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地板辐射采暖及制冷系统的设计 摘 要 摘 要 地板辐射采暖和制冷是一种较为理想的空气调节方式， 它以低温热水或中温冷 水为媒介，通过埋设在地板下的换热管均匀地加热或冷却地板，从而均匀地向室内 辐射能量，达到调节室内空气温度的目的。独立新风系统承担一定的室内冷负荷, 可有效地防止结露。地板辐射供冷与独立新风系统作为一种新型的空调组合方式， 即提高了舒适性要求，又节能，是值得推广和应用的。 本课题是为一栋位于北京总建筑面积约为 663.76 平方米的三层别墅设计一套 地板辐射采暖及制冷系统。根据气候和地理位置参数，计算房间冷负荷。根据计算 出的房间冷负荷和新风冷负荷， 得出北京地区民用建筑夏季较适合使用地板辐射制 冷+独立新风系统的结论，并且计算出地板辐射盘管需要的冷负荷，进行室内地板 辐射盘管设计计算，校核冬季热负荷。在满足上述条件的情况下，选取冷热源、分 集水器以及水泵。绘制图纸，完成地板辐射采暖及制冷系统的设计。 关键词关键词：地板辐射采暖及制冷，独立新风，结露，土壤源热泵，别墅 i 地板辐射采暖及制冷系统的设计 abstract floor radiation heating and cooling is a rather perfect air-conditioning way, which uses low temperature hot water or mild temperature as heat medium, it heats or cools the floor equably by the heat exchange pipes buried under the floor and radiate energy to the indoor environment equably, and accordingly, indoor air temperature is accommodated. dedicated outdoor air system could not only take certain cooling load but also prevent dew condensation by dehumidified air. as a new air-conditioning mode, the dedicated outdoor air with floor radiation cooling system is more comfortable and energy saving, and deserves to be popularized and applied. this subject is one in beijing, the total floor area of approximately 663.76 square meters of a three-story villa design radiant floor heating and cooling systems. according to climate and geographical location parameters, calculate the room cooling load. according to the calculated room cooling load and the new air-cooled load, obtained is more suitable for civil use radiant floor cooling + dedicated outdoor air system conclusions in beijing in summer, and to calculate the required floor radiant cooling load coil, indoor radiant floor coil design calculations, checking the heat load in winter. in the case of