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詳細解析水源熱泵系統設計

來(lái)源:遠大空調 作者:V客暖通網(wǎng)

2023-06-02 10:00:10

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

二、水源熱泵系統流程圖

三、熱泵機組的選擇
1. 根據建筑的空調面積和房間功能進(jìn)行空調冷、熱負荷計算,統計建筑空調總冷、熱負荷。
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%,特殊情況需根據建筑功能和使用情況確定。
3. 根據計算出的總冷、熱負荷,以其中較大值來(lái)確定主機型號,注意機組在偏離額定工況時(shí)需進(jìn)行參數修正。
4. 制冷同時(shí)制取衛生時(shí)的參數修正。
5. 主機臺數可根據建筑業(yè)主和建筑所備機房情況進(jìn)行確定,建議選用2臺以上。
四、空調負荷的確定

五、系統水循環(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)行計算選取,公式中的Q為熱泵機組制熱/制冷量中的較大值。

2、揚程確定
循環(huán)水泵揚程的組成:
1. 熱泵機組換熱器水阻力:一般為6~7.5mH2O;(具體值可參看產(chǎn)品樣本)
2. 末端設備(空氣處理機組、風(fēng)機盤(pán)管等)表冷器或蒸發(fā)器水阻力:一般為6~7mH2O;(據體值可參看產(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,冷凍水泵揚程為26~35mH2O,一般為32~36mH2O。
注意:揚程的計算要根據系統的具體情況而定,在水泵樣本中選取水泵時(shí),以上中下三列中的中間欄數據為準。
3、水泵并聯(lián)運行情況

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)行計算選取,公式中的Q為熱泵機組制熱/制冷量,N為機組輸入功率;

2、揚程的確定
1. 潛水泵的揚程依據水井動(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、機組阻力、以及井水管道阻力,此部分阻力一般取經(jīng)驗值7~10mH2O;
3. 潛水泵揚程= h1+ 7~10mH2O。
七、補水定壓裝置的選擇
1、補水定壓裝置的方式
        1. 高位膨脹水箱補水定壓;
        2. 變頻補水定壓;
        3. 落地式膨脹水箱(膨脹罐)補水定壓。
2、系統補水量的確定
系統補水量一般為系統中總水容量的2%~3%確定,系統中水容量按照建筑面積每平方米1.3L計算。
3、補水泵揚程的確定
根據建筑高度來(lái)確定補水泵的揚程,并且留有3-5mH2O余量;即補水泵的揚程=機房到系統最高點(diǎn)高差H+3-5mH2O。
八、水處理設備的選擇
1、水處理設備總類(lèi)
電子水處理儀;(5000㎡以下建筑及衛生熱水系統采用電子水處理儀)
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
根據系統水水流量或者系統水管徑選取。
3、軟化水處理儀的選取
根據系統水補水量選取,系統補水量一般為系統中總水容量的2%~3%確定,系統中水容量按照建筑面積每平方米1.3L計算;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
原則上一臺熱泵機組對應一臺旋流除砂器,在系統較大時(shí),不受此原則限制;
以熱泵機組井水需求量的大小確定旋流除砂器的型號及臺數。
2、快速除污器的選擇根據系統水總管路管徑大小確定快速除污器型號,一個(gè)系統僅用一臺快速除污器,在地下水含沙量較高的情況下,建議井水系統也裝設快速除污器。
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,這些管內的流速均等于2m/s,試確定集管的直徑。
【解】DN80鋼管內徑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:集管應有斷面積為:F’=20612×2.0/1.2=34353mm2
相應直徑:D==209mm,選擇φ=219×6mm

2、長(cháng)度確定

十一、運行費用計算
1、計算公式
運行費用=額定功率×開(kāi)機臺數×每天運行時(shí)間×實(shí)際運行天數×日運行系統×年運行系數×電價(jià)
2、計算條件
        1. 運行時(shí)間:冬季     天,日平均運行     小時(shí)。
        2. 日運行系數:0.75(查《實(shí)用供熱空調設計手冊》在一日中由于室外溫度及氣候條件的不同,末端系統負荷隨之調節變化)。
        3. 年運行系數:0.8(查《實(shí)用供熱空調設計手冊》在一年中由于室外溫度及氣候條件的階段性變化,末端系統負荷隨之調節變化)。
        4. 電價(jià):     元/KW·h。
十二、基礎知識
1、標準煤

我國把每千克含熱量為7000大卡(29306焦耳)的定為標準煤,也稱(chēng)標煤。國家發(fā)改委提供的數據:火電廠(chǎng)平均每千瓦時(shí)供電煤耗由2000年的392g標準煤降到360g標準煤,2020年達到320g標準煤。即一噸標準煤可以發(fā)三千千瓦時(shí)(3000度)的電。

4、標煤量折算
燃煤系統標煤折算量
標煤量=總制熱量÷標煤發(fā)熱量÷鍋爐效率=總制熱量÷8.14÷70%÷1000式中8.14KW為標煤發(fā)熱量7000大卡/千克折算值
熱泵系統標煤折算量
標煤量=熱泵耗電量÷單位電量標煤耗量=熱泵耗電量÷360÷1000式中360g為發(fā)一度電標煤耗量以上計算二者之差即為標煤節約量
十三、基礎知識-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)之間的換算系數為3600,即1000KJ=0.277KW·h
        ● 千焦和大卡(千卡)之間的換算系數為4.20,即1000KJ=238.10KCal
        ● 千卡和千瓦時(shí)之間的換算系數為860,即1000KCal=1.163KW·h



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