經(jīng)典案例
超低溫空氣源熱泵案例
超低溫空氣源熱泵采暖應(yīng)用北京某污水處理廠​
作者： 發(fā)布于：2017-11-14 17:52:00

超低溫空氣源熱泵采暖應(yīng)用北京某污水處理廠

一、工程概況

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

二、冬季采暖機(jī)組選定

冬季采暖面積為2000㎡，室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度范圍18℃-23℃，冬季設(shè)計(jì)室外平均溫度為：-5℃。供暖末端采用風(fēng)機(jī)盤管采暖,

夏季制冷面積為2000㎡，室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度范圍23℃-26℃，夏季設(shè)計(jì)室外平均溫度為：35℃。制冷末端采用風(fēng)機(jī)盤管采暖

超低溫空氣源熱泵采暖風(fēng)機(jī)盤管

 三、氣象參數(shù)參考

北京的氣候?yàn)榈湫偷呐瘻貛О霛駶?rùn)大陸性季風(fēng)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(qū)較短。年平均降雨量600多毫米，為華北地區(qū)降雨最多的地區(qū)之一，山前迎風(fēng)坡可達(dá)700毫米以上。降水季節(jié)分配很不均勻，全年降水的80%集中在夏季6、7、8三個(gè)月，7、8月有暴雨.
    四、熱負(fù)荷計(jì)算及機(jī)組選定

單位面積冷負(fù)荷為300w/㎡,總冷負(fù)荷為600kw,單位面積熱負(fù)荷為45w/㎡,總熱負(fù)荷為90kw,
冬季采暖：10P機(jī)臺(tái)數(shù)=90kw/32kw=3臺(tái)；
夏季制冷：10臺(tái)10P空氣源熱泵+528kw（10臺(tái)53KW）水冷機(jī)組（制冷量：600kw-72kw=528kw)

由于機(jī)組受氣溫、自來水水溫的影響，熱效率會(huì)發(fā)生變化，所以我們的方案是冬季最低溫度-5℃工況為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)組的配備。其他時(shí)期的熱效率要高于方案設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。

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

結(jié)論：選用3臺(tái).魯禹空氣源熱泵LYK-30RD,可滿足2000平米采暖要求.


五、系統(tǒng)設(shè)計(jì)及施工相關(guān)事項(xiàng)特別說明

（一）系統(tǒng)設(shè)計(jì)：

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

2、電源符荷及安裝：機(jī)組位置電源總負(fù)荷約為60KW，控制柜安裝在距離系統(tǒng)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(xiàng)說明

1、電壓：個(gè)別工程會(huì)出現(xiàn)電壓過高或過低的現(xiàn)象，造成機(jī)組保護(hù)停機(jī)（機(jī)組的電壓380V上下可浮動(dòng)10%，超出范圍則停機(jī)保護(hù)）。解決方法：一是單獨(dú)引線，二是增設(shè)穩(wěn)壓設(shè)備。

2、水壓：系統(tǒng)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(huì)出現(xiàn)機(jī)組保護(hù)停機(jī)。請(qǐng)?jiān)O(shè)法穩(wěn)壓以保證機(jī)組正常運(yùn)行。

3、水質(zhì)：自來水硬度不高于150mg/l。（硬度以CaCO3計(jì)）

4、荷載：假如系統(tǒng)放在樓面處，需要甲方核實(shí)屋面荷載并確定是否具備安裝條件。

5、冬季防凍：我們?cè)O(shè)計(jì)的系統(tǒng)具有雙重防凍功能，一是水泵防凍循環(huán)，二是伴熱帶加熱保護(hù)。甲方需保證冬季的電力供應(yīng)，如因停電上凍則不在我們的免費(fèi)服務(wù)范圍。

6、保溫：自來水供水管路建議做好保溫，否則會(huì)造成冬季上凍無法供水或造成機(jī)組制熱效率下降；室內(nèi)供、回水管路要按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行保溫，否則會(huì)造成熱量大量損失，影響系統(tǒng)正常的運(yùn)行或運(yùn)行成本過高。

