1、旅馆空气能中央热水项目设计方案旅馆空气能中央热水项目设计方案第一章 空气能热水中心机组概述及工作原理说明 空气能热水中心机组技术是基于逆卡诺循环原理建立起来的一种节 能、环保制热技术。空气能热水中心机组系统通过自然能 （空气蓄热 ）获取 低温热源，经系统高效集热整合后成为高温热源， 用来取 （供） 暖或供应热 水，整个系统集热效率甚高。空气能热水中心机组遵循能量守恒定律和热力学第二定律， 运用热泵 的原理，只需要消耗一小部分的机械功 （电能），将处于低温环境 （大气） 中的热量转移到水中，去加热制取高温的热水。热泵可以与水泵相比拟， 水是不能自发地从低处流向高处， 要将低处的水输送到高处， 必
2、须用一台 水泵， 消耗一部分电力， 才能将水送到高处的水箱中。 同样，根据热力学 第二定律，热量也是不能自发地从低温环境向高温环境中转移（传送） ， 而要实现这个目的， 必须要有一台机器， 消耗一部分机械功 （例如电能）， 才能将低温环境中的热量传送到高温环境中去。 这样的机器就称之为 “热 泵”。热泵的作用是将空气中的热量取出，连同本身所用的电能转变成的 热能，一起送到水中。空气能热水中心机组是当今世界上最先进的产品之一， 是一种新型热 水设备， 它是可替代锅炉的热水装置。 与传统太阳能相比， 空气能热水中 心机组不仅可吸收空气中的热量， 还可吸收太阳能， 是将电热水器和太阳能热水器的各自优
3、点完美的结合于一体的新型热水器。 该产品以制冷剂为 媒介，通过制冷剂温差吸热和压缩机压缩制热后， 通过换热装置将热量传 递给水，来制取热水，热水通过水循环系统送入用户散热器进行采暖或直 接用于热水供应。目前，普利斯特空气能热水中心机组是开拓和利用新能 源最好的设备之一。空气能热水中心机组由压缩机、 冷凝器、蒸发器、膨胀阀、风机等部 件组成。它运用逆卡诺循环原理，通过压缩机做功使工质产生物理相变（气 态一液态一气态），利用这一往复循环相变过程中不间断吸热与放热，使 冷水逐步升温，制取的热水通过热水管网循环装置输出到用户使用终端。电能输入PJ L热泵热水器原理示意图普利斯特空气能热水中心机组特点：
4、高效节能：其输出能量与输入电能之比即能效比 （COP般可达到3以上，而普通电热水锅炉的能效比（COP不大于0.95，燃气、燃油锅炉的能效比（COP一般只有0.60.8，燃煤锅炉的能效比（COP更低一般只0.30.7。安全有保障：加热方式实现了完全的水电分离，从根本上杜绝了普通热水器系统 中的易燃、易爆、触电、干烧、煤气中毒等安全隐患。环保：无废水、废渣、废热、废气排放，不会对大气和环境产生任何污染 安装方便：可以安装在室外空地、天面、阳台、大型停车库、设备层等处，不需专门的设备房。模块化控制功能：可根据用户的实际需要灵活添加多台机组构成的热水供水系统，实 现模块化控制，自动控制调节每台机组的运
5、行时间和投入运行的顺序， 保证每台机组总运行时间一致，整个热水供水系统的高效、优化运行。 操作使用简便：机组由微电脑控制自动运行，根据水箱水温和用户用水情况，自动 启停，不需专人值守。自动化霜：智能柔性除霜，可以根据不同地区的气候条件设定除霜参数和控制 方案，使除霜更彻底、更灵活、更节能。自动定时开机功能：用户可以自己设定机组自动开机时间，从而实现峰谷用电，运行使 用费更省。自动防冻功能：确保机组在低气温环境条件下水系统不会被冻裂自动能量调节功能：依据模糊控制原理，动态检测用户负荷，快速达到设定温度后，保持负荷动态匹配，平稳运行；确保机组夏天高温环境条件下不会出现超 负荷，冬天低气温环境条件下
6、机组稳定保持较高的能效比，一年四季全 天候运行，不受夜晚、阴天、雨雪等恶劣天气的影响。商务热水中心：特别适用于泳池、桑拿洗浴中心、招待所、学校、工矿职工洗浴、 室内泳池水加温等场所。质量上乘：关键部件均选用国际知名品牌产品，如 COPELAN、DSANY、O ALCO、 DANFOS等,配合本公司的精心制作，每台机组出厂前均通过严格的性能 测试，确保质量，用寿命长达 10 年以上。24 小时热水：热泵机组由微电脑控制自动运行。根据水温和用户用水情况自动启 停，保证用户 24 小时即开水阀即有热水。第三章 空气能热水中心机组经济性分析( 一 ) 不同加热设备的运行费用经济比较使用自来水：按每日需
