长沙雨花外国语学校空气能热水系统设计方案.doc

长沙民政学院2012届毕业生 毕 业 设 计 摘 要 本次设计的是长沙雨花外国语学校热水系统。针对该综合大楼的功能要求和特点，以及该地气象条件和热水器要求，参考有关文献资料对该楼的热水系统进行系统规划、设计计算和设备选型。本热水系统的设计根据逆卡诺循环，用极少的电量，力求达到经济节能、舒适、方便、实用、安全，并尽可能满足用户要求。关键词：热水系统，逆卡诺循环，经济节能，方便安全；一 概 述1.1建筑概要设计任务是给长沙雨花外国语学校设计热水系统。构造是钢筋混凝土机构。建筑面积72000m，热水总面积30000m1.2空气能热水器定义：空气能热水器，又称热泵热水器，也称空气源热水器，是采用制冷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，从而将环境里的热量转移到水中。1.3工作原理空气能热水器是按照“逆卡诺”原理工作的，将沸腾的液体传导热量到室内的储水内。再将热量释放传导到水中。 1.4设计参数规定环境温度为15，进水温度20，出水温度55。1.5逆卡诺循环基本原理 高温高压气态制冷剂经膨胀机构节流处理后变为低温低压的液态制冷剂，进入空气交换机中蒸发吸热，从空气中吸收大量的热量 二 产品说明志和循环空气能热水机组特点1、更高能效，费用更省（一）业内首创直热式设计，有效降低机组负荷，减少耗功。行业领先的COP，高达4.6（最高5.7）（二）优化系统设计，能效更高；专门设计的冷媒循环流路，换热效果更佳（三）进口高效柔性涡旋压缩机，运行稳定效率高日本著名品牌大金专利产品柔性设计，抗液击能力强，低温运行可靠性高专有的气平衡和油平衡设计，保证机组稳定运行 柔性涡旋压缩机解剖图（四）优化设计3D涡流风轮，低噪音，大风量2、控制全面，为管理节能提供平台（一）按需调节出水温度,可在4860内自由设定,减少热量损失。（二）按需设定产水量，水箱水位自由调节，避免热水浪费。（三）开机时间任意设定，满足错锋用电需求，进一步降低运动费用。3 、停电自动再启动，使用更省心即使在运行中断开，机组会记录断电前的运转状态，当电源恢复后自动回到原先的设定4、直热产水，循环保温，全天24小时供应高温热水（一）直热运行，出水温度高且恒定，避免高峰用水时水箱水温下降。（二）循环加热功能为水箱保温提供有效保证5、控制方便，一键到位调节、设定只需操作线控制上的按钮即可完成6、多种先进除霜技术组合，安全、高效过冬（一）专门设计的除霜流路，化霜更彻底、更干净（二）独有的二次节流降压技术，防止室外换热器结冰（三）低温防冻结技术，防止冷媒水侧换热器冻裂（四）业内独创低温冷媒加热技术，化霜时间缩短50%，有效延长机组产水时间 三 方案设计说明3.1设计说明：热水用量统计，据了解：长沙雨花外国语学校（学生公寓）日供水量40吨，根据用水量的大小我们将制作20吨保温水箱2个，参照机组的各项参数，配置直热加循环式10P型空气源热泵热水机组5台。3.2空气能高温循环机组配置长沙雨花外国语学校热水系统的设计必须按照最高峰期的热水系统用量进行设计，即按照每天40吨55热水用量进行设计。根据热水用量，进行供热水系统配置设备选型：3.2.1循环出水系统设计热泵的运行时间标况下为每天10小时，冬季运行时间每天16小时，选定主机能力每小时产水量应该4吨3.2.2设备选型配比：为了达到热水用量设计要求，热水机组能力每小时产水量应该4吨，故选择：品牌名称产品型号数量志和空气源热泵热水机组志和ZHE-SX-100HP5台1. 水箱容量选择为保证每天的最大供水量，水箱总容量为20吨的保温水箱2个。建议将水箱以及主机安装在室外。