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超低溫空氣源熱泵案例

超低溫空氣源熱泵采暖應用北京某污水處理廠

作者：發布于：2017-11-14 17:52:00

超低溫空氣源熱泵采暖應用北京某污水處理廠

一、工程概況

水廠面積2000㎡,解決廠區冬季采暖,夏季制冷問題。采用魯禹超低溫空氣源熱泵機組作為室內提供熱量的設施，機組最低運行溫度可達-25℃，北京冬季不用任何輔助能源可正常工作。

二、冬季采暖機組選定

冬季采暖面積為2000㎡，室內設計溫度范圍18℃-23℃，冬季設計室外平均溫度為：-5℃。供暖末端采用風機盤管采暖,

夏季制冷面積為2000㎡，室內設計溫度范圍23℃-26℃，夏季設計室外平均溫度為：35℃。制冷末端采用風機盤管采暖

超低溫空氣源熱泵采暖風機盤管

三、氣象參數參考

北京的氣候為典型的暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候，夏季炎熱多雨，冬季寒冷干燥，春、秋短促。年平均氣溫10~12攝氏度。1月-7~-4攝氏度，7月25~26攝氏度，12月最低氣溫在-15攝氏度。歷史極端最低-27.4攝氏度，極端最高42攝氏度以上。全年無霜期180~200天，西部山區較短。年平均降雨量600多毫米，為華北地區降雨最多的地區之一，山前迎風坡可達700毫米以上。降水季節分配很不均勻，全年降水的80%集中在夏季6、7、8三個月，7、8月有暴雨.
四、熱負荷計算及機組選定

單位面積冷負荷為300w/㎡,總冷負荷為600kw,單位面積熱負荷為45w/㎡,總熱負荷為90kw,

冬季采暖：10P機臺數=90kw/32kw=3臺；

夏季制冷：10臺10P空氣源熱泵+528kw（10臺53KW）水冷機組（制冷量：600kw-72kw=528kw)

由于機組受氣溫、自來水水溫的影響，熱效率會發生變化，所以我們的方案是冬季最低溫度-5℃工況為標準計算機組的配備。其他時期的熱效率要高于方案設計的標準。

在冬季-15℃工況下，LYK-30rd機組制熱量為32KW，名義功率：8KW

結論：選用3臺.魯禹空氣源熱泵LYK-30RD,可滿足2000平米采暖要求.

五、系統設計及施工相關事項特別說明

（一）系統設計：

1、安裝位置及安裝方式：機組必須安裝在室外。均需要貴方做基礎，基礎高度200MM以上。最好做在整體平面基礎，高度200MM以上。

2、電源符荷及安裝：機組位置電源總負荷約為60KW，控制柜安裝在距離系統最近的地方。需要貴方將總電源連接到控制柜處，要求電源為380V/3相5線制25m㎡以上

（二）、特別事項說明

1、電壓：個別工程會出現電壓過高或過低的現象，造成機組保護停機（機組的電壓380V上下可浮動10%，超出范圍則停機保護）。解決方法：一是單獨引線，二是增設穩壓設備。

2、水壓：系統自來水壓力要求0.2MPa-0.6 MPa，壓力過高、壓力過低或壓力忽高忽低的問題，也會出現機組保護停機。請設法穩壓以保證機組正常運行。

3、水質：自來水硬度不高于150mg/l。（硬度以CaCO3計）

4、荷載：假如系統放在樓面處，需要甲方核實屋面荷載并確定是否具備安裝條件。

5、冬季防凍：我們設計的系統具有雙重防凍功能，一是水泵防凍循環，二是伴熱帶加熱保護。甲方需保證冬季的電力供應，如因停電上凍則不在我們的免費服務范圍。

6、保溫：自來水供水管路建議做好保溫，否則會造成冬季上凍無法供水或造成機組制熱效率下降；室內供、回水管路要按照標準進行保溫，否則會造成熱量大量損失，影響系統正常的運行或運行成本過高。