7、热水量10吨，以温升40C计算，每日耗热量 为：Ld=1O 吨 tr=55 C tl=15 C额定工况：Qh= Ld (tr tl ) =10000x (55 15)=40 x 104kcal低温工况：Qh= Ld (tr tl ) =10000x (55 5)=50 x 104kcal式中 Ld 设计日热水用量 (L) ；tr- 热水计算温度（C）；tl- 冷水计算温度（C）；Qh 设计日耗热量（ kcal ）；1、 如果采用常规能源产热水， 不考虑其一次性投资， 系统运行按每年 365 天计：电热水系统：（用电价格：1.0元/kwh）每度电有效得热：860kcal/kwh x 90%=77
8、4kcal/kwh每天耗电量：400000kcal / 天774 kcal/kwh =516.8kwh /天每天运行费用516.8kwhx 1.0元/kwh =516.8元全年费用：516.8元/天x 365天/年=188632元/年燃油锅炉热水系统：（柴油：5.3元/Kg）1kg 柴油有效得热：10200 kcal/kg x 70%=7140kcal/ Kg 每天耗油量：400000kcal / 天宁 7140 kcal / Kg =56Kg/ 天 每天运行费用56Kg/天x 5.3元/Kg =296.8元 全年费用：296.8元/天x 365天/年=108332元/年 燃气锅炉热水系统：（
9、液化气：5.0元/Kg）1kg 液化气有效得热：10800kcal/kg x 70%=7560 K/ 天每天耗油量：400000kcal / 天宁 7560kcal / Kg =52.9Kg / 天 每天运行费用52.9Kg/天x 5.0元/Kg =264.5元 全年费用：264.5元/天x 365天/年=96543元/年2、 安装“普利斯特”空气能热水中心机组后，年运行费用分析如下：、使用平电（按照1.0元/kwh计算）：空气能机组每度电有效得热： 860kcal/kwh x 350%=3010kcal/kwh每天耗电量：400000kcal / 天宁 3010kcal/kwh =132.9
10、kwh/ 天 每天运行费用132.9kwhx 1.0元/kwh =132.9元全年费用：132.9元/天X 365天/年=48509元/年使用谷电：（按0.5元/ kwh计算）：全年费用：132.9kwhX 0.5 元/kwh X 365 天/ 年=24254 元/ 年3、费用对比表全年平均每天加热10吨55C的热水，所需费用如下表：加热设备电热水器燃油锅炉燃气锅炉普利斯特（平电）普利斯特（谷电）费用188632元108332元96543元48509 元24254（二）不同加热设备的优缺点比较表供热方式燃油锅炉燃气锅炉电热水器太阳能普利斯特使用能源轻柴油液化气电能太阳能电能环境污染严重不严重无
11、无无安全性能有漏油、爆炸等隐患有漏气、爆炸等隐患有漏电隐患无无系统结垢有有有有无舒适方便性比较只能区域性使用只能区域性使用间断性供 水、需预 先加热受天气影 响较大，真空管易爆炸供水量大，连续供水，水温恒定安装方面需专用操作间、安装复杂需专用操作 间、安装复 杂安装方便位置受限安装方便人员维护需要需要不需要不需要不需要使用年限8年5-8年5-8年8-10 年10-15 年第四章 空气能热水中心机组方案设计说明（一）工程概况1 、工程对象该宾馆位于建阳市，共有包厢30间,共50人，每人按照80升计算, 共需热水4吨.每天晚上18:00到24:00时段为集中供水，全天候向该休 闲中心供应热水，使用