机器运行噪音低，不会影响人们的工作和休息。2. 参数说明：我们把40吨的冷水从5加热到55为例，现选用10p型机组5台，由机组参数可知，该5台10 p机组总额定制热量为182.75，总额定功率为42.5KW，已知电热值为860Kcal,那么机组初次运行需要的工作时间为：日用总热负荷为：Qn=401000（55-5）=2000000Kcal 2000000Kcal860Kcal/KWh（8.554.3KW）12.8h加热40吨水到55所需的电量为：12.88.55=540度每吨耗电量为：5404013.5度/吨每吨水的费用为：13.51.0=13.5元（本方案中电费以1.0元/度计算）那么，当夏天环境温度高的时候，热泵机组拥有更高的能效比，当把25冷水加热到55，每吨所耗的费用仅为8.0元当冬天环境温度低的时候，热泵机组性能稍微下降，把2冷水加热到55，每吨水所耗电量为14.3度左右，费用为14.3元。3.3热泵与其他产品运行成本分析各种加热设备生产40吨热水（1吨5的冷水加热至55，即温差50的热水需要50000千卡的热量为例）所耗燃料成本比较（以下价格如与当地价格有出入，应与实际数据不准）。比较内容加热设备志和热泵太阳能+电辅助燃油锅炉燃气常压锅炉电热常压锅炉热值860大卡/度860大卡/度10200大卡/公升8500大卡/立方860大卡/度热效率460%95%80%65%90%产1吨热水所需热量11.35千瓦30千瓦6.25公升10立方52.1千瓦燃料价格1.01.06.62.361.0加热1吨水费用（元）13.5304123.552.5每天加热吨数40吨40吨40吨40吨40吨每天加热成本（元）540120016409402100每月加热成本（元）1620036000492002820063000每年加热成本（元）194400432000590400338400756000人员管理无无有有无安全性安全可靠真空管易老化，有漏电现象存在燃油非常紧张有安全隐患有燃烧气体排放，有安全隐患电热管易老化，漏电等危险设备可靠性临时停电无碍系统供水真空管经常更换维修频率高3.4系统流程及说明：空气能高温循环机组安装示意图，电气线路图 3.5电气安装u 按国家布线规则进行安装。u 电源一定要使用额定电压及空调机组专用电源。u 电源线应有可靠固定，经免接线端子受力。u 电源线和连接线损坏后必须及时用专用电缆更换。u 必须安装可切断整个系统电源的空气开关和漏电开关。3.6主机电气安装机组外部接线图）适用于ZHE-SX-100HP、ZHE-SX-150HP注：无蓄热水箱系统则无蓄热水箱水位开关和放不阀2） 适用于ZHE-SX-100HP、ZHE-SX-150HP主模块上述接线图中，热泵机组为ZHE-SX-100HP型号所适用，按照各项参数专业制作。3.7系统说明3.7.1当保温水箱的水位低于液位控制器的设定点时，热泵启动，直接补55热水至水箱；3.7.2当水箱水位到达液位控制高处时，热泵停机；当用水时，热泵水箱液位降低，热泵重新启动。3.7.3当水箱内温度低于设定的保温温度时，热泵启动，水箱内部的水回到主机循环加热到设定温度； 四 主要部件及规格4.1.日本大金进高效柔性涡旋压缩机4.2.不锈套管式换热器4.3.保温储水箱水箱内外胆采用锈钢材料，其中内壁不锈钢厚度1.2mm，外壁厚度1.0mm，保温层厚度60mm，罄体聚氨酯发泡保温工艺；内胆采用压筋电阻缝焊工艺，焊缝经防腐处理，能确保长期使用不会漏水。水箱保温效果24小时温度下3。水箱底部设有排污口，箱内设有楼梯及检相待孔。4.4.保温水箱支架材料：槽钢或工字钢4.5. 