间
14
15
16
17
18
19
tln
32.99
33.46
33.92
34.38
34.76
35.13
Q
214.94
229.40
243.54
257.69
269.37
280.75
⑷办公室320靠走廊内墙冷负荷:
…………（公式3-7）
…………（公式3-8）
F:
内墙面积:
3.9*3.6-2*1=12.04m2
传热系数K=1.75w/m2.k
修正系数Ka=0.986修正系数Kp=0.94
修正系数查《空气调节》得td=1.3
表3-4
时间
7
8
9
10
11
12
13
tln-tn
3.61
3.14
2.96
2.68
2.49
2.31
2.21
Q
74.76
65.03
59.43
55.5
51.56
47.84
45.77
时间
14
15
16
17
18
19
tln-tn
2.12
2.12
2.21
2.31
2.49
2.68
Q
43.9
43.9
45.77
47.84
51.56
55.5
⒊2.外窗门瞬变传热引起的负荷
⑴门
办公室320门的负荷:
…………（公式3-9）
F：
门的面积2*1＝2㎡
K:
单层木框门传热系数，K＝2.33w/m2.k
表3-5
时间
7
8
9
10
11
12
13
tln-tn
3.61
3.14
2.96
2.68
2.49
2.31
2.21
Q
16.82
14.63
13.79
12.49
11.6
10.76
10.30
时间
14
15
16
17
18
19
tln-tn
2.12
2.12
2.21
2.31
2.49
2.68
Q
9.88
9.88
10.30
10.76
11.60
12.49
⑵外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷：
………..（3-10）
…………（公式3-11）
由《空气调节》表9查得单层玻璃窗得传热系数K值，当aN=8.7w/m2.k,aW=17.4w/m2.k*0.986=17.6w/m2.k,查得K=5.61w/m2.k
td：
玻璃窗得地点修正系数，td=1
表3-6
时间
7
8
9
10
11
12
13
tln-tn
1
1.9
2.9
4
4.9
5.8
6.5
Q
24.24
46.05
70.28
96.94
111.39
134.76
160.32
时间
14
15
16
17
18
19
tln-tn
6.9
7.2
7.2
7
6.6
5.8
Q
167.32
167.29
167.29
162.65
153.35
134.76
⑶南外窗进入日射得热引起得冷负荷：
………（3-12）
查得单层钢窗的效面积系数为0.85，故窗的有效面积F=4.32*0.85=3.672m2.查得遮挡系数为Cs=0.93，遮阳系数为Cn=0.50.综合遮阳系数Cz=0.93*0.50=0.465。
维度为25°20′时南向日射，得热因数Dj=145W/m2.因桂林地处北纬27°30′以南属南区，查《空气调节》有遮阳设施得窗，冷负荷系数逐时值。
表3-7
时间
7
8
9
10
11
12
13
CLQ
0.31
0.47
0.60
0.69
0.77
0.87
0.84
Q
76.75
116.36
148.55
170.83
196.64
215.40
207.97
时间
14
15
16
17
18
19
CLQ
0.74
0.66
0.54
0.38
0.20
0.13
Q
183.21
163.14
133.70
94.08
49.52
32.19
⒊⒊办公室内部热源散热引起的冷负荷
⑴人体散热引起的冷负荷：
①人体显热散热形成的冷负荷
W……（3-13）
n：
室内总人数；n=4人
：
群集系数；（见《中央空调》表P66页2-15）
q1：
不同室温和劳动性质时成年男子散热量，W；（见《中央空调》表P67页2-16）
q1=63
T：
人员进入空调房间的时刻，点钟；
τ-T：
人员进入房间时到计算时刻的时间，h；
：
τ-T时刻人体显热散热量的冷负荷系数
②人体散湿形成的潜热冷负荷：
W……（3-14）
Ql：
名成年男子小时潜热散热量，见《中央空调》表P67页2-16
Ql=45
n：
室内总人数；n=4人
表3-8
时间
7
8
9
10
11
12
13
CLQ
0.02
0.01
0.49
0.59
0.66
0.71
0.27
LQx
4.84
2.42
118.54
261.72
159.67
344.56
65.32
LQ
177.64
175.22
291.34
315.53
332.47
344.56
238.12
时间
14
15
16
17
18
19
CLQ
0.21
0.65