the above conditions, select the cool or heat source, sub-catchment, and water pumps. drawing drawings, complete radiant floor heating and cooling system. keywords: radiant floor heating and cooling, dedicated outdoor air, condensation, ground source heat pump, villas ii 地板辐射采暖及制冷系统的设计 目 录 第一章 前言.1 1.1 选题背景.1 1.2 研究意义.1 1.3 地板辐射采暖及制冷系统的概况.2 1.3.1 地板辐射采暖及制冷系统的分类.2 1.3.2 地板辐射采暖及制冷系统的原理.2 1.3.3 地板辐射采暖及制冷系统的特点.3 1.3.4 地板辐射制冷系统的研究进展.4 1.4 设计基本内容.4 1.4.1 地理位置和气候及工程概况.4 1.4.2 设计的主要步骤.5 1.4.3 拟解决的主要问题.5 第二章 设计方案的确定.6 2.1 室内地板层构造及传热机理.6 2.2 室内地板盘管管路敷设方式.7 2.3 室内地板盘管管材的选择.8 2.4 室内地板辐射盘管管路设计参数.8 2.5 室内定时温控系统与室内远程温控系统的比较.10 2.6 冷热源系统.10 2.6.1 冷热源系统的确定.10 2.6.2 土壤源热泵系统的工作原理.11 2.6.3 土壤源热泵系统的特点.12 第三章 地板辐射采暖及制冷系统的设计计算.13 3.1 地板辐射采暖及制冷系统的设计参数.13 3.2 室内冷负荷计算.14 3.2.1 外墙和屋面瞬变传热的冷负荷的计算方法.15 3.2.2 内围护结构的冷负荷的计算方法.15 3.2.3 外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷的计算方法.16 iii 地板辐射采暖及制冷系统的设计 3.2.4 透过玻璃窗的日射得热引起冷负荷的计算方法.16 3.2.5 人体散热引起冷负荷的计算方法.17 3.2.6 照明设备引起冷负荷的计算方法.18 3.2.7 设备显热散热形成的冷负荷的计算方法.18 3.2.8 渗透空气显热冷负荷的计算方法.19 3.2.9 食物的显热散热冷负荷的计算方法.20 3.2.10 散湿量与潜热冷负荷的计算方法.20 3.2.11 空调房间冷负荷的确定.22 3.3 以一层卧室为例计算冷负荷手算与鸿业算对比.22 3.3.1 围护结构瞬变传热引起的冷负荷.22 3.3.2 内围护结构冷负荷.27 3.3.3 外玻璃窗瞬变传热与透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷.27 3.3.4 人体散热引起的冷负荷.32 3.3.5 照明散热引起的冷负荷.35 3.3.6 室内设备引起的冷负荷.37 3.3.7 以一层卧室为例的冷负荷计算汇总结果.39 3.3.8 所有房间的冷负荷及热负荷计算结果数据.42 3.4 新风冷负荷的计算.45 3.4.1 新风引起的冷负荷的计算方法.45 3.4.2 新风引起的冷负荷的计算过程及结果.46 3.5 室内地板辐射盘管系统的设计计算.51 3.5.1 室内地板辐射盘管系统冷负荷的计算.51 3.5.2 地板辐射系统传热计算的理论分析及计算结果.52 3.5.3 室内地板辐射盘管系统的设计结果.59 第四章 设备选型.62 4.1 设备选型的计算方法.62 4.1.1 地板辐射采暖及制冷系统水管管径的确定.62 4.1.2 供、回水集管的设计.62 4.1.3 水头损失计算.63 4.1.4 冷（热）水泵的配置与选择.64 iv 地板辐射采暖及制冷系统的设计 4.1.5 膨胀水箱的配置与选择.65 4.2 设备选型的计算过程及数据结果.66 4.2.1 供回水系统管路计算.66 4.2.2 土壤源热泵系统管径计算.71 4.2.3 分水器、集水器的计算及选型.72 4.2.4 水泵的计算及选型.73 4.2.5 膨胀水箱的计算及选用.74 第五章 技术要求.75 5.1 技术要求.75 5.1.1 防腐和保温要求.75 5.1.2 材料要求.75 5.2 施工要求及规范.75 5.2.1 土建要求.75 5.2.2 设备要求.75 5.2.3 施工规范.75 5.3 地板辐射采暖及制冷系统施工注意事项.76 第六章 结论.77 参考文献.78 致谢.80 声明.81 v 地板辐射采暖及制冷系统的设计 第一章 前言 1.1 选题背景 在我国的一些发达城市，夏季制冷、冬季采暖与供热所消耗的能量已占建筑物 总能耗的40-50% 1。