热水系统设计方案.docx

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热水系统设计方案

一、公司简介

由####（DeronGroup）引进##顶尖热泵技术，建立的########研发中心，是国家级##节能科技园重点企业。

公司自主研发并与##技术合作，专业研发生产节能热泵热水机组，为全球众多宾馆、酒店、学校、机关、工厂、医院及家庭别墅群提供能源节省率达75%的中央热水系统解决方案。

####公司是国内最早建立热泵研发中心的企业之一，获高新科技企业认定证书，拥有国家级的热泵实验室，21位技术研发人员。

自主研发了三十六项国家专利，使热泵的使用突破了-25℃低温区，并且可以使用空气源、水源、地源及废水源、海水源等多种热源。

同时还研发了冷热利用的热回收机组，抗腐蚀的泳池机组及电镀机组。

####公司参与了两项国家标准起草。

一是家用及类似用途热泵热水器国家标准，二是热泵辅助太阳能热水系统国家标准。

获国家相关单位评为生产许可证，并获##CE认证、##TUV认证、##SGS认证。

产品质量经过省级和国家级检测合格，并由中国人民保险公司承保。

####公司引进###、###、###等国际先进设备和仪器，建立起四条主机生产线、两条自动化钣金、两条检测线及两条保温水箱生产线。

拥有家用、中央、大型工程及空调热水器二合一等四大系列40多个型号，产品出口##、###、###、###、###、###、###、###等三十多个国家及地区。

####公司正在打造热泵热水器全球生产基地。

二、热泵介绍

1、空气源热泵热水器介绍

由生活中的常识中我们可以知道，热水可以自己慢慢向空气中放热，冷却成凉水，这表明热量可以从温度高的物体——热水自动的传递到温度低的物体——空气。

那么可不可以将这个过程反过来进行，将温度较低的空气中的能量向热水中转移呢？

热力学第二定律指出：

不可能把热从低温物体传到高温物体而不引起其他变化。

这就是说，热量能自发的从高温物体传向低温物体，而不能自发地从低温物体传向高温物体。

但这并不是说热量就不能从低温物体传向高温物体，就向水泵能够使水从低处流向高处一样，热泵通过消耗一部分电能，也能够使热量从低温物体传到高温物体。

空气源热泵热水器就是根据这样一个原理来工作的，通过消耗少量的电能驱动压缩机，使制冷剂吸收空气里的热量来加热生活用热水的，其制热效果比传统热水器高出4倍，而消耗的电能仅为普通热水器的四分之一，并能从根本上杜绝了漏电、一氧化碳中毒的危险。

　　热泵热水器的工作过程如下：

如上图所示，压缩机通过消耗一部分电能，将低温低压的制冷剂气体压缩成高温高压的气体，高温高压的气体在冷凝器中放出热量将水加热，自己温度被降低，经过膨胀阀节流降压后，变成低温低压的气液混合物，在蒸发器中制冷剂吸收其他介质（如空气、井水）中的热量，变成低温低压的气体，然后再被压缩机吸收，压缩成高温高压的气体加热热水。

与其他形式的热水器相比，热泵热水器主要有安全、节能、环保的特点。

2、空气源热泵热水器的产品优势

●运用逆卡诺循环原理，是继燃气热水器，电热水器和太阳能热水器后的创新一代的绿色节能热水机组。

●环保:

对大气及环境无任何污染，而且对能源消耗极低，属于绿色环保型产品，符合目前我国能源、环保的基本政策。

●节能：

制热效率高达400%以上，运行费用是电热水锅炉的1/4，燃气热水锅炉的1/3，燃油热水锅炉的1/3。

●省钱：

◇机组能从空气中获取大量免费热量，每消耗1度电就能产出3～5度电以上的热量，热效率400%以上，为您节省电费65～80％。

◇机组安装在室外，如屋顶、绿化区等处，不占有效建筑面积，节省土建投资。

◇运行附加费少：

⑴热泵热水机组不需要燃料输送费用和保管费。

⑵热泵维修费用少。

热泵系统只有两个部件运动，磨损少，只需日常简单清洗维护，平时无需任何检修。

⑶断电记忆自动恢复功能：

自动将停电前运行状态参数储存起来，来电后自动恢复之前运行状态。

无需专人看管节省工资开支。

●安全：

◇顶级安全水电分离，高压保护，热泵（压缩机）过热过载保护，水温超高温保护，自动复位控制。

安装智能故障报警系统，及时发现故障，保护机组。

从根本上杜绝漏电、干烧、超高温等安全隐患。

◇热泵热水机组不需燃料输送管道，没有燃料泄漏、火灾、爆炸等危险。

●微电脑中央控制机电一体化，制热、供水、补水全自动运行，24小时全天候即开即用。

●中央热水：

“多点、同时、大量、持续”提供热水，是理想的热水供应中心，每年进行免费安全跟踪检测，确保安全无忧。

●耐用：

◇外壳采用进口彩钢，精心制造，不褪色，能适应各种恶劣气候条件，防锈、防水，经久耐用。

◇主机选用世界名厂优质热泵压缩机，世界名厂配件，产品使用寿命长达15年以上。

●方便：

◇机组可以安装在室外，如屋顶、地面等，实现远程监控，占地面积小，安装简单，无须另设工作机房，不占有效建筑面积。

◇机组采用全自动控制。

自动起停，控制及恒定出水温度。

◇配备多功能液晶显示屏，触摸式人机界面，手动和自动自由切换，可显示设备的运行状态、运行模式、水温、水箱水位等指标，故障代码显示、定时开关机等多种功能。

●社会效益：

吸收空气中的能量，耗能低，能有效调解能源不足的现象。

三、方案设计

3.1工程概况

本项目位于广东佛山，共七层建筑，其中一至三层为餐厅，四层、五层为酒店客房。

共有108个客房，酒店客房及餐厅卫生间需常年全天候供应生活热水，本项目拟采用空气源热泵热水系统。

空气源热泵热水系统是目前技术比较成熟，应用最广的节能热水方案，系统具有环保、安全、管理简单（全自动控制）等特点，而且也是目前所有热水系统中运行经济效益最好的,可以为用户节省可观的运行费用。

3.2设计依据

1.《热泵热水系统设计、安装及使用规范》CRAA311-2009

2.《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003

3.《室外给水设计规范》GB50013-2006

4.《采暖通风与空气调节设计规范》GB50013-2003

5.《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》GB50242-2002

6.《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-2003

7.《给水排水工程管道结构设计规范》GB50332-2002

8.《建筑给水聚丙烯管道工程技术规范》GB/T50349-2005

9.《建筑抗震加固技术规程》JGJ116-98

10.《建筑结构荷载设计规范》GB50009-2001

11.《建筑物防雷设计规范》GB50057-94

12.《民用建筑电气设计规范》JGJ16—2008

13.《自动化仪表安装工程质量检验评定标准》GBJ131-90

14.《设备及管道保温技术通则》GB4272-92

15.《建筑设计防火规范》GB50016-2006

3.3当地气象条件

佛山地处南亚热带，背靠广阔的大陆，面临浩瀚的南海，形成热带海洋性季风气候。

具有常年高温、台风频繁，夏秋多雨，冬春干旱的气候特点。

佛山全年气温较高，年平均气温为23.1℃，极端高温38.8℃，极端低温-1.4℃。

最热月平均气温28.9℃，4～9月为雨季，10～3月为干季；8月雨量最多，12月最少。

空气湿度较大，年平均相对湿度82%～84%，月平均相对湿度以3～4月较大，11～12月较小。

冬季室外空调计算干球温度为7℃。

3.4热水用量计算

本项目酒店共七层，其中一至三层为餐厅，四层、五层为酒店客房，六层、七层为办公室；酒店客房、餐厅均需常年全天候供应生活热水。

酒店热水用水量为：

序号

房间类型

用水定额

日用水量

客房数目（间）

108

房间用水定额（L/间）

250

客房日用水量（L）

27000

餐厅座位数（个）

1212

餐厅用水定额（L/座位）

餐厅日用水量（L）

12120

酒店该栋大楼日用热水量

39120

通过上面表的计算知道，##酒店该栋大楼日用热水量约40吨。

3.5热水负荷计算

热泵热水机组不同于传统的锅炉即热型设备，热泵热水机组不能像选择锅炉那样来选择，而应根据热泵热水机组产热水的特点，结合项目的用水特点及当地的气候条件，确定热泵热水机组的日运行时间。

