生活热水用热泵小水箱加热方案.docx

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生活热水用热泵小水箱加热方案

一、方案设计

二、热水系统特点及控制系统介绍

三、工程预算表

四、运行成本分析

五、机组安装

六、组织与施工

七、工程验收与售后服务保障

一、热泵生活热水系统方案设计

1、设计方案主要考虑的几个问题：

（1）空气能热泵热水系统热水供应的可靠性。

（2）机组安装的位置通风效果一定要良好。

（3）水箱安装的位置承重要求是否符合。

（4）按照实际用水要求进行配水，保证最大用水量时的用水要求。

（5）空气能热水系统的控制柜安装位置一定要方便操作和维修。

（6）空气能热泵热水系统运行方式的合理性、先进性、可靠性。

（7）控制系统的全自动化、智能化、先进性、低温运行可靠性。

（8）空气能热泵热水系统的布局与摆放与建筑物的协调性，日常维护检修方便性等。

（9）在保证工程品质的前提下，尽可能降低工程造价，提高工程的性价比。

（10）考虑系统冬季防冻、夏季高温、防雷、防台风、平时防污染等安全问题。

2、设计依据

*《采暖与卫生工程施工及验收规范》GBJ—242—82

*《广东长菱空调冷气机制造有限公司企业质量管理手册》

*《电气装置安装工程1KV及以下配线工程施工及验收规范》GB/T50258-1996

*《层面工程技术规范》GB/T50207-1994

*《蒸汽压缩循环冷水（热泵）机组工商业用和类似用途的冷水（热泵）机组》GB/T18430.1-2001

*《商业或工业用及类似用途的热泵热水机》GB/T21362-2008

*《制冷和供热用机械制冷系统安全要求》GB9237-2001

*《容积式冷水（热泵）机组》JB/T7227-1997

*《容积式和离心式冷水（热泵）机组安全要求》GB/8654-1997

*《制冷设备、空气分离器设备安装工程施工及验收规范》GB50274-1998

*《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003

*《冷热水聚丙烯管道系统》GB/T18742-1～3-2002

*《建筑给水钢塑复合管管道工程技术规范》CECS125：

2001

*《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92

*《建筑结构载荷规范》GB50009-2001

*《建筑物防雷设计规范》GB50057-94

*《建筑物抗震加固技术规程》JGJ/T16-98

*《钢结构设计规范》GB50017-2003

*《设备及管道体温技术通则》GB4272-92

*《低压配电设计规范》GB50054-1995

*用户要求

3、设计方案

一）、生活热水所需制热量计算：

1、基本参数

1L水温升1℃需要1千卡热量，1Kw·h=860千卡

2、日用热水能耗计算

自来水平均温度15℃，热水要求温度55℃。

Q＝M×（55-15）℃×1

M为日用热水量（L）

楼号

日用水量（吨）

每日需热量（大卡）

客房

1840000

二）设备基本参数

长菱空气源热泵常规机组参数表

产品型号

CL-H-28K

CL-H-40K

CL-H-120K

CL-H-130K

CL-H-220K

CL-H-260K

名义产水量

210L/h

410L/h

780L/h

880L/h

1500L/h

1750L/h

名义制热量

9.8kw

19kw

36kw

41kw

70kw

81kw

额定输入功率

2.3kw

4.4kw

8.8kw

9.8kw

17.2kw

19.5kw

额定输入电流

11A

7.8A

16A

18A

33A

36A

最大输入功率

3.4kw

6.3kw

14kw

15kw

25kw

28kw

最大输入电流

16A

12A

26A

28A

46A

52A

水侧压力损失

30kPa

35kPa

60kPa

55kPa

65kPa

额定水温

55℃

最高水温

60℃

额定电源

220V~/50HZ

380V3N~/50HZ

