空气源热泵毕业设计

1、 本科毕业设计说明书 题 目： 院 （部）：专 业： 热能与动力工程班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 完成日期： 山东建筑大学毕业设计说明书目 录摘 要IVABSTRACTV1前 言11.1空气源热泵的概念与性质21.2空气源热泵的出力与气候31.3中国热泵的发展现状与未来展望42 原始资料82.1工程概况82.2气象参数82.3能源资料83 空调夏季冷负荷的计算93.1冷负荷的计算方法93.2房间冷负荷的计算133.3各房间冷负荷汇总173.4总负荷的逐时值244 湿负荷的计算255空调方式的确定265.1各种空调系统的适应条件265.2房间送风方式的确定265.3新风量的确定266 空调处理设备的选择计算286.1风机盘管的选型计算286.2新风机组的选型计算297 送、回风口的选择计算327.1风口的选择步骤327.2 风口形式和数量327.3 卫生间排风328 气流组织的计算339 管道的水力计算349.1风管的水力计算349.2水管水力计算3610各房间热负荷的计算3910.1热负荷计算方法3910.2 101房间采暖热负荷的计算4210.3 各房间冬季采暖热负荷的汇

2、总4311空气源热泵的选型4411.1空气源热泵的选型4411.2制冷制热量的校核4412地板采暖的设计数据4513加热管间距的确定及水力计算4614 地板采暖的水力计算4715其他设备的选型4815.1 分集水器的选型4815.2水泵的选型4816管道的消声减震保温防腐说明4916.1 管道的消声减振设计4916.1.1 消声设备选型4916.1.2 空调装置的防振4916.2 管道的保温防腐设计4916.2.1 保温材料的选用4916.2.2 保温材料的特点5016.2.3 管道保温及防腐要求5017 结 论52谢 辞53参考文献54摘 要本设计为650m2农家别墅应用空气源热泵的冷热水空调设计，前半部分对制冷系统进行了设计计算，制冷系统采用风机盘管加独立新风系统。设计首先对各个房间的冷负荷进行了计算，对设备进行了选型，并对房间的气流组织进行了校核计算。然后对风管系统以及水管系统进行了设计和水利计算。最后对管道的消声防震及保温措施进行了简要的说明。后半部分为采暖系统的设计计算，采暖系统采用地板采暖，首先对地热盘管间距进行了计算，在布管完成后进行了水力计算，并对分集水器等设备进行了选

3、型。制冷系统和采暖系统是一个整体，由空气源热泵提供冷热水。关键词：空气源热泵；风机盘管；独立新风系统；地板采暖The design of hot and cold water air condition of air-sourceheat pump of a 650m2 peasant villaABSTRACTThis design is about the hot and cold water air condition of air-source heat pump of a 550m2 peasant villa. The first part of the design is about the design and calculation of the refrigeration system, which adopts fan-coil unit and independent fresh air system. Firstly, the cooling load of each room is calculated, then the equipment is sele

4、cted, and lastly the air flow of each room is calculated. The ductwork system and the pipe system are designed, so is the hydraulic conservancy. Next are brief explanation of the attenuation and shockproof of the pipe. The second part of the design is the calculation of the heating system, which applies the floor heating. Firstly, the coil of terrestrial is calculated. Then hydraulic calculation is done after the completion of the pipe. Finely the manifold is selected. The refrigeration system a

5、nd the heating system are inseparable. The cold and hot water is provided by the air-source heat pump.Keywords: Air-source heat pump; Fan-coil unit; Independent fresh air system; Floor heating141前 言能原始人类懒以生存和发展的物质基础。随着人类文明的进步和社会发展，人类对能源的消耗愈来愈多，若不采取措施，将导致能源枯竭、环境恶化等严重后果。因此，大力发展新能源与可再生能源已成为我国21世纪发展国民经济和建设 小康社会刻不容缓的主要任务和战略目标。热泵技术是应用低位可再生能的重要技术措施之一。人们越来越关注如何通过热泵技术，将贮存在土壤、地下水或空气中的太阳能之类的自然能源以及生活和生产排出的废热，用于建筑物采暖和热水供应等方面，从而有效的降低高位能的耗散速度。按照采暖通风空气调节技术语标准（GB50155-92），热泵被定义为能实现蒸发器与冷凝器功能转换的制冷机。我们也可以称热泵为基于逆卡诺循

6、环原理工作，既可以用来制冷，又可以用来供热的机组。热泵的分类多种多样，如果按同热泵的蒸发器和冷凝器换热的介质不同分类，热泵可以分为：空气-空气热泵，空气-水热泵，水-水热泵、水-空气热泵、土壤-空气热泵及土壤-水热泵等。其中空气-水热泵机组，即空气热源热泵式冷热水机组在工程上的应用更为广泛。热泵机组的研究、生产与应用，在二十世纪七十年代才开始在美国等发达国家走上良性发展的道路。1980年我国在上海自行设计与生产了第一台以R12为工质，压缩机功率为55KW的空气水热泵机组，并投入了实际工程应用。一直至二十世纪八十年代末，空气源热泵冷热水机组的研究、生产、应用在我国才有了较快的发展。刚开始，应用热泵的工程主要为没条件设置锅炉或地价房价太贵或无空间设冷冻机房的建筑，可供选用的只有少数几个进口品牌的机组，机组形式比较单一，多为活塞压缩整体式风冷热泵机组。这几年采用热泵的工程，无论在地域上或在建筑功能与规模上都有了很大的突破，热泵机组的品牌、种类的选择空间大为扩大，既有许多进口品牌，又有不少国产品牌，有活塞压缩式热泵机组，又有螺杆式机组，有整体式机组，又有模块式热泵机组，单台机组制冷量从3RT-

