别墅生活热水与采暖集成热工设计方案

1、别墅生活热水及采暖集成 热工设计方案第一章项目概况项目名称及性质别墅独立热工集成小系统（解决生活热水+冬季采暖用热能生产）项目所在地河南省新郑市项目的客户需求1、满足日常热水使用需求2、满足冬季采暖需求3、能够最大限度节约能源费用支出项目的现场情况1、屋顶、阳台施工空间充足，可满足采集器铺设2、冷水立管在室内卫生间3、房屋已入住，地暖管路已安装。第二章技术方案第一节气象概况项目所在地河南省新郑市经度东经113o21纬度北纬3443冬季最高月平均相对湿度77%大气压力752.68 mmHg冬季米暖计算温度-5 C空调计算温度-9 C冬季平均风速m/s3.4采暖室内设计温度22 C一、位置郑州位于

2、东经112 42-114 13、北纬34 16 -34 58，东西宽166公里，南北 长75公里，北临黄河，西依嵩山，东南为广阔的黄淮平原，东面是七朝古都东京开封市， 西面为十三朝古都洛阳市，南面是许昌市，北面为焦作市和新乡市。郑州市横跨中国二、三级地貌台阶，西南部嵩山属第二级地貌台阶前缘，东部平原为 第三级地貌台阶的组成部分，山地与平原之间是低山丘陵地带。郑州最高点位于登封市的 少室山，连天峰海拔约1512.4米；最低点位于中牟县韩寺镇胡辛庄，海拔 73米。郑州山 地面积约2377平方公里。二、气候郑州市属北温带大陆性季风气候，冷暖适中、四季分明，春季干旱少雨，夏季炎热多 雨，秋季晴朗日照长

3、，冬季寒冷少雪。郑州市冬季最长，夏季次之，春季较短。处于西部 浅山丘陵区的荥阳、巩义、新密和登封四市，年平均气温在1414.3 C之间。郑州年平均降雨量640.9毫米，无霜期220天，全年日照时间约2400小时。统计资料表明郑州市的平原和丘陵地区春季开始的时间大致在每年 3月27日，终止 于5月20日，历时55天；夏季开始于5月21日，终止于9月7日，历时110天；秋季 开始于9月8日，终止于11月9日，历时63天；11月10日至次年的3月26日为冬季, 长达137天。三、水文郑州境内有大小河流124条，流域面积较大的河流有 29条，分属于黄河和淮河两大 水系。黄河是郑州市主要的生活用水水源地

4、，黄河水从邙山干渠流入西流湖，经过柿园水 厂的提灌站，将水提升至尖岗水库。郑州水面面积约11.4平方公里。郑州市境内的汜水河和枯河是黄河的支流。汜水河分为两支，东支发源于新密市尖山乡田种湾村五指岭北坡，西支发源于新密市尖山乡巩密关村以北五指岭东牛旦山，汜水河上游东支建有仙鹤湖水库，西支建有峡峪水库。枯河古称“旃然河”。金水河为西南至东 北流向，金水经郭家嘴水库和帝湖水库（原金海水库）进入郑州市区。郑州市区的主要河 流有：索须河、魏河、贾鲁河、东风渠、金水河、熊耳河、七里河等。第二节设计依据热泵热水系统设计、安装及使用规范 CRAA 311-2009建筑给水排水设计规范 GB 50015-200

5、3（2009版）室外给水设计规范GB50013-2006建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范GB 50242-2002给水排水管道工程施工及验收规范GB 50268-2003给水排水工程管道结构设计规范GB 50332-2002建筑给水聚丙烯管道工程技术规范GB/T 50349-2005建筑抗震加固技术规程JGJ116-98建筑结构荷载设计规范 GB50009-2001民用建筑电气设计规范JGJ16-2008自动化仪表安装工程质量检验评定标准GB J131-90设备及管道保温技术通则 GB 4272-92建筑设计防火规范GB 50016-2006民用建筑供暖通风与空气调节设计规范GB 507