六、運行費用

已全年使用---每月熱水的運行費用20T為例

熱泵熱水技術參數
月份	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
平均氣溫℃	-5	-3	1.8	8.4	13.8	17.9	21.8	23.3	19.5	12.1	6.5	-1.5
自來水溫度（℃）	10	10	11	15	20	22	22	25	22	15	14	10
熱水溫度℃	50	50	50	50	50	50	50	50	50	50	50	50
機組制熱量kW	22.11	23.02	26.25	31.53	36.1	39.6	39.6	39.6	39.6	34.61	30.73	24.66
機組輸入功率kW	7.56	7.59	7.62	7.81	7.93	7.99	8.04	8.06	8.01	7.86	7.76	7.61
熱水噸數	20000	20000	20000	20000	20000	20000	20000	20000	20000	20000	20000	20000
臺數	3	3	3	3	3	3	3	3	3	3	3	3
機組運行時間h	14.02	13.47	11.52	8.61	6.44	5.48	5.48	4.89	5.48	7.84	9.08	12.57
機組COP	2.92	3.03	3.44	4.04	4.55	4.96	4.93	4.91	4.94	4.40	3.96	3.24
日耗電量kWh	318.1	306.7	263	201.62	153.26	131.38	132.21	118.33	131.71	184.85	211.41	287.1
每月天數	31	28	31	30	31	30	31	31	30	31	30	31
月耗電量kWh	9860	8588	8162	6049	4751	3942	4098	3668	3951	5730	6342	8899
月費用	7888	6870	6529	4839	3801	3153	3279	2935	3161	4584	5074	7119
合計費用	59233

電按照0.8元/度計算，則每年的運行費用為59233元

注：（1）、運行費用不含循環水泵，增壓泵，管路循環部分及其他機組以外的電氣設備耗電量。

（2）、在實際應用中，運行費用會出現差異，主要是水箱以及管路的熱損失造成的，客流量越大單位成本越低，客流越少單位成本越大。

（3）、本運行費用為每天熱泵生產20噸50℃ 熱水所消耗的費用。

附：

（一）、電鍋爐運行費用測算

電鍋爐運行費用測算（0.8元/度）
月份	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
平均氣溫℃	-4	-3	1.8	8.4	13.8	17.9	21.8	23.3	19.5	12.1	6.5	-1.5
自來水溫度（℃）	10	12	16	17	20	24	25	25	24.5	18	15	14
熱水溫度℃	50	50	50	50	50	50	50	50	50	50	50	50
熱水噸數	20000	20000	20000	20000	20000	20000	20000	20000	20000	20000	20000	20000
所需熱量kW	930	884	791	767	698	605	581	581	593	744	814	837
熱效率	0.95	0.95	0.95	0.95	0.95	0.95	0.95	0.95	0.95	0.95	0.95	0.95
日耗電量kWh	979	930	832	808	734	636	612	612	624	783	857	881
每月天數	31	28	31	30	31	30	31	31	30	31	30	31
月耗電量kWh	30355	26047	25802	24235	22766	19094	18972	18972	18727	24284	25704	27319
月費用	24284	20837	20641	19388	18213	15275	15177	15177	14982	19427	20563	21856
年運行費用	225821

（二）、燃氣鍋爐運行費用測算

燃氣費用表
月份	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
平均氣溫℃	-3.7	-2.5	2	7.5	12.9	17.6	21.9	23	18.6	13.2	6	6
自來水溫度（℃）	10	18	16	17	20	24	25	25	24.5	18	15	15
熱水溫度℃	50	50	50	50	50	50	50	50	50	50	50	50
噸位L	20000	20000	20000	20000	20000	20000	20000	20000	20000	20000	20000	20000
熱水負荷（kcal）	800000	640000	680000	660000	600000	520000	500000	500000	510000	640000	700000	700000
燃值kcal/m3	8400	8400	8400	8400	8400	8400	8400	8400	8400	8400	8400	8400
單價（元/m3）	3.6	3.6	3.6	3.6	3.6	3.6	3.6	3.6	3.6	3.6	3.6	3.6
能效比	0.90	0.90	0.90	0.90	0.90	0.90	0.90	0.90	0.90	0.90	0.90	0.90
日消耗KG	106	85	90	87	79	69	66	66	67	85	93	93
每月天數	31	29	31	30	31	30	31	31	30	31	30	30
月耗量m3	3280	2455	2788	2619	2460	2063	2050	2050	2024	2624	2778	2778
月費用	11810	8838	10038	9429	8857	7429	7381	7381	7286	9448	10000	10000
年運行費用	107895

