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采暖供冷及热水制取多功能热泵工程设计方案
发布日期:2013-6-20 11:32:50


  摘要:本工程类型是建筑内部的夏季供冷和冬季采暖以及全天候客房热水多功能型空气源热泵工程。本工程多功能型热泵设备安装于建筑天面,为用户夏季和冬季所用供冷采暖以及客房淋浴提供所需的冷热水。根据甲方提供的资料,本工程共有2层标准客房,每层22间客房,每层600m2的建筑面积。夏季按120w/m2的耗冷量来进行设计,冬季按100w/m2的耗热量设计,客房每日淋浴用水按照200L/间设计。本方案根据本工程的特点设计制取系统安装,将供冷采暖用冷热水制取系统与大楼预留好的补水端口、供水端口及回水端口驳接即可。本方案只对指定摆放位置的热水制取系统进行设计,并对该系统经行报价,详见报价部分及系统示意图。

 

  关键词:多功能、制冷、采暖、空气能、生能

 

一、项目概况

 

  本工程类型是建筑内部的夏季供冷和冬季采暖以及全天候客房热水多功能型空气源热泵工程。本工程多功能型热泵设备安装于建筑天面,为用户夏季和冬季所用供冷采暖以及客房淋浴提供所需的冷热水。

 

  根据甲方提供的资料,本工程共有2层标准客房,每层22间客房,每层600㎡的建筑面积。夏季按120w/㎡的耗冷量来进行设计,冬季按100w/㎡的耗热量设计,客房每日淋浴用水按照200L/间设计。本方案根据本工程的特点设计制取系统安装,将供冷采暖用冷热水制取系统与大楼预留好的补水端口、供水端口及回水端口驳接即可。

 

  本方案只对指定摆放位置的热水制取系统进行设计,并对该系统经行报价,详见报价部分及系统示意图。

 

  结合我公司多年的工程实践经验,决定采用AMA生能牌空气源热泵机组冷热水供应系统。该系统不但节能、环保而且运行安全、无需人工管理,也是目前综合运行效益最佳的冷热水系统。

 

  本方案设置AMA生能多功能型KFXRS-19Ⅱ(RHS01ZWC)机组11台,系统采用“冷热水直接循环系统”的形式,即“主机+保温水箱+用水管网+风机盘管”。

 

二、设计依据及标准

 

  1.《采暖通风与空气调节设计规范》 (GB50019-2003);

 

  2.《建筑给水排水设计规范》 (GB50015-2003);

 

  3.《商业或工业用及类似用途的热泵热水机》 (GB/T 21362-2008);

 

  4.《室外给水设计规范》 (GBJ13—86);

 

  5.《给水排水制图标准》 (T50106-2001);

 

  6.《二次供水设施卫生规范》 (GB17051-1997);

 

  7.《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》(GB50242-2002);

 

  8.《建筑结构载荷规范》 (GB 5009-2001);

 

  9.《建筑电气安装工程施工质量验收规范》(GB 50303-2002);

 

  10.《建筑工程施工质量验收统一标准》(GB 50300-2001);

 

  11.《商业或工业用及类似用途的热泵热水机》(企业产品制造标准Q/AMA 002-2007)

 

  12.其他国家相关规范及技术标准。

 

三、 设计计算参数

 

3.1 机组额定工作参数

 

  干球温度 20℃

 

  湿球温度 15℃

 

  相对湿度 60%

 

  室外平均风速 1.4m/s

 

  冷水计算温度 15℃

 

  热水计算温度 55℃

 

3.2 本工程设计计算参数

 

  由气象数据及水文勘测数据得空气源热泵系统的工作环境参数为:

 

  夏季工况 干球温度 34.2℃

 

  湿球温度 27.5℃

 

  相对湿度 66%

 

  室外平均风速 1.6m/s

 

  夏季平均温度 30.3℃

 

  极端最高温度 38.5℃

 

  冬季工况 干球温度 7℃

 

  湿球温度 6.0℃

 

  相对湿度 75%

 

  室外平均风速 2.4m/s

 

  冬季平均温度 8.0℃

 

  极端最低温度 2.4℃

 

  春秋工况 春秋气温 20.1℃

 

  冷水计算参数 春秋工况冷水温度 15℃

 

  夏季工况冷水温度 20℃

 

  冬季工况冷水温度 5℃

 

四、采暖供冷系统设计

 

4.1 热泵机组最不利工况下运行时间标准

 

  根据热泵机组国家标准规定,热泵机组每天的工作时间(最冷工况)如下表所示:

 

  机组冬季工况下运行时间标准

 

