南通大学热泵热水工程

 
1、工程介绍

    南通大学《南通大学三期学生公寓西组团热泵热水系统的改造》项目于2006年12月份开工实施，次年3月份基本竣工。项目主要内容是为新校区三期学生公寓1、2号楼提供洗浴用水，其中1号楼设计入住学生1808人，2号楼设计入住学生1436人。经过学校领导调研和评估，学校决定采用新型节能设备热泵热水器，该设备节能效果显著，无任何污染，安装方便，使用安全。为进一步节约能源，学校要求热泵系统全部使用低谷电进行加热，低谷电时间段为00：00～08：00，热泵系统在全年工况下在保证学校正常用水的同时每天的工作时间不得超过8小时，且必须保证全年每天在低谷电时间段内将1、2号楼四只水箱内共计86T冷水全部加热至55℃的热水。

2、系统设计思路

   1#楼热泵系统由两套独立子系统组成，八台KRS-850/G-B热泵机组分成两组（1#、2#、3#、4#与5# 、6#、7#、8#）与水箱连接循环加热。初始运行时，打开补水电动阀旁通，水箱开始补水，水箱到达满水位时，浮球阀关闭，同时关闭电动阀旁通阀，水箱补水开始由电动阀控制。当水箱低温信号送至热泵机组时，热泵机组启动；当水箱高温信号送至热泵机组时，热泵机组停机。水箱补水电动阀定时打开，当水箱内水补满后浮球阀关闭，水箱定时时间根据客户实际情况设定。电加热组投入量根据智能控制系统内设定的投入环境温度及投入时间参数自行投入。水箱内设极低液位保护装置，当水箱内液位低于液位保护装置下限时，电加热组断开，电动阀强制打开补水；当水箱内液位达到液位保护装置上限时，保护状态消除。六楼高、低区热水循环泵定时启动，定时时间根据实际情况设定。

3、方案设计论证

1）、项目概况

    根据用户提供的数据，1#楼住宿人数为1808人，用水为46吨（55℃）；2#楼住宿人数为1436人，用水为40吨（55℃）。为充分利用低谷电，设计热泵加热时间为8h（00：00～08：00）。

2)、设计参数：

1、热泵选型温度：环境温度5℃

2、电辅助加热选型温度：环境温度0℃

3、冷水温度：环境温度5℃，冷水计算温度5℃

   环境温度0℃，冷水计算温度3℃

4、热水温度：60℃

5、热水量：1#楼，46吨      2#楼，40吨

6、热水加热时间：8h

7、电辅助加热设备效率：0.95

8、热损耗系数1.05

3）、热量计算

1、环境温度5℃

1#楼：

50吨×1000kg/吨×（60℃-5℃）×1.05×1kcal/kg·℃÷860kcal/kwh÷8h=420kw

2#楼：

36吨×1000kg/吨×（60℃-5℃）×1.05×1kcal/kg·℃÷860kcal/kwh÷8h=302kw

2、环境温度0℃

1#楼：

50吨×1000kg/吨×（60℃-3℃）×1.05×1kcal/kg·℃÷860kcal/kwh÷8h=435kw

2#楼：

36吨×1000kg/吨×（60℃-3℃）×1.05×1kcal/kg·℃÷860kcal/kwh÷8h=313kw

4）、主设备选型

1、热泵选型

根据用户提供的相关图纸及指定的放置位置，建议选用我司空气源热泵热水机组KRS-850/G-B。该型热泵在环境温度5℃时额定输出功率为26.2kw，则：

1#楼：16台

2#楼：12台

2、电辅助加热设备选型

KRS-850/G-B空气源热泵在环境温度0℃时额定输出功率为21.9kw，制热水温度为50℃。根据以上性能特点，建议电辅助加热设备选型如下：

1#楼：电辅助加热设备功率：200kw

计算如下：

热泵总输出功率：22.3kw/台×16台=356.8kw

热泵与电辅助加热设备共同加热时间：

50吨×1000kg/吨×（50℃-3℃）×1.05×1kcal/kg·℃÷860kcal/kwh÷（356.8 kw＋200 kw ×0.95）=5.2h

电辅助加热设备单独加热时间：

50吨×1000kg/吨×（60℃-50℃）×1.05×1kcal/kg·℃÷860kcal/kwh÷（200kw ×0.95）=3.2h

  则全部加热时间=热泵与电辅助加热设备共同加热时间＋电辅助加热设备单独加热时间     

                =5.2h＋3.2h

                =8.4h（用户提供热水加热时间）

2#楼：电辅助加热设备功率：180kw

计算如下：

热泵总输出功率：22.3kw/台×12台=267.6 kw

热泵与电辅助加热设备共同加热时间：

36吨×1000kg/吨×（50℃-3℃）×1kcal/kg·℃÷860kcal/kwh÷（267.6 kw＋180 kw ×0.95）=4.5h

电辅助加热设备单独加热时间：

36吨×1000kg/吨×（60℃-50℃）×1kcal/kg·℃÷860kcal/kwh÷（180 kw ×0.95）=2.4h

则全部加热时间=热泵与电辅助加热设备共同加热时间＋电辅助加热设备单独加热时间

                =4.5h＋2.4h

                =6.9h（用户提供热水加热时间）

5）：辅助设备选型

1#楼：

水箱：

根据用户要求制热水的方式及特点，建议水箱有效容积为实际用水量，即50吨。另根据用户提供的图纸及指定的放置位置，建议水箱分成两个，每个水箱的尺寸为：5000×3000×2000

循环水泵：8台，四用四备

          额定流量：30m3，额定扬程：25m，额定功率：4kw

          建议型号：TD65-22/2

2#楼：

水箱：

根据用户要求制热水的方式及特点，建议水箱有效容积为实际用水量，即36吨。另根据用户提供的图纸及指定的放置位置，建议水箱分成两个，每个水箱的尺寸为：5000×2500×2000

循环水泵：8台，四用四备

          额定流量：22m3，额定扬程：23m，额定功率：3kw

          建议型号：TD65-18/2

6）、KRS-850/G-B型空气能热泵热水机组技术参数表。

4、施工过程纪要

5、项目经济对比

2007年9月～2008年1月新学生公寓投入使用以来，学生热水使用量如下表（表1）

    从上面的数据可以看出，空气源热泵可以节约大量的费用，而且设备运行时无污染，也响应目前国家提出的建设“节约型社会”和“绿色中国”的号召。

责编：dhl