原创《昌邑君悦花园低温热泵供热系统设计》
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摘 要：本文基于昌邑君悦花园供热站设计,对超低温空气源热泵作为热源,地暖为末端的供热系统的设计及运行一个供暖季的分析.
关键词：低温空气源热泵；供热系统；小区
0引言
随着近年来各地雾霾天气的频发,在一定程度上对人们的生活、心理以及身体上产生了极大的影响和危害.谈“霾”色变,解决PM2.5区域性污染问题刻不容缓.PM2.5治理难题,产业结构优化、能源结构调整是必由之路.这就需要从改善环境质量出发,严格环境准入,推进能源清洁化使用,加快淘汰落后产能.《关于印发电能替代实施方案的通知》中提出要大力实施‘以电代煤、以电代油、电从远方来’的发展战略,全面开展电能替代工作,优化终端能源消费结构,积极城市雾霾难题.”,“在城市集中供暖、商业、工农业生产等领域大力推广热泵、电采暖、电锅炉、双蓄能等电能替代技术,重点排查、淘汰城市中心区能耗高、效率低的燃煤小锅炉”.故而由超低温空气源热泵代替传统锅炉成为冬季热源的一条新出路.
1项目介绍
项目名称：山东省潍坊市昌邑君悦花园
施工单位：山东省建威机电设备安装有限公司
设计单位：约克（中国）商贸有限公司及山东景城建筑规划设计有限公司
本项目位于潍坊昌邑市奎聚路与南苑东街交叉口东北角,建筑面积共1 40000m2,1#-16#楼,每栋楼18层,共784户.每栋楼1 N9层为低区,10~18层为高区.层高3米,室内设计温度为180C.外墙做有保温.
以下是小区户型图（标准层）：1#~4#楼：
2设计依据
1、《住宅建筑规范》
GB50386-2005
2、《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》
GB50736-2012
3、《辐射供暖供冷技术规程》
JGJ 142-2012
4、《低温热水地板辐射采暖技术规程》
DBJ/T14-014-2009
5、《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》 GB50242-2002
6、《居住建筑节能设计标准》
DBJ14-037-2012
7、《供热计量技术规程》
JGJ173-2009
8、《民用建筑热工设计规范》
GB50176-93
9、《建筑设计防火规范》
GB50016-2006
10、《实用空调供热手册》
<中国建筑工业出版社>
11、《暖通空调制图标准规范》
GB/T50114-2010
1 2、《全国民用建筑工程设计技术措施暖通空调动力2009》
13、业主提供的相关信息（图纸及资料等）
3设计条件
1、设计计算参数：
2、热源采用约克超低温空气源热泵,设计供回水温度为45/350C,集中供热系统的补水及压由换热站提供解决.
4热负荷计算
据甲方提供资料：1#一16#楼供暖负荷共为3887 KW
（注：以上数据为山东景城建筑规划设计有限公司前期设计计算得出）
5设备选型标准
设备选型首先要考虑以下几个方面因素：
1、供热站需要的总热负荷：
根据设计院所提供的数据,供热站的热负荷为：3887 KW
2、机组在冬季非标准工况下的实际制热能力（考虑到融霜衰减系数）：
考虑到潍坊当地供热室外计算温度-7℃,根据制热衰减表可知,YCAE065D机器在-7 0C,出水温度达450C的情况下,制热量为53.3KW.
3、考虑到近几年山东地区冬季会出现极端的天气情况,故而增加10%制热量的富裕
综合以上各种因素,所需设备的数量为：
N等于Q”rl/q等于3887”1.1/53.3等于80台
N——超低温风冷模块数量,台：
Q——系统总热负荷,KW；
T1 -安全系数；
q-超低温空气源热泵在设计工况下实际制热量,KW：
6供暖末端的选型原则
供暖末端甲方已确定使用地暖作为末端.末端的供回水温度设计为45/350C.
7方案设计图
1.
