1 设计依据
1.1 建筑平面图和剖面图 1.2 国家主要规范和行业标准 （1）《采暖通风与空气调节设计规范》 GB50019－2003； （2）《高层民用建筑设计防火规范》 GB50045－95； （3）《公共建筑节能设计标准》 GB50189－2005； （4）《地源热泵系统工程技术规范》 GB50366－2005； （5）《建筑设计防火规范》 GB50016－2006。
1.3 设计范围
本设计为***某综合办公楼地源热泵空调设计，建筑面积约1782.2 m，空调面积约1200m2。建筑高度约8.1米。各层房间有会议室、休息室及餐厅、酒吧等。其中一层层高为4.2米，二层层高为3.7米。
21.4 建筑围护结构的热工性能
该建筑物参与钢筋混凝土框架结构。主要围护结构作法： ①外墙：地上各层墙体为240砖墙。
②外窗：6mm普通玻璃，铝合金框单层窗，一般按外遮阳且配备浅色内窗帘考虑； ③外门：参照玻璃幕墙作法；
④屋面：70厚钢筋混凝土板，上置75mm厚加气混凝土，K=1.2。 ⑤门窗面积尺寸由建筑图上所示确定 其传热性能系数如下：
外墙 δ=240mm, k=1.962w/m2.k, β=0.35，ν=12.9，ε(h)=8.5 内墙 δ=240mm, k=1.962w/m2.k, β=0.35，ν=12.9，ε(h)=8.5 屋顶：K=1.2 衰减系数β=0.397 ε(h)=8.431 窗户：K=3.342 衰减系数β=0.997 ε(h)=0.431
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门：K=5.0
1.5 设计原则
由于西安属于夏热冬冷地区，热泵设计应以夏季降温为主，兼顾冬季供暖，而一般地下管群的传热量冬季大于夏季，因此夏季能满足要求，冬季一般也能达到要求，故本装置按夏季工况设计。要求空调系统满足国家及行业有关规范、规定的要求，利用国内外先进的空调技术和设备，创建健康舒适的室内空气品质及环境。
1.6 设计参数
室外设计参数： 中国西安
经纬度： 东经 108°56' ； 北纬 39°45' 夏季：空调计算干球温度 35.8℃ 空调计算湿球温度 27.7℃ 空调计算日平均温度 32℃ 通风计算干球温度 33.0℃ 大气压力 99.86Kpa 室外平均风速 2.6 m/s 冬季：空调计算干球温度 0℃ 通风计算干球温度 5℃ 大气压力 101.99 Kpa 平均风速 2.8m/s
室内设计参数：各房间与走廊夏季室内设计参数，干球温度为25 ℃，相对湿度60%。
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2 空调冷负荷计算
2.1 空调冷负荷的计算
本设计采用冷负荷系数法计算夏季空调冷负荷，通过冷负荷温度与冷负荷系数直接从各种扰量值求得各分项逐时冷负荷。现分项说明如下：
外墙冷负荷与屋面冷负荷
在日射和室内气温综合作用下，外墙和屋面瞬变传热引起的空调冷负荷，可按下式计算：
CL＝F×k（ti-tn） （2-1）
其中：CL——外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷，w； F——外墙和屋面的面积，m；
k——外墙和屋面的传热系数，w/m·℃； tn——室内设计温度，℃；
t——外墙和屋面的冷负荷计算温度的逐时值，℃。
玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷
此建筑物所有塑钢窗及玻璃幕墙传热系数为k＝2.6 w/m·℃，瞬变引起的冷负荷计算公式为CL＝F×k(t-tn)，各符号意义同上式。
透过玻璃窗进入的日射得热引起的冷负荷：
由资料查得本建筑中所有玻璃窗的有效面积系数值为Ca=0.75,故计算公式为
CL=F·Ca·Cz·Djmax·Ccl （2-2）
其中：CL——透过玻璃窗进入室内的日射得热引起的冷负荷，w； F——玻璃窗面积，m； Ca——玻璃窗的有效面积系数；
Cz——窗玻璃的综合遮挡系数；