热泵机组属于蓄热节能设备，即先将热水加热贮存在保温水箱供热水系统使用。

若按传统锅炉来选择热泵机组，则系统设备的初投资将大大增加，系统的电力增容也将大大提高，故热泵机组不能像锅炉传统热源设备那样选型。

根据热泵产热原理及特性，它的小时产热量是随外界工况变化而变化的，室外湿球温度越低，产热量越低，而地域不同，室外湿球温度不同，故热泵机组选型时要对产热量进行修正，以最冷工况下的产热量选择机型。

根据系统的设计的用水量40000L，则冬季每天系统加热这么多热水需要消耗的热量为：

Q=CM△T，kcal；

=1.0kcal/（kg·℃）×40000kg×40℃

=1600000kcal

说明：

上式：

Q—表示系统需要的耗热量（kcal）；

C—表示水的比热，C=1kcal/kg*℃；

M—表示每个系统日热水质量（kg）,M=40000kg；

△T—表示水升高的温度（℃），△T=（55℃-15℃）=40℃；

根据计算结果，佛山地区最冷月温度7℃时，####空气源热泵热水器在该环境温度下的COP值（能效比）为3.4，设计该环境温度下每天工作时间为15小时，则热泵系统需要输入的电功率值为：

P=Q/（860.COP.h）

=1600000kcal÷（860kcal/（kw.h）×3.4×15h）

=36.48kw；

说明：

上式：

P——热泵机组总运行功率，单位“kw”；

Q——产热水总量所需的总热量，单位“kcal”，根据计算结果，Q=1600000kcal；

860——电热值，根据国家标准可知，该值为860kca/（kw.h）；

COP——为机组能效比，####热泵机组在环境温度为7℃时的能效为3.4；

h——为系统在最不利工作环境条件下的最大工作时间，本系统设计为15小时。

3.6热泵机组选型

（一）热水系统热泵机组选型

综合以上计算结果并结合####空气源热泵热水机组技术参数进行热泵设备选型以及工程实际情况，本工程选择以下####空气源热泵机组来满足冬季最不利环境条件下的加热所需热量：