0.73
0.77
0.81
0.35
LQx
50.8
157.25
176.6
186.28
195.96
84.67
LQ
223.6
330.05
349.4
359.08
368.76
257.47
⑵照明散热引起的冷负荷：
荧光灯的冷负荷LQ=n1n2NCLQ……（公式3-14）
N:
照明灯具功率
n1:
镇流器消耗功率系数,安装荧光灯镇流器装在顶棚内n1=1.0
n2:
灯罩隔热系数,荧光灯罩上部穿小空,下部为玻璃板n2=0.5
CLQ：
照明散热冷负荷系数。
表3-9
时间
7
8
9
10
11
12
13
CLQ
0.86
0.89
0.90
0.91
0.92
Q
0
77.4
80.1
81
81.9
82.8
时间
14
15
16
17
18
19
CLQ
0.69
0.86
0.89
0.90
0.91
0.92
Q
62.1
77.4
80.1
81
86.9
82.8
办公室320各项冷负荷总汇
表3-10
时间
7
8
9
10
11
12
13
Q1
117.65
102.57
100.73
77.43
71.05
71.05
76.08
Q2
77.36
71.24
65.13
60.50
54.38
49.76
45.13
Q3
238
226.63
214.02
203.57
1983.03
198.03
203.57
Q4
74.76
65.03
59.43
55.5
51.56
47.84
45.77
Q5
16.82
14.63
13.79
14.49
11.60
10.76
10.30
Q6
24.24
46.05
70.28
96.94
113.85
134.76
151.03
Q7
76.75
116.36
148.55
170.83
196.64
215.40
207.97
Q8
177.64
175.22
291.34
315.53
332.47
344.56
238.12
Q9
600
600
600
600
600
600
600
Q10
0
0
77.4
80.1
81
81.9
0
总计
1403.2
1417.73
1640.67
1675.79
1710.58
1754.06
1670.67
时间
14
15
16
17
18
19
Q1
88.71
106.38
127.7
149.58
173.08
194.54
Q2
43.63
45.13
49.09
52.73
60.50
68.10
Q3
214.94
229.40
243.54
257.69
269.37
280.75
Q4
43.90
43.9
45.77
47.84
51.56
55.50
Q5
9.88
9.88
10.30
10.76
11.6
12.49
Q6
160.32
167.29
167.29
162.65
153.35
134.76
Q7
183.21
163.41
133.7
94.08
49.52
32.19
Q8
223.6
330.05
349.4
359.08
368.76
257.47
Q9
600
600
600
600
600
600
Q10
62.1
77.4
80.1
81
81.9
82.8
总计
1630.29
1826.84
1806.89
1815.41
1819.64
1718.86
302办公室冷负荷的计算：
⒈围护结构及门窗冷负荷的计算：
⑴屋面冷负荷Q1，南墙冷负荷Q2，靠走廊内墙Q3，外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷Q5，南外窗日射得热引起的冷负荷Q6，门的冷负荷Q7计算如320办公室。
计算值见320办公室各项对应冷的值。
⑵302办公室西外墙冷负荷：
…………公式（3-3）
…………公式（3-4）
F：
西外墙面积F=3.6*5.69=20.5㎡。
K：
传热系数：
K=1.5W/㎡k。
表3-11
时间
7
8
9
10
11
12
13
tl+td
38.2
37.8
37.3
36.8
36.3
35.9
35.5
tln
35.4
35.03
34.57
34.11
33.64
33.27
32.9
Q
289.05
277.67
263.53
249.38
234.9
207.20
196.65
时间
14
15
16
17
18
19
tl+td
35.2
34.9
34.8
34.8
34.9
35.3
tln
32.62
32.35
32.25
32.25
32.35
32.72
Q
188.67
195.26
192.19
192.19
195.26
203.57
⑵内部冷负荷的计算：
人员散热Q8，照明散热Q9，电子设备人散热形成的冷负Q10荷计算值如320办公室各项冷负荷值。
