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1、PHNIX 热泵热热泵热水机水机组选组选型型第一章第一章 空气空气热泵热热泵热水机水机组选组选型型我国拥有丰富而多样的能源资源，但人均能源资源大大低于世界的平均水平，据美国某杂志计算，在 2002 年中国石油人均储量为 2.9 吨，仅为世界平均值的 11.6。另一方面，中国的能源利用效率很低（见表 1）。随着中国城乡建筑的迅速发展，人们生活水平迅速提高，家用卫生热水的需求量也越来越大。在 20 世纪 80 年代中期开始，各种家用热水器应运而生，其中有电热水器、煤气热水器、太阳能热水器等，各种热水器在家庭中的使用正日益普遍，能源浪费也越来越严重。近几年空气源热泵热水机组的出现，在节能、环保、安全
2、方面具有很多的优点，在家用和商用制取生活热水方面，得到了大力的发展和应用。中国与发达国家能量设备效率比较（） 表 3.1能量设备名称火电工业锅炉泵风机中国28.5556565806570发达国家3638808578908090一、一、空空气气源源热热泵泵热热水机的工作原理水机的工作原理空气源热泵热水机从低温空气中吸热，然后转移到高温的储水箱中，将热水储存在水箱中已备后用，从原理上来说，它与制冷机相同，都是根据逆卡诺循环原理工作。但是，两者工作的温度范围和要求的效果不同，制冷装置是将低温物体的热量传递给环境，以造成低温环境，热泵热水器则是从空气中吸取热量，并将它传递给水以生产生活热水。热泵热水器
3、主要由压缩机、带有冷凝器的热水器（相当于制冷循环的冷凝器）、节流元件、蒸发器和温度控制装置等组成。空气源热泵热水机系统原理图：空气源热泵热水系统工作时采用电能驱动，通过制冷剂把空气中难以利用的低品位热能吸收，提升为可用的高品位热能对水进行加热。当热水温度达到所设定温度（控制终温）时，压缩机停止运行，反之，当热水温度降到所设热水温时，压缩机重新启动工作，将热水箱的热水温度升高，使其温度恒定在一定的范围。二、几种常用二、几种常用热热水器的水器的对对比分析比分析目前，市场上热水器的主流产品包括电、燃气、和太阳能三大类。它们都是有一定的优势，但从实际使用看也存在着很大的不足。例如燃气热水器的优势是设备
4、间单，体积小，运行费用较低，它的缺点主要是表现为系统效率低，并且在燃烧不充分时产生 CO 等有害气体，不易调温，需定期除垢等。电热水器的优点主要是初期投入小，设备简单，操作方便，缺点是，能耗大，设备必须采取一定的安全措施以防漏电对人身造成的伤害。太阳能热水器的主要优点表现为运行费用低，节能、环保、不占据室内的空间，设备简单、操作维修方便等，是一种新型的绿色产品。它主要缺点为初期投入大，系统总的效率低，太阳能本身具有的间歇性，不稳定性及区域性大等缺陷使其不能全面普及。用空气源热泵制取生活热水在国内刚刚起步。但由于其高安全、高节能、寿命长、不排放毒气等诸多优点，以及可以有效地解决目前国内有关部门对
5、节约能源、环保、安全等各方面较棘手的问题，而受到社会各方面的广泛关注。空气源热泵热水机与其它热水加热设备运行费用比较（见表 2）几种几种热热水加水加热设备热设备运行运行费费用用对对比表比表 表 3.2供热方式热泵热水器燃气热水器燃油热水器电热水器太阳能加热一吨水所需的热量：1000kgX(60-20)X1=40000kcal能源种类电液化气轻柴油电电（辅助）能源热值860kcal/度12000kcal/kg10300kcal/kg860kcal/度860kcal/度热效率380%80%80%95%95%能源消耗量12.2 度42kg4.85kg49 度17 度（按 35%计算）能源单价064
