前言
我国每年大约有20亿平方米的建筑总量，接近全球年建筑总量的一半，建筑能耗约占全国社会终端总能耗的27.6％，因此建筑节能势在必行。可再生能源在建筑中的应用是建筑节能工作的重要组成部分。地源热泵系统作为可再生能源应用的主要途径之一，同时也是最利于与太阳能供热系统相结合的系统形式，近年来在国内得到了日益广泛的应用。
在大型商业建筑和公用建筑中,合理空调方案的确定是个至关重要的问题。按负担室内空调负荷所用介质分类，空调系统可分为全空气系统、全水系统、空气-水系统和冷剂系统。每种空调系统都有各自的适用性，对于建筑空间大，易于布置风道且对室内温、湿度洁净度控制要求严格的场合，适合用全空气系统。全水系统适合用于建筑空间小，不易于布置风道的场合。空气-水系统适用于室内温、湿度控制要求一般且层高较低，冷、湿负荷也较小的场合。对于空调房间布置分散，要求灵活控制空调使用时间且无法设置集中式冷、热源的场合适合用冷剂系统。
通过毕业设计消化和巩固大学四年学习的本专业全部理论知识和实际知识，并将它应用到工程实践中去解决工程的实际问题，熟悉有关的技术法规内容，培养施工设计的思维能力和制图技巧及对工程技术的认真态度。
第1章概述
1.1建筑概况
1.1.1设计地点
山东省青岛市。
1.1.2建筑物土建资料
见土建资料图纸。
1.1.3 建筑物使用功能
本次设计为商住两用建筑，一到五号楼。本次设计不考虑住宅部分。总占地面积约为8000㎡，空调面积为约18807㎡。楼底部作沿街店铺，小区配套服务设施，及设备用房。台湛路一层二层做商场，延安三路一层二层作沿街商铺。工程地下室作为地下车库。
1.1.4 建筑物的周围环境
本设计建筑物位于青岛市市北区，延安三路与台湛路交界处。
1.1.5 建筑物所在地区土质资料
根据勘探井的资料得知设计地点土质为粉质粘土，轻微潮湿，土壤导热系数为1.8 W/(m.K)左右，且地下八十米以上是非岩层地带，土壤导热情况良好，适合于作为热泵系统的冷热源。
1.2土壤源热泵
1.2.1 热泵系统的特点
a. 热泵空调系统是利用低位再生能的热泵技术，其特点如下：
（1）用能遵循了能量的循环利用原则，避免了常规空调系统用能的单向性。所谓用能的单向性是指“热源消耗高位能（电、燃气、油与煤等）——向建筑物内提供低温的热量——向环境排放废物（废热、废气、废渣等）”的单向性用能
模式。它是一种仿效自然生态过程物质循环模式的部分热量循环使用的用能模式，实现热能的级别提升。
（2）合理利用高位能的模范。热利用高位能作为驱动能源，推动动力机（如电机、燃气机、燃油机等），然后再由动力机驱动工作机（如制冷机）运行。工作机像泵一样，把低位热能输送至高位以向用户供暖实现了科学配置能源。（3）用大量的低温再生能源替代常规空调中的高位能。通过热泵技术，将贮存在土壤、地下水、地表水或空气中的自然低品位能源，以及生产和生活中排放的废热，用于建筑物的采暖和热水供应。
（4）暖通空调供热一般来说都是低位热源，如风机盘管只需要50—60℃热水，地板辐射采暖一般要求提供的热水温度低于50℃，这为使用热泵创造了提高性能系数的条件。也就是说，在暖通空调工程中采用热泵有利于提高它的制热性能系数
b. 实际工程中较常见的有空气源热泵和地源热泵，地源热泵又包括地下水源热泵，地表水热泵，土壤源热泵。
（1）空气源热泵
系统简单，初投资较低。但是不够稳定，其效率容易受室外气象参数的影响，在夏季高温和冬季寒冷天气时热泵的效率较低，而这时候热负荷和冷负荷的需求都比较大。但是在供热季节，如果室外气温过低，空气源热泵的供热能力衰减大，并且有的蒸发器结霜之虞，需要进行定期除霜，增加系统运行能耗。
（4）地源热泵
①. 地下水源热泵
此种系统采用地下水，会对地下生态造成一定的影响。
②. 地表水热泵
由提供的设计原始资料，未发现该建筑周围由大量的地表水资源。
③.土壤源热泵
根据本建筑所处地理位置，离江河湖泊较远，同时考虑到对地下生态环境的影响，采用地埋管热泵系统。因每年传给土壤的冷热量不同，夏季采用冷却塔辅助散热，维持地下的热平衡。地源热泵的地下换热器所处的位置是在地壳中的浅层地表土壤中土壤的类型、热特性、热传导性、密度、湿度等对地源热泵系统的
性能影响较大。根据地质钻探可知济南地区浅层土是以粘土、亚粘土及粉砂为主的软土，属于第四世纪沉积层，且土壤潮湿，地下水位高，是埋管系统较适合的土壤类型。由于本次设计中建筑物分布较密集，所留空间不适宜做水平埋管，因此本次设计选用垂直埋管系统形式。
在2011年聊城举办的《山东省暖通空调制冷学术年会》上，中国建筑科学研究院建筑环境与节能研究院徐伟院长，做的《中国地源热泵应用适宜性评价》学术报告中指出，青岛是适宜采用土壤源热泵的地区。该学术报告，从岩土体资源性条件和土壤源系统系条件两方面，有针对性的做了土壤源热泵适宜性研究分析，该分析具体从土壤平均温度、节能性、经济型、环保性、平衡性，包括系统能效比，投资回收期，标煤替代量，吸排热量不平衡率等方面，综合分析比较后，给出了中国土壤热泵适宜性分区图，济南处于采用土壤源热泵系统的适宜性分区范围内。该分区图如下所示：
图1-1 中国土壤源热泵系统适宜性分区图
因此，本设计空调系统的冷热源采用土壤源热泵。
1.3 空调系统
1.3.1常用空调系统的比较【1】
在大型商业建筑和公用建筑中,合理空调方案是个至关重要的问题。按负担室内空调负荷所用介质分类，空调系统可分为全空气系统、全水系统、空气-水系统和冷剂系统。其各自的特点如下：
a.全空气系统工作原理及特点
用于消除室内显热冷负荷与潜热冷负荷的全空气系统。该系统中空气必须经冷却和去湿处理后送入室内。至于房间的采暖可以用这同一套系统来实现，即在系统内增设空气加热和加湿（也可以不加湿）设备；也可以用另外采暖系统来实现。集中式全空气空调系统是用得最多的一种系统形式，尤其是空气参数控制要求严格的工艺性空调大多采用这种系统。
图1-2 系统原理和构成
图1-3 组合式空调处理机
组合式空调处理机构成：混合段、表冷段、加热段、风机段、过滤段、加湿段中间段等。
全空气系统中央空调在北美地区应用广泛，在加拿大、美国别墅及娱乐场所基本都是采用这种系统来制冷供暖。全空气系统中央空调是真正意义上的四度空调: 除了解决基本的冷暖、对室内空气的新鲜度、洁净度、湿度都可以自由调节。