六、運(yùn)行費(fèi)用

已全年使用---每月熱水的運(yùn)行費(fèi)用20T為例

熱泵熱水技術(shù)參數(shù)

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(jī)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(jī)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(shù)

20000

20000

20000

20000

20000

20000

20000

20000

20000

20000

20000

20000

臺(tái)數(shù)

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

機(jī)組運(yùn)行時(shí)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(jī)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(shù)

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(fèi)用

7888

6870

6529

4839

3801

3153

3279

2935

3161

4584

5074

7119

合計(jì)費(fèi)用

59233

電按照0.8元/度計(jì)算，則每年的運(yùn)行費(fèi)用為59233元

注：（1）、運(yùn)行費(fèi)用不含循環(huán)水泵，增壓泵，管路循環(huán)部分及其他機(jī)組以外的電氣設(shè)備耗電量。

    （2）、在實(shí)際應(yīng)用中，運(yùn)行費(fèi)用會(huì)出現(xiàn)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(yùn)行費(fèi)用為每天熱泵生產(chǎn)20噸50℃ 熱水所消耗的費(fèi)用。

附：

（一）、電鍋爐運(yùn)行費(fèi)用測(cè)算

電鍋爐運(yùn)行費(fèi)用測(cè)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(shù)

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(shù)

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(fèi)用

24284

20837

20641

19388

18213

15275

15177

15177

14982

19427

20563

21856

年運(yùn)行費(fèi)用

225821

（二）、燃?xì)忮仩t運(yùn)行費(fèi)用測(cè)算

燃?xì)赓M(fèi)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(fù)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(jià)（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(shù)

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(fèi)用

11810

8838

10038

9429

8857

7429

7381

7381

7286

9448

10000

10000

年運(yùn)行費(fèi)用

107895

（三）、燃油鍋爐運(yùn)行費(fèi)用測(cè)算

燃油費(fèi)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(fù)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(jià)（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(shù)

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(fèi)用

19262

14416

16373

15379

14447

12117

12039

12039

11883

15410

16311

16311

年運(yùn)行費(fèi)用

175984

七、費(fèi)用比較

熱泵熱水系統(tǒng)其他系統(tǒng)投資及運(yùn)行綜合經(jīng)濟(jì)分析

對(duì)比條件：一、每天20噸熱水，水溫50℃；

二、使用周期：熱泵熱水機(jī)組使用壽命15年，所以使用周期按照15年計(jì)算。

比較內(nèi)容

熱泵熱水機(jī)組

燃油鍋爐

電鍋爐

燃?xì)?/span>

太陽能

費(fèi)用比較







年運(yùn)行費(fèi)比較

6萬

18萬

22.5萬

11萬

8.8萬

熱泵年節(jié)省費(fèi)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(guān)內(nèi)容比較

危險(xiǎn)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(jià)

0.8元/kwh

7.2元/kg

0.8元/kwh

3.6元/立方

0.8元/kwh

社會(huì)趨勢(shì)

政府倡導(dǎo)

燃料價(jià)格高

政府逐步限制以至淘汰

 

 

占用空間

只需要室外平臺(tái)

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(tǒng)設(shè)計(jì)參考相關(guān)規(guī)范

 建設(shè)單位提供的關(guān)于本工程的有關(guān)資料和設(shè)計(jì)要求。

 國家現(xiàn)行的設(shè)計(jì)規(guī)范、規(guī)程。

《商用或工業(yè)用及類似用途的熱泵熱水及》

《熱泵熱水系統(tǒng)選用與安裝》（國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集06SS127）

《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50015-2003

《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50013-2006

《給水排水制圖標(biāo)準(zhǔn)》 T50106-2001

《建筑給排水及采暖工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50242-2002


超低溫空氣源熱泵污水處理場(chǎng)案例