办公室302各项冷负荷总汇
表3-12
7
8
9
10
11
12
13
Q1
117.65
102.57
100.73
77.43
71.05
71.05
76.08
Q2
77.36
71.24
65.13
60.50
54.38
49.76
45.13
Q3
74.76
65.03
59.43
55.5
51.56
47.84
45.77
Q4
289.05
277.67
263.53
249.38
234.9
207.20
196.65
Q5
24.24
46.05
70.28
96.94
113.85
134.76
151.03
Q6
76.75
116.36
148.55
170.83
196.64
215.4
207.97
Q7
16.82
14.63
13.79
12.49
11.6
10.76
10.30
Q8
176.64
75.22
291.34
315.53
332.47
344.56
238.12
Q9
600
600
600
600
600
600
600
Q1
0
0
77.4
80.1
81
81.9
0
总计
1614.89
1624.19
1839.07
1864.67
1891.1
1927.85
1837.72
时间
14
15
16
17
18
19
Q1
88.7
106.38
127.7
149.58
173.08
194.54
Q2
43.63
45.13
49.09
52.73
60.50
68.10
Q3
43.9
43.9
45.77
49.84
51.56
55.5
Q4
203.57
195.26
192.19
192.19
195.26
203.57
Q5
160.32
167.29
167.29
162.65
153.35
134.76
Q6
183.21
163.41
133.7
94.08
19.52
32.19
Q7
9.88
9.88
10.30
10.76
11.6
12.49
Q8
223.6
330.05
349.4
359.08
368.76
257.47
Q9
600
600
600
600
600
600
Q10
62.1
77.4
80.1
81
86.9
82.8
总计
1790.23
1976.97
1949.87
1954.87
1954.4
1854.43
304办公室冷负荷的计算:
⑴外围护结构及门窗冷负荷计算
屋面,南墙,靠走廊内墙,外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷,南外窗日射得热引起的冷负荷,门的冷负荷,同于办公室320各项冷负荷的计算值。
⑵内部热源引起的冷负荷计算
人员散热，照明设备散热，电子设备散热引起的冷负荷同于320办公室各项冷负荷计算值。
办公室304各项冷负荷总汇
表3-13
时间
7
8
9
10
11
12
13
Q1
117.65
102.57
100.73
77.43
71.05
71.05
76.08
Q2
77.36
71.24
65.13
60.50
54.38
49.76
45.13
Q3
74.76
65.03
59.43
55.50
51.56
47.84
45.77
Q4
24.24
46.05
70.28
96.94
113.85
134.76
151.03
Q5
76.75
116.36
148.55
170.83
196.64
215.40
207.97
Q6
16.82
14.63
13.79
14.49
11.6
10.76
10.3
Q7
177.64
175.22
291.34
315.53
332.47
344.56
238.12
Q8
600
600
600
600
600
600
600
Q9
0
0
77.4
80.1
81
81.9
0
总计
1325.84
1346.49
1575.54
1615.29
1656.2
1704.3
1625.54
时间
14
15
16
17
18
19
Q1
88.71
106.08
127.7
149.58
173.08
194.54
Q2
43.63
45.13
19.09
52.73
60.50
68.10
Q3
43.9
43.9
5.77
47.84
51.56
55.5
Q4
160.32
167.29
167.29
162.65
153.35
134.76
Q5
183.21
163.41
133.70
94.08
49.52
32.19
Q6
9.88
9.88
10.30
10.76
11.6
12.49
Q7
223.6
330
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