宿舍热水设计计算.docx

1、宿舍热水设计计算熱水供應系統規劃簡介三 已知條件:員工 宿舍3棟 ,每棟地上6層,幹部1棟 1員工宿舍每棟8人房共220間,共1760人 (440支淋浴器)2員工宿舍每棟8人房共210間,共1680人 (420支淋浴器)3員工宿舍每棟8人房共185間,共1480人 (370支淋浴器)4員工宿舍每棟4人房共119間,共476人(119支淋浴器)A)設計重點: 供水溫度的穩定,供水壓力的穩定,熱水供應的速度B)需求量計算一般集體宿舍shower一人次的用水量為70 L 100 L (based on 40 C)， 取85 L為設計值假設冷水最冷平均供應溫度為15 C, 熱水供應溫度為60 C1棟1

2、)以鍋爐為能源1760人次x85L/人次 (based on 40 C Shower用水) x 55.56%(熱水比例)= 83,118L/Day (based on 60 C供水)熱水升溫所需熱能( T = 45 C，based on 15 C 60 C)83,118L/Day x 45 =3,740,310Kcal/Day3,740,310Kcal/Day x1.1(考慮熱損) =4,114,341Kcal/Day若供應熱水時間每日大約集中為23Hr則建議鍋爐選擇為4,114,341Kcal x90%(每天洗澡使用比率) 2.5Hr=1,481,163Kcal/Hr-1722kw建議鍋爐採

3、850kw x 2台熱水產能4,292GPH ( T = 45 C)/台 =71.5 GPM/台考慮SHOWER 瞬間用量440支 x 3GPM/支 x 40%(同時使用率)=528GPM(528GPM 71.5GPMx2) x 25 min 0.85(考慮有效容積)=11324GAL=42,861L 供水區設置15000Lx 1座+30000Lx 1座2)以熱泵為能源1760人次x85L/人次 (based on 40 C Shower用水) x55.56%(熱水比例) x90%(每天洗澡使用比率)= 74,806L/Day (based on 60 C供水)考慮利用非用水時間及離峰電力-每

4、天運轉10hr(01:0006:00 10:0015:00 )則74,806L/Day x45( T =45 C，based on 15 C 60 C) x1.1(考慮熱損) 10Hr=370,290Kcal/Hr=431KW-建議設置出力431KW熱泵 - -耗電量約144KW(能耗比以3計)74,806L/Day0.85(考慮有效容積) =88007L-建議設置30000L熱水儲存槽3座3)以太陽能搭配瓦斯鍋爐 (也可搭配熱泵)為主的熱水系統3-1)以太陽能搭配瓦斯鍋爐 其中廣州地區的全年太陽能曝輻量指標為:5,430MJ/m2B).一般依據廣州地區的氣象統計,全年的晴天數佔71%以上,以

5、260天計,太陽能曝輻量指標為:5,430MJ/m25,430MJ/m2 x 10004.187260 =4,988 Kcal/m2-每天太陽能曝輻量C).太陽能熱水系統配置及首次投資4,988Kcal/m2 x 60%(太陽能板效率)=2,993Kcal/m2-每天太陽能板能吸收曝輻量依1760人用水, (A)春,秋兩季:洗澡水溫以38 C計,冷水以18 C供應計,熱水以60 供應計-溫升42 C,1760人x 85L/人x47.62%(熱水比例) x42(溫升)x0.9平均使用率(90%洗澡) x1.1(考慮熱損) 2,993Kcal/m2=1010m21760人x 85L/人x0.9平均

6、使用率x47.62%(熱水比例) 0.85=75,430L(B)夏季: 洗澡水溫以38 C計,冷水以22 C供應計,熱水以60 C供應計-溫升38 C 1760人x 85L/人x34.21%(熱水比例) x38x0.9平均使用率(90%洗澡) x1.1(考慮熱損) 2,993Kcal/m2=644 m21760人x 85L/人x0.9平均使用率x34.21%(熱水比例) 0.85=54,187L(C)冬季: 洗澡水溫以40 C計,冷水以15 C供應計,熱水以60 C供應 計-溫升45 C 1760人x 85L/人x55.56%(熱水比例) x45x0.9平均使用率(90%洗澡) x1.1(考慮

