上海太阳能工程-上海湘宸太阳能公司15821413123是一家以太阳能热水器生产为主的太阳能工程厂家，公司在太阳能行业有做过的工程案例有：平板太阳能热水器，阳台壁挂式太阳能热水器,分体太阳能，平板分体太阳能热水器工程，等，公司承接太阳能热水器工程，太阳能采暖，太阳能发电，太阳能空调等。
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第四节、水源热泵中央空调系统设计
一、设计参考规范及标准
在设计时水源热泵中央空调主要参考以下的规范及标准：
1.通用设计规范：
1.《采暧通风及空气调节设计规范》（GBJI19-87）
2.《采暖通风及空气调节制图标准》（GBJ114－88）
3.《建筑设计防火现范》（GBJ116－87）
4.《高层民用建筑设计防火现他》（GBJ0045－95）
5.《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》（JGJ26-95）
2.专用设计规范
1.《宿舍建筑设计规范》（JGJ36-87）
2.《住宅设计规范》（GB50096-99）
3.《办公建筑设计规范》（JG67－89）
4.《旅馆建筑设计规范》（JGJ67-89）
5.《旅游旅馆建筑热土与空气调节节能设计标准》（GB50189-93）
6.其它专用设计规范
3.专用设计标准图集
1.《暖通空调标准图集》
2.《暖通空调设计选用手册》（上、下册）
3.其它有关标准
二、水源热泵中央空调系统方式
1.水源热泵中央空调主机布置方式
水源热泵中央空调主机的方式主要是并联方式。
1.1.两台或多台水源热泵中央空调主机可以采用并联方式，来实现夏季制冷和冬季制热。
水源热泵中央空调主机并联示意图见图4-1。

1.2.运行方式：表4-1

1.3.并联方式使用条件要求
（1）水源水比较充足
（2）水源水温：18～22℃
1.4.水源中央空调主机并联特点
（1）系统管路比较简单
（2）运行、维护比较方便
（3）控制程度较高
（4）水源水用量比较大
2.水源热泵水系统方式
由于工程场地外境条件千差万别，使得地表水、地下水、废水的水温、水量、水质情况各异，每个工程不尽相同，水源水系统的连接方式也不相同。
2.1.水源水直接进入机组方式
当水源水质较好，矿化度<350mg/L，含矿量<水源水温又适中（18℃≤22℃）时，水源水可以直接进入机组，来实现空调设计效果。
(1)水源水直接进入机组示意图见图4-2

图4-2水源水直接进机组示意图

(2)运行方式
(3)水源水直接进入机组特点
A.水源水直接进入机组,减少能量损失
B.可以更广泛地适应水源水
C.系统管路比较简单
D.运行维护比较方便
2.2.水源水混水方式
当水源水温不在18～22℃之间时，如夏季水源水温低于18℃时，水源水不得直接进入冷凝器；冬季水源水温高于22℃时，水源水不得直接进入蒸发器，为解决这一问题，我们建议采用混水方式。工程中常用的混水方式有以下几种：
（1）电动三通阀混水方式：
水源水混水可以采用电动三通阀的方式进行混水，同时应配有混水泵和相应的控制装置。
A.电动三通阀混水示意图见图4-3
C.电动三通阀混水特点

a.解决了夏季水源水温低于18℃和冬季水源水温高于22℃的问题
b.可以节约水源水量

c.系统操作，控制较为复杂
d.增加初投资
（2）混水器混水方式
A.混水器混水示意图见图4-4

B运行方式

C.混水器混水特点
a.解决了夏季水源水温低于18℃和冬季水源水温高于22℃的问题
b.可以节约水源水量
c.使系统操作、控制较为复杂
d.增加初投资
（3）混水池混水方式
A.混水池混水示意图见图4-5
B.运行方式见表4-5
C.混水池混水特点
a.解决了夏季水源水温低于18℃和冬季水源水温高22℃的问题
b.可以节约水源水量和蓄能（可与消防水池共用）
c.增加水池面积
d.增加水源水中的含氧量
e.控制难度增大
（4）混水池运行方式表4-5

2.3.板式换热器方式
采用板式换热器主要有以下两个方式：
当水源水杂质较多，含盐度及其他矿化物较多时，可以采用板式换热器方式。

B.运行方式见表

C.因水源水质采用板式换热器的特点：
a解决了夏季水源水温低于18℃和冬季水源水温高于22℃的问题
b.所有的循环水都处于闭式环路系统，保证了进入主机的水源水质
c.可以适用不同水质的水源水，节省了水量，并提高了机组的适用范围
d.运行管理较为复杂
e.使运行费用略有增加
2.4.辅助加热或冷却的水源水方式
当水源水量受到限制，或者冬季水源水温小于10℃，或者夏季水源水温大于40℃，或者不满足冬季供热需求，或者不满足夏季供冷需求，或者两者都不满足时，也就是说，当建筑物在热、冷的天气峰时，负荷过大时，我们建议采用如下方式来解决：
（l）采用辅助电热（锅炉辅助加热）方式
A.辅助电加热示意图见图4－7。