对于冬季采暖的建筑来说，人们大量使用燃煤锅炉、燃油锅炉 来采暖，致使给大气环境造成了极大的污染，也对人们的健康形成了威胁。对于夏 季制冷的建筑来说，传统的空调因其造成的环境污染而面临着严峻的挑战。夏季天 气炎热， 室外温度高， 直接导致空调负荷增大， 与此同时空调的室外机向室外散热， 使得传热温差变小，结果使得空调效率降低，设备费电。由此看来，燃煤供暖与空 调制冷均给环境造成了污染。 就我国电力能源这一方面而言，大部分地区冬冷夏热的气候条件，造成夏季大 面积的使用空调制冷以及冬季大面积的使用电炉供暖，进而造成供电紧张，形成电 荒。此外，空调、电炉等设备要占据家居内部使用面积，安装也很容易破坏室内设 计的美观感，不使用时还要适时的进行维护等诸多不足之处。 基于以上三个方面，新型的采暖制冷形式油然而生，即地板辐射采暖及制冷系 统。近年来，随着建筑保温程度的提高和管材的发展以及人们对建筑环境的要求不 断提高,再结合地板辐射采暖及制冷系统以其节能性、室内温度均匀舒适、温度梯 度小、辐射散热制冷、避免空气对流污浊，使用寿命长，不易渗漏，不占用使用面 积 2、清洁美观等特点，使得此系统在北方地区被大量采用，夏热冬冷地区也有发 展的趋势 3，尤其是住宅和别墅使用的更为普遍4。由此可见，地板辐射采暖及制 冷系统是非常有前景的一种室内暖通方案，值得推广和使用。 1.2 研究意义 由现代医学常识得出结论：暖人先暖脚。在传统的取暖方式中，以暖气取暖居 多，热气从暖气片向上跑，无法形成良好的冷热循环 5。有数据显示，以此类取暖 方式获得的房间顶部温度大约有30，而人体所处的位置尤其是脚部仅有15，甚 至更低 6，在这样的温度分布下，人长时间的坐立会感觉到不舒服。此外，暖气片 的安放也无疑占用了居住者一定的空间，影响了房间的使用功能。 当外界温度升高时，人们就会不自觉的开启空调。无论是家用壁挂式、柜式空 1 地板辐射采暖及制冷系统的设计 调，还是如风机盘管的末端装置，送风方式均是上送风或者侧送风，这样直接的制 冷方式，不能充分满足人们对舒适性的要求。同采暖装置的安放问题，空调机组的 安装在居住者室内也同样占据了一定的使用空间，减少了房间内部的使用面积。 综合以上两个方面，地板辐射采暖与制冷系统是融合了暖气、锅炉和空调的优 点，并且解决了传统采暖及制冷方式缺点的最舒适的方式之一。 就采暖而言，地板辐射采暖使整个地板均匀散热，使得室内地表温度均匀，室 温由下而上逐步降低，这种温度曲线正好符合人体生理需求，给人以脚暖头凉的舒 适感受，满足健康需求。 就制冷而言，地板辐射所散发的温度不会很低，再经过由下至上的传递过程， 使得冷气对人体上身以及头部的冲击力减小。有了这样的缓和过渡过程，就会很容 易的满足人体舒适度的要求，给予居住者一个既舒适又健康的生活环境。 就安装方式而言，由于管路全部敷设在地板下，节省了暖气片和空调室内机的 安放占用空间，增加了2%-3% 5的室内使用面积，有利于室内装修，便于摆放家具。 再加上地面盘管并填充混凝土，也有利于隔音和降低楼板撞击声。 地板辐射采暖制冷的方式，有效利用各种低品位能源，具有节能效果。在较对 流采暖和制冷方式节省能量的同时，又为居住者减少不必要的占用面积，维护工作 量小，以及其易于实现分户计量、分室控制等众多优点，使得地板辐射采暖及制冷 系统成为未来采暖与制冷方式的主流趋势，前景可佳。 1.3 地板辐射采暖及制冷系统的概况 1.3.1 地板辐射采暖及制冷系统的分类 地板辐射采暖及制冷系统包括水媒辐射和电热辐射两种形式 3， 其中水媒辐射 在目前应用的最为广泛，同时也避免了使用电热辐射易导致电荒的结果，本设计将 采用水媒辐射形式。 