7、熱損)2,993Kcal/m2=1238 m2 1760人x 85L/人x0.9平均使用率x55.56%(熱水比例) 0.85=88,007L註: 1)春,秋季熱水比例 38=18(1-X)+60X-X=47.62%2)夏季熱水比例 35=22 (1-X)+60X-X=34.21%3)冬季熱水比例 40=15(1-X)+60X-X=55.56%由以上計算可得知冬季的需求量最大(設置量最大) : 1238m2 &88,007L 春秋兩季設置量:1010m2 & 75,430L夏季設置量:644m2 &54,187L由於冬季的需求量最大(設置量最大)但效果卻不佳,所以建議以春秋兩季為參考設置,但由

8、於屋頂面積有限只能設置太陽能板636m2 25,000L熱水儲存槽2座冬季時設置輔助鍋爐 (1238 m2 -636m2) x2,993Kcal/m22HR=900,893 Kcal/Hr-1050KW雨天時設置輔助鍋爐1760人x 85L/人x55.56%(熱水比例) x45x0.9平均使用率(90%洗澡)x1.1(考慮熱損)7HR=528,986 Kcal/Hr-615KW建議設置輔助1000KW鍋爐3-2)以太陽能搭配熱泵為主的熱水系統因為太陽能及熱泵均為緩慢加熱(離峰製造),所以太陽能以春秋兩季設置量: 636m2 , 熱水儲存槽以熱泵為主30000Lx3座, 設置431KW熱泵2棟1

9、)以鍋爐為能源1680人次x85L/人次 (based on 40 C Shower用水) x 55.56%(熱水比例)= 79,340L/Day (based on 60 C供水)熱水升溫所需熱能( T = 45 C，based on 15 C 60 C)79,340L/Day x 45 =3,570,300Kcal/Day3,570,300Kcal/Day x1.1(考慮熱損) =3,927,300Kcal/Day若供應熱水時間每日大約集中為23Hr則建議鍋爐選擇為3,927,300Kcal x90%(每天洗澡使用比率) 2.5Hr=1,413,839Kcal/Hr-1644kw建議鍋爐採

10、850kw x 2台熱水產能4,292GPH ( T = 45 C)/台 =71.5 GPM/台考慮SHOWER 瞬間用量420支 x 3GPM/支 x 40%(同時使用率)=504GPM(504GPM 71.5GPMx2) x 25 min 0.85(考慮有效容積)=10,618GAL=40,189L 供水區設置15000Lx 1座+25000Lx 1座2)以熱泵為能源1680人次x85L/人次 (based on 40 C Shower用水) x55.56%(熱水比例) x90%(每天洗澡使用比率)= 71,406L/Day (based on 60 C供水)考慮利用非用水時間及離峰電力-

11、每天運轉10hr(01:0006:00 10:0015:00 )則71,406L/Day x45( T =45 C，based on 15 C 60 C) x1.1(考慮熱損) 10Hr=353,460Kcal/Hr=411KW-建議設置411KW熱泵 - -耗電量約137KW(能耗比以3計)71,406L/Day0.85(考慮有效容積) =84007L-建議設置28000L熱水儲存槽3座3)以太陽能搭配瓦斯鍋爐 (也可搭配熱泵)為主的熱水系統3-1)以太陽能搭配瓦斯鍋爐 依1680人用水, (A)春,秋兩季:洗澡水溫以38 C計,冷水以18 C供應計,熱水以60 供應計-溫升42 C,168

12、0人x 85L/人x47.62%(熱水比例) x42(溫升)x0.9平均使用率(90%洗澡) x1.1(考慮熱損) 2,993Kcal/m2=964m21680人x 85L/人x0.9平均使用率x47.62%(熱水比例) 0.85=72,001L(B)夏季: 洗澡水溫以38 C計,冷水以22 C供應計,熱水以60 C供應計-溫升38 C 1680人x 85L/人x34.21%(熱水比例) x38x0.9平均使用率(90%洗澡) x1.1(考慮熱損) 2,993Kcal/m2=614 m21680人x 85L/人x0.9平均使用率x34.21%(熱水比例) 0.85=51,724L(C)冬季:

13、洗澡水溫以40 C計,冷水以15 C供應計,熱水以60 C供應 計-溫升45 C 1680人x 85L/人x55.56%(熱水比例) x45x0.9平均使用率(90%洗澡) x1.1(考慮熱損)2,993Kcal/m2=1182 m2 1680人x 85L/人x0.9平均使用率x55.56%(熱水比例) 0.85=84,007L由以上計算可得知冬季的需求量最大(設置量最大) : 1182m2 &84,007L 春秋兩季設置量:964m2 & 72,001L夏季設置量:614m2 &51,724L由於冬季的需求量最大(設置量最大)但效果卻不佳,所以建議以春秋兩季為參考設置,但由於屋頂面積有限只能

14、設置太陽能板636m2 25,000L熱水儲存槽2座冬季時設置輔助鍋爐 (1182 m2 -636m2) x2,993Kcal/m22HR=817089 Kcal/Hr-950KW 雨天時設置輔助鍋爐1680人x 85L/人x55.56%(熱水比例) x45x0.9平均使用率(90%洗澡)x1.1(考慮熱損)7HR=504,940 Kcal/Hr-587KW建議設置輔助1000KW鍋爐3-2)以太陽能搭配熱泵為主的熱水系統因為太陽能及熱泵均為緩慢加熱(離峰製造),所以太陽能以春秋兩季設置量: 636m2 , 熱水儲存槽以熱泵為主28000Lx3座, 設置431KW熱泵3棟1)以鍋爐為能源148

15、0人次x85L/人次 (based on 40 C Shower用水) x 55.56%(熱水比例)= 69,895L/Day (based on 60 C供水)熱水升溫所需熱能( T = 45 C，based on 15 C 60 C)69,895L/Day x 45 =3,145,275Kcal/Day3,145,275Kcal/Day x1.1(考慮熱損) =3,459,803Kcal/Day若供應熱水時間每日大約集中為23Hr則建議鍋爐選擇為3,459,803Kcal x90%(每天洗澡使用比率) 2.5Hr=1,245,529Kcal/Hr-1448kw建議鍋爐採750kw x 2台

16、熱水產能3,787GPH ( T = 45 C)/台 =63.1GPM/台考慮SHOWER 瞬間用量370支 x 3GPM/支 x 40%(同時使用率)=444GPM(444GPM 63.1GPMx2) x 25 min 0.85(考慮有效容積)=9,347GAL=35,378L 供水區設置15000Lx1座+20000Lx 1座2)以熱泵為能源1480人次x85L/人次 (based on 40 C Shower用水) x55.56%(熱水比例) x90%(每天洗澡使用比率)= 62,905L/Day (based on 60 C供水)考慮利用非用水時間及離峰電力-每天運轉10hr(01:0

17、006:00 10:0015:00 )則62,905L/Day x45( T =45 C，based on 15 C 60 C) x1.1(考慮熱損) 10Hr=311,380Kcal/Hr=362KW-建議設置362KW熱泵 - -耗電量約121KW(冬季能耗比以3計)62,905L/Day0.85(考慮有效容積) =74006L-建議設置25000L熱水儲存槽3座3)以太陽能搭配瓦斯鍋爐 (也可搭配熱泵)為主的熱水系統3-1)以太陽能搭配瓦斯鍋爐 依1480人用水, (A)春,秋兩季:洗澡水溫以38 C計,冷水以18 C供應計,熱水以60 供應計-溫升42 C,1480人x 85L/人x4