防触电保护类型

I类

防水等级

IPX4

排气侧工作过压

2.8MPa

吸气侧工作过压

0.8MPa

机组质量

105kg

140kg

290kg

450kg

860kg

900kg

外形尺寸

长

690mm

820mm

1400mm

1210mm

2110mm

宽

670mm

820mm

720mm

1080mm

高

860mm

1035mm

990mm

1930mm

主机接管尺寸

DN20（3/4″）

DN40（11/2″）

DN50（2″）

额定水压力

0.7MPa

接地要求

≤0.1Ω

环境温度

-10℃~45℃

气候类型

普通/低温

噪声

≤58dB（A）

≤61dB（A）

≤63dB（A）

≤65dB（A）

以上数据在环境干球温度20℃、湿球温度15；进水温度15℃、出水温度55℃条件下测得。

三）、热量计算与机型选择：

1）项目设计计算数据。

A、日总用水量Ld=46m3

B、平均小时热泵机组热水产量

Lp=Ld/T1=46000÷10=4600L=4.6m3

C、设计小时热水产量耗热量

Q=Ld·（t2-t1）·C=4600×（55-15）=184000kcal

式中：

Ld—设计日热水用量（m3）LP—平均小时热水用量（m3）；

t2—加热终水温度（℃）t1—加热初水温度（℃）

C—水的比容热（1kcal/kg）T1—热水机组运行时间（h），取T1=10

Q—设计日热水用量的耗热量。

2）加热设备的选择

因为P1=Q÷860kcal/kw=184000÷860kcal/kw=214kw

所以选用选用广东长菱CL-H-120K机组，台数=214kw÷36kw=6台

额定工况下空气源热水机组制热能力：

单台产热量36kwh，单台小时产55℃热水量36×0.86÷（55-15）=0.774m3

机组日实际运行时间为：

46÷0.774÷6=9.9小时。

低温工况下空气源热泵机组制热能力：

在冬季时当地会出现环境干球温度为0℃恶劣环境温度时；根据实验室数据，此时热泵机组制热量为18.8kw/h，单台小时产55℃热水量18.8×0.86÷（55-15）=0.404m3。

机组日实际运行时间为46÷0.404÷6=18.98小时

以上计算结果说明，设备选型合理并能满足系统热水供应要求

3）．缓冲加热水箱的选择

因为是不定时用水，所以选用缓冲加热水箱系统，系统的确特点要求缓冲加热水箱容积加热时间不大于半个小时为佳，冬季平均以3个月计，所以

缓冲加容积Vj=设备平均小时热水产量×1/2小时

=（0.774×9+0.404×3）÷12×6×0.5

=2.0445m3

取整数选用1个2m3圆形不锈钢内胆水箱。

4）．蓄热水箱的选择

根据系统特点，系统蓄热水箱容积能满足高峰用水期，系统就能满足全天热水用水需求。

容积Vx=（大用水量-低温小时热水产量*高峰期持续时间-加热水箱容积）÷水箱数目

=（46-0.404×6×3-2）÷1

=36.7m3

取整数选用37m3方形不锈钢内胆水箱。

（此数据随最大小时用水量及高峰持续时间变化）

四）、系统控制原理

A、系统开始阶段：

补水电动阀打开，当加热水箱的水位达到下限水位时，机组启动给水箱循环加热，补水一直持续到水位为上限水位，补水电动阀关闭，其中手动补水的阀门是常闭状态。

B、加热箱放水阶段：

当加热水箱水温达到设定的加热温度，放水电动阀打开，，热水靠重力流到蓄热水箱，放水完成后加热箱重复A的动做作，如此反复循环不断。

C、蓄水箱恒温阶段：

当蓄水箱的水温降到50℃时，恒温加热泵启动，温水进入加热水箱，加热箱的热水通过溢流管流向蓄热水箱；同时机组启动加热直到蓄热水箱水温加热到55℃，机组停止。

D、系统供水：

系统热水的供应根据使用方要求，应满足全天候24小时随时提供所需热水，同时为保证各个用水点供水的温度。

E、回水控制

系统还配套设置1套定温回水装置，在供水管路中最不利点水温低于设定温度，比如40℃（可根据实际情况设定回差）时，先后打开回水电磁阀和回水增压泵，把管内的冷水顶回到水箱，以保证打开水龙头就出热水，当最不利点水温达到设定温度，回水增压泵和回水电磁阀先后停止运行。