12、水源为自来水。该热水工程应当设计成一个空气能热泵热水中心， 该中心包含1个热 泵机组、1个4吨的保温水箱、1套供热水装置、1套控制装置等构成一 个独立的热水制造及供应系统。将该中心还可以根据季节的不同、用水量 的不同确定机组的开启数量。2、 气候参数建阳市地处亚热带，属南亚热带季风性气候，温和多雨，夏无酷暑， 冬无严寒，具有海洋性气候特征。年平均气温为21 C，年平均降水量1144 毫米，58月份雨量多，风力一般3至4级，常向主导风力为东北风。3、 水文参数夏季自来水平均温度25 C;过渡季节自来水平均温度17.5 C;冬季自来水平均温度13C，最低水温10C。自来水压力2kgf/cm2,供水
13、压力稳定。年平均水温为21,7 Co水质：一般。4、 用电环境该宾馆配电380V,电源稳定，波动小。允许配电容量：50KW该宾馆用电无峰谷电价差别，为商业用电，电价按照： 1.0元/KW.h5、 热水获取方式该宾馆热水系统为新建工程，热水获得采取空气能热泵热水机组来实 现，制取热水温度55C。6 、工程安装位置考虑在宾馆的楼顶有_m2的平台，热水的总供回水干管已延伸至楼顶。 （在放置水箱时要考虑楼顶的承重能力）（二）设计依据1.(GB50019-2003；(GB50015-2003；(GBJ1 86);(GBJ187 2001 );(T50106-2001)(GBJ187)采暖通风与空气调节设
14、计规范2.建筑给水排水设计规范3.室外给水设计规范4.建筑设计防火规范5给水排水制图标准6建筑工程常用数据系列手册7.建筑设计防火规范&建设单位的要求（三）设计计算参数序号名称参数1年平均环境温度21 C2空气相对湿度79%3室外空气平均风速2.4m/s4低温工况干球温度3.0 C5低温工况室外空气平均风速1.7m/s6额定工况冷水计算温度17. 5C7低温工况冷水计算温度10C8热水计算温度55 C（四）方案概述根据上述工程实际情况，本着将客户利益最大化的精神，本工程设计 采用直热式热泵热水机组制取热水，具体说明如下：1、制取热水的工程说明该工程部分由热泵热水机组、 保温水箱、水泵、水管路及
15、阀件、控制 电路组成。1冷水（自来水）通过压力水泵进入机组，机组直接将冷水一次性加 热成所需要温度的热水，并输送至保温水箱储存供使用。当保温水箱中的热水因长时间不用，将会因散热而导致水箱水温降低（一般在低于设定温度 5C时），机组能够自动实现保温加热功能：水箱 中的水通过保温循环泵送入机组，水在热泵机组中加热升温后送回到保温 水箱，如此循环往复直至水箱水温回升至设定水温。2水箱水位控制水箱水位通过（干簧管式）浮球开关控制，如水箱中水位低于低水位 时，冷水开始泵入机组加热，并送入水箱；水箱中水位至高水位时，热泵 机组停止运行，停止补充热水。2、管网供水及回水保温的工程原理为保证热水使用的水压和水
16、温，工程同时设计供水和回水控制。该工程部分由压力水泵、气压储水罐、水温传感器、水管路及阀件、 控制电路组成。水箱中的热水通过压力水泵、气压储水罐（保证供热水的压力稳定） 输送至使用管网， 并通过水温传感器检测回水管道的水温， 当该水温低到 一定值时（可以设定，该工程设计为 40C）,启动回水控制装置，使管网 中的水能够与水箱中的热水循环混合， 提升管网中热水温度 （可设定停止 温度，该工程设计为45C）,从而保证各热水使用点的使用效果，避免放 掉大量冷水。（注：在此过程中，水箱中的热水温度由此而降低，机组将 根据情况自动加热保温。 ）3、安装基础为防止雨雪天气的积雨积雪浸没到机组、水箱下部 ,
17、 机组与水箱需要 放置在一定基础上，基础设计高度20cm采用槽钢焊接制作。管路与水泵根据安装的实际高度采用钢架进行支撑。（五）机组选型计算1、设计标准我们参照 GB/T 18713-2002热水系统设计、安装及工程验收技术规 范, 以天气最寒冷、用水量最大时的水量为设计标准进行设计。2 、主机的选型：1） 热水量计算 :按照国家标准 GB 50015-2003 建筑给水排水设计规范和该宾馆的用 水量特点 , 可计算:共需热水 4吨.2） 、主机的选择a、机组选型方案考虑根据热泵热水机组自身运行特性，环境温度越高、自来水温度越高， 机组的制热能力越强、能效比越高，所以如果根据夏季负荷或过渡季节选
