空气能热泵热水机产品设计

0热水机产品设计1目录美的热水机产品分类设计前准备工作高温直热循环热水机系统设计中温循环热水机系统设计地板采暖热水机系统设计中央热水产品睿泉(整体式)热水机地板采暖热水机商用热水机家用热水机高温直热循环热水机中温循环热水机温斯蒂(单元式)热水机美的热水机产品分类设计前准备工作一、了解建筑用水类型，以便于选择合适的机组1、酒店、宾馆、学校宿舍楼、医院、桑拿等场所，选择高温直热循环式热水机组。2、游泳池、水上游乐园等场所，选择中温循环式热水机组。3、住宅、别墅等场所，选择家用热水机组，需供热可考虑选择地板采暖热水机组。二、熟悉设计依据及规范1、《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)2、《游泳池和水上游乐池给排水设计规程》(CECS14:2002)3、《给水排水管道工程施工及验收规范》(GB50268-98)4、其它地方性法规、规定以及业主的需求高温直热热水机系统设计高温直热循环热水机系统设计高温直热系统的组成热水机含热水机组、保温水箱、水泵等组成高温直热系统的组成热水机+电辅热含热水机组、电辅热、保温水箱、水泵等组成高温直热系统的组成热水机+太阳能+电辅热含太阳能板、热水机组、电辅热、保温水箱、水泵等组成高温直热循环热水机系统设计一、高温直热热水机系统设计流程1、确定日用水总量2、确定机组型号及数量3、校核是否满足需求4、确定其它辅助设备(水箱、电辅热、太阳能等)5、确定水管管路系统及水泵等二、以实际工程案例(四川广元凤台宾馆)1、建筑概况：该宾馆共四层，设有双人标间56间，单人标间12间，商务大套房1间，其它辅助功能间11间，共150个床位。2、广元市年室外平均温度为16.1℃，冬季最冷月的室外平均温度为5.5℃，极端最低温度为-8.2℃，极端温度平均值为-5℃。高温直热循环热水机系统设计3、确定热水出水温度及进水水温应以当地最冷水平均水温为参考确定，无水温资料可查附表。经确定，出水温度设计为55℃，进水温度为7℃，水温温升48℃。4、确定宾馆日用水量：根据《建筑给水排水设计规范》热水定额表，查得宾馆每床每日最大热水定额为120～180L，此次选取140L。则每日最大热水用水定额为Q=150×140=21000L/d，即本项目所需最大热水量为每日21t。5、确定机组所需提供热量根据公式q=cm△t确定c——水的比热(一般取4.2kJ/kg*℃)m——水的质量(kg)△t——水的温度变化(℃)高温直热循环热水机系统设计即该建筑每天需求最大的供热量为q=4.2×21×1000×48=4233600kJ=4.2336×106kJ6、选择机组型号及台数机组每天的运行时间一般选择为10～14h之间，设计一般选取12h则每小时所需最大产水量为21/12=1.75t/h每小时所需机组最大热量为4233600/12/3600=98kW型号RSJ-770/S-820-CRSJ-380/S-820-CRSJ-300/S-820-CRSJ-200/S-540V-CRSJ-100/S-540V-C制热量kW7738.5282010产水量m³/h1.660.830.550.430.25高温直热循环热水机系统设计根据上表，初选1台RSJ-770/S-820-C和1台RSJ-300/S-820-C6、设备选型校核查产品能力曲线图，最冷月室外平均温度5.5℃，进水温度7℃情况下，RSJ-770/S-820-C的制热量和产水量分别为63kW和1.3t/hRSJ-300/S-820-C的制热量和产水量分别为21kW和0.45t/h备注：产品设计在平均标准工况下每天工作不超过14h，在最不利工况下每天工作不得超过18h。最冷月机组每天工作时间为t=21/(1.3+0.45)=12h＜18h满足产品设计要求。当t＞18h时，必须重新选择设备再经校核，知道满足要求为止！