（三）、燃油鍋爐運行費用測算

燃油費用表
月份	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
平均氣溫℃	-3.7	-2.5	2	7.5	12.9	17.6	21.9	23	18.6	13.2	6	6
自來水溫度（℃）	10	18	16	17	20	24	25	25	24.5	18	15	15
熱水溫度℃	50	50	50	50	50	50	50	50	50	50	50	50
噸位L	20000	20000	20000	20000	20000	20000	20000	20000	20000	20000	20000	20000
熱水負荷（kcal）	800000	640000	680000	660000	600000	520000	500000	500000	510000	640000	700000	700000
燃值kcal/KG	10300	10300	10300	10300	10300	10300	10300	10300	10300	10300	10300	10300
單價（元/KG）	7.2	7.2	7.2	7.2	7.2	7.2	7.2	7.2	7.2	7.2	7.2	7.2
能效比	0.90	0.90	0.90	0.90	0.90	0.90	0.90	0.90	0.90	0.90	0.90	0.90
日消耗KG	86	69	73	71	65	56	54	54	55	69	76	76
每月天數	31	29	31	30	31	30	31	31	30	31	30	30
月耗量KG	2675	2002	2274	2136	2006	1683	1672	1672	1650	2140	2265	2265
月費用	19262	14416	16373	15379	14447	12117	12039	12039	11883	15410	16311	16311
年運行費用	175984

七、費用比較

熱泵熱水系統其他系統投資及運行綜合經濟分析
對比條件：一、每天20噸熱水，水溫50℃；
二、使用周期：熱泵熱水機組使用壽命15年，所以使用周期按照15年計算。
比較內容		熱泵熱水機組	燃油鍋爐	電鍋爐	燃氣	太陽能
費用比較
	年運行費比較	6萬	18萬	22.5萬	11萬	8.8萬
	熱泵年節省費用		12萬	16.5萬	5萬	3.8萬
	熱泵投資回收		2年	1.5年	3.5年	1年
其他相關內容比較	危險程度	無壓力隱患	壓力容器，爆炸隱患	壓力容器，爆炸隱患	壓力容器，爆炸隱患	夏季易爆管
	管理程度	無	需要專人看管	需要專人看管	需要專人看管	無
			須持證上崗	須持證上崗
	使用壽命	15年	6年	7年	6年	10年
	熱效率（COP）	全年平均370%	90%	95%	95%
	能源單價	0.8元/kwh	7.2元/kg	0.8元/kwh	3.6元/立方	0.8元/kwh
	社會趨勢	政府倡導	燃料價格高	政府逐步限制以至淘汰
	占用空間	只需要室外平臺	需專門鍋爐房	需專門鍋爐房	需專門鍋爐房	占地面積較大

八、熱泵熱水系統設計參考相關規范

建設單位提供的關于本工程的有關資料和設計要求。

國家現行的設計規范、規程。

《商用或工業用及類似用途的熱泵熱水及》

《熱泵熱水系統選用與安裝》（國家建筑標準設計圖集06SS127）

《建筑給水排水設計規范》GB50015-2003

《室外給水設計規范》GB50013-2006

《給水排水制圖標準》 T50106-2001

《建筑給排水及采暖工程施工質量驗收規范》GB50242-2002

超低溫空氣源熱泵污水處理場案例

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超低溫空氣源熱泵采暖應用北京某污水處理廠