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美的空气能恒温泳池工程设计案例

文章出处:未知 人气:发表时间:2018-08-31 09:29

一、项目概述


工程名称:湖南某泳池恒温系统工程
项目地点:湖南长沙
项目现状及参数:
该项目位于湖南长沙,基本情况:室内泳池恒温系统工程,泳池平均容积: 630立方米,泳池水体表面积:350平方米。

二、 方案设计

2.1设计依据

a.《建筑给排水设计规范》GB50015-2003
b.《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》 GB50242-2002
c.《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003
d.《热泵热水系统选用与安装》06SS127
e.《空气能热泵热水机技术手册》(商用系列)》(JZ-07-07A)
f.《游泳池给水排水设计规范》CECS 14:89
g.《体育建筑设计规范》JGJ 31—2003

2.2设计参数

1)游泳池容量:630 m³;
2)游泳池表面积:350㎡
3)泳馆室内环境温度27℃,水温27℃
4)当地春秋季自来水温(最低值):15℃
5)当地冬季自来水水温(最低值):5℃
6)要求全天侯保持水温恒定在27℃,设计取27℃

2.3热泵机组计算选型

泳池热量计算包括两部分,第一部分为泳池初次加热热量计算Q1,第二部分为泳池日常恒温热量计算Q2
2.3.1、初次加热需热量
“初次加热”是指泳池建成或大修灌水后的加热,也包括泳池因各种原因停运一段时间后的加热。
初次加热热量Q1计算公式:Q1=Qc + Qs。Qc为升温所需热量,Qs为水表面蒸发损失的热量。
Qc=Mρ(Td-Tf)/Th
其中: M——泳池总水量(kg);
   ρ——水的密度(kg/L);
   Td——游泳池和水上游乐池的池水设计温度(℃)
   Tf——游泳池和水上游乐池的初始水温(℃);
   th——加热所需时间,宜采用24~48h。
Qc=630×1000×1×(27-15)/48=157500kcal /h≈183KW(除以860=KW)
2.3.2、水表面热损失Qs
水池每平方米水面积平均热损失概略值(kj/h)
室内气温( ℃ ) 5 10 15 20 25 26 27 28 29 30
室内游泳池 2345 2177 2010 1842 1507 1465 1382 1340 1256 1172
室内泳池耗热量的确定:设计室内环境温度27℃,泳池恒温过程中所需要的热量计算如下:室内泳池中每平方米水面积平均热损失略值(kj/h)(已经包括水面蒸发损失;池水表面、池底、管道、池壁、管道和设备的传导热损失)

Qs=1382×350=483700kj/h=134kw/h (除以3600=KW)
则初次加热热量Q1=Qc + Qs = 183+134=317 kw/h
② 日常恒温需热量Q2。即维持泳池实际水温恒定在设计温度所需的热量:
   Q2=Qs+Qf
其中:Qs——水表面热损失的热量,计算方法同上;
   Qf——游泳池和水上游乐池补充新鲜水加热所需的热量,应按下式计算:
Qf= qb·ρ·(tr-tb)/T
其中:qb——泳池每日的新增水量,L;
   ρ——水的密度(kg/L);
   Tr——游泳池和水上游乐池的池水设计温度(℃);
   Tb——游泳池和水上游乐池的新增水水温(℃);
   T——加热时间,宜按热泵每天运行时间确定,最大不超过18h;
由于水的蒸发,游泳者运动损耗的水量。及循环消毒产生的污水等,对室内公共游泳池每天补充水量B为整池水量的3-5%。泳池新增水温度选取说明:冷水选取5℃
Qf=630×0.05×1000×1×(27-5)/18=38500kcal /h≈45KW(除以860=KW)
则日常恒温需热量 Q2=Qs+Qf =134+45=179kw/h
2.3.3、热泵选型
由上述计算可知:
保温所需的负荷:179kW,初加热需要负荷:317kW;
选用美的空气源热泵:单台LRSJ-450/SY-820在日平均气温为15度的工况下,制热量为37kw,则按照初次48小时将泳池水加热,总共需机组台数为317/37=9台,即选用9台。
在实际工程中,初次加热量大于日常热损耗量,所以一般只需计算初次加热量来确定热水机型号和数量。
2.3.4、极端恶劣天气运转校核
冬季最冷月月平均气温在5℃左右,在该工况下LRSJ-450/SY-820的制热量为30kW,计算出热泵机组亏欠的热量为:
热量计算:Q亏=Q恒温 - Q热泵×n
= 179kW - 30kW×9台 < 0
可知,热泵系统制热量充足,不需要增加电辅助加热装置,即可保证泳池温度。

