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宾馆酒店热水系统设计-空气能热泵+太阳能热水系统

作者:太阳能水箱  发布时间:2013-04-18 10:45
项目概况
本工程为广东省东莞市某宾馆,根据相关要求:为该宾馆提供65套房间的生活用热水,满员130人。现用空气能热泵热水机组+太阳能酒店宾馆热水供应系统。
设计思路
酒店宾馆热水供应,水温55℃~60℃,采用太阳能和空气源热泵综合应用提供热水,热水系统采用机械加压送水,并设置保温储水箱。
考虑经济、节能、环保等要求,经研究采用“太阳能+空气热泵”综合应用供应热水。
在夏季阳光充足时利用太阳能提供所需的热水,在冬季和阴雨天气太阳能不足时利用空气源热泵热水机组来补充提供热水。这样不管春夏秋冬、白天黑夜、下雨下雪、系统都可以源源不断的从空气中吸收低品位热量用于制生活热水所需要的热量,保证用水温度及用水量,最大程度节能。
设计依据
《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019-2003);
《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003);
《给水排水制图标准》(GB/T50106-2001);
《建筑给排水及采暖工程施工质量验收规范》(GB50242-2002);
《建筑给排水设计手册》;
现场所堪探的相关资料;
空气能热泵和太阳能综合应用相关技术资料;
设备选型
日用水量

日用热水定额(60℃)

用水单元 数量 消费人次 每人用水定额(L) 日用水量(L)
额房 65间 120人 100 12000
合计 12000升


根据上表计算得日用热水量约为12 m3。
空气源热泵选型
根据机组性能曲线,热泵机组额定制热量20kw/台。在标准工况下:1台热泵机组产60℃热水490kg/h,2台机组每天工作13个小时产水12740kg,可完全满足用水需求。
在冬天当环境温度降低时,空气源热泵热水机组选型重点在于冬季能满足高峰期的热水使用量。冬季室外环境温度较低为10℃时,设自来水进水温度15℃,设定热水出水温度60℃、即需温升45℃
  高峰期总热负荷即 12000L*45℃=540000千卡
  设备选型: 选PHNIX(芬尼克兹)双热源热泵热水机组 PASHW060SB-2-C,在冬季单台机组额定小时供水量约为340L ,2台机组运行18个小时,则每天机组制热量为:
机组额定供水量:340L×2×18小时 =12240 升  
高峰期间总热量12000L<2台机组额定供水量12240L,故能满足实际需求。
综上所述:选用2台空气源热泵热水机组,在冬季环温最低的情况下每天只需运行18个小时即可满足酒店宾馆热水要求。在夏季的阴雨天气,2台空气源热水机组运行13个小时即可满足热水要求。故选用PASHW060SB-2-C空气源热泵机组2台。如酒店在某时段用水较多,热水供水不足时可由太阳能补充所需的热水量。
保温水箱选型
酒店日用水量m总=12000(L)
考虑酒店宾馆用热水较为集中,所以选用2个5吨保温水箱。
太阳能设计计算
板式太阳能夏季每天每片制热水(60℃)200升,那么每天产12000升热水需太阳能板的片数为:12000÷200=60;取60片
热泵热水设备、保温水箱、太阳能等放在建筑屋面,综合考虑太阳能采用板式太阳能板。用角钢制作支架,倾斜叠放在建筑物顶层。将60片太阳能板按每6片串接成一组,共10组并联连接。
由于太阳能加热为循环加热,所以需配置容积为1 m3的不锈钢保温加热水箱1个。
水泵选型
PHNIX空气源热泵机组每台机自带循环水泵(威乐水泵),所以热泵供水系统不需要另配水泵。
太阳能系统需配置太阳能循环加热水泵2台(一用一备),选GDR40-20,流量11.4m3/h,扬程20m。太阳能热水泵2台,选TP25-50/2R流量:6m3/h,扬程5.5m。
热水供水增压水泵是将热水送入向各宾馆房间,同时循环主管路热水水温避免用热水时要放出管道内的冷水。选2台GDR50-30(1用1备),流量18m3/h,扬程30m。
选型方案
空气能热泵热水机组2台,5吨热水箱2个(不锈钢保温水箱),GDR40-20太阳能循环加热泵2台(1用1备),TP25-50/2R太阳能加热泵2台(1用1备),热水供水泵2台GDR50-30(1用1备),太阳能智能控制系统1套,热泵热水系统控智能控制系统1套。
使用说明 (见热水供应系统图)
1 →热泵供水系统:热泵机组 →
保温水箱→各用水单元

设定热水水温(设定在55℃~60℃),启动热泵机组工作,吸收酒店冷水机组的冷却水中热量和空气中热量,将进入机组的冷水直接加热至使用温度后贮入保温水箱,再经加压水泵系统(热水供水泵)进入管网供用水单元使用(各房间)。

2.太阳能供热水系统:太阳能→太阳能加热水箱→保温水箱→各用水单元

设定热水水温(设定在55℃~60℃),启动太阳能加热水泵,水在太阳能中被循环加热,当温度达到设定温度时,太阳能热水泵启动将热水送入大保温水箱,再经加压水泵系统(热水供水泵)进入管网供用水单元使用(各房间)。
3.循环系统:热水管末端→回水管→保温水箱→热泵机组
热水管末端装回水管,回水管设置电磁阀,当回水管网最不利点水温低于使用温度时,电磁阀打开,多余热水回至保温水箱;
当保温水箱水温低于使用温度时,循环泵工作,将水箱水抽回热泵重新加热,确保保温水箱、管网水温在55℃~60℃。
整套系统设备全自动运行,无须专人值守。
运行费用分析计算
节能才是硬道理,芬尼克兹 “空气源热泵热水机组+太阳能”综合应用解决热水方案,是综合利用热能技术,热泵机组采用直热式供水,循环恒温。真正做到在太阳能充足时利用太阳能,在太阳能不足时利用空气源热泵提供热水保证了热水的供应,提高制了能效综合利用效率。
热负荷计算
日用水量m =12000kg
所需热负荷Q=cm△t=1×12000×(60℃~20℃)=480000(kcal)
太阳能运行费用
太阳能为可利用的环保能源提供热水。太阳能热水产品是吸收太阳能量加热冷水,所以其运行费用为“0”。
空气源热泵运行费用
电发热值860kcal/度,空气源热泵效率300%~450%,全年综合能效以350%计,管道热损失5%,电0.8元/度。
耗电量:480000÷860÷3.5÷0.95=167.86(度/天)
运行费用:167.86×0.8=134.29(元/天)
平均费用:11.19(元/吨)
全年运行费用

选用设备 每吨(60℃)热水费用 每天费用每年费用
可用太阳能120天 热泵运行245天
太阳能 免费 免费 免费 ——
空气源热泵 11.19元 134.29元 —— 32900元
合计 32900.00元

太阳能在广东地区每年可利用太阳能天数约120天,在太阳能工作所制热水运行费用可为免费,在太阳能不足时利用空气源热泵制热水工况工作,出水为直热式,热水源稳定,大大提高了综合能效,节能效果非常可观。