PHNIX地源热泵在办公室的设计

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1、PHNIX地源热泵在办公室的设计在设计前可参考常规空调系统设计规范，设计标准和设计手册等资料进行前期的准备工作（如查呼和浩特的气象资料、负荷的计算公式等）。(1)根据建筑物特点(形式、面积)估算供热、制冷时的热负荷、冷负荷和湿负荷；(2)根据热负荷、冷负荷选择热泵机组；(3)根据向土壤排放和吸收热量设计计算埋管换热器；(4)根据热负荷、冷负荷和湿负荷设计和选择风机盘管。1.1热泵机组的选择1.1.1气象条件表3－１室内设计参数夏季冬季温度/℃相对湿度/%温度/℃相对湿度/%25≤6020≥30表3－2室外设计参数干球温度/℃湿球温度/℃相对温度/%室外风速/m/s最大冻土深度大气压力/kPa

2、夏季30211.588.926冬季-23531.6143m90.1261.1.2热泵机组的确定冬热负荷：60-80W/㎡，夏热负荷：95-115W/㎡；取热负荷:65W/㎡（北方比较冷），冷负荷:95W/㎡。则制热量：650kW；制冷量：950kW。选择上海开利空调销售服务有限公司设计的开利30HXC-HP螺杆式水-水热泵机组，它可使用地下水，湖水，河水，土壤等作为热源/冷源；制热量：498-1548kW；制冷量：479-1337kW。表3－3典型的高温冷热水型螺杆水源热泵机组系列性能参数（制冷剂R134a）300A—HP2冷凝器蒸发器名义制量/KW输入功率/KW热水进/出水温度/℃热水流量

3、//㎏水压降功率/KPa热水进/出水温度/℃热水流量//㎏水压降率/KPa制冷工况116732550/551656915/77429制冷工况98720112/71706518/299335备注：1：双螺杆压缩机（2台）；半封闭电动机；电子膨胀阀。2：制热时最高热水出水温度60℃；3：机组水侧标准设计压力1.0MPa;4：机组由两个回路组成，大大提高机组可靠性。5：整个空调系统还要配上安装于室内的分机盘管式空气处理末端装置。1.1.3性能指标的计算R134蒸发温度0℃，冷凝温度60℃。如图3-1所示蒸发温度为0℃时对应的蒸发压力：P1=P4=292.82kPa冷凝温度为60℃时对应的冷凝压力：

4、P2=P3=1681.3kPa蒸发温度为0℃时饱和蒸汽的焓：h1=397.2kJ/kg蒸发温度为0℃时饱和蒸汽的比容：v1=0.0689/kg蒸发温度为0℃时饱和蒸汽的熵：s1=1.722kJ/(kg.K)冷凝温度为60℃时饱和蒸汽的焓：h3=287.4kJ/kg节流前后焓相等，故：h3=h4=287.4kJ/kg压缩过程1—2为等熵过程：s2=s1=1.722kJ/(kg.K)2点压力为：p2=1681.3kPa可知2点的焓：h2=432.0kJ/kg单位质量制热量为qe=h2-h3=432.0-287.4=144.6kJ/kg单位质量耗功量为：w=h2-h1=432.0-397.2=34

5、.8kJ/kg制热系数为：COPh=qc/w=144.6/34.8=4.2制冷系数为：COP=4.2-1=3.21.2冬夏季地下换热量计算1.2.1换热量计算冬夏季地下换热量分别是指夏季向土壤排放的热量和冬季从土壤吸收的热量。可由下述公式计算：Q1’=Q1×(1+1/COP1)=950×(1+1/3.2)=1246.9kWQ2’=Q2×(1+1/COP2)=650×(1+1/3.2)=853.7kW式中：Q1’------夏季向土壤排放的热量，kWQ2’------冬季向土壤排放的热量，kWQ1-------夏季设计总冷负荷,kWQ2------冬季设计总冷负荷,kWCOP1----设计工况

6、下水源热泵机组的制冷系数COP2-----设计工况下水源热泵机组的制冷系数1.2.2U型埋管管径和管材及长度的确定在实际工程中确定管径必须满足两个要求:(1)管道要大到足够保持最小输送功率；(2)管道要小到足够使管道内保持紊流以保证流体与管道内壁之间的传热。显然，上述两个要求相互矛盾，需要综合考虑。一般并联环路用小管径，集管用大管径，地下热交换器埋管常用管径有20mm,25mm,32mm,40mm,50mm,。小管径采用32mm，大管径采用75mm。材料高密度聚乙稀管HDPE。U型埋管的总长度：L=Q’×1000/55=1246.9×1000/55=22668.6mL=Q’×1000/55=

7、853.7×1000/55=12466m取长的修正后为23000m式中：Q’-------夏季向土壤排放的热量或冬季向土壤排放的热量，kWL--------U型埋管总长,m分母“55”每米管长的最大散（吸）热量,W/m1.2.3钻孔间距及钻孔数量的确定在夏季制冷(冬季制热)工况下，随着热泵机组的运行，埋管向地下放热(吸热)而使其周围土壤温度不断升高(降低)并向远处传热，必然存在一区分土壤温度是否受扰动的界面，