三、产品介绍

中温循环热水机组系列  
     
美的空气能热泵热水机组是美的集团倾力打造的节能、环保型第四代热水设备,是在充分吸收制冷空调领域最新发展技术基础上进行设计与制造,采用世界著名制造商生产的高品质冷媒系统自控元件,且进行合理组合,从而使机组更加节能、高效、稳定的运转。
产品结构紧凑,工程量少,占地面积小。安装简便,不需设专用机房。智能化管理,可实现全机系统自动化运行,不需专人值守。
美的空气源恒温热水机组结构先进,采用高效HCFC制冷剂,安全可靠,不存在污染、易爆、中毒等危险。是生产生活用热水、商业用水,投资小运行费用最低,节能最明显的制热设备。
美的空气能热泵热水机组广泛用于新建和改建的大小工业与民用建筑的热水设备,如宾馆、公寓、酒家、医院、部队、恒温泳池、浴场等。其主要特点为:
1.节能
由于机器所耗电能不是用于加热水,而是驱动机器从空气中搬运热量而生产热水,故其比电热水器及电锅炉可以节约75%的能源。与燃气热水器或锅炉相比,可以节约50%以上的能源。与燃油锅炉相比,可以节约70%以上的能源。
2.环保
美的空气源热泵热水机使用的能源为电,故其对环境产生的是零污染。而传统燃气、燃油热水器或锅炉存在各种燃烧产物(如COX、NOX、SOX),均对环境产生危害。另外,热泵热水器从空气中吸收热量加热水,没有消耗一次能源,在没有热污染(热排放)的同时,有利于缓解全球的温室效应。
3.安全
与传统热水器、锅炉相比,热泵机组运行中不产生任何有毒有害的燃烧产物(如COX、NOX、SOX),没有中毒的危险。同时,热水系统完全水电分离,不存在漏电触电等危险。
强大的微电脑自动控制系统
美的热泵热水机采用自主研发的高性能PLC线控技术,确保机组安全、经济、高效、稳定运行。
○冬季水系统防冻功能
○工作模式控制
○先进的微电脑自动控制系统具有强大的自我保护和故障诊断功能:
压缩机高低压保护
保证压缩机在允许的运转范围内运转,保证压缩机的运行寿命
空气保护开关
防止因电路过流引起的意外发生
电源逆(缺)相保护
保护压缩机不会在电源缺相和反相的情况下运行而导致损坏
欠压保护
保护压缩机由于电压过低而损坏
机组冬季水系统防冻保护
防止冬季室外温度过低时水系统结冰膨胀而导致蒸发器、水管等元器件损坏
频繁启动保护
保护压缩机不会因为系统故障引起的频繁启动而烧毁损坏
压缩机过流(过载)保护
保护压缩机在恶劣工况下运行时不会因为过大的电流而烧毁
压缩机排气温度保护
保证压缩机在允许性能条件下安全运行
机组防过热保护
保护压缩机不会因为缺少冷媒或缺油运行而导致机组烧毁
电辅热功能保护
保证电辅热元器件的充分散热以避免电辅热的温度过高烧毁
水流开关保护
保证机组不会因为缺水无法进行换热而导致压缩机烧毁和水泵空转烧毁
传感器故障保护
保证传感器回传的数据准确无误,以免控制系统由于信息错误而产生误动作
模块化设计,自由组合,设计、安装随心所欲
模块化设计思路,单台控制主板最多可以控制16台机器,其中一台为主机,其余15台为从机,所有控制信号(温度、水位)只需送入主机即可,避免不必要浪费。主机可根据水温及水位的检测数据对机器的运行及停止进行控制,此外,针对模块运行的特点,主机可以平衡各模块机的运行时间达到均衡作用。露天的设计理念,使得我们可以抛弃传统锅炉设备的安装房间,另做它用。而机器只需要安装在通风的室外即可,不需要特殊处理。当然,为了更好的保护主机,如果有必要的挡雨措施将有效延长主机使用寿命。
A.热水初温及恒温加热系统,热水机组、热水循环泵连锁控制;                                
B.在恒温系统的进水管上设有水温传感器,当检测到水温过低后启动循环水泵,系统检测到水流正常后启动主机进行加热,达到设定温度后,停主机、水泵,完成一个恒温过程。                    
C.模块启动后逐渐启动第二、第三模块,当检测到水温接近设定温度后,主机根据各模块的运行时间逐渐停止各模块的工作。达到温度后停止主模块的工作
模块组合式设计,容量可拓宽
机组采用模块组合式设计,可将多个热水机模块连接起来,机组可以连接16个独立单元模块(25、30、35kW模块)或8个双单元模块(55、60、65kW模块),制热量范围从25kW开始,可实现以5kW为台阶的延续递升(除40、45kW以外),组合后的一组模块机组的供热量最高可达560kW,从而做到25kW~560kW之间的宽容量拓展;同时每一个独立的模块都可以作为一个主机使用;当使用模块式组合机组时,每一个模块都可以作为辅机使用,设计安装灵活性极高。模块组合时相邻模块的水管可用橡胶接头法兰连接

