上海空氣源熱水器維修工程有限公司 021-64605362
一、工程項目概況 1、 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)計小時耗熱量為3517kw,小時最大熱水量55m3/h,熱水溫度60℃；熱水系統(tǒng)要求：保證全天3小時集中洗浴時160只淋浴器同時正常使用；熱水供水方式：定時供水（全天4小時）。 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。必須滿足采暖的具體要求。 4、 熱源部分采用目前市場上比較流行的節(jié)能型加熱設(shè)備——天舒空氣源熱泵熱水機組作為加熱系統(tǒng)的主要加熱設(shè)備。為以后運行節(jié)約大量的能源。 二、總體設(shè)計思路： 1、根據(jù)工程實際情況，天舒公司擬采用天舒空氣源熱泵熱水機組制備熱水和提供采暖，按照“在確保滿足全天熱水用量的前提下，盡可能優(yōu)化系統(tǒng)，節(jié)約初期的投資費用”的原則，在系統(tǒng)設(shè)計的時候充分考慮學(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，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)與生活熱水獨立,公共浴室的更衣室內(nèi)采用地面輻射方式進行采暖，起到增加舒適性和節(jié)能的效果,在夏季利用熱泵產(chǎn)生的冷氣對公共浴室的更衣室進行制冷，提供免費的冷量； 3、采用兩套運行獨立，又可以聯(lián)合使用的熱泵加熱系統(tǒng)，一方面提高系統(tǒng)運行的可靠性，另一方面，大大提高了部分負荷的性能，即當(dāng)生活熱水使用量較少時只須啟用一套加熱系統(tǒng)； 4、在使用量較少時，一方面可以通過啟用一套加熱系統(tǒng)來減少制熱水量，另外還可以通過液位設(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，防止軍團菌產(chǎn)生。 5、在以上的設(shè)計思路下，天舒公司同時聽取學(xué)校及設(shè)計院專家的意見結(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)品的特性進行以下的設(shè)計。 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，春秋較短，冬夏較長，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)計依據(jù) 1、甲方提供的工程項目概述及要求。 2、《建筑給水排水設(shè)計手冊》。 3、《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》。 4、《簡明建筑設(shè)備手冊》。 5、《給水排水常用數(shù)據(jù)手冊》。 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)計規(guī)范》GB50019 8、江蘇天舒電器有限公司產(chǎn)品樣本。 9、全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施---給水排水。四、設(shè)計參數(shù) 1、 冬季上海冷水的計算溫度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℃熱水量計算： 55噸×3小時＝165噸。五、熱水系統(tǒng)及采暖負荷的設(shè)計計算 1、根據(jù)《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》GB50015-2003 全天耗熱量計算公式：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?，系統(tǒng)保溫情況選取。熱水負荷計算： ①冬季全天耗熱量計算： 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℃）全天耗熱量計算： Qd =1kcal/kg.℃×165噸×(60℃-5℃)×103×1.0 =907.5×104kcal =10552 KW 采暖負荷計算： ④冬季采暖負荷設(shè)計計算：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)計規(guī)范》GB50019的有關(guān)規(guī)定：計算全面地面輻射供暖系統(tǒng)的熱負荷時，可以取對流采暖系統(tǒng)計算總熱負荷的90%~95%?？紤]更衣室采暖設(shè)計余量，局部輻射供暖系統(tǒng)的熱負荷就按照全面地面輻射供暖系統(tǒng)的熱負荷計算。根據(jù)全天洗浴時間為3小時，全天采暖時間設(shè)計為4小時。 QNh =120w/㎡×330㎡ =39.6 KW QNd =39.6kw×4h =158.4 KW 因為采暖系統(tǒng)與熱水系統(tǒng)熱源采用同一設(shè)備，均為蓄熱系統(tǒng)，采暖熱負荷可平均分配在全天工作小時內(nèi)。 小時耗熱量計算： 熱泵在冬季每天運行最長時間不超過20小時，從節(jié)約投資和經(jīng)濟運行最合理考慮，在冬季天氣下，我們計算按照每天最長20小時計算。因此每小時耗熱量為：(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組技術(shù)參數(shù)表。項 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、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組在國家首家模擬環(huán)境實驗室的模擬檢測。見附件！確定使用機組數(shù)量 4、根據(jù)天舒空氣源熱泵熱水機組在環(huán)境溫度5℃條件的不利工況下，滿足熱水工程要求熱泵熱水機組全天運行時間為20小時。采用10臺“天舒”KRS-1700/G-B01型天舒空氣源熱泵熱水機組，極端氣溫下采用電輔助加熱可以滿足機組檢修（備用）和超負荷補充用。 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年的氣候資料最長的全年合計為23天的時間，而近5年來最長不超過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)運行的安全性，在系統(tǒng)設(shè)計上是必須的。 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充。避免了用設(shè)備補充而增加初始投資費用。