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空气能热水器恒温泳池方案

深圳市某新能源科技有限公司

昆明某洗浴中心恒温

工程技术方案

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第一章中央热泵热水机组介绍2

1、热泵热水机组工作原理3

2、独特优点3

1、高效节能4

2、安全可靠4

3、全天候使用4

4、长久耐用4

5、全自动智能化控制4

6、应用广泛4

3、热泵热水机组解析4

4、热泵热水机组特点和优势5

A、压缩机6

B、节流装置6

C、冷凝器6

D、蒸发器7

E、先进和完善的控制系统7

F、大屏幕彩色液晶显示屏8

第二章工程方案设计8

第三章工程材料清单和报价13

1）房间工程材料和报价13

2）泳池工程材料和报价13

第四章实施细则说明14

1、工程设计依据（执行最新标准）14

2、工程设计的计算和说明15

3、施工方案16

4、施工质量保证体系17

第一章中央热泵热水机组介绍

随着经济的不断发展及人民生活水平的提高，人们对生活热水的需求量迅猛增长。

然而，由于环保加大了执法力度，燃煤锅炉房纷纷改造，又由于燃油燃气和直接用电加热制取热水的成本过高，且不是“可持续发展”的长久之计。

因此，近年来以太阳能为热源的热水器产业发展迅速。

然而，由于我国太阳能资源分布有着地区上的较大差异，南方大部分地区全年的晴天率不足50%，这就意味着全年利用太阳能热水器的时候，有很大一部分热量是来源于电加热或燃气辅助加热获得。

所以，利用太阳能来制取热水依然具有一定的局限性。

与之相比，热泵热水机组作为一种利用电力驱动做功，能从自然界的空气中获取低品位热能，输出能用的高品位热能。

其技术已成为全世界最先进的新能源技术。

热泵理论来源于十九世纪早期的卡诺循环原理，1852年威廉·汤姆逊提出了热泵设想。

1912年在瑞士苏黎世成功安装一套以河水为低位热源的热泵设备用于供暖，这是世界上第一个水源热泵系统，此后的几十年是热泵的早期研究发展阶段，但因其设备费用高昂、可靠性较低，六十年代热泵工业进入停滞不前的阶段，直到七十年代爆发能源危机，人们重新认识到热泵节约能源，回收低温废热的特点，对热泵的研究工作又重视起来。

热泵技术在工业领域得到广泛应用，在节约能源和保护环境方面起着重大作用。

二十世纪七十年代末期，我国生产出第一台燃气热水器，热水器行业迅速发展起来。

目前，市场上有燃气热水器、电热水器和太阳能热水器三大类，大大地方便了人们的生活，但它们分别具有易燃、易爆、易中毒、易触电、安装维护难等缺点。

1、热泵热水机组工作原理

热泵热水机组利用制冷剂（俗称冷媒或雪种）作介质，输入少量的电能，吸收空气中的热能，产生热水。

制冷剂汽化温度低，在-40℃即可汽化，故它与外界温度存在温差，冷媒在蒸发器内吸收外界温度后汽化成为低温低压的气体，通过压缩机压缩变成高温高压气体，再经冷凝器与水交换热量后，被冷凝成液体，经电子膨胀阀节流降压后变成低温低压的液态，然后在蒸发器中吸收空气中的热量后继续被压缩机吸入，不断循环，制取热水。

工作原理如下图所示：

2、独特优点

1、高效节能

热泵热水机组从空气中获得大量的热能，所消耗的电能仅仅是压缩机用于搬运空气、阳光能源时所需的能量，因此制取等量的热水，其用电量是传统电热水器的25%左右，可为用户节省大量的电费。

2、安全可靠

热泵热水机组是使用电力但并不利用电力直接加热的供热设备。

因为不使用电力直接加热，电流和淋浴用水完全隔离，安全系数进一步提高，它没有电热水器、燃气热水器使用中所存在的易触电、易燃、易爆、易中毒等安全问题，是当今最安全可靠的热水供给设备。

