1、工程介紹
南通大學(xué)《南通大學(xué)三期學(xué)生公寓西組團(tuán)熱泵熱水系統(tǒng)的改造》項(xiàng)目于2006年12月份開工實(shí)施，次年3月份基本竣工。項(xiàng)目主要內(nèi)容是為新校區(qū)三期學(xué)生公寓1、2號樓提供洗浴用水，其中1號樓設(shè)計(jì)入住學(xué)生1808人，2號樓設(shè)計(jì)入住學(xué)生1436人。經(jīng)過學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)調(diào)研和評估，學(xué)校決定采用新型節(jié)能設(shè)備熱泵熱水器，該設(shè)備節(jié)能效果顯著，無任何污染，安裝方便，使用安全。為進(jìn)一步節(jié)約能源，學(xué)校要求熱泵系統(tǒng)全部使用低谷電進(jìn)行加熱，低谷電時(shí)間段為00：00～08：00，熱泵系統(tǒng)在全年工況下在保證學(xué)校正常用水的同時(shí)每天的工作時(shí)間不得超過8小時(shí)，且必須保證全年每天在低谷電時(shí)間段內(nèi)將1、2號樓四只水箱內(nèi)共計(jì)86T冷水全部加熱至55℃的熱水。
2、系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路
1#樓熱泵系統(tǒng)由兩套獨(dú)立子系統(tǒng)組成，八臺KRS-850/G-B熱泵機(jī)組分成兩組（1#、2#、3#、4#與5# 、6#、7#、8#）與水箱連接循環(huán)加熱。初始運(yùn)行時(shí)，打開補(bǔ)水電動(dòng)閥旁通，水箱開始補(bǔ)水，水箱到達(dá)滿水位時(shí)，浮球閥關(guān)閉，同時(shí)關(guān)閉電動(dòng)閥旁通閥，水箱補(bǔ)水開始由電動(dòng)閥控制。當(dāng)水箱低溫信號送至熱泵機(jī)組時(shí)，熱泵機(jī)組啟動(dòng)；當(dāng)水箱高溫信號送至熱泵機(jī)組時(shí)，熱泵機(jī)組停機(jī)。水箱補(bǔ)水電動(dòng)閥定時(shí)打開，當(dāng)水箱內(nèi)水補(bǔ)滿后浮球閥關(guān)閉，水箱定時(shí)時(shí)間根據(jù)客戶實(shí)際情況設(shè)定。電加熱組投入量根據(jù)智能控制系統(tǒng)內(nèi)設(shè)定的投入環(huán)境溫度及投入時(shí)間參數(shù)自行投入。水箱內(nèi)設(shè)極低液位保護(hù)裝置，當(dāng)水箱內(nèi)液位低于液位保護(hù)裝置下限時(shí)，電加熱組斷開，電動(dòng)閥強(qiáng)制打開補(bǔ)水；當(dāng)水箱內(nèi)液位達(dá)到液位保護(hù)裝置上限時(shí)，保護(hù)狀態(tài)消除。六樓高、低區(qū)熱水循環(huán)泵定時(shí)啟動(dòng)，定時(shí)時(shí)間根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定。
3、方案設(shè)計(jì)論證
1）、項(xiàng)目概況
根據(jù)用戶提供的數(shù)據(jù)，1#樓住宿人數(shù)為1808人，用水為46噸（55℃）；2#樓住宿人數(shù)為1436人，用水為40噸（55℃）。為充分利用低谷電，設(shè)計(jì)熱泵加熱時(shí)間為8h（00：00～08：00）。
2)、設(shè)計(jì)參數(shù)：
1、熱泵選型溫度：環(huán)境溫度5℃
2、電輔助加熱選型溫度：環(huán)境溫度0℃
3、冷水溫度：環(huán)境溫度5℃，冷水計(jì)算溫度5℃
環(huán)境溫度0℃，冷水計(jì)算溫度3℃
4、熱水溫度：60℃
5、熱水量：1#樓，46噸 2#樓，40噸
6、熱水加熱時(shí)間：8h
7、電輔助加熱設(shè)備效率：0.95
8、熱損耗系數(shù)1.05
3）、熱量計(jì)算
1、環(huán)境溫度5℃
1#樓：
50噸×1000kg/噸×（60℃-5℃）×1.05×1kcal/kg·℃÷860kcal/kwh÷8h=420kw
2#樓：