結(jié)論：在環(huán)境溫度5℃及以上的氣候條件下，10臺熱泵（24匹）即可滿足全天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（24匹）的設(shè)備才能滿足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年的氣候資料最長的全年合計為23天的時間，而近5年來最長不超過9天。考慮學(xué)校在冬季有寒假，投資金額的巨大等因素，如果多增加4臺熱泵設(shè)備，從投資角度講不是很合理。從實際使用和節(jié)約投資的角度出發(fā)，選用10臺（24匹）的設(shè)備比較合理。在極端冬季的氣候條件下，通過系統(tǒng)配置的應(yīng)急電加熱作為輔助即可滿足全天用水。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)提供免費的冷量。達到空氣調(diào)節(jié)的作用。綜上，本系統(tǒng)與傳統(tǒng)的熱水設(shè)備相比，可以達到多項領(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的空調(diào)。六、保溫儲熱水箱的選型本系統(tǒng)采用了兩套運行獨立，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行獨立又可以聯(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：定時給水（即全天固定時段供水）。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)運行技術(shù)措施天舒空氣源熱泵熱水機組的運行控制天舒空氣源熱泵熱水機組的運行根據(jù)水溫和水流雙重控制，當(dāng)溫感器判定循環(huán)管路或儲熱水箱的水溫低于設(shè)定溫度時，并且循環(huán)管道中有水流經(jīng)過，啟動運行，達到60OC時或水流停止時停止運行。天舒空氣源熱泵熱水機組的運行控制優(yōu)點： 保證機組不會因為水流過小，換熱不充分而導(dǎo)致機組壓縮機進氣溫度過高，機組過熱保護。 控制機組不頻繁的啟停，保護機組的壽命?？刂葡到y(tǒng)的特點天舒空氣源熱泵熱水機組的運行實現(xiàn)無人值守，全自動運行。熱水系統(tǒng)的水泵和閥門，實現(xiàn)聯(lián)動，達到系統(tǒng)全自動運行。減少系統(tǒng)的管理難度。熱水系統(tǒng)達到節(jié)能運行的目的。供水系統(tǒng)的特點熱水供水系統(tǒng)采用變頻恒壓定時供水。回水系統(tǒng)的特點熱水回水系統(tǒng)采用定時回水。采暖系統(tǒng)的特點采暖系統(tǒng)采用定時、定溫變流量自動調(diào)節(jié)，達到室內(nèi)恒溫?？照{(diào)系統(tǒng)的特點空調(diào)系統(tǒng)采用天舒綜合冷量回收系統(tǒng)提供免費的冷量，智能控制。八、運行成本估算： 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臺熱水溫度： 60℃ 單臺制熱量： 39.16kw 56.13kw 73.36kw 95.29kw 14臺總制熱量： 548.24kw 785.82kw 1027.04kw 1334.06kw 設(shè)備運行時間： 19.25小時 13.43小時 8.41小時 5.57小時 14臺主機輸入功率： 16.05×14臺＝224.7kw 17.01×14臺＝238.14kw 17.94×14臺＝251.16kw 20.02×14臺＝280.28kw 主機耗電量： 4326 kw 3199 kw 2113 kw 1562 kw 水泵耗電量： 2.2kw×14臺×19.25小時＝593kw 2.2kw×14臺×13.43小時＝414kw 2.2kw×14臺×8.41小時＝260kw 2.2kw×14臺×5.57小時＝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)備彌補熱量的不足）：系統(tǒng)選型： KRS-1700/G-B01(24HP) 10臺熱水溫度： 60℃ 單臺制熱量： 39.16kw 56.13kw 73.36kw 95.29kw 10臺總制熱量： 391.6kw 561.3kw 733.6kw 952.9kw 輔助電加熱： 144.4kw 設(shè)備運行時間： 19.7小時 18.8小時 11.8小時 8.1小時 10臺主機輸入功率： 16.05×10臺＝160.5kw 17.01×10臺＝170.1kw 17.94×10臺＝179.4kw 20.02×10臺＝200.2kw 主機耗電量： 160.5kw×19.7小時＝3162 kw 170.1kw×18.8小時＝3198 kw 160.5kw×11.8小時＝1894 kw 200.2kw×8.1小時＝1622 kw 輔助電加熱耗電量： 144.4kw×19.7小時=2845kw 0 0 0 水泵耗電量： 2.2kw×10臺×19.7小時＝433kw 2.2kw×10臺×18.8小時＝414kw 2.2kw×10臺×11.8小時＝260kw 2.2kw×10臺×8.1小時＝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，它的制熱量必須達到水的需熱量。這里14臺24匹的設(shè)備在-5℃的工況下每小時產(chǎn)出548.24kw的制熱量，19.25小時即可滿足全天耗熱量10552kw的需求。所以選擇14臺24匹主機則不需要輔助電加熱。 ②因為考慮到學(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，花該花的費用。我們對“10臺24匹的熱泵設(shè)備，極限工況配置部分電輔助加熱”系統(tǒng)的合理性和運行費用的節(jié)能性做了計算和校核。結(jié)果如下： 從初期投資角度比較：10臺24匹的系統(tǒng)在投資上比14臺24匹系統(tǒng)少4臺主機和相應(yīng)的輔助設(shè)備如水泵管材等。 從運行費用的角度比較：10臺24匹的系統(tǒng)加輔助電加熱年運行費用約96.97萬。而14臺24匹的系統(tǒng)年運行費用約為95.81萬。相差1.2萬元左右。14臺的節(jié)能效果與10臺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)濟性等方面考慮，采用10臺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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