热泵热水系统设计及案例应用
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2024年09月23日 15:45:12
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来源:暖通南社

目前市场上,中央供应热水的加热设备有 锅炉、太阳能、热泵等三种: 1 吨水温升40℃的加热费用: 备注: 1 、热泵使用工况:环境温度20℃;


目前市场上,中央供应热水的加热设备有 锅炉、太阳能、热泵等三种:

1 吨水温升40℃的加热费用:

备注:

1 、热泵使用工况:环境温度20℃;

2 、电费:0.8元/kW·h;管道煤气(液化石油气)18.00元/m 3 ;柴油价格:4.70元/L;

3 、燃油热水炉热效率75%,燃气热水炉热效率85%,电锅炉热效率95%,热水设备热效率370%;

4 、单位燃料热值:柴油8466kJ/L,管道煤气(液化石油气)25000kJ/m 3 ,电860kJ/kW.h;

5 、运行费用计算公式:水量×温升÷热效率÷单位燃料热值×燃料单价。

热泵与太阳能(燃油锅炉辅助加热)经济性比较——全年分析比较

由上表可知,假设每天用热水量为150吨,全年下来,利用热泵系统比太阳能系统(燃油锅炉辅助加热)加热所要费用节约约26万。(按全年计算太阳能锅炉辅助加热系统约14元/吨)。

热泵设备基本原理:

在运行中,蒸发器从周围环境中吸取热量以蒸发传热工质,工质蒸汽经压缩机压缩后温度和压力上升,高温蒸气通过冷凝器冷凝成液体时,释放出的热量传递给了储水箱中的水。冷凝后的传热工质通过膨胀阀返回到蒸发器,然后再被蒸发,如此循环往复。

种类介绍:

热泵种类(按吸收能量来源分)

特点

1 、空气源热泵

吸取空气中的热能

2 、水源热泵

吸取水的热能

3 、水环热泵

吸取建筑物的热能

4 、地热源热泵

吸取地底土壤的热能

5 、双源热泵

(水源热泵和空气源热泵结合)

水环热泵:利用热泵机组将空调房间热量转移到循环水中,从本质分析水环热泵属于空气源热泵。

此外,热泵按工作环境温度的种类可分为:低温热泵,普通热泵。

热泵按产热温度的种类可分为:中温热泵(50-70℃)高温热泵(80-90℃)。

商用空气源热泵热水系统:

商用空气源热泵热水系统:利用热泵机组对集中水箱里的冷水进行循环加热,将热水输送到每个用水点。

组成部分:热泵,保温水箱,管网(管道、阀门、水泵),自控系统。

热泵热水系统包括热泵主机和换热储水箱两部分。热泵机组部分包括风冷式蒸发器、压缩机及膨胀阀;集中水箱为内置冷凝盘管的储热水箱。冷媒(工质)在蒸发管内吸收环境空气中的热量,通过热泵循环由冷凝盘管在水箱内释放热量,加热水箱中的水。

报价说明:

项目

工程总报价比例

1 、保温管网

40%

2 、热泵

30%

3 、保温水箱

15%

4 、安装费用

10%

5 、其他

5%

1 、热泵机组选型

① 日最大用热水量的确定 M;

② 需要热泵机组输入功率计算:

P1= (M×⊿t )÷(COP×q×t)

P1— 需热泵热水设备的输入功率,KW;

M— 日最大用热水量的确定(冬季),L;

⊿t—冷水温升,40~45℃;

COP— 单台热泵热水设备的热效率(冬季),3.5;

q— 电的热值,860kcal/kw·h;

t— 每天热泵热水设备理想的运行时间,20H;

例:广东地区,日最大用热水量为20吨

P1= (M×⊿t )÷(COP×q×t)

= (20000×45)÷(3.5×860×20) = 15 KW

广东地区可以按:用水吨数×0.75计算

2 、水泵选型

3 、热水管网设计

4 、保温水箱容量设计

5 、自动控制系统设计

在中央供热水中,为达到预期效果,使用各不同种类热水设备搭配,使其优势互补。

1 、热泵与锅炉搭配:

