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家庭住宅类

家庭住宅冬季采暖、夏季制冷解决方案

更新时间  2021-02-02 08:44 阅读
家庭中央空调系统
一、 工程概述
家庭住宅冬季采暖、夏季制冷案例
项目名称:家庭住宅           
项目地址:河北省 
总建筑面积:  320 m2               
采暖面积:280 m    
房型:住宅型楼房         
墙体:外墙37 CM,外墙保温 
热源设备:超低温空气源热泵      
功能需求:冬季采暖、夏季制冷
末端系统设备:地暖盘管、风机盘管
二、 设计思路
cad图纸
该住宅地处远郊,没有市政供热、燃气管路,燃煤采暖会对周围环境造成污染,影响房屋美观,易有粉尘,使用也不方便,该客户属于高收入私企业主,冬季对于温度要求25℃以上,夏季要求24℃,该住宅区域包括主人房、两间客房、老人房、两个儿童房、两个书房、两个客厅一个餐厅。
 
根据别墅个房间需求,该方案热源采用空气源热泵,匹配的采暖末端有地暖和风机盘管,家中有老人,地暖是最好的选择。因为地暖的热量自下而上,首先加热人的双脚,最符合中医提倡温足而顶凉的养生理论。此外,空气源热泵地暖加风机盘管均可以分户分室控制,别墅房间众多,可以在每个房间设置独立的温控器,对于经常住的房间,可以设置最舒适的温度,对于闲置的房间,则可以调低温度,减少不必要的浪费。
风机盘管室内安装
三、 空气源热泵原理
  空气源热泵,也称空气能热水器,是采用制冷原理从空气中吸收热量来制造热水的“热量搬运”装置。通过让工质不断完成蒸发(吸取环境中的热量) →压缩→冷凝(放出热量)→节流→再蒸发的热力循环过程,从而将环境里的低品位热量转移到水中,全天候(不受气候变化的局限)供应50度-60度的热水。可完全取代电加热采暖、燃气热水采暖、燃煤锅炉采暖、等热水采暖设备,作为第四代的热水器,空气能热泵热水器确实做到了高舒适用水和节能的完美结合体。
空气源热泵原理
四、计算参数
表1 冬季室外设计计算参数
季节参数 平均最低温度 极寒最低温度 相对湿度% 室外平均风速(m/s) 大气压力KPa
冬季 
 
-7 -15  55 1.5 102
 
季节参数 平均最低温度 最高温度 相对湿度% 室外平均风速(m/s) 大气压力KPa
夏季 
 
27 34  55 1.5             102





表2冬季室内设计计算参数
参数 室内温度(℃) 相对湿度% 气流速度(m/s)
冬季
 
25±2 45 ≤0.3
夏季 22±2 45 ≤0.3
       
 
 五、供热热负荷计算
家用中央空调室内设计
超低温空气源热泵选型,依据《采暖及通风空调设计手册》家庭采暖热负荷由外围护结构和内围护结构的基本耗热量及其附加耗热量和冷空气渗透耗热量组成,根据冬季室外温度参数设计单位热负荷指标为100W/㎡。
热负荷确定:
            Q1=280×100=28kw
房间 冷量 面积 总负荷 末端选型 末端冷量
主卧 120w 25 3kw FP-85-WA 4.5
客房X2 120w 40 4.8kw FP-68-WA 3.6
老人房 120w 23 2.76kw FP-68-WA 3.6
儿童房X2 120w 40 4.8kw FP-51-WA 2.7
餐厅 180w 30 5.4kw FP-136-WA 7.2
客厅X2 160w 90 14.4kw FP-170-WA 9.0
书房X2 80w 30 2.4kw FP-68-WA 3.6
合计 38kw    
主机选型 15匹 45kw
 
结合建筑物特点及气候条件,配置超低温空气源热泵在平均最低温度-7℃的工况下输出热量应≥38kw才可满足使用要求。
六、 运行费用的分析
设备 超低温空气源热泵 燃气锅炉(天然气) 燃煤锅炉
能源热值 860大卡/度 8000大卡/立方 4500大卡/公斤
能效比 ≥270% ≤80% ≤50%
实际热值 860大卡/度×270% =2322大卡/度 8000大卡/立方×80% =6400大卡/立方 4500大卡/公斤×50% =2250大卡/公斤
同样制取28kw热量的费用对比
1kw=860大卡
(28×860)÷   2322大卡/度≈ 10.3度电/小时 (28×860)÷6400大卡/立方≈3.7立方气/小时 (28×860)÷2250大卡/公斤≈  10.7公斤/小时
能源单价 0.52元/度 2.7元/立方 0.8元/公斤
日运行8小时费用对比 10.3度/天×8小时×0.52元/度≈
42.8元/天
3.7立方/天×8小时×2.7元/立方≈  79.9元/天 10.7公斤/天×8小时×0.8元/公斤≈ 68.4元/天
年运行费用 42.8元/天×120天=5136元/年 79.9元/天×120天=9588元/年 68.4元/天×120天=8217.6元/年
 
七、 系统原理
空气源热泵通过极少的电能吸收空气中大量的低温热能,经过压缩机的压缩变为高温热能,传递水中将水加热,热水通过地暖管用于供暖。
空气源热泵系统原理
空气源热泵是通过热泵机组将回收来的低压冷媒压缩后变成高温高压的气体排出,随后冷却下来的冷媒在压力的持续作用下变成液态,经膨胀阀后进入蒸发器,由于蒸发器的压力骤然降低,因此液态的冷媒在此迅速蒸发变成气态,并吸收大量的热量。在风扇的作用下,大量的空气流过蒸发器外表面,空气中的能量被蒸发器所吸收,空气温度迅速降低,变成冷气排进风机盘管提供制冷服务。
  冷、暖的动力是免费的空气热能,只需在吸收空气热能时消耗稍许的电力,而热效率高达270%-430%,与传统能源相比,不仅热效率高,还避免了使用化工能源造成污染物排放,做到了节能环保双重功效。
  采取物理工作方法,整个供暖过程不会有有毒气体产生,并且在这个过程中水电分离不会产生漏电事故,不受环境影响,无论是阴雨天还是寒冷冬季,空气源热泵机组全智能控制自动运行无人看管,最高水温可达到60℃。
八、 设计依据
1、 根据气象资料; 
2、《热泵供热系统设计、安装及工程验收技术规范》(GB/T8713-2002);
3、《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》(GB50242-2002);
4、《空气源热泵采暖和热水系统的设计与安装》GB/T15513-1995;
5、《低温热水地板辐射供暖技术规程》北京市建设标准DBJ-T 01-49-2000;
6、《建筑给水排水设计规范》(GB/T50015-2003);
7、《给水排水制图标准》(GB/T50019-2003);
8、《采暖及通风空调设计手册》
9、《城市区域环境噪音标准》;
本设计是根据当地气候、环境和建筑进行计算后,对某一房间或空间内的温度、湿度、洁净度和空气流动速度等进行调节与控制,从而为用户创造安全环保、舒适节能的和谐环境。
卧式暗装风机盘管
空气源热泵

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