18、7.62%(熱水比例) x42(溫升)x0.9平均使用率(90%洗澡) x1.1(考慮熱損) 2,993Kcal/m2=850m21480人x 85L/人x0.9平均使用率x47.62%(熱水比例) 0.85=63,430L(B)夏季: 洗澡水溫以38 C計,冷水以22 C供應計,熱水以60 C供應計-溫升38 C 1480人x 85L/人x34.21%(熱水比例) x38x0.9平均使用率(90%洗澡) x1.1(考慮熱損) 2,993Kcal/m2=540m21480人x 85L/人x0.9平均使用率x34.21%(熱水比例) 0.85=45,566L(C)冬季: 洗澡水溫以40 C計,冷

19、水以15 C供應計,熱水以60 C供應 計-溫升45 C 1480人x 85L/人x55.56%(熱水比例) x45x0.9平均使用率(90%洗澡) x1.1(考慮熱損)2,993Kcal/m2=1042m2 1480人x 85L/人x0.9平均使用率x55.56%(熱水比例) 0.85=74,006L由以上計算可得知冬季的需求量最大(設置量最大) : 1042m2 &74,006L 春秋兩季設置量:850m2 & 63,430L夏季設置量:540m2 &45,566 L由於冬季的需求量最大(設置量最大)但效果卻不佳,所以建議以春秋兩季為參考設置,但由於屋頂面積有限只能設置太陽能板636m2

20、25,000L熱水儲存槽2座冬季時設置輔助鍋爐 (1042 m2 -636m2) x2,993Kcal/m22HR=607579 Kcal/Hr-706KW雨天時設置輔助鍋爐1480人x 85L/人x55.56%(熱水比例) x45x0.9平均使用率(90%洗澡)x1.1(考慮熱損)7HR=444,828 Kcal/Hr-517KW建議設置輔助750KW鍋爐3-2)以太陽能搭配熱泵為主的熱水系統因為太陽能及熱泵均為緩慢加熱(離峰製造),所以太陽能以春秋兩季設置量: 850m2 , 熱水儲存槽以熱泵為主30000Lx1座+22,500L熱水儲存槽2座, 設置362KW熱泵4棟1)以鍋爐為能源47

21、6人次x85L/人次 (based on 40 C Shower用水) x 55.56%(熱水比例)= 22,480L/Day (based on 60 C供水)熱水升溫所需熱能( T = 45 C，based on 15 C 60 C)22,480L/Day x 45 =1,011,600Kcal/Day1,011,600Kcal/Day x1.1(考慮熱損) =1,112,760Kcal/Day若供應熱水時間每日大約集中為23Hr則建議鍋爐選擇為1,112,760Kcal x90%(每天洗澡使用比率) 2.5Hr=400,594Kcal/Hr-466kw建議鍋爐採250kw x 2台熱水產

22、能1,262GPH ( T = 45 C)/台 =21GPM/台考慮SHOWER 瞬間用量119支 x 3GPM/支 x 40%(同時使用率)=142.8GPM(142.8GPM 42GPM) x 25 min 0.85(考慮有效容積)=2965GAL=11,221L 供水區設置5500Lx2座2)以熱泵為能源476人次x85L/人次 (based on 40 C Shower用水) x55.56%(熱水比例) x90%(每天洗澡使用比率)= 22,480L/Day (based on 60 C供水)考慮利用非用水時間及離峰電力-每天運轉10hr(01:0006:00 10:0015:00 )

23、則22,480L/Day x45( T =45 C，based on 15 C 60 C) x1.1(考慮熱損) 10Hr=111,276Kcal/Hr=130KW-建議設置130KW熱泵 - -耗電量約43.3KW(能耗比以3計)22,480L/Day0.85(考慮有效容積) =26447L-建議設置13500L熱水儲存槽2座3)以太陽能搭配瓦斯鍋爐 (也可搭配熱泵)為主的熱水系統3-1)以太陽能搭配瓦斯鍋爐 依476人用水, (A)春,秋兩季:洗澡水溫以38 C計,冷水以18 C供應計,熱水以60 供應計-溫升42 C,476人x 85L/人x47.62%(熱水比例) x42(溫升)x0.