6、元/度47 元/度39 元/度064 元/度064 元/度能源费用78 元197 元189 元314 元109 元使用年限1015 年810 年810 年810 年810 年运行成本比运行成本比较较： ：热泵热水器运行成本最低，比电热水器节省 75%，比燃气热水器节省 60%，比燃油热水器节省 60%，相当于太阳能热水器。运 行 费用25%31.5%45%65.8%100%空气源热泵太阳能液化气燃油水炉电加热器初期投初期投资资比比较较： ：热泵热水器的设备初投资跟太阳能系统差不多，比燃油炉贵。但其综合投资相对来说比较划算，因为燃油炉会需要设专用设备房，而热泵机组不需专用机房，占地面积小，可灵活
7、布置。燃油炉对于环保有要求的还会需要排污处理费用，而热泵热水机组无此项费用。燃油热水炉还需储油罐和输油管，输油泵以及消防措施等，所以其综合投资也高。另外，空气源热泵热水机的使用寿命与上述几种热水设备相比均长 35 年。三、三、热热水用量的确定水用量的确定1、热水量计算方法1.1.热水用水定额法日用水量最高日用水定额(L)使用单位1.2.卫生器具一次和小时热水用水定额及水温日用水量卫生器具小时用水量(L/h) 卫生器具个数(n) 同量使用系数 热水混合系数 (K)K=(th-tl ) / (tr-tl) 1.3.热水用水量根据生活用热水定额来确定，热水用水定额有两种：一种是根据建筑物的使用性质和
8、内部卫器具的完善度程度来确定，其水温按 60计算；二是根据建筑物使用性质和内部卫生器具的单位用水量来确定。热热水用水定水用水定额额 表 3.3序号建筑物名称单位最高日用水定额 （L）使用时间 （h）1住宅 有自备热水供应和沐浴设备 有集中热水供应和沐浴设备每人 每日4080 60100242别墅每人每日70110243单身职工宿舍、学生宿舍、招待所、培训中 心、普通旅馆设公用盥洗室设公用盥洗室、淋浴室设公用盥洗室、沐浴室、洗衣室设单独卫生间、公用洗衣室每人每日 每人每日 每人每日 每人每日2540 6060 5080 6010024 或定时供 应4宾馆客房旅客员工每床位每日 每人每日12016
9、0 4050242485医院住院部设公用盥洗室设公用盥洗室、沐浴室设单独卫生间 医务人员 门诊部、诊疗所 疗养院、休养所住房部每床位每日 每床位每日 每床位每日每人 每班 每病人每次 每床位每日60100 70130 110200 70130 713 100160246养老院每床位每日5070247幼儿园、托儿所有住宿无住宿每儿童每日 每儿童每日2040 101524 108公共浴室淋浴沐浴、浴盆桑拿浴（沐浴、按摩池）每顾客每次 每顾客每次 每顾客每次4060 6080 70100129理发室、美容院每顾客每次10151210洗衣房每千克干衣1530811餐饮厅营业餐厅快餐店、职工及学生食堂酒
10、吧，咖啡厅、茶座、卡拉 OK 房每顾客每次 每顾客每次 每顾客每次1520 710 38101211 1812办公楼每人每班510813健身中心每人每次15251214体育场（馆）运动员淋浴每人每次2535415会议厅每座位每次234卫卫生器具的一次和小生器具的一次和小时热时热水用水定水用水定额额及水温及水温 表表 3.4序号卫生器具名称一次用水量（L） 小时用水量（L） 使用水温（）1住宅、旅馆、别墅、宾馆带有淋浴器的浴盆无沐浴器的浴盆淋浴器洗脸盆、盥洗槽水嘴洗涤盆（池）150 125 701003 300 250 14020030 18040 40 374030 502集体宿舍、招待所、培
