搅拌站办公楼供热方案0314 1.docx
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搅拌站办公楼供热方案03141
搅拌站办公楼供热方案设计
山西文龙中美环能科技股份有限公司
2016年3月
第一章供热技术方案
一、设计编制依据
1、设计规范及规程；
（1）采暖通风与空气调节设计规范（GB50019-2003）；
（2）地源热泵系统工程技术规范（GB50366-2005）
（3）建筑给水排水设计规范（GB50015-2003）
（4）全国民用建筑工程设计技术措施暖通空调•动力（2009）
（5）通风与空调工程施工质量验收规范（GB50243-2002）
2、气象资料
冬季室外采暖计算温度：
-11℃；
冬季平均风速：
2.6m/s；
冬季主导风向：
CW；
全年采暖天数：
150d；
最大冻土深度：
72cm。
二、采暖热负荷
由于无原有建筑的热负荷数据，本方案根据甲方提供的现场建筑物情况，进行采暖热负荷估算，按照面积热指标估算，估算值根据建筑物类型取值。
表1-1办公楼采暖热负荷
序号
建、构筑
物名称
室内
计算
温度
（℃）
采暖建筑物面积
（m2）
单位面积采暖耗热指标W/m2
耗热（冷）量（kW）
备注
采暖
通风
生活
1
办公楼
18
2275.23
80
182.02
0
0
2
试验楼
18
756.8
80
60.54
0
0
合计
242.56
三、供热技术方案
根据上节计算得知，办公楼采暖热负荷为242.56kW，室外管网采用直埋敷设，考虑1.05的管网热损失，所需提供热负荷为242.56×1.2=254.69kW。
综合考虑工业场地现有资源，拟采用超低温空气源热泵作为热源进行改造设计。
办公楼供暖所需热负荷为254.69kW，需设置四台WL-660S/WL超低温空气源热泵机组，位于锅炉房附近室外，系统定压补水装置及系统循环系统仍采用原有设备。
因为本项目有峰谷分时销售电价，因此本项目提出两种改造方案，方案一：
采用四台WL-660S/WL超低温空气源热泵机组，夜间设值班温度，机组间歇运行；方案二：
采用四台WL-660S/WL超低温空气源热泵机组及蓄热水箱，利用夜间谷电时段机组蓄热水箱，白天机组停运，蓄热水箱提供热量。
方案一：
采用四台WL-660S/WL超低温空气源热泵机组，夜间设值班温度8℃，机组间歇运行；
方案二：
采用四台WL-660S/WL超低温空气源热泵机组及蓄热水箱，利用夜间谷电时段机组蓄热水箱，白天机组停运，蓄热水箱提供热量。
水蓄能虽然本身不节能，但通过利用夜间低谷电价可以节省运行费用，从而为用户带来长远利益。
不同的调峰比例将影响系统整体经济性，根据以往项目的经验：
当调峰比例按照设计日总供负荷的20~30%设计可取得较高经济效益。
本项目按照20%设计日总负荷调峰量来计算蓄能水池容量。
根据前节负荷估算，本项目冬季设计日最大负荷总量为2971.4kWh，去除夜间保温负荷，白天工作时间负荷为2389.2KWh，则优选蓄能水池设计容量为478kWh。
建筑热负荷逐时估算
时间
热负荷（kW）
时间
热负荷（kW）
0~1
49
12~13
163
1~2
49
13~14
199
2~3
49
14~15
177
3~4
49
15~16
148
4~5
49
16~17
177
5~6
49
17~18
199
6~7
49
18~19
170
7~8
243
19~20
49
8~9
238
20~21
49
9~10
233
21~22
49
10~11
226
22~23
49
11~12
218
23~24
49
总计（kWh）
2971.4
则蓄能水池容量为：
式中V——蓄能池容积，m3；
Q——蓄能池供能量，kWh；
Δt——蓄能水池进、出水温；本项目取温差7℃（进回水温度48℃/41℃）；
ρ——水的密度，一般取1000kg/m3；
Cp——水的比热容，取4.2kJ/（kg·℃）；
FOM——蓄能水槽的完善度，考虑混合和斜温层等因素的影响，一般取
85%——90%，这里取87%；
αv——蓄能水槽体积的利用率，考虑配水器的布置和蓄能水槽内其他不可
用空间等的影响，一般取95%。
根据以上公式计算，本项目蓄能水池容积为70.8m3。
取值为72m3，推荐尺寸为4m×6m×3m。
复核蓄能水池加热时间：
需要制热量（将70吨蓄能水池的水温从30℃加热度48℃）Q＝1465.38KW，另有在谷电8小时内，本项目所需要的保温负荷48.5KW*8h＝388KW，合计总负荷为1853.4KW。
而4台超低温型空气源热泵在环境温度-15℃时，单台制热量为60*0.9＝54KW。
预计进行水蓄热的加热时间：
8.6小时，与谷电时段从23：
00~7：
00共8小时基本相符，本方案基本可行。
通过测算，平均每天可以采用蓄热供暖时间约为6小时。
制热设计日负荷平衡表
时间
总热负荷
主机
蓄水罐
取热率（%）
主机制热（kW）
主机蓄热（kW）
水箱释热（kW）
制热量（kWh）
储热量（kWh）
（kW）
0:
00
49.0
240
382
3.2%
49
191
0.0
1:
00
49.0
240
573
3.2%
49
191
0.0
2:
00
49.0
240
764
3.2%
49
191
0.0
3:
00
49.0
240
955
3.2%
49
191
0.0
4:
00
49.0
240
1146
3.2%
49
191
0.0
5:
00
49.0
240
1337
3.2%
49
191
0.0
6:
00
49.0
240
1528
3.2%
49
191
0.0
7:
00
242.6