五）、系统水箱水位要求

加热水箱上限水位：

保证加热水箱的有效容积为准，平或低于加热水箱浴流水管。

加热水箱下限水位：

放水水位，平机组进水管。

蓄热箱上限水位：

保证蓄热水箱的有效容积为准,平或微低于水箱溢流管。

蓄热箱下限水位：

低于上限水位,保证最大限度的利用完水箱的热水为准。

蓄热箱低水位报警:

高于外循环增压泵接口，保护水泵。

六）、系统温度探头位置

加热水箱温度探头位置：

位于机组进水管或加热水箱平机组进水管的位置。

蓄热水箱温度探头位置：

位于系统供水接口处或把温度探头装在水箱内的下限水位以下的位。

七）、冷水补水水质要求

如果您所使用冷水来源的不是市政高质自来水（钙离子浓度<200PPM），请务必进行水质软化处理。

如果您不采取任何进行水质软化设施，在使用一段时间之后，请进行系统清洗，如果您连系统清洗都不愿意，这时因为机组换热效率下降，运行费用增加，水温达不到要求；您将会对热泵热水系统有所不满。

八）、循环泵要求

根据实际需要，水泵的选取本着在满足流量及扬程的情况下，尽量选取一些

小功率的水泵。

下表为各机型循环泵的选型参数，可参照选型。

二、热水系统特点介绍

1、系统供水特点

按照全天候用水特点及用水需求分析结果，须综合考虑热泵热水机组加热缓慢及其制热量随季节气温变化的特点，尤其在日照不足或阴雨天情况下，热泵热水机组必须能保证有足够的时间制备所需热水。

根据各用水点用水需求和供水特点，为了减少加热能耗，同时满足全天候供应热水要求，我公司高级技术人员经精心设计、性价比较，特推荐“长菱”牌热泵中央热水系统，具体如下：

（1）、为了解决全天候供水问题，结合热泵机组各自加热的特点，对热水系统采用循环加热的方式，储热水箱所补入的水温达不到设定要求时，热泵机组自动根据设定要求随时对其进行加热，保证供水温度相对恒定。

（2）、本设计方案综合考虑了当地气候特征及供水特点等因素来优化设计。

气温较高情况下，机组可互为备用，即使有一台故障情况下，也不会影响供水。

在冬季最不利工况下，系统机组同时运行，即使在有故障情况下，可通过适当延长工作时间，并且在供水期间机组仍可进行工作，实现经济运行，安全可靠供水的目的。

（3）、系统的补冷水量及时间、供热水时间、供水量、机组定温加热和循环加热的时间和温度均可以根据不同季节的用热水需求进行适当的调整，也可以调整机组运行的台数适应不同的用热水需求和机组的维护保养。

2、热泵热水系统设计的优特点

（1）、系统运行的经济合理性

考虑到不同季节热水需求的变化及热泵机组在不同季节运行的特点，结合我公司多年来从事热泵等大型中央热水系统积累的实际经验及系统整体选择的经济合理性，对于本项目我公司为贵方热水系统采用高效热泵机组循环加热的热水系统优化设计方案，减少加热能耗，提高系统运行的可靠性和安全性，适应不同用水需求的能力，也达到节约日常运行费用的目的。

（2）、安全性方面

系统设计完全按照国家有关防火、防震等安全性规范要求设计，并留有消防和检修通道，热泵机组设计完全符合规范要求的防护和安全要求；各种设备基础均采用锚固方法与建筑结构可靠牢连接，与建筑成为一体，符合抗震和防台风要求；控制系统具有防漏电和可靠接地，系统天面设备、管道均按规范配置相应防雷电装置并与各自天面防雷系统成为一体。

