镇江海菱大厦办公楼空调系统冷热源优化设计毕业论文
2020-04-15 18:10:42
摘 要
冷热源能耗占大部分的空调总能耗，冷热源方案的合理选择不仅影响空调系统的投资成本，还对环境有重要影响。本设计本着节能、经济的目的，为办公楼空调系统选取最优冷热源方案。
本毕业设计采用谐波反应法进行了逐时冷负荷计算，采用稳态法估算了建筑热负荷，通过对冷热负荷、能源供应、建筑功能等因素的综合考虑初步提出了适合本工程的几种冷热源方案，分别是水冷电动冷水机组供冷 燃油（气）锅炉供热、风冷电动冷水机组供冷 燃油（气）锅炉供热、地源热泵冷热水机组供冷供热、地源热泵冷热水机组供冷 燃油（气）锅炉供热、冰蓄冷供冷 燃油（气）锅炉供热。
首先针对各个方案进行主要设备选型计算各方案初投资，再计算各机组的变工况运行性能，从而优化机组在部分负荷工况下的运行策略，计算运行能耗及费用。最后在空调系统生命周期内进一步比较各个方案的投资费用，环境影响，最终得出结论冰蓄冷供冷 燃气锅炉供热为最优方案。
关键词：冷热源方案 冷水机组 地源热泵 冰蓄冷 运行能耗
Optimal design of cooling and heat sources for the office air conditioning system of zhenjianghailing building
Abstract
The energy consumption of cold and heat sources accounts for most of the total energy consumption of air conditioning. The reasonable choice of cold and heat sources not only affects the investment cost of air conditioning system, but also has an important impact on the environment.The design in line with the purpose of energy conservation and economy, for the office air-conditioning system to choose the optimal cold and heat source scheme.
This graduation design USES the harmonic reaction method to carry on the hourly cooling load calculation, USES the steady state method to estimate the building thermal load.Based on the function of cold and hot load, energy supply, construction of comprehensive consideration for this project has been put forward several kinds of cold and heat source scheme, respectively is water-cooled electric chiller fuel (gas) boiler heating, cooling, air cooling electric chiller cooling fuel (gas) boiler heating, ground source heat pump cooling, heating, ground source heat pump and cooling fuel (gas) boiler heating, ice storage cold fuel (gas) boiler heat.
Firstly, the initial investment of each scheme was calculated by selecting main equipment for each scheme, and then the variable operating performance of each unit was calculated, so as to optimize the operating strategy of the unit under partial load, and then the annual operating energy consumption and costs were calculated.Finally, the investment cost and environmental impact of each scheme are further compared in the life cycle of the air-conditioning system, and the conclusion is finally drawn that ice storage cooling and gas boiler heating are the best scheme.
Key Words：Cooling and heat sources; Water chilling unit; Ground Source Heat Pump; Ice storage; Energy consumption
目 录
摘要 I
Abstract II
目 录 1
第一章 工程概况 1
1.1建筑概况 1
1.2能源供应资料 1
1.3建筑资料 1
1.4设计参数 2
1.4.1室内设计参数 2
1.4.2室外气象参数 2
第二章 负荷计算 3
2.1冷负荷计算 3
2.1.1通过围护结构形成的冷负荷 3
2.1.2人体形成的冷负荷 4
2.1.3灯具冷负荷 4
2.1.4设备显热冷负荷 5
2.1.5人体散湿 5
2.1.6冷负荷计算实例 5
2.1.7冷负荷计算汇总 7
2.2热负荷计算 8
第三章 冷热源方案主要设备的计算与选型 9
3.1水冷电动冷水机组供冷 燃油（气）锅炉供热方案 9
3.1.1冷水机组选型 9
3.1.2锅炉选型 10
3.1.3其他设备计算选型 11
3.1.4初投资估算 14
3.2风冷电动冷水机组供冷 燃油（气）锅炉供热方案 14
3.2.1冷水机组选型 14
3.2.2锅炉选型 15
3.2.1其他设备选型 15
3.2.3初投资估算 16
3.3地源热泵冷热水机组供冷、供热方案 16
3.3.1地源热泵机组选型 16
3.3.2地下埋管计算 17
3.3.3循环水泵选择 18
3.3.4初投资估算 18
3.4地源热泵冷热水机组供冷 燃油（气）锅炉供热 18
3.4.1设备选型 18
3.4.2初投资估算 19
3.5冰蓄冷供冷 燃油（气）锅炉供热 19
3.5.1蓄冷机组选型 19
3.5.2其他设备计算选型 20
3.5.3初投资估算 25
第四章 运行策略及能耗计算 27
4.1COP计算原理 27
4.2主要设备变工况性能曲线 27
4.2.1水冷冷水机组 28
4.2.2风冷冷水机组 29
4.2.3地源热泵机组 31
4.2.4冰蓄冷双工况机组 32
4.3机组运行优化 33
4.3.1水冷冷水机组供冷 34
4.3.2风冷冷水机组供冷 35
4.3.2地源热泵机组供冷 35
4.3.4冰蓄冷双工况机组供冷 36
4.4各方案运行能耗与费用汇总 37
第五章 方案综合比较 40
第六章 冷热源系统设计 42
6.1冰蓄冷系统 42
6.1.1冰蓄冷系统设计说明 42
6.1.2冰蓄冷机房设计 43
6.2供燃气系统 44
6.2.1燃气管道计算 45
6.2.2调压系统计算 45
6.3锅炉水处理 46
6.3.1软化 46
6.3.2除氧 47
6.3.3给水、补水 47
参考文献 49
附表 50
第一章 工程概况
1.1建筑概况
该项目为镇江海菱大厦办公楼空调系统冷热源优化设计。建筑面积约7328 m2，房屋总高38.6m，建筑地上10层、地下一层-3.6m。建筑功能：一层为综合办公室，二～十层为办公用房，地下一层为停车区及建筑设备区。
1.2能源供应资料
电力：江苏省峰谷分时销售电价平段8:00—24:00，0.7757元/千瓦时；谷段0:00—8:00，0.3586元/千瓦时。
天然气：江苏地区非居民管道天然气3.686元/m3。
1.3建筑资料
镇江气候区属于夏热冬冷A区，建筑体型系数为0.15，窗墙比拟定为0.45，建筑朝南向。查《GB50189-2015公共建筑节能设计标准》夏热冬冷地区甲类公共建筑围护结构热工性能限值如下表：
表 1‑1建筑围护结构热工性能限值
围护结构部位 | 屋面 | 外墙
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