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超低温空气源热泵案例

超低温空气源热泵采暖应用北京某污水处理厂

作者：发布于：2017-11-14 17:52:00

超低温空气源热泵采暖应用北京某污水处理厂

一、工程概况

水厂面积2000㎡,解决厂区冬季采暖,夏季制冷问题。采用鲁禹超低温空气源热泵机组作为室内提供热量的设施，机组最低运行温度可达-25℃，北京冬季不用任何辅助能源可正常工作。

二、冬季采暖机组选定

冬季采暖面积为2000㎡，室内设计温度范围18℃-23℃，冬季设计室外平均温度为：-5℃。供暖末端采用风机盘管采暖,

夏季制冷面积为2000㎡，室内设计温度范围23℃-26℃，夏季设计室外平均温度为：35℃。制冷末端采用风机盘管采暖

超低温空气源热泵采暖风机盘管

三、气象参数参考

北京的气候为典型的暖温带半湿润大陆性季风气候，夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥，春、秋短促。年平均气温10~12摄氏度。1月-7~-4摄氏度，7月25~26摄氏度，12月最低气温在-15摄氏度。历史极端最低-27.4摄氏度，极端最高42摄氏度以上。全年无霜期180~200天，西部山区较短。年平均降雨量600多毫米，为华北地区降雨最多的地区之一，山前迎风坡可达700毫米以上。降水季节分配很不均匀，全年降水的80%集中在夏季6、7、8三个月，7、8月有暴雨.
四、热负荷计算及机组选定

单位面积冷负荷为300w/㎡,总冷负荷为600kw,单位面积热负荷为45w/㎡,总热负荷为90kw,

冬季采暖：10P机台数=90kw/32kw=3台；

夏季制冷：10台10P空气源热泵+528kw（10台53KW）水冷机组（制冷量：600kw-72kw=528kw)

由于机组受气温、自来水水温的影响，热效率会发生变化，所以我们的方案是冬季最低温度-5℃工况为标准计算机组的配备。其他时期的热效率要高于方案设计的标准。

在冬季-15℃工况下，LYK-30rd机组制热量为32KW，名义功率：8KW

结论：选用3台.鲁禹空气源热泵LYK-30RD,可满足2000平米采暖要求.

五、系统设计及施工相关事项特别说明

（一）系统设计：

1、安装位置及安装方式：机组必须安装在室外。均需要贵方做基础，基础高度200MM以上。最好做在整体平面基础，高度200MM以上。

2、电源符荷及安装：机组位置电源总负荷约为60KW，控制柜安装在距离系统最近的地方。需要贵方将总电源连接到控制柜处，要求电源为380V/3相5线制25m㎡以上

（二）、特别事项说明

1、电压：个别工程会出现电压过高或过低的现象，造成机组�；ね；ɑ榈牡缪�380V上下可浮动10%，超出范围则停机保护）。解决方法：一是单独引线，二是增设稳压设备。

2、水压：系统自来水压力要求0.2MPa-0.6 MPa，压力过高、压力过低或压力忽高忽低的问题，也会出现机组保护停机。请设法稳压以保证机组正常运行。

3、水质：自来水硬度不高于150mg/l。（硬度以CaCO3计）

4、荷载：假如系统放在楼面处，需要甲方核实屋面荷载并确定是否具备安装条件。

5、冬季防冻：我们设计的系统具有双重防冻功能，一是水泵防冻循环，二是伴热带加热�；�。甲方需保证冬季的电力供应，如因停电上冻则不在我们的免费服务范围。

6、保温：自来水供水管路建议做好保温，否则会造成冬季上冻无法供水或造成机组制热效率下降；室内供、回水管路要按照标准进行保温，否则会造成热量大量损失，影响系统正常的运行或运行成本过高。

六、运行费用

已全年使用---每月热水的运行费用20T为例

热泵热水技术参数
月份	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
平均气温℃	-5	-3	1.8	8.4	13.8	17.9	21.8	23.3	19.5	12.1	6.5	-1.5
自来水温度（℃）	10	10	11	15	20	22	22	25	22	15	14	10
热水温度℃	50	50	50	50	50	50	50	50	50	50	50	50
机组制热量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
机组输入功率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
热水吨数	20000	20000	20000	20000	20000	20000	20000	20000	20000	20000	20000	20000
台数	3	3	3	3	3	3	3	3	3	3	3	3
机组运行时间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
机组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
日耗电量kWh	318.1	306.7	263	201.62	153.26	131.38	132.21	118.33	131.71	184.85	211.41	287.1
每月天数	31	28	31	30	31	30	31	31	30	31	30	31
月耗电量kWh	9860	8588	8162	6049	4751	3942	4098	3668	3951	5730	6342	8899
月费用	7888	6870	6529	4839	3801	3153	3279	2935	3161	4584	5074	7119
合计费用	59233