管道穿越墙、楼板以及管道横跨楼房沉降缝均按要求加设套管并做防水处理，设置防止沉降配件；循环管道、供（回）水管道按照要求的坡向、坡度制作安装；水箱、热泵机组和管道支架基础，须锚固在承重结构上，预埋件锚固按照规范要求进行防腐处理，并做好相关防水处理。

水箱、热泵机组、泵类、阀类等设备在现场安装完毕均做水压试验及气密性试验和质检工作；各种管道分阶段进行水压试验，系统完工后，各分项调试合格后再进行总调试，确保系统的安全可靠。

系统补冷水受时间和水箱水位控制，可根据用水习惯和实际需要进行调节。

系统对空气热泵机组、水箱及水泵等还设有相应缺水、超温、缺相、防漏电等安全保护装置及防雷电措施，完全按设定要求全自动工作，运行安全可靠，无须专人管理。

（3）、工艺技术要求

热泵机组进口均设置Y型水过滤器保证进入热泵机组的水不含杂质。

在热泵及水泵进出口均安装可曲挠柔性橡胶接头，并且在热泵机组及水泵与楼面基础之间设置橡胶减震设备，避免设备与楼板之间产生共振，保证系统运行安全可靠。

由于水箱重量较重，并且楼房结构承载不理想，需要结合楼房的承载考虑对放置水箱的地方进行加强：

本设计在放置水箱的承重结构上采用反梁或型钢做加强基础。

（4）、系统设计及使用寿命15年。

4、其他技术措施

a）防雷措施：

系统按照三类民建防雷、漏电设计，系统与建筑接地网接地；

b）防风措施：

系统本身为透风设备，另外本项目加强了与建筑一体化的设计，使得热泵与建筑紧密的结合为一个整体；

c）防火措施：

系统设备、配件、材料均采用不燃和阻燃材料，电器部分按照国家规范设计、施工，系统场地预留消防通道；

d）气密安全：

系统按照国家标准生产、检验，达到或超过国家标准要求的气密性条件，热水系统管路和设备在连接时按照国家标准规范进行施工，保证系统的气密性和水密性要求；

e）防漏电：

系统电器部分具备防漏电功能，电气部分可靠接地；

f）防腐蚀：

系统防腐性能经过严密处理后，使用年限可达15年以上；

g）防漏水：

系统在安装时，系统管道有可靠的预防措施；

h）防水质污染：

本系统设备、管道均采用国标材质的产品；管道采用PPR和铝塑PPR材质的管道,清洁无污染。

i）报警系统：

本系统设置了报警系统，遇到异常情况，将自动报警。

j）紧急系统：

紧急情况时，可手动启动或关闭该系统，或者启动紧急预案。

三、热泵热水工程造价预算表:

