桂林某三层办公楼水源热泵系统的设计.doc

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。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，类。 表1-1壁厚mm保温层厚度mm导热热阻k/w传热系数w/k类型701001.630.552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3700.501.50II3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:8:0012:00 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2520其海拔为161.8m。 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N=50% 夏季室内风速小于0.3 m/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+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) ： 室外温度逐时变化系数,见下表3表2-1 时刻78910111213-0.28-0.120.030.160.290.40.48时刻1415161718190.520.510.430.390.280.14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7891011121328.6829.7230.731.5432.3933.133.62时刻14151617181933.8833.3732.8532.5931.8730.963. 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办公室冷负荷计算围护结构的冷负荷 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F5.69*4.2624.26。 tn ： 夏季室内空气的温度， tn26 tln：屋顶的冷负荷计算温度的逐时值表3-1时间78910111213tln34.6633.5532.5331.6931.2331.2331.60tln-tn8.667.556.535.705.235.235.60Q117.6571.24100.7377.4371.0571.0576.08时间141516171819tln32.5333.8335.4037.0738.7440.32tln-tn6.537.839.4011.0712.7414.32Q88.71106.38127.7149.58173.08194.54办公室320南墙冷负荷: (公式3-3)(公式3-4)F:南墙面积:3.6*4.262.4*1.811.02m2 传热系数K=1.5 w/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78910111213tln30.6830.3129.9429.6629.2929.0128.73tln-tn4.684.313.943.663.293.012.73Q77.3671.2435.1360.5054.3849.7645.13时间141516171819tln28.6428.7328.9229.1929.6630.12tln-tn2.642.732.923.193.664.12Q43.6345.1349.0952.7360.5068.10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=20.5 m2传热系数K=1.5 w/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78910111213tln33.7433.3732.9632.6232.4432.4432.62Q238226.63214.02203.57198.03198.03203.57时间141516171819tln32.9933.4633.9234.3834.7635.13Q214.94229.40243.54257.69269.37280.75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=12.04 m2传热系数K=1.75 w/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78910111213tln-tn3.613.142.962.682.492.312.21Q74.7665.0359.4355.551.5647.8445.77时间141516171819tln-tn2.122.122.212.312.492.68Q43.943.945.7747.8451.5655.52.外窗门瞬变传热引起的负荷门办公室320门的负荷: (公式3-9)F：门的面积2*12K:单层木框门传热系数，K2.33 w/m2.k 表3-5时间78910111213tln-tn3.613.142.962.682.492.312.21Q16.8214.6313.7912.4911.610.7610.30时间141516171819tln-tn2.122.122.212.312.492.68Q9.889.8810.3010.7611.6012.49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=8.7 w/m2.k,aW=17.4 w/m2.k*0.986=17.6 w/m2.k,查得K=5.61 w/m2.ktd：玻璃窗得地点修正系数，td=1表3-6时间78910111213tln-tn11.92.944.95.86.5Q24.2446.0570.2896.94111.39134.76160.32时间141516171819tln-tn6.97.27.276.65.8Q167.32167.29167.29162.65153.35134.76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=3.672 m2.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2520时南向日射，得热因数Dj=145W/ m2.