07.24 南方供暖用水系統更舒適!來看湖南某別墅空氣源熱泵冷暖聯供

近年來隨著人民生活水平的提高,“南方供暖”已經成為社會熱議的話題。而集中供暖管網初投資大,燃氣供暖、直接電供暖等方式運行成本高,普通冷暖空調供暖時存在著耗電量大、不穩定、乾燥、舒適性差的問題,尋找適合南方冬季供暖的高效、舒適、節能方式越來越有其廣闊的市場前景。

南方供暖用水系统更舒适!来看湖南某别墅空气源热泵冷暖联供

空氣源熱泵兩聯供系統,具有夏季供冷、冬季供暖的雙重功能,冬季供暖採用地板採暖(散熱量不足時可以風盤作為輔助),夏季製冷採用風盤製冷。一機即可實現夏季供冷又可實現冬季供熱。同時,節能效果顯著,消耗1kW的電能可得到3kW以上的熱量。在夏季額定工況下,製冷係數COP值達3.2;在冬季額定工況下制熱係數也在3.0左右。安裝使用不受地點限制,同時避免鍋爐和冷水塔等輔助設備,省去了冷凍機房、鍋爐房的建築面積,是南方地區建築空調較為理想的冷熱源。

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項目為株洲市攸縣鸞山鎮獨棟別墅工程,總建築面積300㎡,設有客廳、餐廳、臥室、休閒區、樓梯間、廚房、衛生間等區域。建築外牆保溫良好,雙層中空玻璃,冷熱源採用30KW直流變頻空氣源熱泵別墅機組1臺。末端供熱方式為地板輻射採暖,供冷方式為中央空調製冷。採暖累計使用天數為110天,總費用3900元,平均每天運行費用約為35.45元;製冷累計運行天數為170天,總費用3315元,平均每天運行費用約為19.5元。

一、工程概況

此項目為株洲市攸縣鸞山鎮獨棟別墅工程,總建築面積300平米,設有客廳、餐廳、臥室、休閒區、樓梯間、廚房、衛生間等區域。為迎合國家煤改電大趨勢,冷熱源採用30KW直流變頻空氣源熱泵別墅機組1臺。建築外牆保溫良好,雙層中空玻璃,末端供熱方式為地板輻射採暖,供冷方式為中央空調製冷。

二、系統要求

該項目要求採用空氣源熱泵冷暖系統實現冬季地板輻射採暖、夏季中央空調製冷兩聯供功能。

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三、氣象參數

1.室外計算參數

查《民用建築供暖通風與空氣調節設計規範》得株洲市室外空氣計算參數值見表1:

表1:室外空氣計算參數

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東經

113.16°

北緯

28°

夏季大氣壓力

99550Pa

冬季大氣壓力

101570Pa

夏季空調室外幹球計算溫度

36.1℃

冬季室外供暖計算溫度

0℃

夏季室外溼球計算溫度

27.6℃

冬季室外空調計算溫度w

-2℃

夏季空調日平均溫度

31.9℃

冬季室外通風計算溫度

5℃

夏季室外通風計算溫度

34℃

冬季最冷月平均相對溼度

79%

夏季最熱月平均相對溼度

72%

冬季平均風速

2.1m/s

夏季平均風速

2.3m/s

冬季最多風向平均風速

3.3m/s

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2.室內計算參數

表2:室內計算參數

<table><tbody>

房間功能

夏季

冬季

噪聲

氣流速度

溫度

相對溼度

溫度

相對溼度

室內

24~28℃

35~65%

18~22℃

30~60%

≤45dB

≤0.3m/s

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3.設計依據

1)《民用建築供暖通風與空氣調節設計規範》(GB50736-2012);

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

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

4)《空氣源熱泵採暖和熱水系統的設計與安裝》(GB/T15513-1995);

5)《建築給水排水設計規範》(GB/T50015-2003);

6)《給水排水製圖標準》(GB/T50019-2003);

7)《城市區域環境噪音標準》;

8)甲方提供的建築圖紙以及對本工程的使用要求。

四、負荷計算

在進行直流變頻空氣能熱泵選型時,要同時考慮製冷量和制熱量。製冷量為空調區域所需的最大冷負荷,制熱量由建築所需供暖區域的熱負荷構成。

1.冷負荷計算

冷負荷由人體、燈光、設備、食物等冷負荷和外圍護結構(外牆、外窗和外門)及內圍護結構(內牆、內窗、內門和樓板等)的得熱組成;根據建築的圍護結構以及相關設計規範,經暖通負荷計算軟件計算得知,本項目建築的空調冷負荷指標約為130W/㎡(夏季室外空調計算溫度為36.1℃,計算溼度72%),基本符合要求。建築冷負荷彙總見表3。

表3:建築冷負荷彙總

<table><tbody>

建築

總建築面積

單位冷負荷

合計冷負荷

別墅

300㎡

130w/㎡

39kw

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2.熱負荷計算

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;冬季採暖的室內設計溫度設為20℃,根據建築的圍護結構以及相關設計規範,本建項目的設計採暖建築熱指標取80w/㎡(冬季室外供暖計算溫度為0℃,計算溼度為79%),基本符合要求。建築熱負荷彙總見表4。