  序号   建筑物名称   机组平均每天运行时间(h)   备注

 

  1 宾馆 三星级以上 ≤15 含三星级

               三星级以下 <18,>15 不含三星级

  2           一般旅馆 <18,≥18

  3          住宅 ≤18

  4          学校(工厂宿舍) ≤18

  5          医院 ≤18,≥15

 

  根据该工程的性质,拟定取机组在最不利工况的运行时间为18小时,满足本工程的需求。

 

4.2 夏季制冷量及冬季制热量的需求

 

  按照甲方要求及相关经验公式计算,夏季制冷量及冬季制热量的需求如下表:

 

  序号 室内制冷量

 

(单位小时) 室内制热量   (单位小时) 热水制热量   (每天)

冬季 120KW 513.3KWh

夏季 144KW 359.3KWh

年平均 410.7KWh

 

4.3 设备选型

 

  根据AMA生能空气源热泵机组的产品技术参数,考虑到需满足用户需求,决定选用AMA生能多功能结合机KFXRS-19Ⅱ(RHS01ZWC)型产品,其热水制水额定制热量为q=18.671kW(20℃工况), 空气制冷额定制冷量为q=11.468kW(35℃工况), 空气制热额定制热量为q=13.937kW(7℃工况)。机组在冬季最不利工况下(-5℃)运行时,热水制水制热量为:q1′=q1×0.65=18.671×0.6=11.2026kW,空气制热量为:q2′=q2×0.78=13.937×0.78=10.87kW,冬季热水制取时间假设为每天16小时,空调同时使用比例按照70%设计,则所需配置机组数量计算如下:需要机组台数N:

 

  冬季:热水制取N11=QS1÷q1′=513.3kW÷16÷11.2026kW=2.86≤3

 

  空调制热N2=QS2÷q2′=120kW×70%÷10.45kW=7.7≤8

 

  夏季:热水制取N12=QS2÷q1′=359.3kW÷16÷18.67kW=1.2≤2

 

  空调制冷N3=QS3÷q3′=144kW×70%÷11.468kW=8.79≤9

 

  所需配置机组的总数量取N11+N2和N12+N3中的最大值。

 

  根据上述计算,确定该工程中的采暖供冷及热水制取供应设备选用11台AMA生能多功能型KFXRS-19Ⅱ(RHS01ZWC)机组。

 

4.4 该工程设备运行时间核算

 

  年平均工况下仅计算制取热水,机组每天运行的时间为:

 

  H1=QL1/(q′?n)=410.7kWh/(18.671kW×11)=2小时

 

  冬季工况下仅计算空调制热(70%的同时使用率),机组每小时运行的时间为:H2=QL2/(q′?n)=120kWh×70%/(10.45kW×11)=0.73小时

 

  夏季工况下仅计算空调制冷(70%的同时使用率),机组每天运行的时间为:H3=QL3/(q′?n)=144kWh×70%/(11.468kW×11)=0.8小时

 

4.5 该工程运行费用核算

 

  空调制取热水时,AMA生能多功能型KFXRS-19Ⅱ(RHS01ZWC)机组热水制取的消耗功率为4.21kw;空调供暖时,AMA生能多功能型KFXRS-19Ⅱ(RHS01ZWC)机组的消耗功率为4.107kw;空调制冷时,AMA生能多功能型KFXRS-19Ⅱ(RHS01ZWC)机组的消耗功率为4.329kw。按照目前市场上的平价电电价为0.54元/kWh计算,则年平均制取热水每天的运行费用为

 

  4.21kWh×2×11×0.54元/kWh=50.01元

 

  冬季制热每小时的运行费用为

 

  4.107kWh×0.73×11×0.54元/kWh=17.81元

 

  夏季制冷每小时的运行费用为

 

  4.329kWh×0.8×11×0.54元/kWh=20.57元

 

4.6 水泵选型及管路阀门等辅材选用

 

1)机组加热循环泵的选用

 

  根据空气源热泵机组的循环水流量,单台KFXRS-19II(RHS01ZWC)型机组的循环水流量为3.5m3/h,水侧压力损失为55kPa。据上述数据,循环水泵采用“威乐”品牌水泵,型号为:PUN-600E。

 

2)管材阀门等辅材选用

 

  根据相关技术要求和国家标准,冷、热水管道采用PP-R管,阀门均选用优质品牌的精铜件阀门。保温材料选用泡沫保温外包铝塑板,上述管件均选用国标件。

 

(戎马传媒·《热泵市场》杂志社 订阅热线:0755-26781737)
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