高温直热循环热水机系统设计三、保温水箱容积的选择确定(全日制水箱)1、经验计算法：Q=Q高峰－h×Q机组Q高峰＝h×Kh×Q总÷24则Q=4×6.84×4233600÷24-4×(63+21)×3600=3616704kJ换算成水量即为m=3616704/(4.2×48)=17.9t即所需水箱容量为18tQ高峰——最高峰时每小时所需热量Q机组——机组实际每小时提供热量h——最高峰用水时间，一般3～4hKh——热水高峰变化系数高温直热循环热水机系统设计2、简易估算法：类型供水方式用水高峰时段水箱容量配比集体宿舍全天19：00-23：0080%酒店客房全天19：00-23：0070%医院全天19：00-22：0070%备注：在对计算不作特殊要求时，可直接按照系统每天所需最大水量的80%来做估算。以本案例为例：水箱容量估算为：21×0.8=16.8t与计算所得误差为(17.9-16.8)/17.9=6%＜15%高温直热循环热水机系统设计3、非全日制水箱计算方法法：Q=Q总－h×Q机组Q总——系统每天所需供热量Q机组——机组实际每小时提供热量h——系统运行时间，根据实际情况确定一般工厂员工宿舍、学校宿舍属于非全日制供水用水时间集中，一般集中在18:00～23:00,即h取5左右高温直热循环热水机系统设计四、电辅热的选择根据当地气象参数中最冷月平均温度、最热月平均温度将全国划分为四个区域，如下表所示分区名称分区指标最冷月平均温度(℃)最热月平均温度(℃)温和地区0～1318～25夏热冬暖地区≥1025～29夏热冬冷地区0～1025～30夏凉冬冷地区0～510～23由于夏热冬冷地区以及夏凉冬冷地区冬季气温较低，热水机在此温度下运行效率低下，可考虑一部分热量直接由电辅热供给。电辅热运行的启动由室外环境温度确定，一般设置在5℃高温直热循环热水机系统设计广元市最冷月平均温度为5.5℃，需考虑电辅热。最低日平均温度为-2.8℃，查产品能力曲线表，RSJ-770/S-820-C的产水量为0.95t/h，RSJ-300/S-820-C的产水量为0.3t/h，系统每小时所需水量为1.75t/h，则电辅热每小时所需提供产水量为1.75-0.95-0.3=0.5t/h根据Q=cm△t=4.2*0.5*1000*48=100800kJ则电辅热的功率P=100800/3600=28kW同时考虑电辅热直接制备热水的功率因素0.8，选择35kW的电辅热。根据经验值,电辅热的选择长江以南冬冷地区，电辅热可选为主机额定制热量的30%，黄河以南、长江以北冬冷地区可选择主机制热量的50%～70%，黄河以北寒冷地区基本按照100%主机制热量来选择。高温直热循环热水机系统设计五、水泵的选择1、冷水增压泵的选择由于市政管网自来水供水压力一般为0.25MPa，满足主机所需进水压力(0.2～0.4MPa)的需求，当低于0.2MPa时，须增设冷水增压泵。冷水增压泵的扬程及水量由下表计算确定：机型流量(m³/h*台)扬程(m)RSJ-770/S-820-C≥4H=20+Z+0.05L-市政管网水压Z—主机与水箱之间的落差L—主机与水箱之间的总长RSJ-380/S-820-C≥2RSJ-300/S-820-C≥1.5RSJ-200/S-540V-C≥1RSJ-100/S-540V-C≥0.5该项目主机进水口处水压大于0.2MPa，未设冷水增压水泵高温直热循环热水机系统设计2、热泵循环水泵的选择热泵循环水泵安装在主机与保温水箱之间，其扬程与水量按下表计算：机型流量(m³/h*台)扬程(m)RSJ-770/S-820-C≥12H=△P+Z+0.05L△P—主机水侧换热器阻力Z—循环水管高落差L—主机与水箱之间的总长当主机与水箱同层时，H约为10～20mRSJ-380/S-820-C≥6RSJ-300/S-820-C≥5.5RSJ-200/S-540V-C≥4RSJ-100/S-540V-C≥2.5该项目中，主机与水箱均安装在屋顶，循环水泵流量12+5.5=17.5选择扬程为15m，流量为20m³/h的水泵2台，一备一用高温直热循环热水机系统设计3、热水循环水泵的选择热水循环水泵主要用来客服系统管路最不利环路的沿程阻力和局部阻力详细计算方法在此不做赘述。