表4:建築熱負荷彙總

<table><tbody>

建築

總建築面積

單位熱負荷

合計熱負荷

別墅

300㎡

80w/㎡

24kw

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五、設備選型(見表5)

表5:設備選型

<table><thead>

建築

總建築面積

建築需求冷負荷

建築需求熱負荷

單臺機組製冷量

單臺機組制熱量

數量

/<thead><tbody>

別墅

300㎡

19.5KW

24KW

19.25KW

26KW

1臺

注:1.本項目夏季中央空調同時使用係數按50%計算

2.製冷量:室外乾球溫度35℃,進水溫度12℃,出水溫度7℃

3.制熱量:室外乾球溫度0℃,進水溫度30℃,出水溫度35℃

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表6:空氣源熱泵VMH-100V1DA-C產品性能參數

<table><tbody>

型號

VMH-100V1DA-C

冷媒

R410A

電源

V/HZ/PH

380V/3PH/50HZ

制熱能力

W

10200-29400

制熱輸入功率

W

3150-8430

制熱能效比

W/W

2.6-4.5

製冷能力

W

7540-19250

製冷輸入功率

W

3500-9800

製冷能效比

W/W

2.01-2.89

工作壓力(低壓側)

Mpa

0.96

工作壓力(高壓側)

Mpa

3

最高水壓

Mpa

0.7

水口尺寸

Inch

G2″+G1″+G3/4″

水箱容積

L

60

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注:以上參數,若因技術改良造成與實際參數有細微差異,請以實際產品的相關說明為準。

六、供暖製冷使用情況(表6)

<table><tbody>

供暖使用情況

室溫

白天:室內溫度20~22℃

夜晚:室內溫度19~20 ℃

調節策略

開關習慣:全天開啟

控制溫度設置:白天35℃,晚上38℃

用電量

一天的用電量55kWh;白天的用電量25kWh

累計使用天數:110天

累計使用電量:6050kwh

累計用電費用:3900元

製冷使用情況

室溫

白天:室內溫度26℃

夜晚:室內溫度26℃

調節策略

開關習慣:全天開啟

控制溫度設置:白天12℃,晚上12℃

用電量

一天的用電量30kWh;白天的用電量20kWh

累計使用天數:170天

累計使用電量:5100kwh

累計用電費用:3315元

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由上表可以得出,採暖累計使用天數為110天,總費用3900元,平均每天運行費用約為35.45元;製冷累計運行天數為170天,總費用3315元,平均每天運行費用約為19.5元。

七、系統原理圖(見下圖)

南方供暖用水系统更舒适!来看湖南某别墅空气源热泵冷暖联供

八、系統優點

地板供熱:冬季採用地板輻射供暖,在地板下鋪設水管,地面溫度均勻,室溫自下而上逐漸遞減,舒適度高,十分清潔,真正做到各個角落都溫暖,室內溫度更均勻,舒適性更高;【熱泵市場 水印】足暖頭涼,垂直方向溫差極小;暖從足部升起,不燥不熱,舒適溫暖,符合中醫學“涼頂暖足”的養生之道,舒適健康。

空調製冷:本系統採用風機盤管制冷,客廳、餐廳、休閒區、臥室、書房等區域設置風機盤管。夏季採用家庭中央空調系統,製冷時,控制主機通過冷熱水管連接多個末端出風口,將冷暖氣送到不同區域,來實現室內空氣調節。此係統使用檔次高、外形好、舒適度強,可實現美觀典雅和舒適衛生的和諧統一,是國際和國內的發展潮流。

超安全舒適:熱泵與其他末端設備的連接為水系統,水電隔離,通過主機提供熱水,由水管系統輸送到室內末端裝置,水與空氣在室內末端處進行換熱來消除房間熱負荷;由於是低壓水系統,不易洩漏,所以一般無需維修系統管路,售後問題少;而且水是環保的介質,洩漏對人體無影響。

超簡易靈活:系統簡單,節省投資,系統維護方便;系統設計簡單,施工方便,安裝快捷。空氣源熱泵機組組合方便,選型靈活,互為備用,運行經濟,可分期投資。

九、項目施工情況介紹及照片

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版權:首發於《熱泵市場》雜誌7月刊。案例由廣東熱立方熱泵系統有限公司提供,第一張一源倆末端系統示意圖來自曼瑞德相關論文,特此致謝。更多技術交流,請在留言區留言。

《空氣源熱泵供暖設計與施工指南》這本書涵蓋面廣,包括主機、閥件、地暖管、暖氣片、風盤等,從負荷計算、設備選型、施工安裝等方面都做了詳盡的分析,並且有案例分析,更加通俗易懂。

尤其難得的是,本書花了大量的篇幅分析各種末端的安裝要點、安裝規範,配有詳細的圖表,方便施工人員和設計師查找和參考。後篇還增加了採暖系統常見問題分析與維護。


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