3、全天候使用

热泵热水机组不受阴、雨、雪等恶劣天气的影响，一天二十四小时全天候使用。

填补了太阳能热水器受天气环境影响，不能保证一年三百六十五日随时供应热水的缺陷。

4、长久耐用

机组安全性高，压缩机具有欠电压保护，过电流、过热保护，高低压力保护，压缩机能长期在制热工况下工作，机组寿命长达十年以上，远远高于其它类型的热水器使用寿命。

5、全自动智能化控制

机组采用微电脑智能化控制，全自动智能运行，无须人工管理，面板可调温度和时间，各项参数可以在面板上直接操作和实现，真正实现全方位管理和能量可调控制。

6、应用广泛

热泵热水机组可广泛应用于家庭、工厂、学校、宾馆、酒楼、医院、美容院、洗衣店、洗浴中心及热水需求较大单位，为用户提供源源不断的生活生产热水。

3、热泵热水机组解析

序号

问题

答案

热泵热水机组属于太阳能产品吗？

不属于，区别很大。

太阳能热水器必须依靠太阳光的直射或辐射才能达到供热效果，而热泵热水机组利用制冷剂吸收空气中的热能，通过压缩机压缩后与水交换热量来达到供热效果。

热泵热水机组需要用电吗？

需要，但耗电少。

压缩机用电来压缩制热，不是直接加热，还有风扇，也需要用电，但用电量很少。

热泵热水机组耗电量是多少？

热泵热水机组在全国各地区、各季节的热效率值是不同的，从2.0到5.0，标准工况温度环境20℃时热效率在4.0以上，在夏季气温高时，可达5.5，夏天每吨水耗电量为6-8度电，冬季的天气约损耗14-16度电，全年平均每吨水不超过12.5度电。

热泵热水机组与太阳能热水器相比，优点在哪几方面？

优势非常明显，主要体现在四个方面：

1.适用范围广。

适用温度范围在-7--43℃，一年四季全天候使用，不受阴、雨、雪等恶劣天气和冬季夜晚的影响。

2.可连续加热。

可连续加热，持续不断供热水，满足用户需求。

3.运行成本低。

在春、夏、秋季阳光较好时，运行费用高于太阳能热水器，但在阴雨天和夜晚，热效率远远高于太阳能热水器电辅助加热。

全年平均下来，常规太阳能辅助系统全年耗能比热泵热水器全年总耗能还要高出很多。

4.安装方便。

外形美观，结构紧凑，适合于大中城市的各种建筑，对于大型中央供热水问题，热泵热水器是最好的选择。

热泵热水机组与锅炉相比，优点是什么？

与锅炉相比的优点:

1.热效率高。

热泵热水机组热效率全年平均在380%以上，而锅炉的热效率不会超过100%。

2.运行费用低。

与燃油，燃气锅炉比，全年平均可节70%的能源，加上电价的走低和燃料价格的上涨，运行费用低的优点日益突出。

3.环保。

热泵热水机组无任何燃烧排放物，制冷剂选用了环保制冷剂，对臭氧层零污染，是最好的环保型产品。

4.运行安全，无需值守。

与燃油锅炉相比，运行绝对安全，而且全自动控制，无需人员值守，可节省人员成本。

5.模块式安装，便于增添设备。

热泵热水机组采用多台机组并联的安装模式，当用户用水量增大时，可随时增添设备。

随着热泵热水机组技术的发展，制造成本进一步降低，现在用户只要使用一两年的时间就可以通过节省下来的费用收回投资。

现在在南方地区，热泵热水机组的应用已经得到了迅猛的发展，已经有成千上万的设备使用于各种热水场合，目前，热泵热水机组已飞入千千万万“寻常百姓家”，成为热水器市场的主流产品。

4、热泵热水机组特点和优势

A、压缩机

热泵热水机组主要零部件都采用国际知名品牌，核心部件压缩机采用美国谷轮涡旋式压缩机，跟其他压缩机相比，压缩机能力和效率都会提高10%-15%,它具有高强度的耐高温高压和抗液击能力，完善的内置保护装置，使压缩机在各种恶劣的环境中都能高效的运行。

B、节流装置

采用进口的日本鹭宫电子膨胀阀，相当于500条毛细管的调节能力，数码脉冲控制，与热力膨胀阀相比具有更加明显的优势，能够大范围的调节制冷剂流量，具有感温快，控制精度高，智能化调节的特点，是目前制冷行业最先进的节流控制技术。