B.运行方式

C.辅助电热方式特点
a.解决了冬季峰时负荷过大，水源水温不够的问题
b.控制较复杂
c.可靠性高
d.初投资较小
（2）采用辅助冷却塔方式
A.辅助冷却塔示意图见图4－8。

B.运行方式

C.辅助冷却塔方式特点
a.解决了夏季水源水温度过高，水量不够或夏季高峰时负荷过大的特点
b．控制较复杂
c．可靠性高
d．初投资较小
三、负荷估算及机组选型
1.空调负荷估算
1.1.空调冷负荷估算
（1）冷负荷估算
A.空调冷负荷法估算冷指标，见表4-9
空调冷负荷法估算冷指标（W/m²空调面积）


注：本表为大负荷，再求建筑总冷负荷时，应考虑空调房间同时使用系数0.7-0.9
B.按建筑面积冷指标进行估算

建筑面积冷指标
2）.按上述指标确定的冷负荷，即是制冷机的容量，不必再加系数。
3）.由于地区差异较大，上述指标以北京地区为准。南方地区可按上限采取。

1.2.热负荷估算
（l）按建筑面积热指标进行估算
建筑面积热指标
（2）窗墙比公式法：
q=(7a+1.7)W/F(tn-tw)W/m²
式中：q—建筑物的供热指标，W/m²
a—外窗面积与外墙面积（包括窗）之比
W—外墙总面积（包括窗），m²
F—总建筑面积，m²
tn—室内供暖设计温度，℃
tw—室外供暖设计温度，℃
（3）冷热负荷说明
A.以上估算的冷热负荷指标，是按2000年10月1日以前执行的《民用建筑节能设计标准》进行估算的。
B.新的《民用建筑节能设计标准》，自2000年10月1实施执行，其冷热负荷指标，应参照有关的标准。
2.水源热泵中央空调机组选型
1.机组性能表：
在下列表格中，列出了机组的冷冻水，冷却水的供回水温度及在以上温度下的机组制冷量、制热量和输入功率。
机组性能表，见表4－11。



（1）机组选型步骤
A.估算或计算冷负荷
通过4.3.1节1中估算法进行估算总冷负荷，或通过有关的负荷计算法进行计算。
B.估算或计算热负荷
通过4.3.1节2中的估算法进行估算总热负荷，或通过有关的负荷计算法进行计算。
C.初定机组型号
根据总冷负荷，及表4－14，初次选定机组型号及台数。
D.确定机组型号
根据总热负荷及表4－15，校核初定的机组型号及台数。并确定机组型号。
（2）机组选型案例
例：建筑情况——南京市某办公楼建筑面积为17000m²，空调面积为12750m²，其中大会议室面积500m²，小会议室面积为1200m²，含有新风。
地下水情况：地下水温为18℃，可直接进入机组，水源水应回灌。请根据以上情况，确定机组型号及相应的参数。
A.计算冷负荷
a.按空调冷负荷法估算：
大会议室500×358=1790000W=179kW
小会议室：1200X235=282000=282kW
办公区：11050X151＝1668550＝1669kW
合计：179十282＋1669=2130W
选主机时负荷：2130X0.75＝1598kW
b.按建筑面积法估算：
17000X92=1564000W＝1564kW
c.由1）、2)计算结果，冷负荷按1600kW计算。
B.计算热负荷
按空调热负荷法计算：
17000X60=1020000W=1020kW
C.初选定机组型号及台数
根据冷负荷1600kW，初选两台GSHP82O型机组。单台机组在18℃，冷冻供回水温度为7～14℃时，制冷量为816.6kW，两台合计为1633.2kW，符合要求。
D.确定机组型号：
总热负荷为1020kW，GSHP820型机组在18℃，供回水温度52～42℃时,制热量为952kW,符合要求。
E.后确定为两台GSHP820型机组，其中，夏季制冷时，采用两台机组，冬季制热时，采用一台机组，需调峰时两台机组可同时运行。其具体参数见表4－12。
GSHP820型机组性能参数表

四、水源热泵中央空调系统水量计算
1.夏季水源热泵中央空调系统水量的计算：
根据热力学定律，可以从以下公式中获得水源水量和冷冻水量。
Gr＝0.86（QL＋N）／△TY
GL＝0.86QL/△TL
式中：Gr：水源水量，m3/h
GL：冷冻水量，m3/h
QL：水源中央空调系统主机制冷量，kW
N：水源中央空调主机电功率，kW
△TY：水源水进出水源中央空调主机温差，℃
△TL：冷冻水进出水源中央空调主机温度，℃
2.冬季水源热泵中央空调系统水量的计算：
根据热力学定律，亦可得冬季时的水源水量和热水量，从以下公式中便可获得。
GY＝0．86（QL-N）／△TY
Gr＝0．86Qr/△Tr
式中：GY：水源水量，m3/h
Gr：热水水量，m3/h
Qr：水源中央空调系统主机制热量，kW
N：水源中央空调主机电功率，kW
△TY：水源水进出水源中央空调主机温差，℃
△TL：冷冻水进出水源中央空调主机温度，℃
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