1.3.2 地板辐射采暖及制冷系统的原理 如图1-1所示，水媒地板辐射系统由冷热源、管路系统、分水器、集水器、水 泵、补水/定压装置及阀门、温度计、压力表等装置组成。地板辐射所采用的散热 及制冷载体是水管， 在水管中通入3540的热水， 依靠热水的热量向室内供热 7。 同理，夏季时，管内通入1821的冷水，与地板换热达到制冷的目的。 2 地板辐射采暖及制冷系统的设计 图 1-1 水媒地板辐射系统图 3 1.3.3 地板辐射采暖及制冷系统的特点 地面辐射系统具有美观、室内温度分布均匀、舒适性好、节约能源、易实现 单户热计量、维护管理方便等优点 9，是一种非常有前景和应用价值的室内暖通方 案。 主要优点如下： 对新型的冷热源（地热、太阳能等）有很好的适应能力，系统运行可靠，便 于控制； 因地面辐射发热量占总发热量的50以上 3，使得室内温度分布均匀，舒适 性好。进而减少了无效的热损失，降低能耗，节能10-20 10； 易于实现分户计量和分室控温； 地板辐射采用塑料管道，并按照一定方式盘绕，布满加热面，因此使得系统 末端阻力较大，不易产生水力失调； 节省室内空间。 主要缺点如下： 占用层高空间多； 地面二次装修时，易损坏地下管线； 地板上不宜铺设地毯之类的装饰品，否则容易影响采暖效果； 由于管道中循环的是冷水，所以楼板板面温度比室内温度低，当表面温度低 3 地板辐射采暖及制冷系统的设计 于空气露点温度时，会产生结露，影响室内卫生条件。本设计采用地源热泵为冷热 源，因地源热泵的管路换热温差小，因而使得结露的可能性减小； 造价较散热器采暖高。但据生产厂家透露，近一年来全国由几个生产厂家发 展到一百多个，随着生产量的增多，价格比随之降低，因此地板采暖有很大的发展 潜力。 1.3.4 地板辐射制冷系统的研究进展 在20世纪50年代，已有人提出地板辐射制冷的设想，但真正的研究和付诸实施 是在20世纪80年代以后。近年来国内也逐步开始研究地板辐射制冷，因其具有与辐 射采暖共用一体的优点外，还具有舒适性强、温度分布均匀、节能等优点，所以很 受重视。 重庆大学王文等进行了地源热泵地板辐射的联供试验， 获得了冬夏季运行 工况各项参数，发现冬季供热受室外空气影响较小，供回水温差不宜大于5；夏 季供冷为防止结露，供回水温差宜控制在11.5左右，且水温不能太低，在类似 重庆的高湿度地区供冷量不足，需要添加除湿设备 11。浙江大学王奕坛、程光明在 讨论辐射地板供冷系统的除湿问题时，首次提出了启动湿负荷的概念，并给出了启 动湿负荷的计算方法，并对风机盘管应用于辐射地板供冷除湿进行了分析和探讨 12。南京师范大学13研究了地板辐射在不同城市应用的可行性，并做了上下层双向 供冷试验研究，在室内露点为19的条件下获得了较满意的供冷效果。青岛建筑工 程学院胡松涛通过实验与结果分析，指出防止地板结露的三种方式:调节冷水温度 或流量，通入新风及添加其它独立的除湿设备，实验结果表明，三种方案不同程度 的解决了空调房间的湿负荷问题，避免了地板表面凝露的产生 14。2003年张烨等提 出采用干燥的新风来防止系统结露的产生，采用辐射空调与置换通风相结合的方 式，一方面满足卫生要求，另一方面可以有效的控制结露的产生 15。 由此看来，地板辐射系统是一项很有发展前景的室内暖通系统。 1.4 设计基本内容 1.4.1 地理位置和气候及工程概况 本建筑是一幢三层高的别墅楼，地处北京市。北京位于东经11525117 30、北纬39284105之间，气候类型属于暖温带半湿润大陆性季风气 4 地板辐射采暖及制冷系统的设计 候，夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥，春、秋短促。年平均气温1012。1月-7 -4，7月2526。全年无霜期180200天，西部山区较短。年平均降雨量600 多毫米， 为华北地区降雨最多的地区之一。 降水季节分配很不均匀， 全年降水的80% 集中在夏季6、7、8三个月，7、8月常有暴雨。 本别墅楼共三层，地下一层主要用于娱乐休闲，地上一层、二层主要用于居住 休息。每层层高均为 3.3m。建筑物总高度约为 9.525m。总建筑面积约为 663.76m。 