序号

设计日用水量（吨）

计算热泵需要输入的功率（Kw）

热泵选型

热泵数量

热泵实际输入功率（kw）

36.48kw

#################

4台

38kw（≥36.48kw）

四、工程报价清单

序号

名称

规格

单位

数量

单价

合价

备注

空气源热泵

台

保温水箱

台

加热循环泵

台

热水增压泵（带变频器）

台

水管及其配件

项

热水综合控制柜

套

电线电缆等

项

人工费

项

运输费

项

吊装费

合计

总价

人民币（大写）：

#################

五、设计方案经济效益分析

以用水量1吨55℃热水为计算依据，对以下设备进行技术经济分析。

按平均进水温度15℃加热到55℃计算（温升45℃）

方案

方案一

方案二

方案三

方案四

参数

热水生产设备

太阳能+电辅

天燃气锅炉

电锅炉

德能热泵热水机

安全性

完全水电分离

存在安全隐患

完全水电分离

节能

耗能较小

耗能较大

耗能很大

节能

环保性

环保

轻微污染

环保

运

行

费

用

热水产量（吨）

制热总量

40000Kcal

能源热值

1163Kcal/度

8400Kcal/m3

1163Kcal/度

能源效率

90%

70%

90%

400%

每天耗能

0—38.2度

6.8m3

38.2度

8.6度

能源价格

1元/度

3.5元/m3

1元/度

每天能源费用

0—38.2元

23.8元

38.2元

8.6元

全年电（油、气）费（元）

4581元

8687元

13943万

3138元

投资回收分析：

由以上可知，采用热泵热水机全年1吨/日水运行费用为：

3138元（按高峰电价计算，低峰电则更省），则本工程的需40吨/日的年运行费用为：

3138×40＝12.55万元。

太阳能+电辅的年运行费用为：

4581元×40＝18.32万元（不含年检、人工等维护费用）；每年至少可节约运行费用：

18.32万元-12.55万元=5.77万元。

天然气锅炉年运行费用为：

8687元×40＝34.75万元（不含年检、人工等维护费用）；每年至少可节约运行费用：

34.75万元-12.55万元=22.2万元。

电锅炉年运行费用为：

13943万元×40＝55.77万元（不含年检、人工等维护费用）；每年至少可节约运行费用：

55.77万元-12.55万元=43.22万元

六、热泵机组配置优点说明

1、####热泵机组享有节能王的美誉，标况（环境温度20℃）下，能效比最高可达6.0，热效比居国际前列水平。

2、####热泵蒸发器是等功率空调蒸发器面积的1.8至2.0倍。

空气源热泵热水机组所产生的热量主要是从空气中提取，因此环境温度的高低对设备的制热量及技术要求有着直接的影响。

空气源热泵热水机组在部分地区要适应-10℃—45℃工况下的运行，温差范围大，而且要适应低温运行，并保证在低温的状况吸收足够多的热量，这就要求热泵热水机组蒸发量即蒸发器的吸热面积要大，但是蒸发器面积偏大之后又会导致在夏季高温时，蒸发量过大，设备运行超高温、超高压，影响设备的正常运行，为此####公司采用特有技术，结合环境温度自动调节冷媒的流量，保证在高低温时的合理蒸发量及设备稳定运行，国内空气品质较差，灰尘较多，腐蚀严重。

####公司的蒸发器表面进行了特殊的处理，覆盖了特殊的材料，不仅大大提高了抗腐蚀性，同时使灰尘等不易堆积在表面，提高了蒸发器的效率。

3、####热泵压缩机采用了#########################压缩机。

能效比比目前市场上先进的压缩机还高12%。

具有可靠性——运动部件少，轴向和径向的谷轮专利软柔设计提供了前所未有的耐液击和容忍杂质的能力。

低噪音、低排气脉冲——比一般的压缩机低5分贝以上。

简化系统设计——独特的卸载自动设计使单相压缩机无需启动电容/继电器。

近100%的容积效率，超长的制热能力。

独有的低温伴热措施控制机油冷冻的现象并保护压缩机的寿命。

4、####热泵采用油、气分离的技术，防止压缩机处于缺油状态，保证压缩机的寿命。

因为润滑油在冷媒中的溶解度大，如果经压缩机排出后，进入蒸发器，将降低蒸发器的换热能力，并运行润滑油回流至压缩机，从而引起设备运行的稳定性，并可能烧环压缩机，因此####热泵在压缩机的排气管配置油、气分离措施，及时将润滑油分离出来，输送回压缩机，而保护压缩机的正常运行及寿命。

5、####热泵的冷凝器采用套管式交换器。

有利于提高热效率、抗腐蚀性及非常容易清洗（套管式交换器的热交换效率较高，不易产生结垢）。

6、####热泵的控制系统的集成度非常高。

热水工程的所有要求控制及热源循环的控制均可由热泵集中控制，而保证控制的准确性并可以保护设备的合理运行，而有效的延长设备的寿命。

7、####热泵采用国产名牌####风机。

为了降低机组的整体噪音以及提高效率方便维修，特别采用了国产名牌####风机，叶片采用###进口航空材料波纤增强尼龙（PAG），风量大，噪音低，耗能只有一般风扇的70%。

