上?？諝庠礋崴骶S修工程有限公司 021-64605362
一、工程項(xiàng)目概況 1、 復(fù)旦大學(xué)江灣校區(qū)新建公共浴室，對(duì)浴室的生活熱水供熱設(shè)備和男女更衣室取暖設(shè)施等進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)。 2、 公共浴室生活熱水部分具體情況如下：建筑總面積：1116㎡；一層為男浴室，二層為女浴室。共設(shè)淋浴器160只；設(shè)計(jì)小時(shí)耗熱量為3517kw,小時(shí)最大熱水量55m3/h,熱水溫度60℃；熱水系統(tǒng)要求：保證全天3小時(shí)集中洗浴時(shí)160只淋浴器同時(shí)正常使用；熱水供水方式：定時(shí)供水（全天4小時(shí)）。 3、 公共浴室采暖部分具體情況如下：采暖面積：男、女更衣室面積均為165㎡，總面積330㎡；更衣室層高2.7m；采暖方式：由設(shè)備供應(yīng)商建議，并提供具體設(shè)計(jì)。必須滿(mǎn)足采暖的具體要求。 4、 熱源部分采用目前市場(chǎng)上比較流行的節(jié)能型加熱設(shè)備——天舒空氣源熱泵熱水機(jī)組作為加熱系統(tǒng)的主要加熱設(shè)備。為以后運(yùn)行節(jié)約大量的能源。 二、總體設(shè)計(jì)思路： 1、根據(jù)工程實(shí)際情況，天舒公司擬采用天舒空氣源熱泵熱水機(jī)組制備熱水和提供采暖，按照“在確保滿(mǎn)足全天熱水用量的前提下，盡可能優(yōu)化系統(tǒng)，節(jié)約初期的投資費(fèi)用”的原則，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候充分考慮學(xué)校的使用要求和使用特征、上海的氣候特征因素、熱泵系統(tǒng)本身的特性相結(jié)合，優(yōu)化配置、去除不必要的費(fèi)用做到即保障了使用功能即用水的安全性，又做到了投資的經(jīng)濟(jì)合理性； 2、在保障熱水系統(tǒng)的供水前提下，我公司結(jié)合本公司的產(chǎn)品特性與以往的成熟經(jīng)驗(yàn)，在熱泵熱水系統(tǒng)中增加采暖與空調(diào)制冷功能。在冬季利用熱泵制熱采暖,水系統(tǒng)與生活熱水獨(dú)立,公共浴室的更衣室內(nèi)采用地面輻射方式進(jìn)行采暖，起到增加舒適性和節(jié)能的效果,在夏季利用熱泵產(chǎn)生的冷氣對(duì)公共浴室的更衣室進(jìn)行制冷，提供免費(fèi)的冷量； 3、采用兩套運(yùn)行獨(dú)立，又可以聯(lián)合使用的熱泵加熱系統(tǒng)，一方面提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，另一方面，大大提高了部分負(fù)荷的性能，即當(dāng)生活熱水使用量較少時(shí)只須啟用一套加熱系統(tǒng)； 4、在使用量較少時(shí)，一方面可以通過(guò)啟用一套加熱系統(tǒng)來(lái)減少制熱水量，另外還可以通過(guò)液位設(shè)置，控制制熱水量，盡可能保證水箱內(nèi)熱水當(dāng)天使用完，防止軍團(tuán)菌產(chǎn)生。 5、在以上的設(shè)計(jì)思路下，天舒公司同時(shí)聽(tīng)取學(xué)校及設(shè)計(jì)院專(zhuān)家的意見(jiàn)結(jié)合公共浴室的使用特征和上海地區(qū)的環(huán)境工況、天舒熱泵產(chǎn)品的特性進(jìn)行以下的設(shè)計(jì)。 三、地理位置及氣侯 1、上海屬北亞熱帶季風(fēng)氣候，四季分明，日照充分，雨量充沛。上海氣候溫和濕潤(rùn)，春秋較短，冬夏較長(zhǎng)，年平均氣溫16℃左右。