1.4.2 设计的主要步骤 确定建筑概况； 了解主要设计参数，筛选并确定可行的设计方案； 根据设计条件，计算室内冷热负荷； 根据室内冷热负荷，进行室内地板辐射盘管的设计计算； 选择并确定冷热源系统； 计算并确定室内分集水器和水泵； 绘制地板辐射采暖及制冷系统的平面图和系统轴侧图； 对地板辐射采暖及制冷系统设计检查及修正。 1.4.3 拟解决的主要问题 布管情况的研究： 由于是地板辐射系统， 所以要求所有的管路要埋于地板下， 不能敷设在天花板内或吊顶布管； 每条供回水循环回路采用一根管路可否实现供回 水的要求以及敷设一层管路能否实现冬季采暖夏季制冷的需求； 盘管间距根据房间 冷热负荷确定； 低温地板辐射供冷由于地面在温度较低时容易结露，会使地板表面湿滑、不 洁净，并且影响传热效率。或即使不结露也会使室内空气湿度升高，使室内环境变 差，因此降低室内湿度是夏季采用地板供冷的关键。 5 地板辐射采暖及制冷系统的设计 第二章 设计方案的确定 2.1 室内地板层构造及传热机理 图 2-1 地板层传热机理图 3 由图 2-1 所示，自下而上分别是结构层、保温层（30mm）、混凝土层（在此层 内布管，60mm）、找平层（20mm）、表面装饰层（10-30mm）。地面构造厚度应不 小于 100mm 2； 保温层：控制热量传递方向，使热量尽可能多的向上传递。 保温材料：选用质量轻、密度小，热阻高且有一定承载能力，吸湿率低，难燃 抗腐蚀的高效保温材料。 混凝土层：埋置并保护加热管，使地面温度均匀。要求该层具有一定的强度和 刚度，且传热、蓄热性能好，价格便宜、便于施工。 找平层：铺设在混凝土层之上，便于找平后铺地板或者地转。 注意：住宅建筑和与土壤相邻的地面，必须设保温层； 由图 2-1 可知，地板辐射采暖及制冷系统换热过程可以分为三个阶段：第 1 阶 段，盘管内水与管壁的换热，为强制对流换热；第 2 阶段，盘管壁通过覆盖混凝土 层、找平层、表面装饰层与地板表面的换热，为导热过程；第 3 阶段，地板表面与 房间内表面和室内空气的换热过程，为对流和辐射的混合换热过程，其中以辐射换 热为主。 在冬季，水管内的热水通过与隔热层（混凝土层）对流换热，把热量传递到隔 热层中，热量通过与找平层的导热过程，将热量传递到找平层，进而传递到表面装 饰层，通过与地板表面的换热过程，让热量散发出来，供居住者取暖。实践证明， 6 地板辐射采暖及制冷系统的设计 地板辐射采暖是一种相对较优的采暖方式，已被广泛使用。在夏季，由于自然规律 冷气很难以对流的形式由下向上散发， 所以制冷多采用辐射的形式， 如图 2-1 所示， 辐射的能量能够达到 50% 3以上，另与地板送新风系统联合使用，解决了冷气不能 以对流形式散发制冷的困扰，因而也达到了制冷的目的，同时也避免了地板表面结 露。通过地板辐射的方式制冷，使得散发出来的冷气温度不会很低，居住者会感觉 冷度比较温和，因此也满足了人体的舒适性要求。 虽然运用这种方式制冷的效果没有分体安装的效果明显， 但分体安装的方式一 般是地板辐射采暖系统与天花板吊顶安装风机盘管制冷系统相结合， 这种方式采暖 制冷相当于两种系统，因此造价高昂、系统复杂，且风机盘管系统占用楼层空间， 运行起来有噪音，会令居住者产生不舒适的感觉。相对而言，地板辐射系统造价较 低，系统相对简易，冬季采暖是较优的方式，夏季与新风系统联合使用制冷，舒适 又节约空间。 2.2 室内地板盘管管路敷设方式 选择管路的敷设方式是为了在管路敷设方式尽量简单的情况下， 满足室内温度 分布均匀的要求。常见的管路敷设方式有平行排管式、蛇形排管式和回字形盘管式 图2- 三种，如下图所示： 2 三种地板辐射采暖制冷方式板面温度变化图 8 通过比较以上三种敷设方式得知，（a）种方式表示地板表面平均温度沿水的 流程方向逐步均匀降低；（b）种方式表示地板表面温度起初波动较大，最终回归 平稳，达到温度均布；（c）种方式布置合理, 地板表面温度波动很小, 温度分布 较之前两种而言更均匀。此外，的布管方式还可以通过调整管间距来满足局部区域 特殊的要求。由于回字形管路布置时，只弯曲了90，使得材料所受的弯曲应力较 7 地板辐射采暖及制冷系统的设计 小，且温度更均匀。因此，回字形敷设方式被广泛采用。 