2222，1，1 Djmax——日射得热因数的最大值，w/m； Ccl——冷负荷系数逐时值；
照明散热引起的冷负荷
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照明散热量属于稳态得热，一般情况下这一得热量是不随时间变化的。建筑物内的照明使用荧光灯，冷负荷计算公式为：
CL=860n1n2NCcl （2-3）
其中：Cl——照明散热引起的冷负荷，w；
N——照明灯具所需功率，kw； n1——镇流器消耗功率系数，取1.0； n2——灯罩隔热系数，取0.6； Ccl——照明散热冷负荷系数，按照不同的空调设备运行时间和开灯时间及开灯后的小时数，空调供冷系统仅在有人时才运行，取Ccl＝1.0；
其中：N＝房间面积×照明功率密度值/1000；
人员散热引起的冷负荷：
此建筑物为综合办公楼，全楼大多属极轻劳动类型，室内设计温度为25摄氏度，在此情况下，查资料得每人散发的显热为65ｗ，潜热为69ｗ，全热为134ｗ。由于室内工作人员既包括男子也包括女子，故取群集系数为0.96。
人体显热散热引起的冷负荷计算式为：
CL1=Qs n1C CL （2-4）
其中：Qs——来自室内全部人体的显热得热 n1——群集系数，0.96；
C CL——人体显热散热冷负荷系数，这一系数取决于人员在室内停留的时间及进出的
时间值，逐时列于下表：
人体潜热散热引起的冷负荷计算式为
CL2=QL* n1 （2-5） 其中：QL——来自室内全部人体的潜热得热 设备冷负荷
热设备及热表面散热形成的计算时刻冷负荷Qτ，按下式计算：
Qτ= qsJE??T[3] （2-6）
式中 ：T—热源投入使用的时刻，点钟；
τ-T—从热源投入使用的时刻算起到计算时刻的时间，ｈ； Eτ-T—τ-T时间设备、器具散热的冷负荷系数；
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qs—热源的实际散热量，W。
在此以第五层西南面2001卧室为例，计算该卧室的冷负荷。
2.2 冷负荷的计算示例
A 西外墙冷负荷
查设计手册可知k=1.962(w/m2.c),计算得出面积S=26.16 m2，查空气调节表2-6可知房间类型为中型，围护结构类型为Ⅲ，延迟时间为8.5小时，从文献《空气调节》中查得作用时刻t-时的长沙西外墙负荷温差的逐时值△tt-ε,算出西外墙的逐时冷负荷，计算结果列入表2-1中
表2-1 西外墙各逐时冷负荷 W
计算时刻 △tt-ε 12.77 12.13 11.62 11.27 11.08 11.05 11.16 11.43 11.96 12.84 14.05 15.45 16.84 K F CLQT 655 623 597 579 569 567 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1.962 26.16 573 587 614 659 721 793 865 B 西外窗冷负荷
瞬变传热得热与日光直射等形成冷负荷，查得各计算时刻的负荷温差及照度，计算结果列入表2-2中。
表2-2 西外墙各逐时冷负荷 W
计算时刻 △tt-ε K F 直射面积 辐射照度W/㎡(直|散) CLQT 187 235 274 310 334 505 807 1088 1239 1217 974 207 178 0|89 0|114 0| 127 0| 138 0| 137 109|138 292|127 435|114 486|89 442|65 259|33 0|0 0|0 0 0 0 0 0 2.7 8 5.79 9 6.55 10 7.24 11 12 7.97 8.63 13 9.18 14 9.54 15 9.67 16 9.44 17 9.32 18 8.9 19 8.26 20 7.58 3.34 2.7 2.7 2.7 2.7 2.7 2.7 0 0 C 东外墙冷负荷
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