8、####热泵采用特有的三花瓣式流向控制系统除霜装置。

国内某些地区冬季温度会低于0℃以下，在环境温度-10℃到5℃之间结霜现象会比较严重。

其他厂家的除霜方式大都采用环境温度低于一定值时开始定时除霜，由于湿度等影响，会发生除霜不干净或除霜过度等现象。

####公司深入研究结霜原理后，发明了一套非常行之有效的独有的三花瓣式热流向控制系统实现更高效，迅速除霜，确保高效动作的除霜方案，在产品的除霜控制系统方面，配置了精密的计算机检测措施，结合电脑芯片的智能计算得出最为精确的除霜时间和周期，可根据当地空气的温度、湿度设定除霜参数，对环境温度具有非常强的适应性，确保系统能获得最高的能效比。

9、####热泵不需电辅助。

目前国内销售的空气源热泵热水机组，低温环境下，制热功率显著下降，只能采取加装低能效的电辅助加热器来补充不足，####公司通过其海内外研发中心对国内的气候条件广泛收集研究，进行数码建模，气候热容理论性应用研究，时温错位概率非常平衡性系统突破，低温能力高效输出试验，该机组可在寒冷的冬季低温环境下不需要任何电辅助加热，全年365天都有热水。

七、热泵机组使用性能说明

我公司在设计本项目中央热水供应系统时，充分遵循系统及设备材料在运行过程中的安全性、稳定性、环保性、节能性及备用性之原则，具体如下：

A、安全性

1、本系统采用空气源热泵热水机组，在工作过程中，不同于电、燃油、燃气等热水设备是热能转换设备，而是热量的搬运设备，完全实现水电分离，不存在漏电、触电的现象，也不存在其它安全隐患。

系统采用全面安全保护装置，包括配置避雷及漏电接地保护装置等，无任何危险隐患，性能可靠，先进实用。

2、系统采用高压保护，热泵过热超载保护、水温超高温保护、自动复位控制；且安装智能故障报警系统，及时发现故障，保证机组的安全运行。

B、稳定性

1、系统所采用热泵机组及保温水箱，可充分满足整个系统的用水需求（即使在极低环境温度-50C以上及冷水水温50C时也可以）。

储热水箱内外胆采用不锈钢制造，其中水箱保温厚度δ=50mm。

冷、热水管道、回水管采用国标PP-C、PP-R管。

2、系统采用微电脑中央控制机电一体化，制热、供水、补水全自动运行，24小时全天候即开即用。

具有水箱水温、回水水温显示及控制功能，只要保温储水箱达到设定的温度即自动停机，出水箱内温度低于设定50C，机组自动启动，进行加热保温，无需专人看管；同时具有手动控制装置，管理人员可根据实际需要调整需求。

3、热泵的控制：

水箱温度高于55℃（设定值）或水箱液位低于最低水位下限时，停止热泵机组的运行。

水箱温度低于52℃（设定值）且水箱液位高于最低水位上限时，开启热泵机组运行。

补水泵的控制：

水位低于设定水位下限启动补水泵。

水位低于最高水位下限且水箱温度高于55℃（设定值）启动补水泵。

当水位高于最高水位上限或水箱温度低于50℃（设定值）且水位高于设定水位上限，关闭补水泵。

循环回水泵控制：

水箱水位低于最低水位下限时停止；高于最低水位上限时开启。

4、保温热水箱与热泵机组之间的循环管道采用同程连接，以保证各台机组有均匀的循环流量。

5、采用世界知名品牌####水泵、全自动增压、保证用水的压力标准。

C、环保性

1、本供热系统采用空气作为热源，在工作过程中没有有害的成份物质或废气排放。

2、本热泵机组采用环保工质，对臭氧层的破坏率接近于“0”顶尖环保。

3、本系统的热水储水箱采用不锈钢水箱，供水管道采用PP-R环保给水管，环保、卫生，不存在对水质有任何污染。

4、本系统采用无毒、无害、无刺激性的环保型保温材料如热水管采用橡塑、水箱采用无氟聚胺脂。

D、节能性

1、本系统设计采用了继燃气热水器、电热水器和太阳能热水器后的创新一代的绿色节能热水器。

2、本系统采用中央供水方式：

即采用重力压力及小功率自动增压水泵并联供水；可有效地减少水泵的功率，从而降低运行费用。

3、本系统配置热水回水循环装置，根据管道内的水温控制启停，即当回水温度低于380C时（可调节），系统自动启动回水泵，使管网中的热水循环，当管网内的水温达到500C时（可调节）水泵停止工作，以节省运行费用及减少对水的浪费，并保证24小时全天候、多点、同时即开即用。

