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河北省涿州市百尺竿鎮(zhèn)煤改空氣源熱泵,采暖季實測運行費用為18.6元/㎡
相信很多朋友或客戶都會問:空調和空氣源熱泵長得很像,且都能制冷制熱,那他們有什么區(qū)別呢?為什么在廣大的北方地區(qū),空氣源熱泵采暖成為政府首推和消費者的首選,而不是空調呢?
首先,兩者的原理是一樣的,使用側換熱介質不同。普通空調嚴格來說屬于“風冷冷熱風”設備,末端系統(tǒng)直接走氟,吹出的風冬天燥熱、夏天刺骨,這對人體健康來說是不宜的,俗稱“空調病”;而空氣源熱泵屬于“風冷冷熱水”設備,末端采用水循環(huán),可采用地暖、暖氣片、風盤作為散熱設備,在保證溫度的同時,也能滿足房間的濕度,較為舒適。
其次,普通空調大多屬于常規(guī)機,環(huán)境溫度到-7℃時壓縮機處于保護狀態(tài),即使通過調整參數使其工作,COP也很低,此時幾乎靠末端散熱器里電輔熱進行工作,耗電高;而魯禹空氣源熱泵在環(huán)境溫度-7℃時,COP=3.0,效率高,同樣的熱負荷耗電低。此外,兩者除霜上也有很大差異,這里不做贅述。
這也是為什么在采暖地區(qū)有空調的情況下,依然會采用暖氣片、地暖等作為冬季采暖的散熱裝置的原因,現在在政府“煤改電”的大力推廣下,空氣源熱泵扮演著重要的角色,對其的性能及使用效果要求極高,下面以河北省涿州市百尺竿鎮(zhèn)煤改空氣源熱泵的實際案例來說明。
1.工程簡介
本工程是河北省涿州市百尺竿鎮(zhèn)煤改空氣源熱泵項目,采暖面積共138㎡,雙層窗戶,37cm墻,層高3.3m,無外墻保溫,冬天地暖采暖,熱管間距20cm,原采用燃煤鍋爐采暖,室內溫度18~22℃。
2.設計思路
為減少客戶成本,充分考慮其室內系統(tǒng)原用,僅對熱源處進行改造?紤]甲方規(guī)劃及整體美觀,該項目空氣源熱泵整體位置在機組房附近。
3.設計依據
《建筑給水排水設計規(guī)范》GB50015-2009
《民用建筑采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范》GB50019-2012
《熱泵熱水系統(tǒng)選用與安裝》06SS127
《室外給水設計規(guī)范》GB50013-2006
《建筑結構載荷規(guī)范》GB 5009-2001
《全國民用建筑工程設計技術措施》
客戶提供數據及要求
4.設計參數
4.1室外計算參數
安裝地點:石家莊;
大氣壓力:冬季P=101740(pa);
采暖室外計算溫度to.w=-8℃;
室外平均風速:1.9m/s;
室外相對濕度59%;
計算采暖時間:11月15日到次年3月15日,共120天,如遇特殊氣候變化,提前供熱或延長供熱期限。
4.2室內計算參數
根據我國國家標準《全國民用建筑工程設計技術措施》2009JSCS-4 1.2.1得冬季采暖室內設計參數。
表1:長期逗留區(qū)域空氣調節(jié)室內計算參數
房屋使用功能 |
客廳 |
餐廳 |
臥室 |
衛(wèi)生間 |
冬季(℃) |
18 |
18 |
18 |
16 |
5.熱負荷計算
熱負荷計算包括圍護結構的耗熱量(包括朝向修正)和由門窗縫隙滲入室內的冷空氣耗熱量以及冷風侵入耗熱量,其中:
5.1圍護結構耗熱量
圍護結構的耗熱量應按下式計算:
5.2門窗縫隙滲入冷空氣的耗熱量
門窗縫隙滲入冷空氣的耗熱量應按下式計算:
外門布置狀況 |
附加率 |
一道門 |
65n% |
兩道門(有門斗) |
80n% |
三道門(有兩個門斗) |
60n% |
公共建筑和生產廠房的主要出入口 |
500n% |
注:n--建筑物的樓層數,本設計的附加率N=0.65n。
各房間計算熱負荷可采用(天正、鴻業(yè)、浩辰暖通軟件)進行計算。其中計算熱負荷為10.5KW。熱負荷也可以按該計算方法估算:
6.機組的選型及臺數
表3:房屋熱負荷匯總
建筑 |
空調面積㎡ |
負荷指標w/h |
熱負荷kw |
主機型號 |
數量 |
客廳 |
40 |
80 |
3.2 |
LYK-18RD制冷量:13kw,制熱量:12.5kw(-7℃),輸入功率:5.2kw |
1 |
10.88<12.5 |
1 |
|
|
||
餐廳+廚房 |
25 |
80 |
2 |
||
衛(wèi)生間 |
8 |
60 |
0.48 |
||
臥室1 |
25 |
80 |
2 |
||
臥室2 |
20 |
80 |
1.6 |
||
臥室3 |
20 |
80 |
1.6 |
根據計算,總熱負荷為10.88<12.5(-7℃),選用魯禹超低溫(-25℃)6P恒溫冷暖機組1臺。如后期遇到極端天氣、取暖效果不佳或面積增加再進行啟動水箱電加熱補充。
7.水泵選型
根據系統(tǒng)流量及最不利環(huán)路壓力損失計算(參考《民用建筑供暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范》計算方法)得出所需流量和揚程,同時保證系統(tǒng)3~8℃運行溫差,經查看原水泵流量及揚程皆滿足該項目使用。
其中流量計算可按下式計算:
8.系統(tǒng)優(yōu)勢
為考慮農村單相電電壓不穩(wěn)問題,魯禹空氣源熱泵6P機組采用“3+3”雙系統(tǒng),點擊啟動后,機組兩個壓機逐級啟動,間隔約30秒,使得6P機啟動變換成3P,有效降低啟動負荷。
該機組采用美國谷輪壓縮機,具有溫度保護、壓力保護等20項保護,時刻監(jiān)控機組運行情況,保證機組穩(wěn)定運行。同時采用特有的EVA噴氣増焓技術,可增加20%冷媒循環(huán)量,使一臺壓機實現雙級壓縮,制熱更強勁,-25℃正常啟動,-20℃時能效比高達2.08,達到業(yè)界先進水平。
其次,魯禹空氣源熱泵采用獨特的除霜技術(智能控制,有霜除霜,無霜不除),即減少熱量損失,也能降低運行費用。
9.運行費用
通過一個冬天檢測,室內采暖溫度才20℃左右普,運行數據如表4(平時電價0.52元,采暖季期間一度電補貼0.2元,共補貼10000度電)。
表4:采暖季運行費用
時間 |
11月 |
12月 |
1月 |
2月 |
3月 |
電量(度) |
728 |
2046 |
2418 |
2016 |
815 |
費用(元) |
233 |
654.7 |
773.8 |
645.1 |
260.8 |
合計 |
2567.4 |
||||
平均每平米費用/元 |
18.6 |