电按照0.8元/度计算，则每年的运行费用为59233元

注：（1）、运行费用不含循环水泵，增压泵，管路循环部分及其他机组以外的电气设备耗电量。

（2）、在实际应用中，运行费用会出现差异，主要是水箱以及管路的热损失造成的，客流量越大单位成本越低，客流越少单位成本越大。

（3）、本运行费用为每天热泵生产20吨50℃ 热水所消耗的费用。

附：

（一）、电锅炉运行费用测算

电锅炉运行费用测算（0.8元/度）
月份	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
平均气温℃	-4	-3	1.8	8.4	13.8	17.9	21.8	23.3	19.5	12.1	6.5	-1.5
自来水温度（℃）	10	12	16	17	20	24	25	25	24.5	18	15	14
热水温度℃	50	50	50	50	50	50	50	50	50	50	50	50
热水吨数	20000	20000	20000	20000	20000	20000	20000	20000	20000	20000	20000	20000
所需热量kW	930	884	791	767	698	605	581	581	593	744	814	837
热效率	0.95	0.95	0.95	0.95	0.95	0.95	0.95	0.95	0.95	0.95	0.95	0.95
日耗电量kWh	979	930	832	808	734	636	612	612	624	783	857	881
每月天数	31	28	31	30	31	30	31	31	30	31	30	31
月耗电量kWh	30355	26047	25802	24235	22766	19094	18972	18972	18727	24284	25704	27319
月费用	24284	20837	20641	19388	18213	15275	15177	15177	14982	19427	20563	21856
年运行费用	225821

（二）、燃气锅炉运行费用测算

燃气费用表
月份	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
平均气温℃	-3.7	-2.5	2	7.5	12.9	17.6	21.9	23	18.6	13.2	6	6
自来水温度（℃）	10	18	16	17	20	24	25	25	24.5	18	15	15
热水温度℃	50	50	50	50	50	50	50	50	50	50	50	50
吨位L	20000	20000	20000	20000	20000	20000	20000	20000	20000	20000	20000	20000
热水负荷（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
单价（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
每月天数	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
月费用	11810	8838	10038	9429	8857	7429	7381	7381	7286	9448	10000	10000
年运行费用	107895

（三）、燃油锅炉运行费用测算

燃油费用表
月份	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
平均气温℃	-3.7	-2.5	2	7.5	12.9	17.6	21.9	23	18.6	13.2	6	6
自来水温度（℃）	10	18	16	17	20	24	25	25	24.5	18	15	15
热水温度℃	50	50	50	50	50	50	50	50	50	50	50	50
吨位L	20000	20000	20000	20000	20000	20000	20000	20000	20000	20000	20000	20000
热水负荷（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
单价（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
每月天数	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
月费用	19262	14416	16373	15379	14447	12117	12039	12039	11883	15410	16311	16311
年运行费用	175984

七、费用比较

热泵热水系统其他系统投资及运行综合经济分析
对比条件：一、每天20吨热水，水温50℃；
二、使用周期：热泵热水机组使用寿命15年，所以使用周期按照15年计算。
比较内容		热泵热水机组	燃油锅炉	电锅炉	燃气	太阳能
费用比较
	年运行费比较	6万	18万	22.5万	11万	8.8万
	热泵年节省费用		12万	16.5万	5万	3.8万
	热泵投资回收		2年	1.5年	3.5年	1年
其他相关内容比较	危险程度	无压力隐患	压力容器，爆炸隐患	压力容器，爆炸隐患	压力容器，爆炸隐患	夏季易爆管
	管理程度	无	需要专人看管	需要专人看管	需要专人看管	无
			须持证上岗	须持证上岗
	使用寿命	15年	6年	7年	6年	10年
	热效率（COP）	全年平均370%	90%	95%	95%
	能源单价	0.8元/kwh	7.2元/kg	0.8元/kwh	3.6元/立方	0.8元/kwh
	社会趋势	政府倡导	燃料价格高	政府逐步限制以至淘汰
	占用空间	只需要室外平台	需专门锅炉房	需专门锅炉房	需专门锅炉房	占地面积较大

八、热泵热水系统设计参考相关规范

建设单位提供的关于本工程的有关资料和设计要求。

国家现行的设计规范、规程。

《商用或工业用及类似用途的热泵热水及》

《热泵热水系统选用与安装》（国家建筑标准设计图集06SS127）

《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003

《室外给水设计规范》GB50013-2006

《给水排水制图标准》 T50106-2001

《建筑给排水及采暖工程施工质量验收规范》GB50242-2002

超低温空气源热泵污水处理场案例

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