因桂林地处北纬2730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78910111213CLQ0.310.470.600.690.770.870.84Q76.75116.36148.55170.83196.64215.40207.97时间141516171819CLQ0.740.660.540.380.200.13Q183.21163.14133.7094.0849.5232.19办公室内部热源散热引起的冷负荷人体散热引起的冷负荷：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=63T：人员进入空调房间的时刻，点钟；-T：人员进入房间时到计算时刻的时间，h；：-T时刻人体显热散热量的冷负荷系数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2-16Ql=45n：室内总人数；n=4人 表3-8时间78910111213CLQ0.020.010.490.590.660.710.27LQx4.842.42118.54261.72159.67344.5665.32LQ177.64175.22291.34315.53332.47344.56238.12时间141516171819CLQ0.210.650.730.770.810.35LQx50.8157.25176.6186.28195.9684.67LQ223.6330.05349.4359.08368.76257.47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=1.0n2:灯罩隔热系数,荧光灯罩上部穿小空,下部为玻璃板 n2=0.5CLQ：照明散热冷负荷系数。表3-9时间78910111213CLQ0.860.890.900.910.92Q077.480.18181.982.8时间141516171819CLQ0.690.860.890.900.910.92Q62.177.480.18186.982.8办公室320各项冷负荷总汇表3-10时间78910111213Q1117.65102.57100.7377.4371.0571.0576.08Q277.3671.2465.1360.5054.3849.7645.13Q3238226.63214.02203.571983.03198.03203.57Q474.7665.0359.4355.551.5647.8445.77Q516.8214.6313.7914.4911.6010.7610.30Q624.2446.0570.2896.94113.85134.76151.03Q776.75116.36148.55170.83196.64215.40207.97Q8177.64175.22291.34315.53332.47344.56238.12Q9600600600600600600600Q100077.480.18181.90总计1403.21417.731640.671675.791710.581754.061670.67时间141516171819Q188.71106.38127.7149.58173.08194.54Q243.6345.1349.0952.7360.5068.10Q3214.94229.40243.54257.69269.37280.75Q443.9043.945.7747.8451.5655.50Q59.889.8810.3010.7611.612.49Q6160.32167.29167.29162.65153.35134.76Q7183.21163.41133.794.0849.5232.19Q8223.6330.05349.4359.08368.76257.47Q9600600600600600600Q1062.177.480.18181.982.8总计1630.291826.841806.891815.411819.641718.86302办公室冷负荷的计算：围护结构及门窗冷负荷的计算：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。302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78910111213tl+td38.237.837.336.836.335.935.5tln35.435.0334.5734.1133.6433.2732.9Q289.05277.67263.53249.38234.9207.20196.65时间141516171819tl+td35.234.934.834.834.935.3tln32.6232.3532.2532.2532.3532.72Q188.67195.26192.19192.19195.26203.57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 78910111213Q1117.65102.57100.7377.4371.0571.0576.08Q277.3671.2465.1360.5054.3849.7645.13Q374.7665.0359.4355.551.5647.8445.77Q4289.05277.67263.53249.38234.9207.20196.65Q524.2446.0570.2896.94113.85134.76151.03Q676.75116.36148.55170.83196.64215.4207.97Q716.8214.6313.7912.4911.610.7610.30Q8176.6475.22291.34315.53332.47344.56238.12Q9600600600600600600600Q10077.480.18181.90总计1614.891624.191839.071864.671891.11927.851837.72时间141516171819Q188.7106.38127.7149.58173.08194.54Q243.6345.1349.0952.7360.5068.10Q343.943.945.7749.8451.5655.5Q4203.57195.26192.19192.19195.26203.57Q5160.32167.29167.29162.65153.35134.76Q6183.21163.41133.794.0819.5232.19Q79.889.8810.3010.7611.612.49Q8223.6330.05349.4359.08368.76257.47Q9600600600600600600Q1062.177.480.18186.982.8总计1790.231976.971949.871954.871954.41854.43304办公室冷负荷的计算: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。