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詳細(xì)解析水源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)

來(lái)源:遠(yuǎn)大空調(diào) 作者:V客暖通網(wǎng)

2023-06-02 10:00:10

一、水源熱泵系統(tǒng)的主要設(shè)備
1. 水源熱泵機(jī)組
2. 冷(溫)水循環(huán)泵
3. 潛水泵
4. 旋流除砂器
5. 水處理設(shè)備
6. 定壓補(bǔ)水設(shè)備 
7. 過(guò)濾器/除污器

二、水源熱泵系統(tǒng)流程圖

三、熱泵機(jī)組的選擇
1. 根據(jù)建筑的空調(diào)面積和房間功能進(jìn)行空調(diào)冷、熱負(fù)荷計(jì)算,統(tǒng)計(jì)建筑空調(diào)總冷、熱負(fù)荷。
2. 大部分建筑需要考慮房間的同時(shí)使用率,一般建筑的同時(shí)使用率為70~80%,特殊情況需根據(jù)建筑功能和使用情況確定。
3. 根據(jù)計(jì)算出的總冷、熱負(fù)荷,以其中較大值來(lái)確定主機(jī)型號(hào),注意機(jī)組在偏離額定工況時(shí)需進(jìn)行參數(shù)修正。
4. 制冷同時(shí)制取衛(wèi)生時(shí)的參數(shù)修正。
5. 主機(jī)臺(tái)數(shù)可根據(jù)建筑業(yè)主和建筑所備機(jī)房情況進(jìn)行確定,建議選用2臺(tái)以上。
四、空調(diào)負(fù)荷的確定

五、系統(tǒng)水循環(huán)泵的選擇
1、流量的確定

一般按照水源熱泵樣本中提供的制熱/制冷時(shí)的水流量來(lái)選取,可以按照如下公式進(jìn)行計(jì)算選取,公式中的Q為熱泵機(jī)組制熱/制冷量中的較大值。

2、揚(yáng)程確定
循環(huán)水泵揚(yáng)程的組成:
1. 熱泵機(jī)組換熱器水阻力:一般為6~7.5mH2O;(具體值可參看產(chǎn)品樣本)
2. 末端設(shè)備(空氣處理機(jī)組、風(fēng)機(jī)盤(pán)管等)表冷器或蒸發(fā)器水阻力:一般為6~7mH2O;(據(jù)體值可參看產(chǎn)品樣本)  
3. 回水過(guò)濾器阻力,一般為3~5mH2O;
4. 分水器、集水器水阻力:一般一個(gè)為3mH2O;
5. 系統(tǒng)水管路沿程阻力和局部阻力損失:一般為7~10mH2O;綜上所述,冷凍水泵揚(yáng)程為26~35mH2O,一般為32~36mH2O。
注意:揚(yáng)程的計(jì)算要根據(jù)系統(tǒng)的具體情況而定,在水泵樣本中選取水泵時(shí),以上中下三列中的中間欄數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。
3、水泵并聯(lián)運(yùn)行情況

六、潛水泵的選擇
1、流量的確定

一般按照水源熱泵樣本中提供的制熱/制冷時(shí)的井水流量來(lái)選取,還可以按照如下公式進(jìn)行計(jì)算選取,公式中的Q為熱泵機(jī)組制熱/制冷量,N為機(jī)組輸入功率;

