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摘要:本文对辽宁省大连市某医院生活热水系统设计做基本的介绍,并针对本项目自身特点及所在区域气候因素对不同系统做分析对比,确定最适合本项目的系统形式。
关键词:空气源;太阳能
一、系统概况
本项目建筑面积26582㎡,病床数264床,医务人员400人,门诊按700人/日设计,最大日热水用水量为60吨,最大时热水用水量为7.5吨,设计小时耗热量为1420069KJ/h。
二、系统选择
方案阶段,甲方提出热水系统采用太阳能系统形式,我则认为空气源系统
更适合本项目。因此,我从设备投资、运行费用、安全隐患、运行管理、安装位置及维护保养等方面做如下分析。
1、设备投资:同品质的太阳能系统与空气源热泵系统造价相差无几,但是太阳能系统需要配置一套辅助热源(100%负荷),总投资高出很多。
2、安全:空气源热泵系统是水电分离的加热方式,而太阳能系统电辅助加热时电加热管与水为直接接触的加热方式,存在漏电等安全隐患。另外太阳能系统的集热管或集热片等部件在风暴天极易刮落,有人身伤害隐患。
3、运行费用:人们常认为太阳能系统运行费用为零,其实这是一个误区。太阳能系统在阴雨雪天、雾天或夜晚无法工作(每年约120天),只能依靠电辅助系统工作(针对本工程,一天耗电费用约2649元,全年阴雨雪天耗电费用约31.8万元);在冬季有阳光时,常规配置的太阳能系统也只能将水加热到30℃左右,如需将温度提升到50℃,只能依靠电辅助系统(针对本工程,每年冬季电辅助费用约17.7万元)。此外,太阳能系统占地面积较大,室外管路较长,管路防冻电伴热带耗电功率很大,整个冬季均需全天候开启,要消耗大量的电能(针对本工程冬季管道伴热每天耗电量:电伴热带约200米×45W/米=9Kw,管道电伴热费用约2.6万元)。综上所述,本工程采用太阳能系统,全年运行费用约为52.1万元。
4、运行管理:太阳能系统只能在晴天工作,且反向散热的特点使其在无阳光时散发热量,同时由于部件易老化,更换维修等运行管理很繁杂。空气源热泵机组适用温度范围在-20℃~50℃,能全天24小时充分利用空气中的热量制取热水,白天、晚上、阴雨天均可正常工作,而且机组故障率极低,基本上可以无人值守,管理上便捷、轻松。
5、安装位置:热泵机组使用不受地点限制,而且占地空间很小,仅为达到同等供热效果所需太阳能热水器占地面积的1/9,任何有空气流通的地方均可;而太阳能集热设备必须设置在有阳光直射的地方。
6、维修维护:空气源热泵机组具有模块化功能,故障率低,無易损件,维修率低。太阳能真空管夏季易因高温炸裂,冬季易因低温冻裂;抗风能力较差,易损件多,维修频繁,更换配件及维护成本高。
7、使用寿命:热泵机组使用年限可达15年,太阳能的真空管使用年限仅在5~8年。且真空管吸收热量能力在2年后就逐年衰减,制热能力急剧下降。
通过以上比较可得出结论,本工程热水系统采用空气源热泵形式更为经济合理。空气源系统设计水量60T/天、水温50±5℃;设置一座有效容积为48m3的加热水箱、一座有效容积为12m3的储热水箱,系统为全自动运行方式,通过温控电动阀的互相切换完成系统运行。
三、空气源热泵的原理
空气源热泵机组设备内置吸热介质—制冷剂(俗称冷媒),它在液化的状态下温度低于-20℃,与外界温度存在着温差,因此,冷媒可吸收外界的热能,在蒸发器内部蒸发汽化,通过空气源热泵机组中压缩机的工作提高冷媒的温度,再通过冷凝器使冷媒从汽化状态转化为液化状态,在转化过程中,释放出大量的热量,传递给水箱中的储备水,使水温升高,达到制备热水的目的。
四、空气源热泵系统的组成
空气源热泵系统主要由四部分构成,分别是压缩机、散热盘管(俗称冷凝器)、膨胀阀、吸热盘管(俗称蒸发器)。和冰箱一样,空气源热泵也是利用压缩机驱动管道内的制冷剂循环流动,不断的蒸发冷凝,通过制冷剂温差吸热和压缩机压缩制热后,把外界的热量源源不断的聚集到空气源热泵主机上的加热盘管上,再经过导热材料使储水器中的水温迅速上升。热水经循环管路送入终端用户室内。
五、设计空气源热泵系统特点
1、为北方寒冷气候地区量身定做,采用制冷剂(冷媒)与添加剂混合,可以在-15℃环境运行。
2、自身标配电辅助系统,自动控制,可以根据环境及使用要求任意设定启动温度,节省能源,节约成本。
3、空气源热泵的蒸发器采用波纹翅片结构,表面不开窗,平均换热面积增大30%,翅片间距大有利于化霜。内设四排换热管,增强换热效果。
4、独特的冷凝器:采用先进技术,内部为铜翼管,具有体积小,使用时间长的特点,有效防止水罐结垢。
结语
该项目于2012年5月完成施工图实际,2013年10月投入使用,热水系统运行良好,得到了业主的好评。
参考文献
[1]《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003(2009年版)