八、质量与安全保证措施

A、质量目标：

确保工程优良

如能承接本工程，我公司将把本工程列为我公司的重点工程，以创优质工程为目标，充分调动本公司的施工力量，确保工程施工质量。

B、关键过程控制

对于每道工序施工，都要进行技术交底工作，坚持“自检”、“专检”、“交接检”三检制度，坚持上道工序施工质量达不到优良标准，下道工序不得施工的原则，凡是在交接程序上出现了质量通病，项目经理必须对交接人员进行追查，项目经理不追查责任的，分公司立即追查项目经理的责任。

C、推行样板制

积极开展样板引路，提高工程的一次成优率，提高整体质量水平，创出建设单位满意的优质工程。

现场施工的分部分项工程通过抓样板，以设计、施工、建设单位共同确认的“样板”作为大面积施工和日后验收的标准和依据，减少施工的盲目性。

D、屋面防水的保护

施工过程中应防止损坏已做好的保温层、找平层、防水层、保护层。

屋面施工中应及时清理杂物，不得有杂物堵塞水落口、斜沟等。

禁止在屋面防水层上凿眼、打洞或做安装、焊接等操作，以防破坏防水层造成漏水。

如需要在屋面上凿眼、打洞或安装、焊接时施工完毕应按照屋面防水施工要求从新做好防水工作。

E、地面及墙面的保护

施工过程如地面已铺好地砖，应特别注意，施工前应将地面用木板保护，放置落物击伤、污染地面。

墙面应做好保护，尽量少在墙面上打洞，如需打洞时应做好防护措施，并将施工后地墙面修复完好。

九、售后服务承诺

1.售后服务承诺书

服务宗旨———以质量树信誉，凭服务立口碑

1.1质量保证期

我公司本着对用户认真负责的宗旨，对我方提供给用户的整机免费质保一年。

质保期内出现设备本身质量问题，由我公司免费维修、免费更换零配件、免费更换整机。

1.2服务措施和内容

（1）服务范围

热泵热水主机设备维修、生活热供应系统的维护、系统控制的维护与保养。

（2）服务能力

本公司工程部有专业给排水、暖通技术人员30余名，大部分维护人员具有六年以上，近百个项目的维修经验。

可以为用户提供全面周到快速的服务。

1.3售前、售中服务措施

（1）本公司工程设计部具有丰富的给排水、中央热水设计经验，基于本顶目对热水系统进行最优化设计。

（2）产品交货后派专业技术工程师到现场免费进行安装指导；

1.4产品售后服务措施

（1）产品投入使用后，由我公司指定专人对本系统进行定期回访，对供水系统进行跟踪、记录运行情况，及时做好系统使用过程中的保养维护，以保证热水系统正常高效运行，并随时发现和纠正使用过程中的不良操作。

（2）我公司免费对使用方维护管理人员的进行专业培训指导。

（3）24小时售后服务热线:

##:

139####4567联系人:

###

地址:

###############################

1.5质保期内服务承诺

（1）货物调试运行验收合格后质量保证期为1年，在质量保证期内设备运行发生故障，我方免费提供咨询、维修服务。

（2）即时响应（包括电话响应）。

如电话响应无法解决，4小时内到场处理。

若当地售后服务检修人员不能排除故障时，由厂家派技术人员24小时到现场解决故障问题。

（3）二十四小时内解决常规性设备故障。

（4）为客户建立质量跟踪档案，对甲方进行每月一次的电话或上门检验维修服

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