2.3 室内地板盘管管材的选择 表2-1 地板辐射几种塑料管材性能对比 3 早期地板辐射采用金属管材，由于其胀力大易胀裂地面，管材寿命短，可靠性 低以 用的塑料管材有：交联聚乙烯(pex)管、三 型聚 制冷。 因此， 通过 2.4 室内地板辐射盘管管路设计参数 冬季：供回水温度为 35-40，供回水温差为 5； 面温度 28-30， 及诸如埋管接头多， 施工难度大且渗透无法彻底解决等问题， 现已被逐渐淘汰， 取而代之的是经过特殊处理和加工的新型塑料管材， 其不仅可以按照设计要求自由 截取管道长度， 而且埋管部分无接头， 解决了管道渗漏的担忧； 此外， 其易于弯曲， 便于施工的特点也占有很大的优势。 由上表可知，目前地板辐射系统常 丙烯(pp-r)管、交联铝塑复合(xpap)管和聚丁烯(pb)管四种。 由于考虑到此室内地板辐射系统， 不仅要在冬季采暖， 还要在夏季 上表：“维卡软化点”、“低温抗冲击性”、“抗冻性”以及“易弯曲性能” 四项比较结果，得出交联聚乙烯（pex）管较优的结论，且pex管在地暖项目中应用 较多，故选用交联聚乙烯（pex）管作为本设计室内管路系统的管材。 夏季：供回水温度为 18-21，供回水温差为 3。 室内人员常停留区地面温度 24-26，人员短停留区地 8 地板辐射采暖及制冷系统的设计 无人 力为 0.5mpa，管内流速不小于 0.3m/s；敷设 形式 如图 2-3 所示，地板辐射盘管环路分为供水环路和回水环路，供水环路如图用 实线 图 2-4 分集水器示意图 2 停留区地面温度 35-40 8； pex管公称直径为dn20；其工作压 为回字形；每支环路的pex管长控制在 60-80m，不宜超过 120m 2；盘管间距可 控制在 150-300mm之间；沿外墙敷设的管距外墙内表面距离控制在 100-200mm，房 间中心处可控制在 100-300mm 8。具体盘管间距根据房间冷热负荷确定。 图 2-3 环路配管图 2 表示，箭头指向表示流向其他房间；回水环路用虚线表示，箭头指向表示从其 他房间流回。从分水器出来走供水环路，到房间中心处流入回水环路，再沿着回水 环路回到集水器，此循环为一个循环回路。 9 地板辐射采暖及制冷系统的设计 如图2-4所示，分水器与集水器中心距为200mm，集水器中心距地面约为 400m与分 2.5 室内定时温控系统与室内远程温控系统的比较 无论在冬季还是夏季，地板辐射采暖及制冷系统均是由辐射来供暖和制冷，所 以换 决系统换热速度较慢这一缺憾，本设计目前有两套方案： ，在回家的 途中 置一套定时装置（装置自带可充电电池） ，居住者可以自行设定时间， 同样 装置比较而言比较便宜，而且相对更保险，所 以本 2.6 冷热源系统 2.6.1 冷热源系统的确定 冷的目的，同时又想满足节能、美观、节省室内占 地面 用能源的不同，可以分为空气源热泵、水源热泵、地源热泵以及 复合 空气作为“源体”，主要应用于热水器系统，在为家居生活提 供热水的同时，满足厨房的制冷需求。多应用于南方，通常安装在阳台、储物间、 以地下水作为冷热“源体”，满足冬季供暖，夏季制冷的需求。但 m 5。分集水器共用4个膨胀螺栓水平固定在墙面上, 安装要牢固16。立管 集水器连接后进行系统试压，试验压力不小于0.6mpa,10分钟内压力降不大于 0.02mpa,降至工作压力后,不渗不漏为合格 17。 热速度很慢。只能人为的尽量把门窗关严，提高室内的密闭性，尽可能的使冬 季室内温度不降低，夏季室内温度不升高。但这种方式使得室内空气品质下降，故 不可取。 为了解 第一，安置一套远程温控系统，居住者可以在下班时就启动该系统 ，由系统对室内进行控制，达到居住者到家即可享受到温暖或者凉爽的舒适温 度的目的； 第二，安 可以达到第一种方案的目的； 就两种方案进行对比，由于定时 设计采用第二套方案作为最终方案。 为了实现冬季采暖、夏季制 积的需求， 此外还要做到与室内地板辐射系统的完美连接， 结合以上三点要求， 选用热泵系统。 热泵按照所利 热泵四大类。 空气源热泵：以 厨房等地方。 水源热泵： 10 地板辐射采暖及制冷系统的设计 是此 满足既供热又制冷且高效节能的需求，是 一套 弥补单一热源热泵的局限性，由两种或两种以上热泵系统组 合而 地源热泵既满足本设计要求也符合研究方向，并且也做到了节 能环 工作原理 1-室外地源能换；5-压缩机； 6- 调 系统 系统要求应用的地点水量充足，水温适度，水质适宜且供水稳定。