[2]《建筑给水排水设计手册》(第二版)
(作者单位:大连市建筑设计研究院有限公司)
关键词:空气源;太阳能
一、系统概况
本项目建筑面积26582㎡,病床数264床,医务人员400人,门诊按700人/日设计,最大日热水用水量为60吨,最大时热水用水量为7.5吨,设计小时耗热量为1420069KJ/h。
二、系统选择
方案阶段,甲方提出热水系统采用太阳能系统形式,我则认为空气源系统
更适合本项目。因此,我从设备投资、运行费用、安全隐患、运行管理、安装位置及维护保养等方面做如下分析。
1、设备投资:同品质的太阳能系统与空气源热泵系统造价相差无几,但是太阳能系统需要配置一套辅助热源(100%负荷),总投资高出很多。
2、安全:空气源热泵系统是水电分离的加热方式,而太阳能系统电辅助加热时电加热管与水为直接接触的加热方式,存在漏电等安全隐患。另外太阳能系统的集热管或集热片等部件在风暴天极易刮落,有人身伤害隐患。
3、运行费用:人们常认为太阳能系统运行费用为零,其实这是一个误区。太阳能系统在阴雨雪天、雾天或夜晚无法工作(每年约120天),只能依靠电辅助系统工作(针对本工程,一天耗电费用约2649元,全年阴雨雪天耗电费用约31.8万元);在冬季有阳光时,常规配置的太阳能系统也只能将水加热到30℃左右,如需将温度提升到50℃,只能依靠电辅助系统(针对本工程,每年冬季电辅助费用约17.7万元)。此外,太阳能系统占地面积较大,室外管路较长,管路防冻电伴热带耗电功率很大,整个冬季均需全天候开启,要消耗大量的电能(针对本工程冬季管道伴热每天耗电量:电伴热带约200米×45W/米=9Kw,管道电伴热费用约2.6万元)。综上所述,本工程采用太阳能系统,全年运行费用约为52.1万元。
4、运行管理:太阳能系统只能在晴天工作,且反向散热的特点使其在无阳光时散发热量,同时由于部件易老化,更换维修等运行管理很繁杂。空气源热泵机组适用温度范围在-20℃~50℃,能全天24小时充分利用空气中的热量制取热水,白天、晚上、阴雨天均可正常工作,而且机组故障率极低,基本上可以无人值守,管理上便捷、轻松。
5、安装位置:热泵机组使用不受地点限制,而且占地空间很小,仅为达到同等供热效果所需太阳能热水器占地面积的1/9,任何有空气流通的地方均可;而太阳能集热设备必须设置在有阳光直射的地方。
6、维修维护:空气源热泵机组具有模块化功能,故障率低,無易损件,维修率低。太阳能真空管夏季易因高温炸裂,冬季易因低温冻裂;抗风能力较差,易损件多,维修频繁,更换配件及维护成本高。
7、使用寿命:热泵机组使用年限可达15年,太阳能的真空管使用年限仅在5~8年。且真空管吸收热量能力在2年后就逐年衰减,制热能力急剧下降。
通过以上比较可得出结论,本工程热水系统采用空气源热泵形式更为经济合理。空气源系统设计水量60T/天、水温50±5℃;设置一座有效容积为48m3的加热水箱、一座有效容积为12m3的储热水箱,系统为全自动运行方式,通过温控电动阀的互相切换完成系统运行。
三、空气源热泵的原理
空气源热泵机组设备内置吸热介质—制冷剂(俗称冷媒),它在液化的状态下温度低于-20℃,与外界温度存在着温差,因此,冷媒可吸收外界的热能,在蒸发器内部蒸发汽化,通过空气源热泵机组中压缩机的工作提高冷媒的温度,再通过冷凝器使冷媒从汽化状态转化为液化状态,在转化过程中,释放出大量的热量,传递给水箱中的储备水,使水温升高,达到制备热水的目的。
四、空气源热泵系统的组成
空气源热泵系统主要由四部分构成,分别是压缩机、散热盘管(俗称冷凝器)、膨胀阀、吸热盘管(俗称蒸发器)。和冰箱一样,空气源热泵也是利用压缩机驱动管道内的制冷剂循环流动,不断的蒸发冷凝,通过制冷剂温差吸热和压缩机压缩制热后,把外界的热量源源不断的聚集到空气源热泵主机上的加热盘管上,再经过导热材料使储水器中的水温迅速上升。热水经循环管路送入终端用户室内。
五、设计空气源热泵系统特点
1、为北方寒冷气候地区量身定做,采用制冷剂(冷媒)与添加剂混合,可以在-15℃环境运行。
2、自身标配电辅助系统,自动控制,可以根据环境及使用要求任意设定启动温度,节省能源,节约成本。
3、空气源热泵的蒸发器采用波纹翅片结构,表面不开窗,平均换热面积增大30%,翅片间距大有利于化霜。内设四排换热管,增强换热效果。
4、独特的冷凝器:采用先进技术,内部为铜翼管,具有体积小,使用时间长的特点,有效防止水罐结垢。
结语
该项目于2012年5月完成施工图实际,2013年10月投入使用,热水系统运行良好,得到了业主的好评。
参考文献
[1]《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003(2009年版)
[2]《建筑给水排水设计手册》(第二版)
(作者单位:大连市建筑设计研究院有限公司)