36噸×1000kg/噸×（60℃-5℃）×1.05×1kcal/kg·℃÷860kcal/kwh÷8h=302kw
2、環(huán)境溫度0℃
1#樓：
50噸×1000kg/噸×（60℃-3℃）×1.05×1kcal/kg·℃÷860kcal/kwh÷8h=435kw
2#樓：
36噸×1000kg/噸×（60℃-3℃）×1.05×1kcal/kg·℃÷860kcal/kwh÷8h=313kw
4）、主設(shè)備選型
1、熱泵選型
根據(jù)用戶提供的相關(guān)圖紙及指定的放置位置，建議選用我司空氣源熱泵熱水機(jī)組KRS-850/G-B。該型熱泵在環(huán)境溫度5℃時(shí)額定輸出功率為26.2kw，則：
1#樓：16臺
2#樓：12臺
2、電輔助加熱設(shè)備選型
KRS-850/G-B空氣源熱泵在環(huán)境溫度0℃時(shí)額定輸出功率為21.9kw，制熱水溫度為50℃。根據(jù)以上性能特點(diǎn)，建議電輔助加熱設(shè)備選型如下：
1#樓：電輔助加熱設(shè)備功率：200kw
計(jì)算如下：
熱泵總輸出功率：22.3kw/臺×16臺=356.8kw
熱泵與電輔助加熱設(shè)備共同加熱時(shí)間：
50噸×1000kg/噸×（50℃-3℃）×1.05×1kcal/kg·℃÷860kcal/kwh÷（356.8 kw＋200 kw ×0.95）=5.2h
電輔助加熱設(shè)備單獨(dú)加熱時(shí)間：
50噸×1000kg/噸×（60℃-50℃）×1.05×1kcal/kg·℃÷860kcal/kwh÷（200kw ×0.95）=3.2h
則全部加熱時(shí)間=熱泵與電輔助加熱設(shè)備共同加熱時(shí)間＋電輔助加熱設(shè)備單獨(dú)加熱時(shí)間
=5.2h＋3.2h
=8.4h（用戶提供熱水加熱時(shí)間）
2#樓：電輔助加熱設(shè)備功率：180kw
計(jì)算如下：
熱泵總輸出功率：22.3kw/臺×12臺=267.6 kw
熱泵與電輔助加熱設(shè)備共同加熱時(shí)間：
36噸×1000kg/噸×（50℃-3℃）×1kcal/kg·℃÷860kcal/kwh÷（267.6 kw＋180 kw ×0.95）=4.5h
電輔助加熱設(shè)備單獨(dú)加熱時(shí)間：
36噸×1000kg/噸×（60℃-50℃）×1kcal/kg·℃÷860kcal/kwh÷（180 kw ×0.95）=2.4h
則全部加熱時(shí)間=熱泵與電輔助加熱設(shè)備共同加熱時(shí)間＋電輔助加熱設(shè)備單獨(dú)加熱時(shí)間
=4.5h＋2.4h
=6.9h（用戶提供熱水加熱時(shí)間）
5）：輔助設(shè)備選型
1#樓：
水箱：
根據(jù)用戶要求制熱水的方式及特點(diǎn)，建議水箱有效容積為實(shí)際用水量，即50噸。另根據(jù)用戶提供的圖紙及指定的放置位置，建議水箱分成兩個(gè)，每個(gè)水箱的尺寸為：5000×3000×2000
循環(huán)水泵：8臺，四用四備
額定流量：30m3，額定揚(yáng)程：25m，額定功率：4kw
建議型號：TD65-22/2
2#樓：
水箱：
根據(jù)用戶要求制熱水的方式及特點(diǎn)，建議水箱有效容積為實(shí)際用水量，即36噸。另根據(jù)用戶提供的圖紙及指定的放置位置，建議水箱分成兩個(gè)，每個(gè)水箱的尺寸為：5000×2500×2000
循環(huán)水泵：8臺，四用四備
額定流量：22m3，額定揚(yáng)程：23m，額定功率：3kw
建議型號：TD65-18/2
6）、KRS-850/G-B型空氣能熱泵熱水機(jī)組技術(shù)參數(shù)表。
4、施工過程紀(jì)要
5、項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)對比
2007年9月～2008年1月新學(xué)生公寓投入使用以來，學(xué)生熱水使用量如下表（表1）
從上面的數(shù)據(jù)可以看出，空氣源熱泵可以節(jié)約大量的費(fèi)用，而且設(shè)備運(yùn)行時(shí)無污染，也響應(yīng)目前國家提出的建設(shè)“節(jié)約型社會”和“綠色中國”的號召。
責(zé)編：dhl