240
1526
15.9%
243
-3
0.0
8:
00
237.7
0
1288
15.6%
238
0
0.0
9:
00
232.9
0
1055
15.2%
0
0
232.9
10:
00
225.6
0
830
14.8%
0
0
225.6
11:
00
218.3
0
611
14.3%
0
0
218.3
12:
00
162.5
0
449
10.6%
0
0
162.5
13:
00
198.9
0
250
13.0%
0
0
198.9
14:
00
177.1
0
73
11.6%
0
0
177.1
15:
00
148.0
75
0
9.7%
75
0
73.0
16:
00
177.1
177
0
11.6%
177
0
0.0
17:
00
198.9
199
0
13.0%
199
0
0.0
18:
00
169.8
170
0
11.1%
170
0
0.0
19:
00
48.5
192
0
3.2%
192
0
0.0
20:
00
48.5
240
0
3.2%
240
0
0.0
21:
00
48.5
240
0
3.2%
240
0
0.0
22:
00
48.5
240
0
3.2%
240
0
0.0
23:
00
48.5
240
191
3.2%
49
191
0.0
总计
2974.776
3693
超低温空气源热泵机组参数见表1-2。
表1-2WL-660S/WL型机组基本技术参数
型号
WL-660S/WL
备注
名义
制热量
kW
68
输入
功率
kW
21.8
压缩机
型式
高效全封闭涡旋压缩机
谷轮
电源
380V/50HZ/3ph
台数
2
运行控制方式
微电脑控制
制冷剂节流装置
膨胀阀/毛细管
保护功能
高低压力保护、防冻保护、过载保护、电源缺
相逆项保护、多种延时保护等
蒸发器
水流量（m3/h）
11.1
水压降（kPa）
40-60
接管管径
DN65
冷凝器
形式
高效翅片式换热器
风机
形式
高效轴流式低躁风机
运行
噪音
dB（A）
65
第二章土建工程
方案一：
需增加超低温空气源热泵机组基础四个，基础大小为2300mm×1300mm，基础厚度为0.6m。
方案二：
需增加超低温空气源热泵机组基础四个，基础大小为2300mm×1300mm，基础厚度为0.6m。
水箱基础共一个，采用钢筋混凝土基础，基础底板尺寸为4300mm×6300mm，厚0.5m，每隔1米设一道梁，梁截面为300mm×800mm，梁顶面底面配筋均为4φ16，箍筋为φ8@200；梁底标高同基础底板底标高。
以上两种方案机组周围设栏杆。
第三章电气
一、供配电
1、电源及供电方式
空气源热泵供电按二级用电负荷考虑，用电电压等级为AC0.4kV，采用双回路供电，一回工作，一回备用。
一回路引自办公楼附近1×250kVA杆上变压器，选用YJV22-0.6／1kV-3×95+2×50型电力电缆；另一回路引自厂区2×250kVA杆上变压器，采用YJV22-0.6／1kV-3×95+2×50型电力电缆。
2、负荷计算
根据设计范围及工艺提供的方案计算电力负荷如下：
1、供暖系统定压设备及循环泵仍采用原有供电方式，接自锅炉房内，空气源热泵机组另外供电。
安装设备台数：
4台，安装容量：
87.2kW；
工作设备台数：
4台，工作容量：
87.2kW。
2、计算负荷
有功功率：
70kW
无功功率：
52kvar
视在功率：
87kVA
3、供配电系统
本工程室外供电电缆部分由甲方负责。
本工程在锅炉房配电安装两台GGD型固定式低压配电柜，落地式靠墙安装。
低压配电选用YJV-0.6/1KV型交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套铜芯电缆，经电缆桥架和预埋钢管至各电动设备。
4、接地
所有电气设备的金属外壳及正常情况下不带电的金属部分均应可靠接地，工作接地电阻不大于4欧姆。
二、主要设备表
搅拌站办公楼供热工程主要设备
序号
设备名称
技术特征
单位
数量
备注
1
配电系统
GGD配电柜、低压电力电缆
套
2
第四章工程总投资及经济分析
一、工程总投资
办公楼采暖热泵项目工程方案一总投资见表4-1，方案二总投资见表4-2：
表4-1热泵项目工程总投资
序号
名称
规格型号
数量（台）
单价（万）
总价（万）
1
超低温空气源热泵机组
WL-660S/WL
4
7.6
30.4
2
配电系统
一项
9.8
3
管道安装
一项
0.5
4
土建施工费用
一项
1.5
5
设计费用
一项
3.5
合计预估投资总价（大写）:
肆拾伍万柒仟元整
45.7
表4-2热泵项目工程总投资
序号
名称
规格型号
数量（台）
单价（万）
总价（万）
1
超低温空气源热泵机组
WL-660S/WL
4
7.6
30.4
2
蓄能水箱
72m3
1
7.5
7.5
3
配电系统
一项
9.8
4
管道安装
一项
3
5
土建施工费用
一项
3.3
6
设计费用
一项
4.5
合计预估投资总价（大写）:
伍拾捌万伍仟元整
58.5
特别注明:
供热系统定压装置及循环设备采用原有系统设施。
二、经济分析
方案一较方案二工程总投资少投入12.8万元，但方案二较方案一每日峰价期主机可停运6小时，谷电期多运行8.6小时，电价峰值1元/度，谷值0.4元/度，平值0.68元/度，则方案一年运行费用为14.90万元，方案二年运行费用为10.46万元，该费用不包括循环水泵及补水泵运行电耗。
方案二较方案一年节约费用4.44万元。
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