简述空气源热泵设计选型与调试

热泵热水机组分类:

循环式机组:

空气源循环式热泵热水机组由压缩机—热水交换器—膨胀阀—空气热交换器等装置构成了一个循环系统。

压缩机将空气热交换器内的低温低压的制冷剂蒸气吸入压缩机内,经压缩后成为高温高压的气体排出经四通阀后进入热水交换器(比如高效罐),在热水交换器内高温高压的制冷剂气体与水进行热交换,将热量传给水后冷凝成为高温高压的制冷剂液体,经过膨胀阀节流降温降压后再次进入空气热交换器内,进入空气热交换器内的气液两相制冷剂在空气热交换器中完全蒸发成蒸气,蒸气经四通阀及气液分离器再次被压缩机吸入压缩进行下一个循环。

系统流程图:

直热循环式机组:

空气源直热式循环热泵热水机组由压缩机—热水交换器—膨胀阀—空气热交换器等装置构成了一个循环系统,制热时工作原理和循环式相同,不同的是直热型空气源热泵热水机组,冷水进入后即直接被加热到55℃,直接进入储热水箱供用户使用。当储热水箱中的水温低于设定温度时,储热水箱中的水再次参与循环,直到水温达到设定温度为止。

低温工况下运行时,当机组满足化霜条件后,进入化霜流程。水泵、风机停止运行,电磁阀打开。压缩机排出的高温高压制冷剂气体,不经过套管换热器,直接由电磁阀旁通,进入蒸发器,并在蒸发器内换热化霜。换热后的制冷剂重新被吸入压缩机,进行下一次循环。

《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003

《商业或工业用及类似用途的热泵热水机》GB/T21362-2008

《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003

《室外给水设计规范》GB50013-2006

《给水排水制图标准》GB/T50106-2010

《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》GB50242-2002

热泵产品样本及说明书

地方性的法规和规定等

熟悉工程情况和土建资料:

1、使用热水的人员数量、使用时间等→日用热水量、划分系统。

2、设备使用地气象参数,特别是最低水温、年平均水温及冬季平均气温→设备型号、数量及校核设备运行可靠性。

3、建筑概况→热水机、水箱的摆放位置。

4、配电、排水位置→电控箱的安装位置、排水口。

热水系统设计步骤:

一、确定日用水量

二、确定设备规格及数量

三、确定水箱容量

四、确定其它附件

五、热水系统安装示例图

确定日用水量:

全日供应热水的住宅、别墅、宾馆、医院、幼儿院、培训中心等建筑集中热水供应系统的设计小时热水量:Q=m*Kh*qr

Q:设计小时热水量(L/d)

m:用水计量单位数(人数或床位数等)

Kh:热水小时变化系数

qr:热水用水定额(按GB 50015-2003选用)

查表格:热水定额表《建筑给水排水设计规范 GB 50015-2003》

热水小时变化系数Kh:

住宅、别墅的热水小时变化系数:

居住人数

50

100

150

200

250

300

500

1000

3000

≥6000

Kh

6.58

5.12

4.49

4.13

3.38

3.70

3.28

2.86

2.48

2.34

酒店的热水小时变化系数:

居住人数

≤150

300

450

600

900

≥1200

Kh

6.84

5.61

4.97

4.58

4.19

3.90

医院的热水小时变化系数:

床位数

35

50

75

100

200

300

500

≥1000

Kh

7.62

4.55

3.78

3.54

2.93

2.60

2.23

1.95

定时供应热水的住宅、宾馆、医院、公共浴室、学校等建筑集中热水供应系统根据卫生器具的小时热水量计算:Q=∑qh*n0*b*h

Q:设计热水量(L/d)

qh:卫生器具的小时热水量

n0:同类型卫生器具数

b:卫生器具同时使用百分数(70%—100%),其中,工业企业生活间、公共浴室、学校、剧院、体育馆(场)等的浴室内的淋浴器和洗脸盆均按100%计。

h:每天累积供水时间。

卫生器具的小时热水量=额定流量*3600

序号

给 水配件名称

额定流量

(L/s)

当量

连接管公称管径(mm)

最低工作压力

(MPa)

1

洗涤盆、拖布盆、盥洗槽

单阀水嘴

单阀水嘴

混合水嘴

0.15~0.20

0.30~0.40

0.15~0.20(0.14)

0.75~1.00

1.5~2.00

0.75~1.00(0.70)

15

20

15

0.050

2

洗脸盆

单阀水嘴

混合水嘴

0.15

0.15 (0.10)

0.75

0.75(0.50)

15

15

0.050

3

洗手盆

感应水嘴

混合水嘴

0.10

0.15(0.10)

0.50

0.75(0.5)

15

15

0.050

4

浴盆

单阀水嘴

混合水嘴(含带淋浴转换器)

0.20

0.24(0.20)

1.00

1.2(1.0)

15

15

0.050

0.050~0.070

5

淋浴器

混合阀

0.15(0.10)

0.75(0.50)

15

0.050~0.100

6

大便器

冲洗水箱浮球阀

延时自闭式冲洗阀

0.10

1.20

0.50

6.00

15

25

0.020

0.100~0.150

宿舍(III、IV类)、工业企业生活间、公共浴室、剧院、体育场馆等卫生器具同时给水百分数(%)

卫生器具名称

宿舍

(III、IV类)

工业企业

生活间

公共浴室

影剧院

体育场馆

洗涤盆(池)