6、36 - 20122009全国民用建筑工程设计技术措施 _暖通空调动力..5.16.实用供热空调设计手册（第二版）第三节设计原则本工程根据客户意见和需求、现场的实际情况以及相关国家、地方标准，我们决定对 本项目米用下面的设计原则：一、安全性原则安全性原则是本项目全部设计原则的前提，是设备得以长久安全运行的基础，在本项 目的技术方案设计的过程中，考虑下列安全因素并在设计中采取相应措施。1. 采集器支架结构安全：平板采集器安装在阳台上，须保证安全。2电气安全：按低压配电设计规范的规定，结合本项目的实际情况，对各电器 部件、配电线路、安

7、全保护进行合理设计，确保设备的电气安全性能。二、适用性原则适用性原则是设备技术方案设计的前提，是设备正常运行的基础，在本项目的技术方 案设计的过程中，结合安全性原则和经济性原则，考虑下列使用需求并在设计中选择相应 技术措施。1、 基本热水需求：根据贵方提出的设计要求，结合建筑给排水设计规范，合理设 计采集器、水箱，满足热水需求；2、使用舒适性需求：根据贵方提出的设计要求，结合我们所掌握的相关产品、部件 产品知识，进行产品及部件的优化匹配，使设备能为用户提供舒适可靠的服务。三、经济性原则经济性原则是设备技术方案得以被采纳的前提，是设备能以经济能耗运行的基础，在 本项目的技术方案设计的过程中，在确

8、保安全性原则和适用性原则的前提下，结合设备投 资经济性和运行能耗经济性，通过计算得出最佳经济点，并在设计中采取相应技术措施， 确保设备技术方案属最经济方案。第四节技术方案及原理图一、技术方案根据设计要求，通过综合考虑，决定在屋顶向阳面安装20 m2超级平板型太阳能热水采集器。水箱安装在设备间，采用强制循环形式制取热水。洗浴通过水箱内换热盘管制取。采暖用热水经过太阳能水箱预热后采用燃气壁挂炉生产的热水。二、原理框图趙级半板 集拱模块幵成储礎水箱耶路掩测卜一采朕问路I分豁捽制2分略控制N釆暧回路忡 莎路控制31 采暖回舞3屯活热水使用端三. 系统工作原理说明1.热量生产：?本系统热量由两种设备生产

9、：第一种是太阳能集热器，第二种是燃气壁挂炉；?太阳能为主热源，当太阳能集热器收集到辐射能量后，将辐射能量转化为热能，并通过集热器的结构设计将热能传递给集热管里面的导热工质，系统会按照设计好的逻辑关系，适时启动集热循环泵，将经过加热的工质泵回水箱的换热器，由 换热器将热量传递给水箱里面的水体，最终的结果是太阳辐射能量将以热水的方 式被保存下来以供后面的系统使用；?太阳辐射能量并不稳定，在辐射能量不足的时候，系统会自动启动燃气壁挂炉进 行热量生产辅助，使用水端在使用时具有符合用户要求的热水使用；因为只是不 足时的辅助，所以系统使用燃气的时间和使用量都会大大减少，也就达到了节能的目的。?本系统具备高

10、效的过热防护措施， 在系统的水温高于设定值的时候，系统将停止 集热循环，保护用水安全。2. 生活热水供应：?使用生活热水时，对于本系统，只需要打开水龙头，如果温度偏高，用户混入一 定量的冷水就可以了，如果水温不足时，系统会自动启动辅助热源进行适量的补 温。3. 采暖热水供应：?本系统采暖主要推荐地暖盘管式采暖技术模式，如果系统需要，也可以采用风盘式；?用户启动系统的采暖功能之后，系统会根据用户所指定的系统模式进行相应的控 制，当设定在智能模式的时候，系统会自动检测各个房间的温度，并对各个房间 进行单独的回路控制，当任何一个房间的温度达到设定温度的时候，系统都将自 动关闭该房间的采暖回路以节约能

11、源；?当被设定成智能模式时，系统会自动检测房间人员情况，如果房间里面有人进入， 系统就会自动打开采暖回路，当检测到一定时间内没有人在房间里面后，系统会自动关闭该房间里面的采暖回路以节约能源（这种功能在晚上的客厅里面就很适 用）；?任何时候，手动操作都是优先被系统认可的，如果为了节能，手动打开或关闭某 个采暖回路，会得到系统立即响应。4. 系统安全：?全系统的所有户外金属构件将和房屋的防雷网络进行符合相关标准的有效连接；?控制系统及电路系统全部进行符合相关标准的带接地系统的设计；?燃气壁挂炉的安装、运行、维护都严格按厂家要求和相关的设计标准要求进行， 排气进行专业的防堵塞二次设计和两次检查；?本

