武漢市上門維修商用空氣能熱泵(武漢暖氣維修公司)

前沿拓展：

在做學校熱水項目時，如何解決短時、集中、水量大的問題就成為項目成功與否的關鍵。尤其是在短時且集中的問題上，雖然學校洗浴時間一般是采用14小時供應制，但是學生們普遍洗浴都是集中在19:3022:30之間，因此如何解決用水“晚高峰”就成為核心。

日前，湖北某學院因學校擴招，且原熱水設備老化嚴重，制熱效果已經不能滿足當前學生用水需求，亟需熱水系統的全面改造。

項目介紹

湖北某學院熱水工程總計需要熱水320噸，涉及16棟學生公寓宿舍樓的樓層淋浴間，洗浴熱水供應到每層的小集中浴室。學生公寓樓設計在原每層公共淋浴間改造，采用熱水淋浴供給系統設計，管網系統采用恒壓變頻供水一拖多技術，淋浴頭出水量不低于8升/min。

項目為BOT模式，學校只提供場地、水源、電源及施工配合，校方不作任何投資，對使用的水電按照目前學校電費、自來水費居民收費的價格核算，其余所有內容全部由投資運營單位負責，包括項目融資、工程設計、工程建設、設備及附屬設施安裝（包括設備采購、設備安裝施工與維護、水、電表及熱水管道工程等系統的設計、制作、安裝和調試等的施工安裝與水源、電源連接等附屬設施、運營養護事宜等。

熱水需求量計算

依據《建筑給水排水設計規范》GB 500152010第五章第一節<熱水用水定額、水溫和水質> 中的熱水用水定額國家標準,我方設計學生日用熱水量為40L/人。供水具體時間為：10:00～24:00，總共供水時間為14小時。

學生洗澡時間均是不統一的且用水時間按14小時計, 另外學生的用水時間在19：30到22：30出現一個高峰，結合熱泵熱水機組出水的特點，學校熱水系統應配置較大容積的保溫水箱以儲備足夠的熱水保證學生用熱水高峰時段的熱水負荷需求。

根據入住學生的人數及實際使用情況，本項目按以下數據設計和配置：

注：因為水箱有實際利用容積率，所以水箱配置要比計算用水量大。

空氣源熱泵熱水機組選型

依據空氣能熱水機壽命等因素，工作時間應≤14小時。綜合考慮空氣能熱水機年均運行的經濟性及系統的安全性和保障終端供水水溫的原則，對今后學生使用過程中的水溫保障等綜合考慮下，對供熱系統設計為：

湖北某學院系統選用海爾天浴循環式熱泵熱水機組KF1660X制取生活熱水，額定制熱量為：75kW；產水量1660L/h。

學生宿舍1熱水區域用水量200噸。由每升水溫度升高一度所需能量4.2kJ可得：（換算單位說明：1kWh=3600 kJ）。

根據前面中確定的參數，機組選型按照環境溫度按最不利天氣條件下4℃計算；自來水溫度按冬季自來水溫度5℃，熱水出水溫度按50℃計算。則熱水系統每天需要的需熱量為：

Q1=CM△T

= 4.2kJ/kg℃×200T×1000kg/T×(505)℃

=37800000 kJ

=37800000 kJ÷3600kJ/kW·h

=10500kW·h。

在冬天每天工作低于13小時即能滿足整天的熱水需求根據“海爾”工作曲線在冬天熱效為70%可得：75kW×70%=52.5kW。

選用單臺制熱量75kW的空氣能熱水機，則所需空氣能熱水機為10500kW·h÷52.5kW÷13h=15.4。因此選用16臺KF1660X熱泵熱水機組制取生活熱水。

學生宿舍2熱水區域用水量120噸。由每升水溫度升高一度所需能量4.2kJ可得：（換算單位說明：1 kW·h=3600 kJ）。

根據前面中確定的參數，機組選型按照環境溫度按最不利天氣條件下4℃計算；自來水溫度按冬季自來水溫度5℃，熱水出水溫度按50℃計算。則熱水系統每天需要的需熱量為：

Q1=CM△T

= 4.2kJ/kg℃×120T×1000kg/T×(505)℃

=22680000 kJ

=22680000 kJ÷3600kJ/kW·h

=6300kW·h。

在冬天每天工作低于13小時即能滿足整天的熱水需求根據“海爾”工作曲線在冬天熱效為70%可得：75kW×70%=52.5kKW。

選用單臺制熱量75kW的空氣能熱水機，則所需空氣能熱水機為6300kW·h÷52.5kW÷13h=9.2

因此選用10臺KF1660X熱泵熱水機組制取生活熱水。

注：熱泵熱水機組KF1660X在學生使用時也可補充50℃熱水，確保在水時間段最大限度的滿足學生的熱水使用需求。

根據招標文件主機水箱配比大于1.5:1的要求：

1熱水系統16臺20P主機=320P/200=1.6＞1.5，滿足招標文件要求；

2熱水系統10臺20P主機=200P/120=1.67＞1.5，滿足招標文件要求。

保溫水箱的內膽和外殼采用進口SUS3042B食品級不銹鋼制成，內膽頂部厚度1.2mm；底部厚度2.5mm；側面厚度，2.0mm。外殼304厚度0.8mm。保溫層：中間為聚氨酯發泡保溫，厚度80mm。水箱焊縫用氬弧焊焊接，焊接處經過鈍化處理。