C、冷凝器

采用美国的高效螺旋铜管和高强度的无缝不锈钢管制作而成，换热面积更大，效率更高，具有体积小，不容易结水垢以及防震动和冻裂的优点。

大功率机组采用优质的钎焊板式换热器，它具有体积小，结构紧凑，换热效率高，采用316L不锈钢板片压制而成，具有超强的抗腐蚀能力。

泳池机组采用纯钛换热器具有超强的抗腐蚀能力。

D、蒸发器

采用优质的亲水铝箔波纹片，内螺纹管制作而成。

具有优秀的滑水性和防结霜能力，提高换热器的传热系数和效率，波纹片能够更好的防止尘埃的堆积，更容易被清洗，比普通的光箔和平片性能提高10%。

先进的流路设计，保证蒸发器内制冷剂分流均匀，确保整个蒸发器面积得到最全面的使用。

E、先进和完善的控制系统

集所有功能于一体的控制板，无需另加控制箱就可以实现工程系统所需要的功能，所有功能在控制板上可智能控制和调节.包括工程上所用到的补水,回水,循环水泵,定时供水,高水位,低水位.定时开关机以及各种保护功能都齐全.能够自动转换循环模式和直热式模式,而且任何所有机型可以通用一块电路板,包括3P-30P所有机型,能够通过机型选择开关来选择.是热泵行业功能最齐全，性能较稳定的控制装置，真正实现人机分离的智能化控制系统。

F、大屏幕彩色液晶显示屏

第二章工程方案设计

工程概况:

