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解决方案

集中采暖解决方案篇

超低温空气能热泵在集中采暖中的应用

一、 工程概述

项目名称:  住宅小区集中供暖     项目地址:  河北省          

总 建筑 面积:  73000  m2           采暖使用面积:  58000   m2     

房        型:住宅型楼房         墙        体:外墙37 CM,外墙保温 

热 源 设 备:超低温空气源热泵    末端系统设备:地热盘管 

功 能 需 求:冬季采暖

小区建筑物冬季采暖改造前是用旧式燃煤锅炉作为热源,每年采暖季度消耗燃煤2100t。

二、 设计思路

根据国家能源政策的调整及对环保的要求,使用清洁、节能、高效的新能源是国家将来很长一段时间内的主要政策,因国家能源政策的调整及对环保的要求,现拟改为新能源集中供暖模式,建立空气源热泵热源站。本方案采暖热源采用电力这一清洁能源,通过消耗少部分电能,撬动大气中的低品位热能向高品位热能转换,利用超低温型空气源热泵机组制取热水供建筑物进行冬季采暖。这种新能源集中供暖模式完全可取代市政集中供暖以及燃煤、燃油、燃气、电热等任何形式的采暖方式,且在-25℃超低温环境下仍能正常高效运行,无需辅助电加热。该系统稳定性强、可靠性高,制热效果好,环保无污染,且无需专人管理。在末端管网及散热装置正常工作情况下,室内温度达到或超过《河北省供热用热办法》规定标准。

三、 设计依据

1、 根据河北省气象资料; 

2、《热泵供热系统设计、安装及工程验收技术规范》(GB/T8713-2002);

3、《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》(GB50242-2002);

4、《空气源热泵采暖和热水系统的设计与安装》GB/T15513-1995;

5、《低温热水地板辐射供暖技术规程》北京市建设标准DBJ-T 01-49-2000;

6、《地面辐射供暖技术规程》国家行业标准JGJ142-2004;

7、《建筑给水排水设计规范》(GB/T50015-2003);

8、《给水排水制图标准》(GB/T50019-2003);

9、《采暖及通风空调设计手册》

10、《城市区域环境噪音标准》;

本设计是根据当地气候、环境和建筑进行计算后,对某一房间或空间内的温度、湿度、洁净度和空气流动速度等进行调节与控制,从而为用户创造安全环保、舒适节能的和谐环境。

四、  计算参数

表1 河北冬季室外设计计算参数

季节参数

平均最低温度

极寒最低温度

相对湿度%

室外平均风速(m/s)

大气压力KPa

冬季 

 

-7

-15 

55

1.5

102

表2冬季室内设计计算参数

参数

室内温度(℃)

相对湿度%

气流速度(m/s)

冬季

 

20±2

45

≤0.3

 

五、 供热热负荷计算

超低温空气源热泵选型,依据《采暖及通风空调设计手册》集中采暖热负荷由外围护结构和内围护结构的基本耗热量及其附加耗热量和冷空气渗透耗热量组成,根据河北冬季室外温度参数设计单位热负荷指标为60W/㎡。

由于考虑到本项目供暖面积大,且比较分散,所以拟投建两个集中供暖热站,这样可减少管网的热损失及投资费用的减少,各热站可根据使用情况独立控温,使用更加灵活,运行费用独立核算,运行费用有较大的节省空间。

1#热负荷确定;

            Q1=28000×60=1680kw

结合建筑物特点及气候条件,1#供热站配置超低温空气源热泵在平均最低温度-7℃的工况下输出热量应≥1680kw才可满足使用要求。

2#热负荷确定;

            Q1=30000×60=1800kw

结合建筑物特点及气候条件,2#供热站配置超低温空气源热泵在平均最低温度-7℃的工况下输出热量应≥1800kw才可满足使用要求。

六、 运行费用的分析

供热站预测能耗,计算耗电总量,按照每天供热运行8小时,供热季120天,电价0.8元/度折合每平方(整个采暖季)运行成本,室内温度达到20℃±2℃,以下预测能耗不含系统循环水泵运行能耗。

系统

系统

建筑所需热量

3480kw

热源设备

超低温空气源热泵

能源热值

860大卡/度

效率(COP )

2.7

实际热值

860大卡×2.7=2322大卡/度

电价

 0.8元/度,不计峰谷用电价

供暖季每平方运行成本估算(4个月采暖季每天运行8小时)

(3480×860)÷2322大卡×8小时×120天×0.8元/度÷58000㎡≈17元/㎡

备注;1kw热量=860大卡热量

安全及环保

清洁能源无污染,能耗小,利用空气源热泵采暖已经得到国家政府认可,且有些地方政府出台相关政策补贴,利用空气源热泵采暖是北方寒冷地区采暖大趋势。为北方蓝天贡献。

 

七、 系统原理

   空气源热泵通过极少的电能吸收空气中大量的低温热能,经过压缩机的压缩变为高温热能,传递水中将水加热,热水通过地暖管用于供暖

环保节能

供暖的动力是免费的空气热能,只需在吸收空气热能时消耗稍许的电力,而热效率高达270%-430%,与传统能源相比,不仅热效率高,还避免了使用化工能源造成污染物排放,做到了节能环保双重功效。

安全可靠

采取物理工作方法,整个供暖过程不会有有毒气体产生,并且在这个过程中水电分离不会产生漏电事故。

低温运行

不受环境影响,一年四季可用。无论是阴雨天还是寒冷冬季,热泵机组的智能控制节省人力投入,可以保证全天候合成高温热源。