12、系统在室外管道部分采用了防冻工质， 根据所采用的防冻工质的特点，既减少 了系统的蒸发，又避免了系统被冻坏的风险；?本系统进行有效的防过热措施，以防止热水烫伤发生，此功能对儿童来说尤其重 要。5.系统特点介绍：?系统运行稳定、可靠性高.原因是整个系统里面电磁阀门使用量非常少，只在每 个采暖里路里面各有一个，而且这个电磁阀门并不处于高温管路部分，整个系统也只使用了一台泵，而且这台泵在故障状态都不会造成系统失效，系统结构也非常简洁；?设备选型容易，每一种设备都是市场上常见的，每一台设备本身都可以选择到品 质可靠的产品，比如燃气壁挂炉是一台核心设备，德国进口的威能、博世都有使 用寿命非常高，能效非常好

13、的产品供应市场，在高端客户里面都具备非常高的接 受度，对于较低端的客户，市场上同样有一些国内知名品牌在生产类似的设备， 价格低很多；?系统成本不高，成本不高的原因主要来自于简洁的系统设计，设备少，成本自然 低。同时，系统的安装成本也比较低，因为简洁的系统设计，安装非常容易快捷；?对水质要求相对较低，因为使用了二次换热设计，所以水质对系统的影响非常小， 可以在一般的水体环境里面不使用前端处理，如果水质太差的环境，也只需要采 用较简单的水质处理设备进行处理；?太阳能的富余能源结合进入了采暖系统里面，本系统最大的特点是太阳能被充分 的利用了，在太阳能富余的情况下，可以用于采暖；?采暖回路便于使用分路

14、管理控制，分路设计的采暖回路在回路不需要采暖的时候， 可以随时（或智能）关闭，这样系统的节能效果将被大大提高。?本系统设置了具备很高智能程度的中央控制器， 这个控制器对系统的节能、稳定 运行起到了大脑的作用，是本系统的关键设备。第六节计算书、采暖负荷统计计算详见附件1生活热水负荷统计计算详见附件2三、热量计算几在采睡垂每夭奠:阳能舉拱的热能总虽Q& 7叽(h)kw.时/d!34, 0Q在采暧李毎天农阳能提供的热能总量kj/d122, 400. 0!A*系统太阳能集热器面积!20 1太刁扭存器系光老直吊平勻日豉肓平乂日太匪窃語蛊kj/m:12000In集热器全日集热敢率60% |管踣及贮水箱的熱

15、损失率13%|N在采暧垂每夭空薛熟水的毎要的热養池屋1 | i:。二 C 5 *（ T末T初）W.h(度131. 4|町1113. 01jjkJi 113,049Q生活热水的霍要的熱能总量iIJI 113, 049, 000 I匚一|水的比热|J/tkg. U) j4, 1S71ir-j水的质量或水的依积）ikg LT嵌一水的末温（或设计温度）t 60lr|水的初温1tj15| 1 1工采礙秦每天需晏燃气提棋的熱屋0气务+0水&2露婪烘气补充的熱量MJ=3B61一采Bia的热量町377|生活熬水霜要的热量町113太阳能生产的热蚩町122 |四、太阳能+燃气壁挂炉系统的费用计算采礙季每天需姜燃气

16、靈1v=Q 气c炉1iV.一一|所需燃气体积量Z12.391!霄宴燃气汁充的熱量町3&B4i天燃气气完全燃烧时的燃值nj7、33f%燃气璧挂炉的综合燃烧敢率-90%i-i岔每天的蟋气费用1P二VJD 单1i1P一一|毎天的燃气价格元31!%所需燃气休积重12.39jD?燃气单价元佃2.5i31& 个采屢奉的罐气总费用（金年费用）1Pg=P*Si i: 辛i1 j电一一个采暧季的燃气总叢用（与是一年的总费用）元2S 768IP每天的魅气费用元/天j30.93S采暖天数龙按3个月旳夭计算采暧季）天I90I:i五、燃气壁挂炉系统的费用计算7.星疲采用燃气壁琏炉时麻采侵奉生帝热水毎天的罐气耗匿:v=Q