7、8月份氣溫最高，月平均約28℃；1月份最低，月平均約4℃。 全年無(wú)霜期約230天，年平均降雨量在1200毫米左右，但一年中60％的雨量集中在5至9月的汛期，汛期有春雨、梅雨、秋雨三個(gè)雨期。 2、以下是上海地區(qū)（1971-2000年）氣候資料表：月份 月平均氣溫（℃） 月極端最高氣溫（℃） 月極端最低氣溫（℃） 月平均相對(duì)濕度（%） 1 3.3 19.2 -5.5 75 2 6.0 26.4 -4.5 72 3 9.2 26.1 -0.7 78 4 14.7 32.2 2.4 75 5 20.3 34.9 9.4 74 6 23.8 36.8 16.0 82 7 28.0 37.7 20.0 80 8 27.8 37.8 19.9 81 9 24.4 36.7 13.9 77 10 19.2 32.2 6.5 74 11 13.5 26.5 -1.9 74 12 7.8 20.3 -7.7 73 四、工程設(shè)計(jì)依據(jù) 1、甲方提供的工程項(xiàng)目概述及要求。 2、《建筑給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》。 3、《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》。 4、《簡(jiǎn)明建筑設(shè)備手冊(cè)》。 5、《給水排水常用數(shù)據(jù)手冊(cè)》。 6、《地面輻射供暖技術(shù)規(guī)程》JGJ142-2004 7、《采暖通風(fēng)及空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50019 8、江蘇天舒電器有限公司產(chǎn)品樣本。 9、全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施---給水排水。四、設(shè)計(jì)參數(shù) 1、 冬季上海冷水的計(jì)算溫度5℃。 2、 熱水出水溫度為60℃。 3、 全年平均冷水溫度為15℃。 4、 每天需要60℃熱水量計(jì)算： 55噸×3小時(shí)＝165噸。五、熱水系統(tǒng)及采暖負(fù)荷的設(shè)計(jì)計(jì)算 1、根據(jù)《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50015-2003 全天耗熱量計(jì)算公式：Qd＝cm(t2-t1)×Kc（kcal） c－水比熱 取1kcal/kg.℃ m－每天需總用水量 kg。 t2－熱水溫度?。ㄈ?5℃） t1－冷水溫度（5℃） Kc－系統(tǒng)散熱量系數(shù)，可根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂颍到y(tǒng)保溫情況選取。熱水負(fù)荷計(jì)算： ①冬季全天耗熱量計(jì)算： Qd =1kcal/kg.℃×165噸×(60℃-5℃)×103×1.0 =907.5×104kcal =10552 KW ②春秋季季全天耗熱量計(jì)算： Qd =1kcal/kg.℃×165噸×(60℃-15℃)×103×1.0 =742.5×104kcal =8634 KW ③夏季全天耗熱量計(jì)算： Qd =1kcal/kg.℃×165噸×(60℃-20℃)×103×1.0 =660×104kcal =7674 KW ④冬季極端氣候（-5℃）全天耗熱量計(jì)算： Qd =1kcal/kg.℃×165噸×(60℃-5℃)×103×1.0 =907.5×104kcal =10552 KW 采暖負(fù)荷計(jì)算： ④冬季采暖負(fù)荷設(shè)計(jì)計(jì)算：根據(jù)《地面輻射供暖技術(shù)規(guī)程》JGJ142-2004及《采暖通風(fēng)及空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50019的有關(guān)規(guī)定：計(jì)算全面地面輻射供暖系統(tǒng)的熱負(fù)荷時(shí)，可以取對(duì)流采暖系統(tǒng)計(jì)算總熱負(fù)荷的90%~95%?？