此外，水源 热泵受到不同地区、不同用户及国家能源政策、燃料价格和相关限制约束条件 的影响，故此系统不是理想之选。 地源热泵：利用浅层地热资源， 利用清洁、可再生能源的系统。根据利用地热源的种类和方式不同可以分为 两类 18,19：土壤源热泵，地表水热泵。由于水资源的引用会受到限制，故可暂时选 用土壤源热泵系统。 复合热泵：是一种 成的系统。如果单一热源热泵可以实现本论文的要求，那么则无需使用复 合型热泵。 综上所述， 保，实现了高效能源的利用，因此，最终确定地源热泵中的土壤源热泵系 统为本设计的冷热源系统。 2.6.2 土壤源热泵系统的 图2-5 土壤源热泵地板辐射系统示意图 20 热器；2-循环水泵；3-换热器；4-四通换向阀 换热器；7-膨胀阀；8-分（集）水器；9-地板辐射换热盘管；10-置换通风系统 土壤源热泵是以浅层地热资源作为冷热源对建筑物进行采暖制冷的空 。在夏季，系统的压缩机对冷媒做功，通过四通换向阀将冷媒流动方向换向， 由蒸发器蒸发，将由地板辐射换热盘管循环所携带的热量吸收至冷媒中，通过冷凝 11 地板辐射采暖及制冷系统的设计 器冷凝，再由水路循环将冷媒所携带的热量吸收，最终转移至土壤中。在室内热量 不断转移至土壤的过程中，通过地板辐射换热盘管，使循环水达 1220 20温度 向建筑物室内供冷。在冬季，系统吸收室外土壤中的热量，通过冷凝器蒸发， 蒸发器冷凝，由地板辐射换热盘管循环将冷媒所携带的热量吸收，地源能不断地转 移至室内， 以 50 20左右的低温热水形式向建筑物室内供暖， 供居住者采暖使用。 如此周而复始，将建筑空间和大自然联成一体，以最小的低价获取了最舒适 的生活环境。 2.6.3 土壤源热泵系统的特点 热可再生能源； 积； 性高； 难； ，在施工中需要带压下管，稳定后再泄压；对于水平 地埋 主要优点如下： 充分利用浅层地 高效节能，运行费用低廉； 节省水资源，减少室内占地面 保护环境，效益显著； 运行安全稳定健康，可靠 一机两用，自动运行，便于管理。 主要缺点如下： 初投资很大； 后期维护保养困 为防止垂直地埋管损坏 管，管路中不能有杂质，否则压力大易漏，且不易找出漏点。 12 地板辐射采暖及制冷系统的设计 第三章 地板辐射采暖及制冷系统的设计计算 3.1 地板 由gb50019-2003采暖通风与空气调节设计规范中表3.1.3，查取出夏季温 度为22-28，风速0.3m/s，相对湿度40%-65%；冬季温度为18-24，风速 0.2m/s，相对湿度30%-60%； 依照各房间的用途，参照中央空调设计实训教程中表1-3，查选并定出各 房间室内温度和相对湿度值，详见下表： 表 3-0 房间夏冬季室内参数（温度和相对湿度） 夏季相对湿度冬季设计温度冬季相对湿度 辐射采暖及制冷系统的设计参数 北京地区室内设计参数： 房间名称 房间面积() 夏季设计温度 健身房 340 1.57 24 60 19 健身房休息室 淋浴室 卫生间 37.07 51.72 儿童房 31.72 步入式衣橱 12.71 26 60 23 40 演播室 37.04 25 55 24 50 门厅 棋牌室 41.27 30.60 25 27 65 60 22 22 30 40 台球厅 27.24 25 60 21 40 大厅 40.80 25 65 22 30 卧室 22.68 25 60 23 40 藏书室 6.21 26 65 20 40 5.40 25 55 24 50 4.59 25 55 24 50 车库 26 55 18 50 门厅 会客厅 25 65 22 30 31.72 25 55 24 50 厨房 11.20 25 50 18 50 餐厅 起居室 16.40 23 65 23 40 53.36 25 60 21 40 卧室 24.36 25 60 23 40 藏书室 卫生间 5.40 26 65 20 40 5.40 21.42 25 55 24 50 卧室 25 60 23 40 卫生间 4.37 25 55 24 50 过厅 30.34 13.30 2