18、 择机组，将会造成冬季制热水能力不足，如果根据当地最低环境温度选择 机组，又将会造成夏季能力过剩，工程初投资加大。考虑工程投入使用后便于机组的检修、 维护，机组应选择KRS018/SZ 一台，品牌为：普利斯特。额定工况下机组的产出水量共为400升每小时,机组每天按照10个小 时计算,则台同时工作每天共可以产水4000升即4吨.满足该宾馆的用水 量.b、机组参数KRS018/SZ空气能热泵热水机组的性能参数如下表所示：参数机型KRS018/SZ电源380V 50HZ环温：35 C/24 C 水温：25 C制热量(kW20.97功率(kW4.8制热水量(L/h )600环温：20 C/15 C 水
19、温：15C制热量(kW18功率(kW4.5制热水量(L/h)380环温：7 C/6 C水温：9C制热量(kW14.28功率(kW4.5制热水量(L/h)308环温：0C/-1 C水温：9C制热量(kW10功率(kW4.5制热水量(L/h)216机组额定出水温度C)55 C适用环境温度C)-7 C 43C循环水泵流量m3/h3. 2自压水泵流量m3/h1接管规格G1长（mr）ix 宽（mr） x 高（m）640 x 690 x 15403)水箱的选择设计1水箱容量的选择a、根据该休闲中心的用水的情况以及机组的确特点，我们按 4吨的水箱进行配置设计。2水箱材料选择水箱的内壁用不锈钢板SUS304制
20、作，外壳采用不锈钢板SUS201中间采 用70mm整体聚氨脂发泡。4)水管管径的选择主机与水箱之间的水管管径选择KRS018/SZ进出水管管径均为 DN25亦选用？32X 4.4的PPRf,在 选择干管管径时，流速是一个重要的参数，不同的管径所允许的流速不同， 依据建筑给水排水设计规范，选取流速为1.2m/s,依据公式D(m)=L(m 3/h)/0.785 x 3600 x V(m 1/2通过计算可得D=34mm流速在允许范围内，故总管径取DN32相应的应 选？40X 5.5的PPR管。管路走向需要横平竖直。管道距离地面应大于 15cm并且要按照要求制作管道支架。在工程调试完毕以后，PPRt上
21、需要保温，设计保温材料为橡塑管， 根据国标规定管径w ?32的橡塑管保温层厚度不低于20mm因此采用厚度 为20mm的橡塑管作为水管保温材料，保温材料外面裹上锡箔纸，保持外 形美观。5)水泵的选择1机组直热供水压力水泵选择此处的水泵主要工作于直热状态下，置于机组进水口处。主要用于将 自来水增压，以达到机组制热时所必需的压力值，机组制热工作时水压不 得低于2kgf/cm 2，因此该自压泵的流量依据机组性能参数表可得 Q=2.2m3/h，扬程必须满足机组制热工作时的最低压力，因水泵距离机组较近， 不超过5米，因此此处扬程可选为H=21m如果自来水压力能够满足要求， 则此泵作为备用。工程设计选用德国
22、 WILO(威乐)冷水增压泵，型号为：PB-401SEA。 参数如下：型号电源功率最大排水量全扬程管径PB-401SEA220V50Hz400W3.9t/h20m32mm2机组循环保温用循环水泵选择此处的水泵主要工作于循环保温状态下，置于机组进水口与水箱之间 水泵的流量应为机组额定流量的1.11.2倍(单台取1.1，两台并联取 1.2 )。根据两机组在循环保温状态下的流量要求，可以确定水泵的流量参 数为Q=6.2n3/h，水泵的扬程一般可由下式确定：H=( H+a L+B X) x 1.1+ Y hs式中H 水泵的扬程(m) H 进出水管的最大落差(m)L 循环管道的长度(m)X 弯头的个数a