24、9平均使用率(90%洗澡) x1.1(考慮熱損) 2,993Kcal/m2=274m2476人x 85L/人x0.9平均使用率x47.62%(熱水比例) 0.85=20,400L(B)夏季: 洗澡水溫以38 C計,冷水以22 C供應計,熱水以60 C供應計-溫升38 C 476人x 85L/人x34.21%(熱水比例) x38x0.9平均使用率(90%洗澡) x1.1(考慮熱損) 2,993Kcal/m2=174m2476人x 85L/人x0.9平均使用率x34.21%(熱水比例) 0.85=14,655L(C)冬季: 洗澡水溫以40 C計,冷水以15 C供應計,熱水以60 C供應 計-溫升4

25、5 C 476人x 85L/人x55.56%(熱水比例) x45x0.9平均使用率(90%洗澡) x1.1(考慮熱損)2,993Kcal/m2=336m2 476人x 85L/人x0.9平均使用率x55.56%(熱水比例) 0.85=23,802L由以上計算可得知冬季的需求量最大(設置量最大) : 336m2 & 23,802L 春秋兩季設置量:274m2 &20,400L夏季設置量:174m2 &14,655 L由於冬季的需求量最大(設置量最大)但效果卻不佳,所以建議以春秋兩季為參考設置建議設置太陽能板274m2, 10,000L熱水儲存槽2座雨天時設置輔助鍋爐476人x 85L/人x55.

26、56%(熱水比例) x45x0.9平均使用率(90%洗澡)x1.1(考慮熱損)6HR=166,910Kcal/Hr-194KW建議設置輔助200KW鍋爐3-2)以太陽能搭配熱泵為主的熱水系統因為太陽能及熱泵均為緩慢加熱(離峰製造),所以太陽能以春秋兩季設置量: 274m2 , 熱水儲存槽以熱泵為主13500Lx2座, 設置130KW熱泵四.運轉成本依5340人用水, (A)春,秋兩季:洗澡水溫以38 C計,冷水以18 C供應計,熱水以60 供應計-溫升42 C,5340人x 85L/人x47.62%(熱水比例) x42(溫升)x0.9平均使用率(90%洗澡) x1.1(考慮熱損) = 8,98

27、7,399Kcal/Day B)夏季: 洗澡水溫以38 C計,冷水以22 C供應計,熱水以60 C供應計-溫升38 C 5340人x 85L/人x34.21%(熱水比例) x38x0.9平均使用率(90%洗澡) x1.1(考慮熱損) = 5,841,605Kcal/Day(C)冬季: 洗澡水溫以40 C計,冷水以15 C供應計,熱水以60 C供應 計-溫升45 C 5340人x 85L/人x55.56%(熱水比例) x45x0.9平均使用率(90%洗澡) x1.1(考慮熱損) =11,234,923Kcal/Day1) 以鍋爐為能源 (8,987,399 Kcal/Day x180+5,841

28、,605 Kcal/Day x 90+11,234,923 Kcal/Day x 90)=3,154,619,340Kcal/年3,154,619,340Kcal/年 8500Kcal/NM3 85(一般效率) xR$2.9=R$1,266,214/年 其中8500 Kcal/NM3為瓦斯的熱值,平均價按R$2.9元/NM3計(未考慮燃料價格上漲趨勢)2)以熱泵為能源3,154,619,340Kcal/年 860 Kcal /KW3(熱泵全年平均能耗比) x R$0.7/KWx1.1(考慮管路及保溫損失) = RMB941,495/年 電費平均價按R$0.7元/度計, 熱泵能耗比夏季=3.5,

29、 冬季=2.53-1)以太陽能搭配鍋爐為主 2,993Kcal/ m2 x 3066m2 x 260天=2,385,899,880Kcal/年(3,154,619,340Kcal/年-2,385,899,880 Kcal/年) 8500Kcal/NM3 85(一般效率) xR$2.9=R$308,552/年3-2)以太陽能搭配熱泵為主的熱水系統(3,154,619,340Kcal/年-2,385,899,880 Kcal/年)860 Kcal /KW2.5(熱泵冬季能耗比) x R$0.7/KWx1.1(考慮管路及保溫損失) = R$275,309/年以上運轉費用是以每年100天的雨天計,若越少雨季則費用越低