说明:热泵系统对冷水进行预热,再将预热水送到锅炉里进行加热。

备注:冷水温度越低,热泵效率越高(如冷水温度从15℃→20℃,效率可达550%;如水温度从55℃→60℃,效率130%)。

2 、热泵与太阳能搭配:

说明:晴天利用太阳能进行加热,雨天及日照强度差时利用热泵进行加热。

特点:最节能,投资费用昂贵。

空气源热泵热水系统的适用范围:

学生公寓:采用多机并联,自动控制,每栋宿舍配置一台主机和一台水箱,先进的自动pos机收款或定时供水系统。冬夏季节根据学生用水情况调节热水量。在夏天,用热水量少时,少制热水,在冬天,用热水量多时,多制热水,避免太阳能热水器在夏季暑假期间制造大量热水,但学生放假无人使用热水,每天必须放水降温,浪费大量水资源的麻烦。

工厂医院:采用单机或多机并联,可根据员工上下班制度采用分时供水,灵活机动,更加节能,克服了使用太阳能热水器受雨天,冬天无热水,水温不稳定等缺点。

酒店宾馆:采用单机或多级并联,全自动控制与完善的供水及回水系统,采用德国wilo增压泵及循环泵,确保供水系统稳定。可根据峰谷电省钱。

桑拿泳池:采用多机并联,既节省了高额的费用又得到了安全的保证。

美容美发:采用一个主机加热两个水箱的方式,占地面积小,加热快,采用边用边加热的方式。

别墅家庭:主机外挂于墙上,水箱放置于阳台,在节能的同时达到了安全美观,与建筑浑然一体,克服太阳能热水器安装难,影响建筑美观的难题。

空气源热泵热水系统案例分析:

用户情况:广东某医院住医楼有300床位,原有锅炉系统供应热水,现改装为纯热泵系统。

名称

床位(位)

用水定额(升/位)

用水总量(吨)

住院用热水

300

100

30

备注:室内热水输送管道不在本方案设计及报价范围内。

输入功率可以按:用水吨数×0.75

P1=30×0.75=22.5KW

选用三台XXXX热泵热水机组:

热泵型号

输入功率

小时产水量

XXXX

9.3kw

623 L/H

三台机组18小时产水量为33吨>30吨/日

投资总报价为:24万元;平均为0.8万/吨热水(未包括室内水管安装)

用户情况:广东某学校500人宿舍楼,需采用热泵中央供应热水,共5层,每房设出水。

名称

人数

用水定额(升/位)

用水总量(吨)

学生宿舍

500

25

12.5

备注:IC卡水控计费系统不在本方案设计及报价范围内。

输入功率可以按:用水吨数×0.75

P1=12.5×0.75=9.4KW

选用两台XX热泵热水机组:

热泵型号

输入功率

小时产水量

XX

4.68kw

314 L/H

两台机组20小时产水量为12.5吨。

投资总报价为:11.5万元,平均为0.92万/吨热水。

用户情况:广东某桑拿中心,有花洒淋浴间15间。

名称

人次/日

用水定额(升/人次)

用水总量(吨)

淋浴用水

100

130

13

采用电备用加热

输入功率可以按:用水吨数×0.75

P1=13×0.75=9.75KW

选用三台2.8KW热泵热水机组

另外出水保温水箱配18KW电热丝辅助加热

工程设计时,一定要考虑客户投资可接受最大限度,例如客户最大限度为8万元时,但总用水量要16吨(13万),可以使用电热丝辅助加热,这样成本降低了,用水量满足了,又达节能效果,客户接受了,设计的意义才能得到体现。

水源热泵技术概述:

根据水热资源的不同,地源热泵系统可分为三大类:

水源热泵制冷流程图:

水源热泵制热流程图:

水源热泵机组可利用地下水、地表水、工业和生活废水、土壤等作为冷热源。

水源热泵机组被广泛应用于办公楼、商场、宾馆和学校等大中型建筑空气调节,也可作为工业、工艺过程加热、冷却。


本文来源于互联网,暖通南社整理编辑于2020年12月4日。

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