每100m水管管路的沿程阻力约为5mH2O，即0.05MPa局部阻力在热水管网中均为末端阀门阻力，管网中阀门数量不太多的中小型系统，可按照5mH2O估算，阀门较多时可按照10mH2O估算。H=(1.1～1.2)×(5+0.05L+Z)Z——管网最高点与最低点之间的落差L——最不利管网环路长度流量Q=1.3×Q高峰高温直热循环热水机系统设计本方案中水箱位于最高端，供水依靠水自身的重力提供，热水循环水泵设于系统回水管上，称为回水循环水泵。当水箱位于系统低点时，热水循环水泵则设置在供水管上，依靠水的重力自然回水。水泵流量Q=1.3×Q高峰=1.3×24=31.2m³/h水泵扬程H=1.2×(5+0.05×300+10)=36mH2O选择流量为32m³/h，扬程为40m的回水循环水泵2台，一备一用高温直热循环热水机系统设计六、水管管径的设计参考《建筑给水排水设计规范》，水管管径的流速范围如下：水管干管流速:1.2～2.5m/s水管支管流速：0.8～1.2m/s由于管路中输送的是热水，流速越大，其扰动越大，与管道之间的换热面积越大，热量损失也就越大，同时考虑减少管路的阻力损失，所以建议流速不宜过大，一般干管取2.0m/s即可，但为考虑节约管材，在主管管径较大时(DN200以上)，可适当放大流速限制。中温循环热水机系统设计中温循环热水机系统设计中温循环热水系统的组成钛合金换热器热水机组中温循环热水系统的组成板式及管壳式换热器热水机组回水毛发过滤器主循环泵砂缸过滤器反冲洗泵热水循环泵保温热水箱板式换热器（水-水）水处理加药处消毒加药处补水口加药泵加药泵直接补热水空气源热泵热水机空气源热泵热水机F水流开关桑拿泡池水处理系统简图主机0#从机15#主控制器线控器Tp中温循环热水系统设计一、中温循环热水系统设计流程1、确定池水日常热损失量Qa和池水初次加热所需的热量Qb2、根据Qa和Qb的大者，确定机组型号及数量3、确定其它辅助设备(水箱、电辅热等)4、确定水管管路系统及水泵等二、以实际工程案例(东莞某室外游泳池)1、泳池容积：长×宽×深=30×12.5×1.4=525m³2、确定泳池设计水温(根据《游泳池和水上游乐池给水排水设计规程》)本方案选择设计池水温度为28℃。3、确定气候条件及室外自然水温经查：最冷月平均温度为13.7℃，室外自然水温为10℃中温循环热水系统的组成4、确定池水日常热损耗量Qs池水日常热损耗量由池面水蒸发损失热量Q1、池壁、池底传导热量损失Q2、管道和水处理设备传导热量损失Q3、补充水量加热量Q4组成。Q1=（1/β）ρ·γ·A(Pb-Pq)·(0.0174vf+0.0229)·(760/B)Q1―泳池水表面蒸发损失的热量，kJ/hβ－压力换算系数，取133.32Paγ－与水池水温相等的饱和蒸汽的蒸发汽化潜热（kJ/h）vf－池水面上的风速；室内泳池取0.2～0.5m/s，露天取2～3m/sA－泳池表面面积经计算Q1=352kJ/h中温循环热水系统的组成池壁、池底传导热量损失Q2、管道和水处理设备传导热量损失Q3应按照池水日常热损耗量由池面水蒸发损失热量Q1的20%来计算，即Q2+Q3=0.2Q1=0.2×352=70.4kJ/hQ4=cM(ts-tb)/Tts―池水温度，即设计水温tb―池水补水温度，即室外自然水温M―补水质量，根据每日补水容积来确定T―每天加热时间(利用补水水箱或平衡水池，取24h，其它根据具体情况来确定)经计算Q4=45.8kJ/h则Qs=352+70.4+45.8=468.2kJ/h中温循环热水系统的组成5、确定池水初次加热所需的热量QbQb=cM(ta-tf)/ThM―游泳池总水量(kg)(ta-tf)/Th表示池水加热温升速度(△T/h)，温升时间24h以内取0.5，温升时间48h以内取0.25，温升时间72h以内，取0.2。根据规范，一般泳池及游乐池