7、400RT，应有尽有，而且机组的制冷、制热性能、质量、可靠性等都有明显的提高。1.1空气源热泵的概念与性质空气源热泵技术是基于逆卡诺循环原理建立起来的一种节能、环保制热技术。空气源热泵系统通过自然能(空气蓄热)获取低温热源，经系统高效集热整合后成为高温热源，用来取(供)暖或供应热水，整个系统集热效率甚高。空气源热泵冷热水机组有如下特点：1、 空调系统冷热源合一，且置于建筑物屋面，不需要设专门的冷冻机房、锅炉房，也省去了烟囱和冷却水管道所占有的建筑空间。对于寸土寸金的城市繁华地段的建筑，或无条件设锅炉房的建筑，空气源热泵冷热水机组无疑是一个比较合适的选择。 2、无冷却水系统，无冷却水系统动力消耗，无冷却水损耗。空调系统如采用水冷式冷水机组，自来水的损失不仅有蒸发损失、漂水损失、还有排污损失、冬季防冻排水损失，夏季启用时的系统冲洗损失，化学清洗稀释损失等等，所有这些损失总和约折合冷却水循环水量的25%，根据不同性质的冷水机组，折合单位制冷量的损耗量为2-4t/100RTh。这对我们某些严重缺少的城市来说，是一个比较可观的数量。另外，相当一部分工程在部分负荷情况下冷却水循环量保持不变。或根据

8、主机运行台数，只作相应的台数调节。我们以前的经济比较很少重视这一点。3、 由于无锅炉、无相应的燃料供应系统，无烟气，无冷却水，系统安全、卫生、简洁。对于暖道专业来说，锅炉房最有可能存在安全隐患，另外，冷却水污染形成的军团菌感染的病例已有不少报导，从安全卫生的角度，空气源热泵具有明显优势。4、 系统设备少而集中，操作、维护管理简单方便。一些小型系统可以做到通过室内风机盘管的启停控制热泵机组的开关。5、单机容量从3RT至400RT， 规格齐全，工程适应性强， 利于系统细化划分，可分层、分块、分用户单元独立设置系统等。6、夏天运行COP值较水冷机组较低，耗电较多，冬季运行节省能源消耗。对于南京这样冬冷夏热城市的一般建筑而言，热泵系统的全年能耗低于水冷机组加锅炉的空调系统，但按目前的能源价格，热泵系统的全年运行费用高于水冷机组加锅炉方案。7、造价较高。作为空调系统的冷热源方面的设备投资，空气源热泵冷热水机组造价较高，比水冷式机组加锅炉的方案的系统综合造价贵2030%，如只算冷热源设备，热泵的价格约为水冷机+锅炉的1.5-1.7倍。8、空气源热泵冷热水机组常年暴露在室外，运行条件比水冷式冷水机组

9、差，其寿命也相应要比水冷式冷水机组短。9、热泵机组的噪音较大，对环境及相邻房间有一定影响。热泵通常直接置于裙楼或顶层屋面，隔振隔音的效果，直接影响到贴邻房间及周围一些房间的使用。合理的位置设置与隔振隔音措施的到位，热泵噪音的影响可以基本消除。10、空气源热泵的性能随室外气候变化明显。室外空气温度高于40-45或低于-10-15时,热泵机组不能正常工作。1.2空气源热泵的出力与气候 在额定工况下，气温35，出水7，空气源热泵夏季制冷性能系数COP值在3.0左右，冬季（空气7，出水45）如不计化霜损失，制热系数COPH值也在3.0左右，空气源热泵的制冷、制热性能与室外气候有直接的关系, 空气源热泵冷热水机组供冷能力随室外温度的升高而降低，机组消耗功率随室外环境温度的升高而增加。当室外空气温度增至40时，制冷量一般要下降57%左右。空气源冷热水机组正常制冷的上限温度一般在40-45，个别品牌设有冷凝器风扇速度逐步控制系统，最大允许室外温度可达50左右。需要指出的是，跟冷却塔不一样，制冷工况下相对湿度对空气源热泵没不利影响，相反，相对湿度大，对冷却有利。 空气源热泵冷热水机组的制热特性更为复杂，当盘管表面温度低于空气露点温度时，空气会结露，此时盘管表面发生了相变换热，有利于提高热泵机组的制热能力，但当盘管表面温度低于空气冰点温度（0以下）时，如果空气中的相对湿度同时达到某一程度，盘管表面就会结霜，如不及时化霜，霜层会越结越厚，影响空气实际流通量，并阻

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