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北京某办公楼空气源燃气热泵供热水方案

发表时间:2022-12-30 08:40

北京某办公楼空气源燃气热泵供热水方案

1.工程概况

北京某办公楼客房需要提供热水,该客房有100人次需要热水,设有洗澡房20间,健身房1间并带有洗澡间,设有20个卫生间并带有洗手盆,2楼设有食堂,供100位员工用餐洗菜洗碗,热水输送管道已经预埋完毕,管道长约250米,预计热损耗在15-28kW。本方案中客房使用北京自来水水源。

2.气象参数

北京市,冬季空气调节室外计算温度为-12℃,冬季空气调节室外计算相对湿度为37%,冬季室外平均风速2.8m/s。夏季空气调节室外计算干球温度为33.2℃,夏季空气调节室外计算湿球温度26.4℃,夏季通风室外计算温度30℃,夏季通风室外计算相对湿度为64%,夏季室外平均风速1.8~3m/s。

3.设计依据

(1)GB50736-2012《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》 ;

(2)GBT 22069-2008 《燃气发动机驱动空调(热泵)机组》 ;

(3)GB 50015-2003(2009年版) 《建筑给水排水设计规范》 ;

(4)《实用制冷与空调工程手册》 ;

(5)《空气调节用制冷技术》(第四版);

(6)《小型制冷装置设计指导》 ;

(7)根据用户所提要求。

4.设计计算

(1)日用热水量计算

根据工程概况,日用水量包括21个洗澡间的用水量T1,20个卫生间洗手盆用水量T2以及餐厅洗涤用水量T3。根据GB 50015-2003(2009年版) 《建筑给水排水设计规范》表5.1.1-1热水用水定额,有

洗澡间用水量:T1=140L/人×100人=14000L(40℃热水),约60℃热水8.4;

洗手盆用水量:T2=3L/次×15次×20个=900L(30℃热水),约60℃热水0.4t;

餐厅用水量:T3=10L/天×100人=1000L(60℃热水),约60℃热水1.0t;

故总计日用水量约9.8t,热水温度为60℃。

(2)设计小时耗热量确定

对于全日供应热水的客房,其集中热水供应系统的设计小时耗热量应根据GB 50015-2003(2009年版) 《建筑给水排水设计规范》公式5.3.1-1计算:

式中:  

Qh ——设计小时耗热量(kJ/h);

m——用水计算单位数(人数或床位数);

qr——热水用户定额(L/人·d或L/床·d);

C ——水的比热,C=4.187(KJ/kg·℃)

tr ——热水温度( tr =60℃);

tl ——冷水温度;

pr ——热水密度(1kg/L);

T——每日使用时间(h);

Kh ——小时变化系数。

根据GB 50015-2003(2009年版) 《建筑给水排水设计规范》表5.1.1-1热水用水定额,查得宾馆客房的热水用水定额为每床位每日的最高日用水定额为120~160L,使用时间为24h。

根据GB 50015-2003(2009年版) 《建筑给水排水设计规范》表5.1.4冷水计算温度(℃),查得北京市地下水冷水温度为10℃。

根据GB 50015-2003(2009年版) 《建筑给水排水设计规范》表5.3.1热水小时变化系数Kb值,查得对于宾馆热水用水定额为120~160[L/床·d],使用床数≤150的情况,小时变化系数Kb为3.33。

带入以上数据有:

由上可知,考虑28kW管道热损失,设计小时耗热量为Qh为141kW。

(3)设计小时供热量确定

采用空气源燃气热泵热水机组,设计小时供热量应根据GB 50015-2003(2009年版) 《建筑给水排水设计规范》公式5.4.2B-1计算:

式中:

Qg ——空气源热泵设计小时供热量(kJ/h);

qr ——热水用水定额(L/床·d)(根据要求取下限值qr =120L/床·d);

m——用水计算单位数(人数或床位数)(取m=20床位);

tr——热水温度,(tr =60℃);

tl ——冷水温度(tl =10℃);

T——热泵机组设计工作时间(h/d),取值范围12h~20h,取T=15h;

k1——安全系数,k1=1.05~1.10(取k1=1.05)。

代入以上数据得:

(4)生活热水贮热水箱计算

根据GB 50015-2003(2009年版) 《建筑给水排水设计规范》要求,空气源燃气热泵热水供应系统应设置贮热水箱,其计算公式如下:

式中:

Qh——设计小时耗热量(kJ/h);

Qg——设计小时供热量(kJ/h);

tr——热水温度,(tr=60℃);

tl ——冷水温度(tl=10℃);

C——水的比热,C=4.187(KJ/kg·℃);

Pr——热水密度(1kg/L);

Vr——贮热水箱(罐)总容积(L);

T——设计小时耗热量持续时间(h);(取T=4h)

η——有效贮热容积系数,贮热水箱、卧式贮热水罐η=0.80~0.85,立式贮热水罐η=0.85~0.90;(选贮热水箱,取η=0.80)

  k2——安全系数,k2=1.10~1.20。(取k2=1.20)

代入以上数据得生活热水贮热水箱总容积为:

故采用3t贮热水箱即可。

(5)计算结果及燃气热泵机组选型

综上所述,该工程有21洗澡房(20个洗澡房和健身房带一个洗澡间),以及一个员工餐厅,每天总共需要供60℃的热水9.8t,同时需要3t贮热水箱,机组运行15h(运行时间可调整),故需机组功率为113kW,考虑到28kW的管道热损失,选GEHP-KXLY-195型空气源燃气机热泵1台即可满足需求。

GEHP-KXLY-195外形尺寸

5.用气量计算

每天将5.2t的自来水从10℃加热到60℃,所需要的热量由下式计算:

式中:

Q ——所需的热量(kJ);

Cp——水的定压比热容,4.187kJ/(kg/℃);

m——水的质量(kg),根据要求可知m=9800kg;

△t——水的温差(℃),根据要求可知△t=60-10=50℃

代入数据可得Q=2.1×106kJ。

燃气发动机一次能源利用率PER为1.3。故全年供热水需要燃气量为2.1×106×365÷1.3÷36000=16378m3,年运行燃气费用约45859元。

若采用燃气锅炉,锅炉热效率为η=0.90,故全年供宾馆热水需要燃气量为2.1×106×365÷0.9÷36000=23657m3,年运行燃气费用约66241元。

两者对比如下表所示:

6.燃气热泵热水机组工程示例图

燃气热泵热水机组工程示例图


/END/

燃气空气源热泵主要应用场景:

一)空调领域

1、舒适空调:需要供冷供暖各类建筑,如宾馆、酒店、写字楼,医院、学校、住宅小区、商场超市、城市综合体、物流园、工业园区厂房、车间。

2、净化空调:医院、净化车间等需要恒温恒湿净化的场所。

3、工艺空调:工厂工艺降温冷却。

二)供热、卫生热水领域

1、大面积集中供热、游泳池、住宅小区、医院,学校,写字楼、宾馆酒店、别墅、农村住宅、工厂车间。

2、生产工艺加热及热水,各类需要热水和清洗的车间、洗浴场所等。

三)农业种植、养殖及烘干领域

1、花卉、蔬菜、水果种殖大棚加热(降温)恒温恒湿。

2、各种菌类种植恒温恒湿,二氧化碳含量控制。

3、鸡、鸭、鹅、猪、牛等动物饲养场所恒温通风。

4、海水养殖池水加热恒温。

5、各类农副产品、工业品、污泥等需要烘干的产品。

四)冷冻冷藏冷链物流领域

1、化工医药:化工、医药生产工艺,用于精细化工反应冷却及温度控制。

2、低温冷藏物流业:保鲜库、化学品恒温库、大中小冷藏库。

3、食品工业:水饺、面食、鱼丸、料理食品等系统。

4、农业:生物环境温控、谷物冷却、恒温恒湿库、气调保鲜库、果品催熟库。

5、宰杀加工业:鸡、鸭、鹅、猪、牛等,肉类冷藏保鲜。

6、建筑业:游泳场、人工造雪、滑冰场等。


公司 | 蓝焰高科(天津)燃气技术有限公司

产品 | 空气源燃气机热泵

型号 | GEHP-KXLY-75、GEHP-KXLY-195

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网址 | www.lygktj.com

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