23、 常数，值为0.05，指每米管道沿程损失为0.05mH20(3 常数，值为0.1m/个Y 常数，值为0.1m/Kpahs 机组的进出水压差1.1 安全系数根据以上公式可得水泵的扬程应为：H=(2.5+0.05 x 10+0.1 x 5) x 1.1+0.1 x 80=12(m)由此，循环水泵应选用的参数为： Q=7m/h且H=12m工程设计选用德国 WILO威乐)热水循环泵，型号为：PH-401E。参 数如下：型号电源功率最大排水全扬程管径量PH-401E220V50Hz400W17.4t/h19.5m40mm3客房供水水泵选择a.流量选择此处的水泵作用为客房供水加压和供水管网回水保温，流量需
24、至少 满足系统的设计小时额定热水量。依据建筑给水排水设计规范 ，系统的小时额定热水量可由下式得出：qrh=（Kh x qr x C”（1.163 x 86400）式中qrh 设计小时额定热水量（L/h）Kh热水小时变化系数m 用水计算单位数（人数或床位数）qr热水用水定额C水的比热，C=4187（J/Kg. C）据此，通过计算可得：qrh=1413.7L/h,故客房供水泵的流量参数为Q= qrh x 1.1=1.6m3/h（采用一台水泵）。b.扬程选择因系统置于楼面，供水方式为下行上给方式，故水泵扬程的选择只 需考虑热水经过配水管网的水头损失以及通过回水管网的水头损失， 此处选 H=12m因此
25、供热水泵的参数为流量 Q=1.6m3/h;扬程H=12m供热水水泵要采用压力控制，并且需要在管路上加装相应的气压储 水罐（压力值的选取参照压力控制器的压力值，容积的选择约为水泵小时 流量的1%-3%,以缓解水泵的频繁起停。工程设计选用德国 WILO威乐）自动增压泵，型号为：PW-176EA参 数如下：型号电源功率最大排水量扬程管径PW-176EA220V50Hz125W2.4t/h11m25mm工程设计选用卡莱菲压力罐，型号：555018型。以上各水泵安装以后，为其做好防护罩防雨，同时保证能有效散热。6）线径容量的选择1电控柜至KRS018/SZ机组的电缆线线径单台KRS 018/SZ最大输入
26、电流为14A,考虑到实际工程中的安全， 应选用2.5mn2的国标电缆线。2电控柜至辅助电加热的电缆线线径辅助电加热的电加热功率为7千瓦（三相），电流11A选用2.5mn2 的国标电缆线。3电控柜至直热供水压力水泵的电缆线线径PW-176EA功率为:0.125KW，电流0.8A，选用1mm的国标电缆线。4电控柜至循环保温循环水泵的电缆线线径PH-401E功率为:0.4KW，电流2.4A，选用1mm的国标电缆线。5电控柜至客房供水水泵的电缆线线径PB-401SEA 0.4KVy电流2.4A，选用1mm的国标电缆线。用户提供至电控柜的电缆线线径 （该部分由用户提供电缆线及其安装）用户应提供的总的动力
27、线缆，其线径应为6mm的国标电缆线第五章工程报价序号工程项目型号单位数量单价（元）总价（元）备注一设备部分1热泵热水机KRS018/SZ台11760017600普利斯特2保温水箱4吨个160006000聚氨脂发 泡；内胆：SUS304外壳：SUS201设备总价23600二系统部分1热水循环泵PH-400E台113931393德国WILO2自动增压泵PW-176EA台1770770德国WILOPB-401SEA台1820820德国WILO3金属软接个455220优质4电磁阀DN15个19696优质DN25个2160320优质5Y型过滤器DN25个13232优质DN32个256112优质6止回阀D
28、N25个13232优质DN32个14040优质7球阀PPR20个11515优质PPR32个923207优质PPR40个1438532优质8PPR管PPR20米811.592优质PPR32米1226312优质PPR40米1241.6499.2优质9橡塑保温材料PPR20米8756优质PPR32米1211132优质PPR40米1218216优质10PPR直 通?20个42.39.2优质?32个203.570优质?40个208.5170优质11PPR弯 头?20个22.75.4优质?32个65.331.8优质?40个49.538优质12PPR三 通?32个75.840.6优质?40个512.562.5优质13PPF变径直接?32X ?40个28.316.6优质
