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采暖供冷及熱水制取多功能熱泵工程設計方案
發布日期:2013-6-20 11:32:50


  摘要:本工程類型是建筑內部的夏季供冷和冬季采暖以及全天候客房熱水多功能型空氣源熱泵工程。本工程多功能型熱泵設備安裝于建筑天面,為用戶夏季和冬季所用供冷采暖以及客房淋浴提供所需的冷熱水。根據甲方提供的資料,本工程共有2層標準客房,每層22間客房,每層600m2的建筑面積。夏季按120w/m2的耗冷量來進行設計,冬季按100w/m2的耗熱量設計,客房每日淋浴用水按照200L/間設計。本方案根據本工程的特點設計制取系統安裝,將供冷采暖用冷熱水制取系統與大樓預留好的補水端口、供水端口及回水端口駁接即可。本方案只對指定擺放位置的熱水制取系統進行設計,并對該系統經行報價,詳見報價部分及系統示意圖。

 

  關鍵詞:多功能、制冷、采暖、空氣能、生能

 

一、項目概況

 

  本工程類型是建筑內部的夏季供冷和冬季采暖以及全天候客房熱水多功能型空氣源熱泵工程。本工程多功能型熱泵設備安裝于建筑天面,為用戶夏季和冬季所用供冷采暖以及客房淋浴提供所需的冷熱水。

 

  根據甲方提供的資料,本工程共有2層標準客房,每層22間客房,每層600㎡的建筑面積。夏季按120w/㎡的耗冷量來進行設計,冬季按100w/㎡的耗熱量設計,客房每日淋浴用水按照200L/間設計。本方案根據本工程的特點設計制取系統安裝,將供冷采暖用冷熱水制取系統與大樓預留好的補水端口、供水端口及回水端口駁接即可。

 

  本方案只對指定擺放位置的熱水制取系統進行設計,并對該系統經行報價,詳見報價部分及系統示意圖。

 

  結合我公司多年的工程實踐經驗,決定采用AMA生能牌空氣源熱泵機組冷熱水供應系統。該系統不但節能、環保而且運行安全、無需人工管理,也是目前綜合運行效益最佳的冷熱水系統。

 

  本方案設置AMA生能多功能型KFXRS-19Ⅱ(RHS01ZWC)機組11臺,系統采用“冷熱水直接循環系統”的形式,即“主機+保溫水箱+用水管網+風機盤管”。

 

二、設計依據及標準

 

  1.《采暖通風與空氣調節設計規范》 (GB50019-2003);

 

  2.《建筑給水排水設計規范》 (GB50015-2003);

 

  3.《商業或工業用及類似用途的熱泵熱水機》 (GB/T 21362-2008);

 

  4.《室外給水設計規范》 (GBJ13—86);

 

  5.《給水排水制圖標準》 (T50106-2001);

 

  6.《二次供水設施衛生規范》 (GB17051-1997);

 

  7.《建筑給水排水及采暖工程施工質量驗收規范》(GB50242-2002);

 

  8.《建筑結構載荷規范》 (GB 5009-2001);

 

  9.《建筑電氣安裝工程施工質量驗收規范》(GB 50303-2002);

 

  10.《建筑工程施工質量驗收統一標準》(GB 50300-2001);

 

  11.《商業或工業用及類似用途的熱泵熱水機》(企業產品制造標準Q/AMA 002-2007)

 

  12.其他國家相關規范及技術標準。

 

三、 設計計算參數

 

3.1 機組額定工作參數

 

  干球溫度 20℃

 

  濕球溫度 15℃

 

  相對濕度 60%

 

  室外平均風速 1.4m/s

 

  冷水計算溫度 15℃

 

  熱水計算溫度 55℃

 

3.2 本工程設計計算參數

 

  由氣象數據及水文勘測數據得空氣源熱泵系統的工作環境參數為:

 

  夏季工況 干球溫度 34.2℃

 

  濕球溫度 27.5℃

 

  相對濕度 66%

 

  室外平均風速 1.6m/s

 

  夏季平均溫度 30.3℃

 

  極端最高溫度 38.5℃

 

  冬季工況 干球溫度 7℃

 

  濕球溫度 6.0℃

 

  相對濕度 75%

 

  室外平均風速 2.4m/s

 

  冬季平均溫度 8.0℃

 

  極端最低溫度 2.4℃

 

  春秋工況 春秋氣溫 20.1℃

 

  冷水計算參數 春秋工況冷水溫度 15℃

 

  夏季工況冷水溫度 20℃

 

