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空氣能熱泵熱水工程設(shè)計(jì)實(shí)例

　　一、空氣能熱泵熱水工程工程概況

　　本項(xiàng)目是恒基鍍膜(深圳)有限公司職工洗浴熱水工程。本項(xiàng)目共4棟宿舍樓，每棟宿舍樓均為6層，其中兩棟為每層為13個(gè)房間，2棟為每層11個(gè)房間。每個(gè)房間內(nèi)均有熱水龍頭，每個(gè)房間入住員工約6人，則住宿員工人數(shù)分別為468人、468人和396人、396人。

　　現(xiàn)場(chǎng)情況：

　　●樓頂有確定水箱和主機(jī)承重位置，樓頂通風(fēng)情況良好。

　　●熱能設(shè)備計(jì)劃采用綠色節(jié)能的空氣能熱泵熱水機(jī)組。

　　●每棟樓頂已經(jīng)有冷水箱，需要增加2噸和8噸的保溫水箱各兩套。

　　●每人洗浴水量按40L/天，則每天總洗浴量為468×40L=18720L=18.7噸，396×40L=15840L=15.84噸。

　　●實(shí)際每棟樓按20噸設(shè)計(jì)，將系統(tǒng)分為兩個(gè)單元設(shè)計(jì)。每個(gè)單元10噸。即整個(gè)洗浴系統(tǒng)分為8套10噸系統(tǒng)，共計(jì)水量為80噸。

　　二、空氣能熱泵熱水工程設(shè)計(jì)說明

　　1、建設(shè)單位提供的關(guān)于本工程的有關(guān)資料和設(shè)計(jì)要求。

　　2、國家現(xiàn)行的設(shè)計(jì)規(guī)范、規(guī)程。

　　(1)《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50015-2003

　　(2)《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ13-86(1997年版)

　　(3)《二次供水設(shè)施衛(wèi)生規(guī)范》GB17051-1997

　　(4)《給水排水制圖標(biāo)準(zhǔn)》T50106-2001

　　(5)《建筑給水排水及采暖工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50242—2002

　　3、空氣能熱泵熱水工程設(shè)計(jì)參數(shù)。

　　(1)室外氣象參數(shù) 地區(qū)： 東莞

　　(2) 冷熱水參數(shù)

　　(3) 熱水用水定額參數(shù)

　　三、空氣能熱泵熱水工程主機(jī)設(shè)備選型計(jì)算(按每個(gè)單元設(shè)計(jì))

　　日均熱水使用量計(jì)算：

　　V=10，000L，即10噸。

　　(一)、計(jì)算熱水熱負(fù)荷

　　每天的熱水用水量約為10.0噸。自來水溫度按全年最低15℃計(jì)算，熱水出水溫度為55℃，則每天的熱水熱負(fù)荷為：

　　Q=V·c·(tr-tl)/860(Kcal/KW.h)

　　=10000×(55-15)/860

　　=465.11kw.h

　　式中：Q——熱負(fù)荷量(kw.h)

　　V——熱水量(L)

　　c——水的比熱，取1kcal/(L•℃)

　　tr——熱水溫度(℃)

　　tl——冷水(自來水)溫度(℃)

　　四、空氣能熱泵熱水工程機(jī)組選型，計(jì)算機(jī)組臺(tái)數(shù)和工作時(shí)間

　　空氣能熱泵熱水器選用5P機(jī)組。在名義工況下，該機(jī)組制熱量為18.0kw。若在名義工況下工作時(shí)間為12.0小時(shí)(機(jī)組每天的工作時(shí)間一般不應(yīng)大于14h)，則所需機(jī)組的數(shù)量為：

　　N=Q/(T·W)=465.11/(12.0×18)

　　=2.10臺(tái)，取N=2臺(tái)。

　　式中：N——機(jī)組數(shù)量(臺(tái))

　　Q——熱負(fù)荷量(kw.h)

　　T——名義工況下設(shè)定的機(jī)組運(yùn)行時(shí)間(h)

　　W——名義工況下機(jī)組制熱量(kw)

　　校訂工作時(shí)間：

　　Ts=Q/(N·W)=465.11/(2×18)

　　=12.64h

　　式中：Ts——名義工況下機(jī)組實(shí)際運(yùn)行時(shí)間(h)

　　Q——熱負(fù)荷量(kw.h)

　　N——機(jī)組數(shù)量(臺(tái))

　　W——名義工況下機(jī)組制熱量(kw)