该洗浴中心，需要5吨水用于淋浴。

泳池为室内泳池，总水量为10吨。

工程地点为昆明，现拟用空气源热泵商用循环式热水机组做为淋浴热源，拟用空气源热泵泳池恒温机做为恒温热源，使泳池恒温到42℃。

1.气象条件

昆明气象参数如下表：

地点

环境温度（℃）

冷水温度（℃）

相对湿度（%）

风速（m/s）

昆明

最冷月

2.0

2.机组选型

宿舍设计方案

A）用水量和水箱容积

根据客户提供的资料，计算日用水总量为：

M=5000kg

所以设计水箱容积为5T。

B）机组选型

全年最冷月每天所需的制热量为：

Q=C×M×△T×（1+η3+η4+η5）=1097046kJ

Q：

热负荷kJ

C：

水的比热4.1868kJ/kg·℃

△T：

进出水温差（55-8）℃

η3：

水箱散热修正系数9.5%

η4：

循环管散热修正系数0

η5：

回水散热修正系数2%

现对最冷月机组性能进行修正，并根据最冷月每天所需的制热量计算所需标准工况下的机组功率：

P=Q÷H×β×η6÷η7×（1+η8+η9）=41.1kw

P：

标准工况机组输出功率kw

H：

最冷月一天最大工作时间10h

β：

时间单位换算系数0.000278h/s

η6：

COP修正系数1.099

η7：

输入功率修正系数95%

η8：

除霜修正系数0

η9：

最冷天修正系数20%

根据下表的参数PW050-KFXRS机组标准工况的输出功率为22kw。

所以计算PW050-KFXRS机组的台数为：

N=P÷10=1.1≈1台

所以选择1个5T的不锈钢保温水箱和1台PW050-KFXRS机组。

机组型号

PW030-KFXRS

PW050-KFXRS

PW100-KFXRS

PW120-KFXRS

PW200-KFXRS

PW240-KFXRS

额定制热量

10.8

额定输入功率

2.7

4.5

10.8

21.6

额定电流

最大输入功率

3.6

6.1

12.2

14.6

24.3

29.2

最大电流

额定水温

℃

最高出水温度

℃

电源规格

1P/220V/50Hz

3P/380V/50Hz

防触电等级

Ⅰ类

防护等级

IPX4

环境温度范围

℃

-7～43

产水量

L/H

265

491

983

1130

1966

2261

接管管径

DN25

DN40

DN65

循环水量

M3/h

水阻力

kPa

噪音

dBA

≦54

≦56

≦60

≦62

设备重量

100

180

340

380

680

760

设备尺寸

长

810

1500

宽

691

750

1500

高

870

1065

1700

额定工况：

环境干湿球温度为20/15℃时，水箱水温从20℃加热至55℃。

泳池方案

为满足全年最冷月的恒温要求，现对该工程进行机组选型：

a）泳池池水恒温所需热量，应为下列热量的总和：

一、池面水分蒸发和传导损失的热量；

二、池壁、池底和管道传导损失的热量；

三、补充水加热需要的热量。

1）泳池池水表面蒸发损失的热量。

按下式计算：

Qx＝αу（0.0174vf＋0.0229）（Pb－Pq）A（760/B）

式中Qx——泳池池水表面蒸发损失的热量（kJ/h）；

α——热量换算系数，α=4.1868（kJ/kcal）

у——与泳池池水温相等的饱和蒸汽的蒸发汽化潜热（kJ/kg），池水温度取28℃，y=2434.4kJ/kg；温度取42℃，y=2396kJ/kg

vf——泳池池水面上的风速（m/s），一般按下列规定室外vf＝2m/s；室内vf＝0.2m/s；

Pb——与泳池池水温相等的饱和空气的水蒸汽分压力（mmHg），Pb=28.69mmHg；

Pq——泳池的环境空气的水蒸汽压力（mmHg），根据气象表取室外温度为15℃，相对湿度70%，Pq=9.05mmHg；

A——泳池的水表面面积（m2），A=6.6m2（按深度1.5m计算）；

B——当地的大气压力（mmHg），B=760mmHg。

所以：

Qx＝5197kJ/h　　

2）泳池的水表面、池底、池壁、管道和设备等传导所损失的热量，应按泳池池水表面蒸发损失热量的20%计算：

Qs=Qx×20%=5197kJ/h×20%=1039kJ/h

3）泳池补充水加热所需的热量，应按下式计算：

Qb＝α×qb×у（tr-tb）÷t

式中Qb——泳池补充水加热所需的热量（kJ/h）；

α——热量换算系数，α＝4.1868（kJ/kcal）；

qb——泳池每日的补充水量（L），按总水量的20%计算；

у——水的密度（kg/L），为1kg/L；

tr——泳池池水的温度（℃），为42℃；

tb——泳池补充水水温（℃），根据当地冬季水温确定为15℃；

t——加热时间（h），按48h计算。

所以Qb＝4710kJ/h

综合上面的计算，

Qh=Qx+Qs+Qb=5197kJ/h+1039kJ/h+4710kJ/h=10946kJ/h=3kW

考虑可能遇到的极端天气，泳池恒温所需的总功率留15%的余量,

即Qz=Qh×（1+15%）=3.45kW

b）初始加热的热量计算：

Qc=C×M×△T÷H

Qc：

初始加热热负荷kJ/h

C：

水的比热4.1868kJ/kg·℃

M：

总水量10000kg或L

△T：

进出水温差27℃

H：

加热时间48h

所以Qc=23551kJ/h=6.5kw

c）因为Qc＞Qz，所以现按泳池恒温所需热量对机组进行选型：

空气源泳池恒温机组在冬季15℃的环境温度下的输出功率为标准工况下的80%，同时对选型机组功率留10%的余量以保证冬季最冷天的机组输出，所以选择标准工况下的机组输出功率为：