2、揚(yáng)程的確定
1. 潛水泵的揚(yáng)程依據(jù)水井動(dòng)水位的位置來(lái)確定,一般潛水泵放置在動(dòng)水位以下1m左右的位置;
2. 潛水泵所需克服的阻力包含動(dòng)水位至井口的高差h1,旋流除砂器阻力,Y性過(guò)濾器阻力、機(jī)組阻力、以及井水管道阻力,此部分阻力一般取經(jīng)驗(yàn)值7~10mH2O;
3. 潛水泵揚(yáng)程= h1+ 7~10mH2O。
七、補(bǔ)水定壓裝置的選擇
1、補(bǔ)水定壓裝置的方式
        1. 高位膨脹水箱補(bǔ)水定壓;
        2. 變頻補(bǔ)水定壓;
        3. 落地式膨脹水箱(膨脹罐)補(bǔ)水定壓。
2、系統(tǒng)補(bǔ)水量的確定
系統(tǒng)補(bǔ)水量一般為系統(tǒng)中總水容量的2%~3%確定,系統(tǒng)中水容量按照建筑面積每平方米1.3L計(jì)算。
3、補(bǔ)水泵揚(yáng)程的確定
根據(jù)建筑高度來(lái)確定補(bǔ)水泵的揚(yáng)程,并且留有3-5mH2O余量;即補(bǔ)水泵的揚(yáng)程=機(jī)房到系統(tǒng)最高點(diǎn)高差H+3-5mH2O。
八、水處理設(shè)備的選擇
1、水處理設(shè)備總類(lèi)
電子水處理儀;(5000㎡以下建筑及衛(wèi)生熱水系統(tǒng)采用電子水處理儀)
軟化水處理儀(鈉離子交換器)(10000㎡以上建筑采用軟化水處理)
2、電子水處理儀的選取
根據(jù)系統(tǒng)水水流量或者系統(tǒng)水管徑選取。
3、軟化水處理儀的選取
根據(jù)系統(tǒng)水補(bǔ)水量選取,系統(tǒng)補(bǔ)水量一般為系統(tǒng)中總水容量的2%~3%確定,系統(tǒng)中水容量按照建筑面積每平方米1.3L計(jì)算;一般10000㎡建筑選取1m3/h處理量處理儀。
4、軟化水箱大小的確定
根據(jù)軟化水小時(shí)處理水量來(lái)確定水箱的大小。
九、過(guò)濾裝置的選擇
1、旋流除砂器的選擇
原則上一臺(tái)熱泵機(jī)組對(duì)應(yīng)一臺(tái)旋流除砂器,在系統(tǒng)較大時(shí),不受此原則限制;
以熱泵機(jī)組井水需求量的大小確定旋流除砂器的型號(hào)及臺(tái)數(shù)。
2、快速除污器的選擇根據(jù)系統(tǒng)水總管路管徑大小確定快速除污器型號(hào),一個(gè)系統(tǒng)僅用一臺(tái)快速除污器,在地下水含沙量較高的情況下,建議井水系統(tǒng)也裝設(shè)快速除污器。
十、集分水器尺寸確定
1、管徑的確定
按并連接管的總流量通過(guò)集管斷面流速V=1.0-1.5m/s確定,最大不宜超過(guò)4m/s。分支管管內(nèi)流速一般為V=2.0m/s。
【例】集管上擬連接4根DN80管道,這些管內(nèi)的流速均等于2m/s,試確定集管的直徑。
【解】DN80鋼管內(nèi)徑81mm,其斷面積F=1/4πd2n=1/4×3.1416×812=5153mm2
連接管斷面積和:∑F=5153×4=20612mm2
?。篤=1.2.0m/s
則:集管應(yīng)有斷面積為:F’=20612×2.0/1.2=34353mm2
相應(yīng)直徑:D==209mm,選擇φ=219×6mm

2、長(zhǎng)度確定

十一、運(yùn)行費(fèi)用計(jì)算
1、計(jì)算公式
運(yùn)行費(fèi)用=額定功率×開(kāi)機(jī)臺(tái)數(shù)×每天運(yùn)行時(shí)間×實(shí)際運(yùn)行天數(shù)×日運(yùn)行系統(tǒng)×年運(yùn)行系數(shù)×電價(jià)
2、計(jì)算條件
        1. 運(yùn)行時(shí)間:冬季     天,日平均運(yùn)行     小時(shí)。
        2. 日運(yùn)行系數(shù):0.75(查《實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)》在一日中由于室外溫度及氣候條件的不同,末端系統(tǒng)負(fù)荷隨之調(diào)節(jié)變化)。
        3. 年運(yùn)行系數(shù):0.8(查《實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)》在一年中由于室外溫度及氣候條件的階段性變化,末端系統(tǒng)負(fù)荷隨之調(diào)節(jié)變化)。
        4. 電價(jià):     元/KW·h。
十二、基礎(chǔ)知識(shí)
1、標(biāo)準(zhǔn)煤

我國(guó)把每千克含熱量為7000大卡(29306焦耳)的定為標(biāo)準(zhǔn)煤,也稱(chēng)標(biāo)煤。國(guó)家發(fā)改委提供的數(shù)據(jù):火電廠平均每千瓦時(shí)供電煤耗由2000年的392g標(biāo)準(zhǔn)煤降到360g標(biāo)準(zhǔn)煤,2020年達(dá)到320g標(biāo)準(zhǔn)煤。即一噸標(biāo)準(zhǔn)煤可以發(fā)三千千瓦時(shí)(3000度)的電。

4、標(biāo)煤量折算
燃煤系統(tǒng)標(biāo)煤折算量
標(biāo)煤量=總制熱量÷標(biāo)煤發(fā)熱量÷鍋爐效率=總制熱量÷8.14÷70%÷1000式中8.14KW為標(biāo)煤發(fā)熱量7000大卡/千克折算值
熱泵系統(tǒng)標(biāo)煤折算量
標(biāo)煤量=熱泵耗電量÷單位電量標(biāo)煤耗量=熱泵耗電量÷360÷1000式中360g為發(fā)一度電標(biāo)煤耗量以上計(jì)算二者之差即為標(biāo)煤節(jié)約量
十三、基礎(chǔ)知識(shí)-單位換算
1、壓力單位換算
        ● 1公斤出水壓力:是1平方厘米承受1公斤水重量的壓力(也稱(chēng)千克力),即1公斤壓力=1×10/0.0001=100000Pa=0.1MPa =1Bar
        ● 1MPa =10公斤壓力
        ● 1公斤壓力=10mH2O
        ● 1H2O=10Kpa
2、熱量單位換算
        ● 千焦和千瓦時(shí)之間的換算系數(shù)為3600,即1000KJ=0.277KW·h
        ● 千焦和大卡(千卡)之間的換算系數(shù)為4.20,即1000KJ=238.10KCal
        ● 千卡和千瓦時(shí)之間的換算系數(shù)為860,即1000KCal=1.163KW·h



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