30

33

15

15

15

洗手盆

—

50

50

50

70(50)

洗脸盆、盥洗槽水嘴

60~100

60~100

60~100

50

80

浴盆

—

—

50

—

—

无间隔淋浴器

100

100

100

—

100

有间隔淋浴器

80

80

60~80

(60~80)

(60~100)

大便器冲洗水箱

70

30

20

50(20)

70(20)

大便槽自动冲洗水箱

100

100

—

100

100

大便器自闭式冲洗阀

2

2

2

10(2)

15(2)

小便器自闭式冲洗阀

10

10

10

50(10)

70(10)

小便器(槽)自动冲洗水箱

—

100

100

100

100

净身盆

—

33

—

—

—

饮水器

—

30~60

30

30

30

小卖部洗涤盆

—

—

50

50

50

确定设备规格和数量:

1、按每天设备运行时间h=(10~12)小时计算;

2、查出设备在当地冬季平均气温下的小时产水量q

3、计算设备数量:n=Q/(q*h)(向前取整)

4、设备数量选择原则:能选两台小能力的尽量不选择一台大能力设备。

5、校核机组在冬天最冷月内设备运行的时间,一般不超过18小时。

查出机组在当地冬天最冷月平均气温下的小时产水量q冬天。

H冬天=Q总/(q冬天)*n)

式中:Q总—日需水量(单位:吨)

n—机组数量

q冬天—设备冬天最冷月气温下产水量(查产水量曲线图)

确定水箱容积:

考虑到冬天机组产水量的衰减,在设备选定的情况下可再稍微选大水箱以保证供水量,一般取10%-20%余量:

Q容量=1.2*Q

式中:Q容量—水箱的容量

Q—全天用水总量

确定其他附件:

电辅(当不按照前面方法配置主机,则可能需要电加热):

根据当地冬季平均最低温度、机组进水温度,通过机组的运行曲线的性能参数查出对应的能力值Q1,与机组额定能力值Q相比,可以得出机组能力衰减值Q2:Q2=Q-Q1;一般电辅助加热器的大小:W=k*Q2=k*(Q-Q1)。(其中k为裕量系数,取值范围1.0~1.5,北方地区k值应该取大一些,如在陕西、河南、湖北等地区可以取1.5);

根据常规经验值直接选择电辅热容量:华南地区电辅热可选择主机制热量的30%左右(主机选择有余量的情况可不配电辅热),华东、中西南地区电辅热可选择主机制热量的(50~70)%左右,东西、北华北地区电辅热基本要选择主机制热量的100%左右。

电控:漏电开关、交流接触器、过载保护器、温控器;

水系统配件:弯头、三通、阀门、过滤器等;

按有关标准和法规进行选配。

工程实例:

广州某学校宿舍楼共住500人,每天每人需要55℃淋浴热水40L。

1、气候条件:

广州市区冬季最低环境气温不低于3℃(气温降为3℃的情况极少见),一般在10℃以下的气温累计不超过20天,5℃以下的气温累计不超过5天,平均气温15℃。广州市区冬季平均水温为15℃,最冷天自来水温10℃。

2、日用水量、热量计算:

【冷水进水温度15℃、热水出水温度55℃、即需温升40℃】

每天总用水量即500人×40L×同时使用系数0.9=18000L=18吨

3、确定设备规格及数量:

平均气温15℃下,查机组的产水量为0.7t/h,按机组每天运行12小时计算,查看样本选择设备,需要18T/0.7/12=2.1台,则选择2台。

4、设备校核:

【最冷月平均气温10 ℃,冷水进水温度10℃】

则气温下,查机组产水量为0.6t/h则最冷月机组每天工作时间=18/0.6/2=15小时小于18小时,设备运行安全可靠,且满足热水量需求。

热水系统安装示例图:

安装调试:

1、安装位置选择:

安装处足以承受机组的重量,并能隔离噪音及振动;

避免日光直射,如果有必要最好支一个遮阳棚;

安装处必须能排除雨水和除霜形成的水;

安装处必须保证机器不会被埋在雪中;

安装处必须保证出风口不会正对着强风;

保证机组出风和运行噪音不影响邻居;

安装位置必须不受垃圾和油雾的影响。

2、安装空间:

水系统安装注意事项:

1、主机进、出水管的连接处,通常须加避振软接、阀门;

2、补水管上必须安装Y型过滤器(40目/平方英寸)并安装相应规格的电子除垢器;

3、机组进、出水直管处应安装温度计和压力表;

4、机组进、出水各管道最低处应安装放水阀(清洗阀门);

5、在水平管道上,阀杆应垂直向上或斜向上安装以便开启,不允许阀杆向下安装;

6、靶式流量开关,应安装于前后一米范围内均无弯头等管件的水平主管处。

电气接线注意事项:

1、电气接线必须遵守低压配电装置及线路设计规范。

2、供电线路中应配置用于漏电保护和短路保护的低压断路器。

3、断路器额定电流应大于机组最大运行电流一个电流等级以上,断路器瞬时过电流脱扣器整定电流不得大于机组短路电流的1/1.3。

4、机组电源应使用专用供电系统,总电源容量必须大于机组最大运行电流时对应的功率。

5、电源电压允许波动±10%,相电压不平衡小于2.25%。

6、机组必须可靠接地,接地线的配线选定按相关规定进行。

 

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