水泵選型

1熱水系統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KF1660X型機組的循環水流量為13m3/h，水側壓力損失為60kPa。4臺主機共用一臺循環泵。13×4=52 m3/h，揚程不低于15m。

據上述數據，循環水泵采用額定流量50m3/h，額定揚程18m。四臺主機共用循環泵。循環泵一用一備。四組主機共需8臺循環泵。

2熱水系統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KF1660X型機組的循環水流量為13m3/h，水側壓力損失為60kPa。5臺主機共用一臺循環泵。13×5=65m3/h，揚程不低于15m。

據上述數據，循環水泵采用額定流量80m3/h，額定揚程17m。五臺主機共用循環泵。循環泵一用一備。二組主機共需4臺循環泵滿足需求。

水泵的流量應為額定流量的1.1～1.2倍(單臺取1.1，兩臺并聯取1.2)。按估算可大致取每100米管長的沿程損失為5mH2O，水泵揚程計算公式(mH2O)：

Hmax=△P1+△P2+0.05L(1+K)。△P1為水壓降。△P2為該環中并聯的各末端裝置的水壓損失最大的水壓降。L為該最不利環路的管長，K為最不利環路中局部阻力當量長度總和與直管總長的比值，當最不利環路較長時K值取0.2～0.3，最不利環路較短時K值取0.4～0.6。其中最遠端管道約200米，樓高6層，總高19.8米。

Hmax=△P1+△P2+0.05L(1+K)=19.8+10+0.05×200×1.3=42.8m

1系統：增壓泵的揚程計算，約為42.8m。流量為高峰用水時系統水流量的1.3倍，結合《建筑給排水設計規范》GB500152010中的高峰水流量計算公式，得到最大流量約為140m3/h。采用CDM3240流量32m3/h，額定揚程53m，四臺并聯。通過恒壓控制器，根據用水量的大小自動切換投入水泵的多少。

2系統：類同1系統。揚程為42.8m，系統計算最大流量為96m3/h。熱水增壓泵采用南方水泵CDM3240，流量32m3/h，額定揚程53m。選擇三臺泵通過恒壓控制器，根據用水量的大小自動切換投入水泵的多少。充分滿足學生浴室六層同時使用，熱水水壓不低于0.10MPa供水需求。

水泵配置表:

費用分析

空氣源熱泵熱水受環境影響比較明顯，溫度比較高的夏秋季節能效比高，而冬天環境溫度低的時候能效比則相對要低。所以以春季、夏秋季、冬季三個時間段分開進行計算，最后再把數據匯總。以加熱320噸50℃的熱水為例，數據以湖北武漢氣候條件進行測算。

春季熱水負荷：Q1=CM（T1T2）×90天=1×320×1000×（5015）×90=100800萬千卡；

夏秋季熱水負荷：Q2=CM（T1T2）×180天=1×320×1000×（5020）×180=172800萬千卡；

冬季熱水負荷：Q3=CM（T1T2）×90天=1×320×1000×（505）×90=129600萬千卡；

總熱水負荷Q=Q1+Q2+Q3=403200萬千卡。

由于空氣源熱泵不同季節的效率是不一樣的，所以分開計算。

春季：每度電產生的熱量=860千卡×3.5=3010千卡，則春季用電量=1008000000÷3010≈334883.72度。所需費用=334883.72度×0.6元/度=20.09萬元。（空氣源熱泵春季在武漢的能效在3.0～3.8之間，計算取3.5。）

夏秋季：每度電產生的熱量=860千卡×4=3440千卡，則夏秋季用電量=1728000000÷3870≈446511.63度。所需費用=446511.63度×0.6元/度=26.79萬元。（武漢地區夏秋季空氣源熱泵能效在4.0～4.5之間，計算取4。）

冬季：每度電產生的熱量=860千卡×2.5=2150千卡，則冬季用電量=1296000000÷2150≈602790.7度。所需費用=602790.7度×0.6元/度=36.17萬元。（武漢地區冬季空氣源熱泵能效在2.2～3.0之間，計算取2.5。）

綜合：則全年總費用=20.09萬+26.79萬+36.17萬=83.05萬元。

海爾天浴系列：10段定時回水，即開即熱

海爾空氣能熱泵天浴系列擁有智能回水技術，可設置10段定時回水，實時水溫監測，真正做到即開即熱，再也無需漫長等待。

產品采用專用熱泵壓縮機、知名品牌電子膨脹閥，在保證高效制熱的同時可比普通的制熱方式節能78%，每噸水的制熱成本與燃煤鍋爐相當，高效節能二者兼具，在提供更多熱水的同時縮減支出。

此次學校項目的用水供給，需要多臺設備同時運作才能滿足用水需求，如何統一操控就成了令人頭疼的問題。而海爾天浴循環式熱泵配備了一機多聯的功能，采用先進微電腦技術，自由多聯的同時還可集中控制管理。

拓展知識：