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78910111213Q1117.65102.57100.7377.4371.0571.0576.08Q277.3671.2465.1360.5054.3849.7645.13Q374.7665.0359.4355.5051.5647.8445.77Q424.2446.0570.2896.94113.85134.76151.03Q576.75116.36148.55170.83196.64215.40207.97Q616.8214.6313.7914.4911.610.7610.3Q7177.64175.22291.34315.53332.47344.56238.12Q8600600600600600600600Q90077.480.18181.90总计1325.841346.491575.541615.291656.21704.31625.54时间141516171819Q188.71106.08127.7149.58173.08194.54Q243.6345.1319.0952.7360.5068.10Q343.943.95.7747.8451.5655.5Q4160.32167.29167.29162.65153.35134.76Q5183.21163.41133.7094.0849.5232.19Q69.889.8810.3010.7611.612.49Q7223.6330.05349.4359.08368.76257.47Q8600600600600600600Q962.177.480.18186.982.8总计1586.661781.711757.81762.681759.141650.86办公室306，办公室308，办公室310，办公室312，办公室314，办公室316，办公室318各项冷负荷计算值同上。311办公室冷负荷的计算：外围护结构冷负荷的计算屋面冷负荷同320办公室北墙冷负荷计算: 公式(3-3) 公式 (3-4)F:北墙面积,F=3.6*4.26=11.02。K:外墙的传热系数,K=1.5Wk。 表3-14时间78910111213tln31.4231.1430.9630.6730.4930.3130.21Q89.5984.9681.9978.4674.2271.2469.59时间141516171819tln30.1230.1230.2130.3130.4930.67Q68.168.169.5971.2474.2278.46东墙冷负荷计算同320办公室靠走廊内墙冷负荷表3-15时间78910111213tln28.6828.3127.9427.6627.2927.0126.73Q55.547.8440.1834.3826.7120.9215.12时间141516171819tln26.6426.7626.9227.1927.6628.12Q13.2515.1219.0524.6434.3843.9门窗冷负荷计算:北外窗进入日射引起的冷负荷 (公式5)F：北外窗的面积F=3.72。Cs=0.93 Cn=0.50 Cz= Cs *Cn=0.465查得纬度为2522北向日射,得热因数最大值Dj=134W。表3-16时间78910111213Clq0.670.700.720.770.820.8510.84时间141516171819Clq0.810.780.790.750.560.18玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷同办公室320。办公室311门的负荷: (公式3)F：门的面积2*12K:单层木框门传热系数，K2.33 w/m2.k表3-17时间78910111213tln28.6828.3127.9427.6627.2927.0126.73Q12.4910.769.047.746.014.713.4时间141516171819tln26.6426.7326.9227.1927.6628.12Q2.983.44.295.557.749.88内部热源散热引起的冷负荷人员散热，照明设备散热，电子设备散热引起的冷负荷如办公室320各项冷负荷。办公室311各项冷负荷总汇表3-1878910111213Q1117.65102.57100.7377.4354.3879.7676.08Q289.5984.9681.9978.4674.2271.2469.59Q3238226.63214.02203.57198.03198.03203.57Q455.547.8440.1834.3826.7120.9215.12Q524.2446.0570.2896.94113.85134.76151.03Q6212.64222.16228.5243.37260.24269.76266.59Q712.4910.769.047.746.014.713.4Q177.64175.22291.34315.53332.47344.56238.12Q9600600600600600600600Q100077.480.18181.90总计1527.71516.191707.481712.81763.581796.931623.5时间141516171819Q188.71106.38127.7149.58173.08194.54Q268.168.169.5971.2474.2278.46Q3214.94229.40243.54257.69269.37280.75Q413.2515.1219.0524.6434.3843.90Q5160.32167.29167.29162.65153.35134.76Q6257.07247.55243.37238.03177.7357.13Q72.983.484.295.557.749.88Q8223.6330.05349.4359.08368.76257.47Q9600600600600600600Q1062.177.480.18186.982.9总计1691.071868.881904.331949.461955.131739.69办公室301各项冷负荷计算外围护结构冷负荷计算屋面，北墙，靠走廊内墙，引起的冷负荷同办公室311相对应各项冷负荷。靠洗手间内墙冷负荷计算： 公式3 公式4F：靠洗手间内墙面积F=19.K;内墙传热系数K=1.72 W/k.表3-19时间78910111213tln33.433.0332.5732.1131.6431.2730.90Q241.83229.74214.71199.67184.32172.22160.13时间141516171819tln30.6230.3530.2530.2530.3530.72Q150.98142.16138.89138.89142.16154.322 门窗冷负荷计算门，玻璃窗冷负荷，窗日射得热引起的冷负荷同办公室311相对应各项冷负荷。3 内部热源散热引起的冷负荷：人员散热，照明设备散热，电脑设备散热引起的冷负荷同办公室320相对应 各项冷负荷值。办公室307冷负荷总汇如办公室301办公室办公室303冷负荷计算1 外围护结构及门窗冷负荷计算屋面，北墙，靠走廊内墙，玻璃窗冷负荷，门窗日射得热冷负荷同办公室3112内部热源散热冷负荷计算如同办公室320相对应各项冷负荷计算值。办公室305、办公室309冷负荷计算同办公室303。会议室冷负荷计算1 外围护结构冷负荷计算会议室屋顶的负荷: (3-2) (3-3) 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F5.69*7.844.38。 