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解決方案

集中采暖解決方案篇

超低溫空氣能熱泵在集中采暖中的應用

一、 工程概述

項目名稱:  住宅小區集中供暖     項目地址:  河北省          

總 建築 麵積:  73000  m2           采暖使用麵積:  58000   m2     

房        型:住宅型樓房         牆        體:外牆37 CM,外牆保溫 

熱 源 設 備:超低溫空氣源熱泵    末端係統設備:地熱盤管 

功 能 需 求:冬季采暖

小區建築物冬季采暖改造前是用舊式燃煤鍋爐作為熱源,每年采暖季度消耗燃煤2100t。

二、 設計思路

根據國家能源政策的調整及對環保的要求,使用清潔、節能、高效的新能源是國家將來很長一段時間內的主要政策,因國家能源政策的調整及對環保的要求,現擬改為新能源集中供暖模式,建立空氣源熱泵熱源站。本方案采暖熱源采用電力這一清潔能源,通過消耗少部分電能,撬動大氣中的低品位熱能向高品位熱能轉換,利用超低溫型空氣源熱泵機組製取熱水供建築物進行冬季采暖。這種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、燃氣、電熱等任何形式的采暖方式,且在-25℃超低溫環境下仍能正常高效運行,無需輔助電加熱。該係統穩定性強、可靠性高,製熱效果好,環保無汙染,且無需專人管理。在末端管網及散熱裝置正常工作情況下,室內溫度達到或超過《河北省供熱用熱辦法》規定標準。

三、 設計依據

1、 根據河北省氣象資料; 

2、《熱泵供熱係統設計、安裝及工程驗收技術規範》(GB/T8713-2002);

3、《建築給水排水及采暖工程施工質量驗收規範》(GB50242-2002);

4、《空氣源熱泵采暖和熱水係統的設計與安裝》GB/T15513-1995;

5、《低溫熱水地板輻射供暖技術規程》北京市建設標準DBJ-T 01-49-2000;

6、《地麵輻射供暖技術規程》國家行業標準JGJ142-2004;

7、《建築給水排水設計規範》(GB/T50015-2003);

8、《給水排水製圖標準》(GB/T50019-2003);

9、《采暖及通風空調設計手冊》

10、《城市區域環境噪音標準》;

本設計是根據當地氣候、環境和建築進行計算後,對某一房間或空間內的溫度、濕度、潔淨度和空氣流動速度等進行調節與控製,從而為用戶創造安全環保、舒適節能的和諧環境。

四、  計算參數

表1 河北冬季室外設計計算參數

季節參數

平均最低溫度

極寒最低溫度

相對濕度%

室外平均風速(m/s)

大氣壓力KPa

冬季 

 

-7

-15 

55

1.5

102

表2冬季室內設計計算參數

參數

室內溫度(℃)

相對濕度%

氣流速度(m/s)

冬季

 

20±2

45

≤0.3

 

五、 供熱熱負荷計算

超低溫空氣源熱泵選型,依據《采暖及通風空調設計手冊》集中采暖熱負荷由外圍護結構和內圍護結構的基本耗熱量及其附加耗熱量和冷空氣滲透耗熱量組成,根據河北冬季室外溫度參數設計單位熱負荷指標為60W/㎡。

由於考慮到本項目供暖麵積大,且比較分散,所以擬投建兩個集中供暖熱站,這樣可減少管網的熱損失及投資費用的減少,各熱站可根據使用情況獨立控溫,使用更加靈活,運行費用獨立核算,運行費用有較大的節省空間。

1#熱負荷確定;

            Q1=28000×60=1680kw

結合建築物特點及氣候條件,1#供熱站配置超低溫空氣源熱泵在平均最低溫度-7℃的工況下輸出熱量應≥1680kw才可滿足使用要求。

2#熱負荷確定;

            Q1=30000×60=1800kw

結合建築物特點及氣候條件,2#供熱站配置超低溫空氣源熱泵在平均最低溫度-7℃的工況下輸出熱量應≥1800kw才可滿足使用要求。

六、 運行費用的分析

供熱站預測能耗,計算耗電總量,按照每天供熱運行8小時,供熱季120天,電價0.8元/度折合每平方(整個采暖季)運行成本,室內溫度達到20℃±2℃,以下預測能耗不含係統循環水泵運行能耗。

係統

係統

建築所需熱量

3480kw

熱源設備

超低溫空氣源熱泵

能源熱值

860大卡/度

效率(COP )

2.7

實際熱值

860大卡×2.7=2322大卡/度

電價

 0.8元/度,不計峰穀用電價

供暖季每平方運行成本估算(4個月采暖季每天運行8小時)

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

備注;1kw熱量=860大卡熱量

安全及環保

清潔能源無汙染,能耗小,利用空氣源熱泵采暖已經得到國家政府認可,且有些地方政府出台相關政策補貼,利用空氣源熱泵采暖是北方寒冷地區采暖大趨勢。為北方藍天貢獻。

 

七、 係統原理

   空氣源熱泵通過極少的電能吸收空氣中大量的低溫熱能,經過壓縮機的壓縮變為高溫熱能,傳遞水中將水加熱,熱水通過地暖管用於供暖

環保節能

供暖的動力是免費的空氣熱能,隻需在吸收空氣熱能時消耗稍許的電力,而熱效率高達270%-430%,與傳統能源相比,不僅熱效率高,還避免了使用化工能源造成汙染物排放,做到了節能環保雙重功效。

安全可靠

采取物理工作方法,整個供暖過程不會有有毒氣體產生,並且在這個過程中水電分離不會產生漏電事故。

低溫運行

不受環境影響,一年四季可用。無論是陰雨天還是寒冷冬季,熱泵機組的智能控製節省人力投入,可以保證全天候合成高溫熱源。