江苏省无锡市某总部大楼空调系统设计开题报告

 2021-08-14 18:59:34

1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)

文 献 综 述

一、 地源热泵空调系统的概念与应用意义

地源热泵系统(ground source heat pumpsystems)是由室外地能换热系统、水源热泵机组和室内采暖空调末端系统三部分组成的供热空调系统,是利用水源热泵的一种形式[1]

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2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

一、本课题的研究内容

通过毕业设计中的工程设计,培养我们综合运用及深化所学基础理论、专业知识和基本技能的能力,培养我们独立分析问题和解决工程实际问题的能力,培养我们的创新精神和团队合作意识,提高对未来工作的适应能力。

本课题的训练内容主要包含:建筑物的负荷计算、水力计算、设备选型及系统设计。通过指导老师的指导,独立完成方案设计、系统设计、设备选型、绘制工程图、编写说明书等工作。

二、研究方法

负荷计算方法:

设计冷负荷是选择设备的主要依据,所以正确地计算建筑冷负荷对整个系统的设计十分重要。空气调节房间的夏季冷负荷,应根据各项得热量的种类和性质以及房间的蓄热特性,分别进行计算。通过围护结构进入室内的不稳定传热量、透过外窗进入室内的太阳辐射热量、人体散热量以及非全天使用的设备、照明灯具的散热量等形成的冷负荷,宜按不稳定传热方法计算确定;不宜把上述得热量的逐时值直接作为各相应时刻冷负荷的即时值。

新风解决方法:

总部大楼中工作人员是长期在这种环境中工作的,室内空气品质对人员的健康有着密切的关系。不良的空气品质导致人群患病态建筑综合症。改善空气品质不可缺少的是提供足够的新风。但是又考虑到能源方面的节约,所以采用一部分新鲜空气和室内回风混合处理后,送入室内消除室内的冷热负荷的方法。

三、研究过程

人类赖以生存的地球蕴藏着丰富的各类矿产资源,同时它还是一个非常巨大的能量资源库。以浅层地表为例,据调查地表以下5~10米的地层温度就不随室外大气温度的变化而变化,常年维持在15~17℃。冬季它比大气温度(5~-15℃)高,是可利用的低品位热源;夏季它比大气温度(25~40℃)低,是可利用的冷源。

地能热泵系统就是利用地层的冬暖夏凉的特性,通过提取和释放地层中的热量,实现冬季供暖和夏季制冷。冬季通过输入1kW的电能,热泵机组可吸收2.5~3kW的地能,为建筑物提供3.5~4kW的热能;夏季通过输入1kW的电能,能为建筑物提供3.5~4kW的冷能。而该项目技术成功的关键就在于如何从地层中提取和释放热能。

3.1水源热泵系统

水源热泵是通过抽取与地层同温度的地下水,机组与地下水换热后,地下水通过回灌井回灌到地层中。根据系统负荷量及需水量的大小,地层的出水能力和回灌能力来设计抽水井和回灌井的数量。抽灌井可为一抽一灌、一抽多灌或多抽多灌。

3.2地源热泵系统

地源热泵系统通过在密闭的换热管里循环的循环液与地层之间进行热量交换,冬季吸热、夏季散热。根据系统负荷量的大小,地层的导热能力来设计换热孔形式、数量和深度。

图1水源热泵示意图 图2地源热泵示意图

1.2.3两个系统对比

水源热泵

地源热泵

相同之处

站房内系统基本相同,都能同时具备供暖、制冷和制生活热水的功能

不同之处

需要钻凿抽灌井

需要钻凿换热孔

抽取、回灌地下水,作为热交换的媒介

循环液在换热管中密闭循环,不扰动地下水

机组进水温度稳定,与地层温度相同

冬季进水温度为10~13℃,夏季进水温为17~20℃

水井需要定期维护

换热孔不需要任何维护

本总部大楼工程位于江苏省无锡市,地下1层,地上4层,建筑总高19.5m,建筑面积13491m2。地下1层为汽车库;地上4层为科研办公用房。

考虑本工程有以下几个特点:

a、本办公楼的使用性质与时间全楼大体一致,所以整幢楼可选择用同样的空调系统和设备,管理比较方便,即采用集中或半集中空调系统。

b、本办公楼属于高档建筑物,对温湿度的控制要求非常严格。

c、位于市区范围,不能用燃煤锅炉,而且周围无蒸汽能源提供;

d、由于本工程无地下室,没有设备用房提供;

e、总部大楼员工不多,会议室较多,同时使用系数不大;

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