小区的供热系统分为高区和低区两部分,每部分热源由40台YCAE065D机组提供.8工程投资预算及运行费用对比
1、计算参数数据
(1)参考电费0 56元／度；
(2)冬季运行120天,每天运行24小时；
(3)根据外界气候变化,空调平均负荷系数约为60%；
(4)采用地暖方式供热,用户同时使用系数为100%.
(5)潍坊地区供暖季节月平均干球温度：
2、风冷热泵运行费用分析：
按照模块式风冷热泵机组的制热工作特点,当外界温度越低时,机组的制热效率越低,即制取同等热量时所消耗的电越多.根据潍坊地区冬季室外气温变化情况,在不同月份,不同室外温度,分别计算风冷机组的制热效率和运行费用,供用户参考（热水出水450C）.计算情况如下：
一个供暖季节风冷热泵运行费用约为216万元
3、水泵运行费用分析：
集中式空调系统,采用定流量水泵,空调开机时,水泵需要满负荷全时运行.则计算水泵运行费用如下：
供热时循环水泵运行费用等于水泵功率×运行时间×电费单价
等于( 30+37 )kw×3×1 20天×24小时×0.56等于32.4万元／年
供热时补水泵运行费用等于水泵功率×运行时间×电费单价
等于(7 5+5 5)kw×2×1 20天×24小时×0.56等于4.2万元／年
风冷热泵空调系统运行中,主要耗电设备为主机和水泵,在不考虑其他附属设备电耗的前提下：
热泵系统运行费用等于主机运行费用+水泵运行费用等于216+4.2+32.4等于252.6万元／年
风冷热泵带地暖供热运行单价等于252.6/140000等于18元／m2
相比较昌邑当地集中供暖费用标准26 5元／m2,运行费用节省32%.
截至目前,此项目已经经过一个供暖季节,据甲方提供的数据,2016年的取暖
大概入住200户,耗电105万度电,电费58 8万元.假如按照全部入住估算大
电费为235万元,比开始预估的还要便宜,考虑到以下因素：
(1 )2016年为第一个供暖季节,建筑主体湿度较高,属于不利情况,接下来的供暖季效果会更好,负荷也会相应降低；
(2 )2016年供暖季每栋楼内住户较少,用户围护结构周围大多为非供暖区域,如果在入住率较高的情况下,冬季负荷会在现有基础上继续降低；
因此,随着入住率的增加以及建筑主体内湿度降低,后续供暖季节的运行费用应该还要低于2016年度的供暖季节运行费用.
4、初投资比较
(2)如果采用集中供热取暖方式,据报价：
投资费用为45元／m2,共计45*140000等于630万元
则采用低温空气源热泵供暖一个供暖季便可节约：
等于( 26.5-18 )*140000等于119万元
故一年则可回收初投资多花费的那部分.9约克超低温空气源热泵
1、环保冷媒R410a
机组采用对臭氧无公害的环保制冷剂R410A：不会破坏大气臭氧层,保护环境、安全、无淘汰期限,最理想的替代R22的冷媒.
2、采用喷气增焓压缩机
机组采用高效喷气增焓涡旋强热技术,增加中温冷媒补充,以一台压缩机实现两次压缩的制热量,在低温环境下制热能力显著提高,大大优越于常规压缩机,让低温供暖更高效.
3、节能高效
约克的YCAE-D机组制热COP1可达3.3：制热COP2可达2 35.全部系列达到国家二级能效标准.
4、高出水温度
约克YCAE-D机组在寒冷冬季也可以提供高出水温度,最高出水温度可达600C,即使环境温度低至-250C仍可确保出水温度达450C.
5、运行温度范围宽广
YCAE-D机组运行温度范围-250C ~480C,无论严寒及酷暑机组都能稳定运行,-250C下正常制热.
6、防冻保护
待机时智能运行防冻保护,当主机检测到水路系统水温过低时,首先自动开启循环水泵以防局部水温偏低而冻结,一级防冻执行后仍探测到水温偏低时,自动启动二级保护,启动压缩机并执行低水温加热循环以防止水温偏低而冻结.空调系统图
系统设计论文参考资料：
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