序号

名称

规格型号

单位

数量

单价（元）

金额（元）

产地

空气能

热泵机组

CL-H-120K

台

保温水箱

方形不锈钢

缓冲水箱

不锈钢

小水箱支架

槽钢、角钢

个

热泵循环泵

威乐PH-401E

台

恒温循环泵

威乐PH-251E

台

回水增压泵

威乐PH-251E

台

补水增压泵

威乐PH-123E

台

自动控制系统

含电控箱、自动进冷水、热泵循环、回水等

套

电线、电缆、桥架

国标

批

闸阀（PP-R）

DN25

个

DN50

个

DN75

个

DN110

个

止回阀（铜）

DN40（国标）

个

DN100（国标）

个

电磁阀

DN40

个

Y型过滤器

DN40（国标）

个

PP-R管及保温

DN50、75、110

批

管件

包括弯头、活接、三通等

批

工程辅料（焊料等）

项

设备运输费+设备吊装费

项

施工费

项

税金

项

1-16项*%

工程总造价

注：

1、以上为楼顶平面工程，不包含楼下管道；

2、总电源、冷热回水管在楼面水箱附近交接；

3、若楼面冷水压力不够，需安装补冷水增压泵。

四、运行成本分析

1、加热生活热水的费用成本分析

各种加热设备生产1吨和20吨热水，15℃冷水加热至55℃即温差40℃所耗燃料成本比较（以下价格如与当地价格有出入，应与实际数据为准）。

热泵标准工况：

环境干球20℃，湿球温度15℃下数据。

加热设备比较内容

长菱热泵

（常规型）

燃油锅炉

电热锅炉

太阳能

+电辅

煤气锅炉

天然气

锅炉

热值

860千卡/度

8200大卡/公升

860千卡/度

24000千卡/m3

8600千卡/m3

热效率

380%

65%

95%

250%

65%

75%

生产1吨热水所需材料

12.24度

7.50公升

48.96度

18.60度

2.56m3

6.2m3

燃料价格

1元

6.07元

1元

19元

3.5元

加热1m3水费用（元）

12.24元

45.53元

48.96元

18.6元

48.64

21.7元

每天加热

吨数

每次加热

成本（元）

563.04

2094.38

2252.16

855.6

2237.44

998.2

每年运行

费用（元）

205509.6

764448.7

822038.4

312294

816665.6

364343

使用寿命

15年

5～8年

维护费用

免维护

需专人维护

免维护

需专人维护

2、运行成本比较图

五、机组安装

多台机组采用并联安装，总进、出水口和回水口在楼面对接。

具体见施工图。

六、组织与施工措施

一）、施工组织

设项目工程师一名为该工程项目总负责人，安装技术员2名，水电工名，按照工程设计和工程合同的要求组织现场科学施工，制定工程进度方案，按期保质完成工程任务。

二）、施工要求

1、科学合理地安排施工进度，确保按工期完成。

2、严密的施工安全管理，确保施工安全。

3、严格的质量标准，确保工程质量优良。

三）、施工时间

自进驻施工现场个工作日完成热泵热水系统的安装和调试工程。

四）、施工方法

本工程采用流水施工法，把整个工程划分为几个施工段：

1、现场勘察绘制图纸；

2、热水机组基础制作；

3、机组定位；

4、配件采购。

5、管道电气安装。

各项系统于安装完成后，必须测试其绝缘阻抗、接地、压力试验（依技术规则办理）并添加润滑油或油脂，须达到规定的性能或客户所能接受为止。

6、设备调试。

在规定的时间内完成所有设备的调试。

调试期间若有缺点，定于最短时间完成所必要的调整，修理或更换新品，其所需要的时间必须依工程预定进度表内的时间完成，并不因而藉故延迟工期。

七、工程验收与售后服务保障

一）、验收包括合同范围内所载明的系统项目。

1、施工规范

2、设备运行情况

3、节能效果

二）、本单位负责承包的系统项目、检查试验的一切费用，和准备检查、试验及本公司于工程完工移交时，按工地实际施工情形绘制竣工图，表明各系统线

路及其设备确实位置，控制线路图等，汇订竣工图纸资料造册，送交客户方主管

单位人员。

三）、维护人员培训

1、工程竣工后，现场对贵方设备管理人进行培训指导，操作练习。

2、在设备投入运行后，义务培训贵方热水管理人员1—2名，使其能熟练掌握热泵热水系统的检查、维修。

四、售后服务承诺

1、我单位对提供的长菱热泵热水机组提供以下服务承诺：

1.1、随机提供资料：

1.1.1、《安装使用说明书》

1.1.2、《保修卡》

1.1.3、《合格证》

2、提供相应的技术培训:

2.1、技术人员免费进行现场培训：

2.1.1、热泵使用注意事项。

2.1.2、热泵热水机组原理及使用常识

2.1.3、热泵热水机组的电控原理

2.1.4、热泵热水机组的安装与维修

2.1.5、热泵热水机组的故障检测与排除方法

2.1.6、日常维护方法和要求。

3、售后服务：

3.1、提供十八个月整机保修期，保修期内免收维修服务费。

3.2、保修期内技术人员进行不少于二次维护保养，并负责售后长期维护工作。

小故障在接到通知后二十四小时内解决、大故障在四十八小时内解决。

3.3、本单位对所安装的热泵设备实行终生维护。

3.4、热泵热水机组的维护和信息处理方式：

售后服务电话：

传真：

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