紤]更衣室采暖設(shè)計(jì)余量，局部輻射供暖系統(tǒng)的熱負(fù)荷就按照全面地面輻射供暖系統(tǒng)的熱負(fù)荷計(jì)算。根據(jù)全天洗浴時(shí)間為3小時(shí)，全天采暖時(shí)間設(shè)計(jì)為4小時(shí)。 QNh =120w/㎡×330㎡ =39.6 KW QNd =39.6kw×4h =158.4 KW 因?yàn)椴膳到y(tǒng)與熱水系統(tǒng)熱源采用同一設(shè)備，均為蓄熱系統(tǒng)，采暖熱負(fù)荷可平均分配在全天工作小時(shí)內(nèi)。 小時(shí)耗熱量計(jì)算： 熱泵在冬季每天運(yùn)行最長(zhǎng)時(shí)間不超過(guò)20小時(shí)，從節(jié)約投資和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行最合理考慮，在冬季天氣下，我們計(jì)算按照每天最長(zhǎng)20小時(shí)計(jì)算。因此每小時(shí)耗熱量為：(10552 KW＋158.4KW)÷20h=536 KW/h 2、天舒KRS-1700/G-B01（24匹）型天舒空氣源熱泵熱水機(jī)組技術(shù)參數(shù)表。項(xiàng) 目 KRS-1700/G-B01（24匹）工況條件（環(huán)境溫度） 環(huán)境溫度 30℃ 環(huán)境溫度 25℃ 環(huán)境溫度 15℃ 環(huán)境溫度 5℃ 環(huán)境溫度 -5℃ 輸入功率 kW 20.02 19.20 17.94 17.01 16.05 輸出功率（制熱量） kW 95.29 86.00 73.36 56.13 39.16 最高出水溫度 ℃ 60 60 60 60 60 制熱水量 L/h 2340.88 1840 1401.67 1072.51 673.43 循環(huán)水流量 L/h 15000 外型尺寸（L×W×H） mm 2085×1030×1880 進(jìn)、出水管 DN65 冷凝水管 DN20 電源 380V/3N/50Hz 凈重約 720Kg 額定工況：空氣干球溫度為25℃，濕球溫度19.5℃。 3. 根據(jù)“天舒”KRS-1700/G-B01型天舒空氣源熱泵熱水機(jī)組在國(guó)家首家模擬環(huán)境實(shí)驗(yàn)室的模擬檢測(cè)。見(jiàn)附件！確定使用機(jī)組數(shù)量 4、根據(jù)天舒空氣源熱泵熱水機(jī)組在環(huán)境溫度5℃條件的不利工況下，滿(mǎn)足熱水工程要求熱泵熱水機(jī)組全天運(yùn)行時(shí)間為20小時(shí)。采用10臺(tái)“天舒”KRS-1700/G-B01型天舒空氣源熱泵熱水機(jī)組，極端氣溫下采用電輔助加熱可以滿(mǎn)足機(jī)組檢修（備用）和超負(fù)荷補(bǔ)充用。 5、 綜合平衡上海地區(qū)的環(huán)境氣候，-5℃的環(huán)境氣候并不多。根據(jù)1970~2000年的氣候資料最長(zhǎng)的全年合計(jì)為23天的時(shí)間，而近5年來(lái)最長(zhǎng)不超過(guò)9天?？紤]學(xué)校在冬季有寒假，投資金額的巨大等因素，如果多增加4臺(tái)熱泵設(shè)備，從投資角度講不是很合理。 6、 采用輔助電加熱考慮的因素： ① 輔助電加熱可作為系統(tǒng)的后備應(yīng)急系統(tǒng)。保障系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上是必須的。 ② 在最不利工況和最大用水量情況下，輔助電加熱可以起到熱量的補(bǔ)充。避免了用設(shè)備補(bǔ)充而增加初始投資費(fèi)用。結(jié)論：在環(huán)境溫度5℃及以上的氣候條件下，10臺(tái)熱泵（24匹）即可滿(mǎn)足全天165噸熱水的制熱和更衣室的地板采暖。但在環(huán)境溫度-5℃的條件下，需要13.7臺(tái)（24匹）的設(shè)備才能滿(mǎn)足165噸熱水的加熱要求和更衣室的地板采暖要求。綜合平衡上海地區(qū)的環(huán)境氣候，-5℃的環(huán)境氣候并不多。根據(jù)1970~2000年的氣候資料最長(zhǎng)的全年合計(jì)為23天的時(shí)間，而近5年來(lái)最長(zhǎng)不超過(guò)9天?？紤]學(xué)校在冬季有寒假，投資金額的巨大等因素，如果多增加4臺(tái)熱泵設(shè)備，從投資角度講不是很合理。從實(shí)際使用和節(jié)約投資的角度出發(fā)，選用10臺(tái)（24匹）的設(shè)備比較合理。在極端冬季的氣候條件下，通過(guò)系統(tǒng)配置的應(yīng)急電加熱作為輔助即可滿(mǎn)足全天用水。在系統(tǒng)的能源綜合利用上，夏天更衣室可以利用天舒空氣源熱泵熱水綜合冷量回收系統(tǒng)提供免費(fèi)的冷量。達(dá)到空氣調(diào)節(jié)的作用。綜上，本系統(tǒng)與傳統(tǒng)的熱水設(shè)備相比，可以達(dá)到多項(xiàng)領(lǐng)先。在能源利用上：本系統(tǒng)比傳統(tǒng)鍋爐設(shè)備更節(jié)能和環(huán)保。在綜合利用上：可以提供冬季采暖和夏天免費(fèi)的空調(diào)。六、保溫儲(chǔ)熱水箱的選型本系統(tǒng)采用了兩套運(yùn)行獨(dú)立，又可以聯(lián)合使用的熱泵加熱系統(tǒng)，所以蓄熱水箱也需采用兩套運(yùn)行獨(dú)立又可以聯(lián)合供水的蓄熱水箱，每套蓄熱水箱內(nèi)均加裝導(dǎo)流板，本熱水系統(tǒng)的給水方式為：定時(shí)給水（即全天固定時(shí)段供水）。系統(tǒng)蓄熱水箱的容積按照全天用水總量選擇，保溫水箱有效容量需達(dá)到165噸，綜合考慮熱泵加熱的特性、模塊式矩形保溫水箱的加工特征、水箱的有效容積等因素，保溫水箱的選擇2×12.5×3.5=87.5噸2只。 七、系統(tǒng)運(yùn)行技術(shù)措施天舒空氣源熱泵熱水機(jī)組的運(yùn)行控制天舒空氣源熱泵熱水機(jī)組的運(yùn)行根據(jù)水溫和水流雙重控制，當(dāng)溫感器判定循環(huán)管路或儲(chǔ)熱水箱的水溫低于設(shè)定溫度時(shí)，并且循環(huán)管道中有水流經(jīng)過(guò)，啟動(dòng)運(yùn)行，達(dá)到60OC時(shí)或水流停止時(shí)停止運(yùn)行。天舒空氣源熱泵熱水機(jī)組的運(yùn)行控制優(yōu)點(diǎn)： 保證機(jī)組不會(huì)因?yàn)樗鬟^(guò)小，換熱不充分而導(dǎo)致機(jī)組壓縮機(jī)進(jìn)氣溫度過(guò)高，機(jī)組過(guò)熱保護(hù)。 控制機(jī)組不頻繁的啟停，保護(hù)機(jī)組的壽命。控制系統(tǒng)的特點(diǎn)天舒空氣源熱泵熱水機(jī)組的運(yùn)行實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，全自動(dòng)運(yùn)行。熱水系統(tǒng)的水泵和閥門(mén)，實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)，達(dá)到系統(tǒng)全自動(dòng)運(yùn)行。減少系統(tǒng)的管理難度。