P=Qz÷80%×（1+10%）=6.5kw÷80%×（1+10%）=9kw

根据下面空气源热泵泳池恒温机的参数表，选择1台PW050-KFXYC的泳池恒温机组。

机组型号

PW030-KFXYC

PW050-KFXYC

PW100-KFXYC

PW120-KFXYC

PW200-KFXYC

PW240-KFXYC

额定制热量

106

额定输入功率

2.7

4.5

10.8

21.6

额定电流

最大输入功率

3.6

6.1

12.2

14.6

24.3

29.2

最大电流

额定水温

℃

最高出水温度

℃

电源规格

380V/3PH/50Hz

防触电等级

Ⅰ类

防护等级

IPX4

环境温度范围

℃

-7～43

换热器材质

钛

接管管径

DN40

DN65

DN80

循环水量

M3/h

4.5

水阻力

kPa

噪音

dBA

≦54

≦56

≦60

≦62

设备重量

100

180

340

380

680

760

设备尺寸

长

810

1500

宽

691

750

1500

高

870

1065

1700

额定制热工况：

环境干湿球温度为24℃（干球）/19℃（湿球），进水温度为27℃。

选用PW030-KFXYC的恒温热水器，加热时间无需48小时，可以减少为H=9/13*48=33小时。

第三章工程材料清单和报价

1）房间工程材料和报价

序号

名称

规格

数量

单位

单价（元）

总价（元）

热泵热水主机

PW050-KFXRS

台

8860

热泵基础

角钢制作

个

1000

不锈钢保温水箱

个

4000

水箱底座

型钢支架

个

500

热水供水泵

PH-041E

台

500

循环泵（威乐）

PH-101E

台

800

铜阀门

DN20~DN50

批

200

PPR管道（联塑）

￠25~￠63

批

500

PPR管配件

管道X20%

项

200

保温材料

￠25~￠63

批

500

二次电路控制系统，连控制线、线管

项

500

辅助材料

项

200

机组运输和吊装

项

1500

安装管理费

（1-13）X10%

项

1500

合计

2）泳池工程材料和报价

序号

名称

规格

数量

单位

单价（元）

总价（元）

泳池热泵主机

PW050-KFXYC

台

10730

热泵基础

角钢制作

个

1000

不锈钢保温水箱

无

个

水箱底座

型钢支架

个

铜阀门

DN20~DN50

批

200

泳池水质水处理专用设备

沙缸、毛发过滤器、投药器等等

套

2800

PPR管道（联塑）

￠25~￠63

批

300

PPR管配件

管道X20%

项

200

保温材料

￠25~￠63

批

500

二次电路控制系统，连控制线、线管

项

500

辅助材料

项

200

机组运输和吊装

项

1500

安装管理费

（1-13）X10%

项

1500

合计

第四章实施细则说明

1、工程设计依据（执行最新标准）

1）、《空气源热泵热水系统设计、安装及工程验收技术规范》国家标准。

★国家现行《建筑装饰工程施工及验收规范》（JGJ73-91）、《建筑安装工程质量检验评定统一标准》（GBJ300-88）。

★浙江省有关政策和文件规定。

★公司质量管理体系中的规章制度等文件资料。

2）、根据施工现场情况确定。

★工程特点、施工环境、施工条件和自然条件。

★工程合同范本的要求。

★其他相关资料。

3）、GBJ17-88《钢结构设计规范》

4）、GBJ10-89《钢筋设计规范》

5）、GBJ9-87《建筑荷载规范》

6）、GBJ15-88《建筑给水排水设计规范》

7）、TJ231《机电设备安装工程施工及验收规范》

8）、GB50254《电气装置安装工程低电器施工及验收规范》

9）、GBJI31-90《自动化仪表安装工程质量检验评定标准》

10）、GB50259《电气装置安装工程电气照明装置施工及验收规范》

2、工程设计的计算和说明

1、系统水力计算（水泵选型计算）

1）水泵流量计算

Q=Q1，Q1设计小时水量

2）水泵杨程计算

H=H1+H2+H3H1:

沿程水头损失

H2：

局部水头损失；H3:

剩余水头损失

3）沿程水头损失计算

h=ALQ2（MH20）A:

管适比阻值L：

计算管段长度（M）Q：

计算管段流量（L/S）

4）局部水头损失计算:

局部水头损失按沿程水头损失的35%取用

2、支承强度计算说明

项目

计算及说明

热泵主机

热泵主机有钢结构底座，也可水泥基座或防震橡胶

储热水箱底座

将根据水箱的重量，设计水箱支架将重量分载屋顶支承梁上

3、漏电保护说明

本方案已经作全面的漏电保护设计。

4、消防保护说明

系统全部结构件采用不燃或难燃材料制作，楼面工程布局保证消防通道顺畅。

5、防风抗震性说明

系统结构设计时，按抗十二级台风，抗震防裂变度八度为标准。

6、水密性说明

机组及保温水箱在出厂前均已经过水压水密试验，现场安装后，即按国家《管道工程施工及验收规范》有关规定进行测试承压能力和气密性试验，其中承压能力达6kg.f/cm2符合标准则为合格。

7、防腐阻垢性说明

机组内部走水全部采用铜管；保温水箱内胆外胆全部采用日本或韩国进口SUS304不锈钢板，根据冬季的要求，采

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