 

控制接线:每个模块由若干模块单元构成,两单元之间的通讯线在出厂前已接好,而模块之间的通讯线需要现场连接,请将两端都带端子的两芯屏蔽线依次接入主、子模块电控箱的小三位接线座P、Q、E接线端子上,每个模块单元控制板的信息,都可以通过与主模块相接的线控器进行操作和显示。
组合方便,自动控制,按需供热
模块组合时,只需要将室外机组的水管互相连接,并把模块之间的通讯接口以两芯屏蔽线连接起来即可。先进的微电脑控制系统将自动实现机组的无
 
级能量调节,并使模块单元之间的负荷均匀分配,使得机组总是处在最佳运行状态,不会消耗无谓的能量,做到“按需供热”。




四、运行成本分析

各种供热方式特性比较表
供热方式 热泵热水器 燃油/汽热水炉 电热水炉
使用能源 轻柴油液化汽
危险性
环保影响 无污染 污染严重 无污染
设备使用寿命 10-12年 5-8年 5-8年
外部环境影响
安装场所 天台 专用房 专用房
占地面积
安全性能 安全可靠 易燃、易爆品 加热管老化、漏电
噪音
控制方式 自动 有证技工2-3人 有证电工1人
人工费开支 无须专人 2-3人人工费 1人人工费
其它费用 年检及审批费 年检费

以下对比按每吨水为例,运行费用及经济效益分析:
水的比热(Kcal/(Kg*℃)) 1
水温差(15℃—55℃)) 40
日需水量(Kg) 1000
热量值(Kcal)=水的比热(Kcal /(Kg*℃))*日需水量(Kg)*水温差(℃) 40000
供热方式 天然气
锅炉
人工煤气
锅炉
燃油锅炉 液化气锅炉 电   热 美的热泵
燃料 天然气 人工煤气 柴油 液化气
燃烧值 8700 4000 10300 24000 860 860
单位 Kcal/(m3*h) Kcal/(m3*h) Kcal/(Kg*h) Kcal/(m3*h) Kcal/h Kcal/h
效率(%) 70% 70% 75% 80% 95% 420%
能源需求量 6.6 14.3 5.2 2.08 49 11.07
单位 m3 m3 kg m3
燃料单价(元) 3.60 2.10 5.50 16.00 1.0 1.0
单位 m3 m3 kg m3
燃料总价(元) 23.8 30 28.6 33.3 49.0 11.07
运行费用(元/年) 8568 10800 10296 11988 17640 3985
运行费用(元/月) 714 900 858 999 1470 332

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