熱水系統(tǒng)達(dá)到節(jié)能運(yùn)行的目的。供水系統(tǒng)的特點(diǎn)熱水供水系統(tǒng)采用變頻恒壓定時(shí)供水。回水系統(tǒng)的特點(diǎn)熱水回水系統(tǒng)采用定時(shí)回水。采暖系統(tǒng)的特點(diǎn)采暖系統(tǒng)采用定時(shí)、定溫變流量自動(dòng)調(diào)節(jié)，達(dá)到室內(nèi)恒溫?？照{(diào)系統(tǒng)的特點(diǎn)空調(diào)系統(tǒng)采用天舒綜合冷量回收系統(tǒng)提供免費(fèi)的冷量，智能控制。八、運(yùn)行成本估算： 1、設(shè)定估算工況： ①根據(jù)上海地區(qū)（1971-2000年）氣候資料如下表：月份 月平均氣溫（℃） 月極端最高氣溫（℃） 月極端最低氣溫（℃） 月平均相對(duì)濕度（%） 1 3.3 19.2 -5.5 75 2 6.0 26.4 -4.5 72 3 9.2 26.1 -0.7 78 4 14.7 32.2 2.4 75 5 20.3 34.9 9.4 74 6 23.8 36.8 16.0 82 7 28.0 37.7 20.0 80 8 27.8 37.8 19.9 81 9 24.4 36.7 13.9 77 10 19.2 32.2 6.5 74 11 13.5 26.5 -1.9 74 12 7.8 20.3 -7.7 73 ②根據(jù)上表，設(shè)計(jì)估算環(huán)境： 環(huán)境溫度 -5℃ 30天 環(huán)境溫度 05℃ 60天 環(huán)境溫度 15℃ 183天 環(huán)境溫度 30℃ 92天 2、運(yùn)行成本估算：環(huán)境工況 -5℃ 05℃ 15℃ 30℃ 估算天數(shù) 30天 60天 183天 92天 165噸水總耗熱量計(jì)算 10552kw 10552kw 8634kw 7674kw 不加電加熱選型（除了系統(tǒng)應(yīng)急電加熱，不加任何形式的電加熱設(shè)備）：系統(tǒng)選型： KRS-1700/G-B01(24HP) 14臺(tái)熱水溫度： 60℃ 單臺(tái)制熱量： 39.16kw 56.13kw 73.36kw 95.29kw 14臺(tái)總制熱量： 548.24kw 785.82kw 1027.04kw 1334.06kw 設(shè)備運(yùn)行時(shí)間： 19.25小時(shí) 13.43小時(shí) 8.41小時(shí) 5.57小時(shí) 14臺(tái)主機(jī)輸入功率： 16.05×14臺(tái)＝224.7kw 17.01×14臺(tái)＝238.14kw 17.94×14臺(tái)＝251.16kw 20.02×14臺(tái)＝280.28kw 主機(jī)耗電量： 4326 kw 3199 kw 2113 kw 1562 kw 水泵耗電量： 2.2kw×14臺(tái)×19.25小時(shí)＝593kw 2.2kw×14臺(tái)×13.43小時(shí)＝414kw 2.2kw×14臺(tái)×8.41小時(shí)＝260kw 2.2kw×14臺(tái)×5.57小時(shí)＝172kw 總耗電量： （4326 kw＋593 kw）×30天＝147570kw （3199 kw＋414 kw）×60天＝216780kw （2113 kw＋260 kw）×183天＝434259kw （1562 kw＋172 kw）×92天＝159528kw 全年耗電量： 147570kw＋216780kw＋434259kw＋159528kw＝958137kw 冬季極限工況加電加熱選型（除了系統(tǒng)應(yīng)急電加熱，加輔助電加熱設(shè)備彌補(bǔ)熱量的不足）：系統(tǒng)選型： KRS-1700/G-B01(24HP) 