11、训中心淋浴器有淋浴小间无淋浴小间盥洗槽水嘴70100 35210300450 50803740 3740303餐饮业洗涤盆（池）洗脸盆：工作人员用顾客用淋浴器3 40250 60 120 40050 30 30 37404幼儿园、托儿所浴 盆：幼儿园托儿所淋浴器：幼儿园托儿所 盥洗槽水嘴 洗涤盆（池）100 30 30 15 15 400 120 180 90 25 18035 35 35 35 30 505医院、疗养院、休养所洗手盆洗涤盆（池）浴盆 1251501525300 25030035 50 406公共浴室浴盆淋浴器：有淋浴小间无淋浴小间洗脸盆125 100150 5250 2003
12、00 450540 508040 3740 3740357办公楼 洗手盆50100358理发室 美容院 洗脸盆35359实验室洗脸盆洗手盆 60 152550 3010剧场淋浴器演员用洗脸盆60 52004008037403511体育场馆 沐浴器303003512工业企业生活间淋浴器：一般车间脏车间洗脸盆或盥洗槽水嘴一般车间脏车间40 603 5360540 18048090120 10015037404030 3513净身器101512018030 冷水的计算温度，应以当地最冷水平均水温资料确定。当无水温资料时，可按表 3.5 采用。冷水冷水计计算温度算温度 表表 3.5地 区地面水温度 （
13、）地下水温度 （）黑龙江、吉林、内蒙古的全部、辽宁的大部份，河北、山西、陕西编北 部分，宁夏偏东部分4610北京、天津、山东全部、河北、山西、陕西的大部分，河北北部，甘肃、 宁夏、辽宁的南部，青海偏东和江苏偏北的一小部分41015上海、浙江全部，江西、安徽、江苏的大部分，福建北部，湖南、湖北 东部、河南南部51520广东、台湾全部、广西大部分、福建、云南南部101520重庆、贵州全部，四川、云南的大部分，湖南、湖北的西部，陕西和甘 肃秦岭以南地区，广西偏北的一小部分715201.4、热水用水变化系数：住宅、别墅的热水小时变化系数值住宅、别墅的热水小时变化系数值 表表 3.63.6居住人数 m1
14、001502002503005001000300060005.124.494.133.883.703.282.862.482.34旅馆的热水小时变化变化系数值旅馆的热水小时变化变化系数值 表表 3.73.7居住人数 m15030045060090060006.845.614.974.584.193.90医院的热水小时变化变化系数值医院的热水小时变化变化系数值 表表 3.73.7居住人数 m50751002003005004.553.783.542.932.602.232、设计小时耗热量的计算：加热热水所需热量应按下式计算：QCMT式中： Q 需要的总热量（单位：大卡）；M 热水用水量（单位：吨
15、）；C 1000 kg/m3 ；T设计出水温度 - 冷水进水温度（）；3、选型台数：台数1.163Q/(qt);q单台空气源热泵制热能力 KW;t加热时间，一般取 12 小时；4、应用案例4.1、项目概况：本工程位于华东地区，场所为二层的洗浴中心，内设有喷淋头60个，使用人数在300600人，业主的主要使用时间集中在下午2点至晚上10点。4.2、设计依据及范围：A本工程依据业主提供的要求；B芬尼克兹空气源热泵热水机性能特点；C根据国家规定的供热水标准设计规范进行设计；E国家现行的其他相关规范及措施。F. 设计思想对整个热水系统要求投资经济、运行节能、品质高档、操作简单、维护方便。4.3、当地气象参数夏季：室外干球温度: 35.7; 室外日平均温度: 31.5;室外湿球温度: 28.5; 相对湿度: 80%;冬季：室外干球温度: -4; 气压：1020.9 mbar; 相对湿度: 77%;4.4、选型计算： 整个系统由水箱、空气源热泵热水机、水管、循环泵、电磁阀、智能控制器及一些检测控制元件组成：热泵热水机通过高效压缩机做功，把从蒸发器吸收的热量通过冷媒传到高温水冷凝器中释放给被加热的水，从而实现加热“热水”的