其他部件表热水系统安装工程预算表保温水箱泉来10T圆桶形不锈钢保温水箱：内胆304食品级不锈钢材质，内胆厚度0.8mm,外胆SUS201不锈钢板冲压成型，厚度0.5mm.中间聚氨酯整体发泡，厚度50mm2个增压泵钱泉2个循环泵钱泉2个水管工程及配件金杯冷水管DN406根金杯热水管DN326根金杯回水管DN256根保温材料、锡箔纸防护1套金杯活接、内外螺纹直接、球阀等2项金杯电源线系列12mm3，10 mm3，6 mm32项德力西微电脑控制箱1套余姚 电磁阀2个电辅 朝明CMDF-3/CMDF-10002根 五 空气能热水器安装整体安装程序分三个部分同时进行，空气源热泵为一部分，管网为一部分，智能用水管理系统和淋浴系统为一部分。主机安装流程如下：现场考察-放线-核对尺寸-主机基础定位-储水保温箱基础定位-保温水箱制作与安装-水管定位、制作、安装-其它配件定位安装-主机安装、水管连接-清洗系统-灌水试压-水管保温-电气连接-调试。设备安装施工方法及要求：1） 热泵热水机组安装A、 核对设备的名称、型号、规格、包装箱号、箱数并检查包装情况。B、 检查随机技术资料及专用配件是否齐全。C、 热泵热水机组可安装在楼顶或地平面上，热泵热水机能安装时要与邻墙保持适当的距离，以免阻止空气流通，影响热泵热水机组制热效果，同时也便于检修。D、 热泵热水机组运行时具有一定的震动与噪音。热泵热水机组安装时要牢固、可靠，底部水平放置、倾斜角不大于5度。机组可直接用螺栓固定在主机基础上。主机基础可用水泥预留排水道，出可用角钢制作托架加防震橡胶热，置地平面上，底部要能承受机组运行的重量。E、 热泵热水机组如需安装减震装置，应严格按照设计要求的型号、数量和位置进行安装、找正找平。F、 热泵热水机组开箱检查，设备不应有缺件、损坏和锈蚀等情况，管口保护物和填盖应完好；G、 热泵热水机组不可靠近易燃、易爆、有明火、有污染、腐蚀气体、灰沙、落叶等的地方。2） 储水保温水箱安装A、 储水箱采用方形的保温水箱（保温水箱内层采用60mm厚保温层）。安装储水箱时内外层不锈钢表面不宜划损（如有内外层不锈钢表面刊损要涮油漆）B、 方形保温水箱安装时，保温水箱基础可用混凝土结构或用槽钢制作托架高出地平面200mm以上（能承受水箱灌水后重力），槽钢托架要涮防锈油漆。C、 保温水箱定好热泵热水机组进出水管口，供热水的出水与回管口，补冷水管口。3） 水管安装A、 热泵热水器水管安装符合冶金部颁发的“室内卫生工程施工及验收规范”B、 水管安装按施工图纸规定水管大小安装。C、 水管安装前清除管内杂物，管道可拆卸的连接置于检修的地方。D、 各设备这间连接的管道其倾斜度和坡向符合设计要求。E、 热泵热水机组的布置和水管走向，根据现场实际情况，我们与用户进行协调，原则上以布置美观、节约成本、便于维修、不对机组运行产生任何不利影响。4） 水泵安装A、 水泵基础用混凝土或角钢制作托架并高出地平面100mm以上，预留排水沟，水泵固定在基础上并安装水平。B、 水泵安装进出口方向不能反装。5） 阀门安装A、 阀门的安装位置、方向、高度符合设计要求，不得反装。B、 自动排气阀方法正确、排放口朝向安全地带。6） 电气安装A、 热泵热水机组的电线采用PVC线管套。B、 电线布置不靠近潮湿的地方。7） 试压并清洗水管系统A、 水管系统采用灌水试验压力。B、 用水冲洗水管达到没有杂物、干净为止，并拆洗Y型过滤器。六 设计小节三个月的毕业设计就快完成了，第一次从事这样的设计工作，学到了很多专业方面的知识，同时也认识到了自己的不足。此次设计过程中还是有很多的收获。感谢公司很多同事给了我很多的指导和帮助，也感谢我们这一组每位同学的不懈努力和分工合作，让这次设计圆满结束。这次设计让我意识到了在进行专业设计的时候团