　　結(jié)論：在名義工況下，采用2臺(tái)5P型機(jī)組，每天工作12.64個(gè)小時(shí)可制取10噸55℃熱水(溫升40度)。

　　五、空氣能熱泵熱水工程冬季校核

　　考慮到白天與夜間的室外溫差，結(jié)合熱泵制熱運(yùn)行的熱效率受環(huán)境溫度影響的特點(diǎn)，建議機(jī)組在冬季的實(shí)際工作時(shí)間設(shè)定在早6：00～晚10：00的時(shí)間段，此時(shí)間段當(dāng)?shù)氐淖畹褪彝馄骄鶞囟燃s為0℃。查5P型機(jī)組性能曲線表，該機(jī)組在環(huán)境溫度0℃時(shí)的制熱量為10kw，則2臺(tái)5P熱泵機(jī)組每天完成加熱10.0噸55℃熱水的時(shí)間為：

　　Td=Q/(N·Wd)=465.11/(2×10)=23.2555h

　　大于14小時(shí)，故需要配置輔助電加熱系統(tǒng)，電加熱系統(tǒng)功率為18KW，則冬季主機(jī)啟動(dòng)時(shí)間為：

　　Td=Q/(N·Wd)=465.11/(2×10+18)=12.23h

　　小于14，故設(shè)計(jì)合理。

　　式中：Q——冬季機(jī)組日制熱量(kw.h)

　　Wd——冬季機(jī)組單機(jī)小時(shí)制熱量(kw)

　　N——機(jī)組數(shù)量(臺(tái))

　　Td——冬季時(shí)機(jī)組日運(yùn)行需要時(shí)間(h)

　　采用2臺(tái)5P機(jī)組可以滿足冬季時(shí)的制熱需求。系統(tǒng)中電輔助加熱配置18KW。

　　六、空氣能熱泵熱水工程結(jié)論

　　通過以上設(shè)計(jì)計(jì)算可以得出，選用2臺(tái)5P熱泵熱水機(jī)組和輔助18KW電輔助加熱，可滿足該項(xiàng)目在環(huán)境溫度為0℃及以上時(shí)每天制取10.0噸55℃熱水的需求(溫升40度)。

　　系統(tǒng)原理圖及優(yōu)勢(shì)說明

　　(一)、系統(tǒng)原理圖

　　1、機(jī)組配置：本工程共設(shè)計(jì)了2臺(tái)5P熱泵機(jī)組;

　　2、補(bǔ)水方式：冷水從供水管路上接入保溫水箱(2噸)，由2噸水箱補(bǔ)到8噸水箱，采用電磁閥加液位開關(guān)控制;

　　3、加熱控制：2臺(tái)機(jī)組分別對(duì)2噸保溫水箱加熱，當(dāng)T1溫度低于50°C時(shí)，機(jī)組和循環(huán)泵啟動(dòng)，當(dāng)T1到達(dá)55°C時(shí)，機(jī)組和循環(huán)泵停止;

　　4、定時(shí)加熱：本系統(tǒng)也可設(shè)置定時(shí)加熱，具體要求時(shí)間段根據(jù)時(shí)間情況可以調(diào)整，如有低谷電設(shè)置在低谷電時(shí)間為佳;

　　5、輔助系統(tǒng)：本系統(tǒng)采用電加熱18KW，只有環(huán)境溫度低于5°C時(shí)啟動(dòng);

　　6、管道循環(huán)：管道定時(shí)定溫循環(huán)，一開就有熱水，根據(jù)員工下班時(shí)間可調(diào)節(jié);

　　7、智能控制：本系統(tǒng)為全自動(dòng)控制，無須專人看護(hù)。

　　(二)、系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)說明

　　1、冷熱水不混合，8噸大水箱溫度永遠(yuǎn)不低于45°C;

　　2、水箱分開承重，避免冷熱水的混合;

　　3、可以將加熱時(shí)間調(diào)整到低谷電時(shí)間段，更加節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用;

　　4、主機(jī)集中加熱小水箱，熱的更快;

　　5、膨脹閥采用熱力膨脹閥，故障率低，控制精度高;

　　6、系統(tǒng)用水量大時(shí)，2噸水箱始終有水，主機(jī)不會(huì)因?yàn)槿彼M(jìn)入保護(hù)狀態(tài);

　　7、相對(duì)單個(gè)水箱，系統(tǒng)2水箱分開承重，減少對(duì)樓面的集中壓力;

　　8、主機(jī)加熱功能和其他循環(huán)功能互相獨(dú)立，互不影響;

　　9、系統(tǒng)獨(dú)有的液位和溫度雙控，可滿足補(bǔ)充道大水箱的水都是45度以上的熱水。

　　七、空氣能熱泵熱水工程系統(tǒng)投資成本核算

　　10噸工程預(yù)算

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