  冬季工況冷水溫度 5℃

 

四、采暖供冷系統設計

 

4.1 熱泵機組最不利工況下運行時間標準

 

  根據熱泵機組國家標準規定,熱泵機組每天的工作時間(最冷工況)如下表所示:

 

  機組冬季工況下運行時間標準

 

  序號   建筑物名稱   機組平均每天運行時間(h)   備注

 

  1 賓館 三星級以上 ≤15 含三星級

               三星級以下 <18,>15 不含三星級

  2           一般旅館 <18,≥18

  3          住宅 ≤18

  4          學校(工廠宿舍) ≤18

  5          醫院 ≤18,≥15

 

  根據該工程的性質,擬定取機組在最不利工況的運行時間為18小時,滿足本工程的需求。

 

4.2 夏季制冷量及冬季制熱量的需求

 

  按照甲方要求及相關經驗公式計算,夏季制冷量及冬季制熱量的需求如下表:

 

  序號 室內制冷量

 

(單位小時) 室內制熱量   (單位小時) 熱水制熱量   (每天)

冬季 120KW 513.3KWh

夏季 144KW 359.3KWh

年平均 410.7KWh

 

4.3 設備選型

 

  根據AMA生能空氣源熱泵機組的產品技術參數,考慮到需滿足用戶需求,決定選用AMA生能多功能結合機KFXRS-19Ⅱ(RHS01ZWC)型產品,其熱水制水額定制熱量為q=18.671kW(20℃工況), 空氣制冷額定制冷量為q=11.468kW(35℃工況), 空氣制熱額定制熱量為q=13.937kW(7℃工況)。機組在冬季最不利工況下(-5℃)運行時,熱水制水制熱量為:q1′=q1×0.65=18.671×0.6=11.2026kW,空氣制熱量為:q2′=q2×0.78=13.937×0.78=10.87kW,冬季熱水制取時間假設為每天16小時,空調同時使用比例按照70%設計,則所需配置機組數量計算如下:需要機組臺數N:

 

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

 

  空調制熱N2=QS2÷q2′=120kW×70%÷10.45kW=7.7≤8

 

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

 

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

 

  所需配置機組的總數量取N11+N2和N12+N3中的最大值。

 

  根據上述計算,確定該工程中的采暖供冷及熱水制取供應設備選用11臺AMA生能多功能型KFXRS-19Ⅱ(RHS01ZWC)機組。

 

4.4 該工程設備運行時間核算

 

  年平均工況下僅計算制取熱水,機組每天運行的時間為:

 

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

 

  冬季工況下僅計算空調制熱(70%的同時使用率),機組每小時運行的時間為:H2=QL2/(q′?n)=120kWh×70%/(10.45kW×11)=0.73小時

 

  夏季工況下僅計算空調制冷(70%的同時使用率),機組每天運行的時間為:H3=QL3/(q′?n)=144kWh×70%/(11.468kW×11)=0.8小時

 

4.5 該工程運行費用核算

 

  空調制取熱水時,AMA生能多功能型KFXRS-19Ⅱ(RHS01ZWC)機組熱水制取的消耗功率為4.21kw;空調供暖時,AMA生能多功能型KFXRS-19Ⅱ(RHS01ZWC)機組的消耗功率為4.107kw;空調制冷時,AMA生能多功能型KFXRS-19Ⅱ(RHS01ZWC)機組的消耗功率為4.329kw。按照目前市場上的平價電電價為0.54元/kWh計算,則年平均制取熱水每天的運行費用為

 

  4.21kWh×2×11×0.54元/kWh=50.01元

 

  冬季制熱每小時的運行費用為

 

  4.107kWh×0.73×11×0.54元/kWh=17.81元

 

  夏季制冷每小時的運行費用為

 

  4.329kWh×0.8×11×0.54元/kWh=20.57元

 

4.6 水泵選型及管路閥門等輔材選用

 

1)機組加熱循環泵的選用

 

  根據空氣源熱泵機組的循環水流量,單臺KFXRS-19II(RHS01ZWC)型機組的循環水流量為3.5m3/h,水側壓力損失為55kPa。據上述數據,循環水泵采用“威樂”品牌水泵,型號為:PUN-600E。

 

2)管材閥門等輔材選用

 

  根據相關技術要求和國家標準,冷、熱水管道采用PP-R管,閥門均選用優質品牌的精銅件閥門。保溫材料選用泡沫保溫外包鋁塑板,上述管件均選用國標件。

 

(戎馬傳媒·《熱泵市場》雜志社 訂閱熱線:0755-26781737)
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