tn ： 夏季室内空气的温度， tn26 tln：屋顶的冷负荷计算温度的逐时值表3-20时间78910111213tln37.6336.5235.5034.6634.2034.2035.57Q263.43238.30215.19196.16185.74185.74194.12时间141516171819tln35.5036.8038.3740.0441.7143.28Q215.19144.63280.20316.07355.85391.41会议室北墙冷负荷: (3-4) (3-5)F:北墙面积:3.6*4.262.4*1.811.02m2 传热系数K=1.5 w/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3-21 时间78910111213tln31.4231.1430.9630.6730.4930.3130.21Q158.05149.88144.63136.18130.93125.68122.76时间141516171819tln30.1230.1230.2130.3130.4930.67Q120.14120.14122.76125.68130.93136.18会议室靠走廊内墙冷负荷: (3-6)(3-7)F:内墙面积:3.6*7.82*126.08m2 传热系数K=1.5 w/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3-22时间78910111213tln26.6828.3127.4927.6627.2927.0126.73Q104.8490.3775.8964.9450.4639.5128.56时间141516171819tln26.6426.1326.9227.1927.6628.12Q25.0428.5635.9946.5564.9482.93靠电梯内墙冷负荷计算(3-8) (3-9)F: 内墙面积:F=19 传热系数K=1.5 w/m2.k 修正系数Ka=0.986 修正系数Kp=0.942.会议室门窗冷负荷计算外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷，逐时值为320办公室相对应逐时值的2倍。北外窗日射得热引起的冷负荷，逐时值为311办公室相对应逐时值的2倍。门的冷负荷逐时值为311办公室相对应逐时值的2倍。内部热源引起的冷负荷人体散热引起的冷负荷人体显热散热形成的冷负荷 W.（3-10） 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=63T：人员进入空调房间的时刻，点钟；-T：人员进入房间时到计算时刻的时间，h；：-T时刻人体显热散热量的冷负荷系数人体散湿形成的潜热冷负荷：W. (3-11)Ql：名成年男子小时潜热散热量，见中央空调表P67页2-16Ql=45n：室内总人数；n=30人表3-23时间1516171819CLQ0.490.580.170.130.10CQX889.061052.35308.45235.87181.44CQL1296Q2185.062348.351604.451531.871477.44照明设备散热引起的冷负荷荧光灯的冷负荷LQ=n1n2NCLQ (3-12) 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=1.0n2:灯罩隔热系数,荧光灯罩上部穿小空,下部为玻璃板 n2=0.5CLQ：照明散热冷负荷系数。电子设备散热引起的冷负荷会议室各项冷负荷总汇表3-24时间78910111213Q1263.43238.30215.19196.16185.74185.74194.12Q2158.05149.88144.63136.18130.93125.68122.76Q3104.8490.3775.8964.9450.4639.5128.56Q4187.58175.49162.09150.98145.10145.10150.98Q5425.28444.32457.02486.74520.48539.52533.18Q648.4892.1140.56193.88227.70269.52302.06Q724.9821.5218.0815.4812.029.426.80Q8Q9Q100193050200.25202.5204.75207总汇1312.641412.231413.811446.861477.181521.191338.46时间141516171819Q1215.19244.63280.20316.07355.85391.41Q2120.14120.14122.76125.68130.68136.18Q325.0428.5635.9946.5564.9482.93Q4163.07178.43193.47208.50220.92233.01Q5514.14494.10486.74476.06476.046114.26Q6320.64334.58334.58324.30306.70269.52Q75.966.808.5811.1015.4819.76Q82185.062348.351604.451531.871477.44Q9600600600600600Q10155.25193.5200.25202.50204.75207.00总汇1519.434385.804610.923915.213786.053131.51三楼各办公室冷负荷逐时值表3-25时间789101112133201403.21417.731640.671675.791710.581754.061670.673021614.891624.161839.071864.671891.101927.851837.723041325.841346.491575.541615.291656.201704.301625.543111527.701516.191707.481712.801763.581796.931623.503011531.981518.301714.171733.631749.871771.121589.233031289.701489.561503.911509.231565.281598.901419.93会议室1312.641412.231413.811446.861477.181521.191338.46时间1415161718193201630.291826.841806.891815.411819.641718.863021790.231976.971949.871954.871954.4018554.433041586.661781.711757.801762.681759.641650.863111691.071868.881904.331949.461955.131739.693011527.131757.451799.591830.661818.321703.203031476.131639.481660.791691.791685.761459.12会议室1519.434385.804610.923915.213786.053131.51二楼各办公室各项冷负荷计算方法同三楼二楼各办公室冷负荷总汇一览表表3-26时间789101112132201285.551315.161539.941598.361639.531683.011594.592021497.241521.591738.341787.241820.051856.801761.642041208.191243.921498.111537.861585.151633.251549.462111410.05141