10臺(tái)熱水溫度： 60℃ 單臺(tái)制熱量： 39.16kw 56.13kw 73.36kw 95.29kw 10臺(tái)總制熱量： 391.6kw 561.3kw 733.6kw 952.9kw 輔助電加熱： 144.4kw 設(shè)備運(yùn)行時(shí)間： 19.7小時(shí) 18.8小時(shí) 11.8小時(shí) 8.1小時(shí) 10臺(tái)主機(jī)輸入功率： 16.05×10臺(tái)＝160.5kw 17.01×10臺(tái)＝170.1kw 17.94×10臺(tái)＝179.4kw 20.02×10臺(tái)＝200.2kw 主機(jī)耗電量： 160.5kw×19.7小時(shí)＝3162 kw 170.1kw×18.8小時(shí)＝3198 kw 160.5kw×11.8小時(shí)＝1894 kw 200.2kw×8.1小時(shí)＝1622 kw 輔助電加熱耗電量： 144.4kw×19.7小時(shí)=2845kw 0 0 0 水泵耗電量： 2.2kw×10臺(tái)×19.7小時(shí)＝433kw 2.2kw×10臺(tái)×18.8小時(shí)＝414kw 2.2kw×10臺(tái)×11.8小時(shí)＝260kw 2.2kw×10臺(tái)×8.1小時(shí)＝178kw 總耗電量： （3162kw+2845kw+433kw）×30天＝193200 kw （3198kw+414kw）×60天＝216720 kw （1894kw+260kw）×183天＝394182 kw （1622kw+178kw）×92天＝165600 kw 全年耗電量： 193200kw＋216720kw＋394182kw＋165600kw＝969702 kw 3、結(jié)論： ①不加輔助電加熱的系統(tǒng)，只有在系統(tǒng)負(fù)荷匹配得當(dāng)?shù)那闆r下才能不加輔助電加熱。所謂匹配得當(dāng)，即熱泵在－5℃的環(huán)境工況下，它的制熱量必須達(dá)到水的需熱量。這里14臺(tái)24匹的設(shè)備在-5℃的工況下每小時(shí)產(chǎn)出548.24kw的制熱量，19.25小時(shí)即可滿(mǎn)足全天耗熱量10552kw的需求。所以選擇14臺(tái)24匹主機(jī)則不需要輔助電加熱。 ②因?yàn)榭紤]到學(xué)校公共浴室的使用要求和使用特征、上海地區(qū)的氣候特征因素、熱泵系統(tǒng)本身的特性，我們提出在確保使用功能安全性的前提下，去除不必要的投資，花該花的費(fèi)用。我們對(duì)“10臺(tái)24匹的熱泵設(shè)備，極限工況配置部分電輔助加熱”系統(tǒng)的合理性和運(yùn)行費(fèi)用的節(jié)能性做了計(jì)算和校核。結(jié)果如下： 從初期投資角度比較：10臺(tái)24匹的系統(tǒng)在投資上比14臺(tái)24匹系統(tǒng)少4臺(tái)主機(jī)和相應(yīng)的輔助設(shè)備如水泵管材等。 從運(yùn)行費(fèi)用的角度比較：10臺(tái)24匹的系統(tǒng)加輔助電加熱年運(yùn)行費(fèi)用約96.97萬(wàn)。而14臺(tái)24匹的系統(tǒng)年運(yùn)行費(fèi)用約為95.81萬(wàn)。相差1.2萬(wàn)元左右。14臺(tái)的節(jié)能效果與10臺(tái)比較相差并不是很多。這主要是受上海地區(qū)的環(huán)境氣候影響的。 ③綜上，從系統(tǒng)的合理性與經(jīng)濟(jì)性等方面考慮，采用10臺(tái)24匹熱泵設(shè)備供應(yīng)165噸60度生活熱水系統(tǒng)比較合理。
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