17、 气c炉1iV.一一|所需燃气体积量Z3. 311a!生活熱水毎天的熱量需求町113|4i天燃气完全燃烧时的燃值nj7、331%燃气璧挂炉的综合燃烧敢率-90%j:1&星裁采用燃气壁輕炉时”非采漲季生話热水每天釣燃气费用1P二VJD 单1it:P毎天的燃气价格元丈52!%所需燃气体积量乩81|D?燃气单价元佃2.5!1沢星龜采用燃气壁推炉采醴奉每天需妾鑑气提供的熱董Iii亠鸟+孟rS!l uiiuMiii iiauliiMui込-一1需妾燃气补充的熱量i:3町j490jea-一|采Eia的热量|町j377-色 一主活热水需黄的热量|町|1131丨 丨 丨 110.追植釆用燃气壁隹炉釆暧奉每天的

18、燃气童 1V= JCg切炉:v=一一|所需燃气体积量16. 51j采暖季毎天的热fisss求町490|1天燃气完全燃烧时的燃值HJ/b*33|燃气壁挂炉的综合燃烧效率-90%1i邕独采用燃气壁桂炉1釆暖奉每天的燃气费用1P=V气*D单P草独采用燃气壁挂炉，每天的燃气賈用元41.28；%所需燃气体积量16.51jd7燃气单价元/於2.512.单穗采用燃气蹙桂如金年的燃气费甬IP=P/T1+P/(1-T1)UIIUfilJIlUMilllUMJ 1单独采用憾气壁挂炉，全年的曬气尋用元乩 2S4. 39 j1；来暖时间定义天90釆曦李每天的燃气费用元41.28j非采暖季生活热木毎夭的燃气费用元六、太

19、阳能+燃气壁挂炉系统VS单燃气壁挂炉系统的效益计算13.太阳能生产的戒益分析 miirriM iimmirw每年节约的裁用元3, 497单独采用燃气樂挂炉，全年的燃气费用元!6, 281j叮采用太阳能系统全年的燃气费用元2, 763j七、计算结论：综合以上的计算，可以得出结论:太阳能系统的节能效果显著有效第五节设备选型清单根据现场情况，可安装10台2.0*1.0平板式太阳能采集器，1000L水箱1台，主要材料清单如下表：成本造价表序 号名称规格单位数 量单价分项价 格1平板式太阳能采集 器2.0*1.0张104004,0002燃气壁挂炉博世（ZWB30-3A23S5523台11230012,3

20、003控制系统赛科赛思套122002,2004集热水箱1000L个150005,0005太阳能热水循环泵德国威乐RS15-6台13803806压力膨胀罐上海兀申5L个11801807排气阀DN15个125258闸阀DN15个315.7479过滤阀DN15个1151510集热循环管15项136036011橡塑保温管DN15+加铝皮外护项123023012太阳能防冻液丙一醇L251332513辅件批1350350总价25,412注：1、本报价清单为材料成本清单，不含人工、管理、税等成本；2、产品采用了最新的平板集热器，如果采用常规平板，成本将更高一些;30%左 右。3、这样的系统的人工成本比较大，

21、一般会占到系统造价的附件1 （以一个三层别墅为参照对象进行采暖负荷模拟）整个建筑采鹿热员荷总和（心：S.73F住宅一扃坐负荷计算表房编WRa嚣S室內 外算* 差Is里需ll里外1* 風僵入 耗烘重TES-F-后垦11kL-JFt AaQ&01or鬲Q2Inllrlm*cVw0wwwW户 型匚二nnue O 1卧宣a0i9g3.3370.2C73005-0.5 g OL.o o0.亲燔1252.一81420T0. 1A_T30Q590-dtH- ki&3.3370.20T30T050.o5 o -M001 aB57.93.63570.20730ora4o o0.D526 ZO22 0 2 JH房

22、1L- _L A96b3-3370.18T0._78.22773.59n-Gl9.6ooa619.6西隨夕112.5141116T 艮 zT o59 a0 o0Bn2厅9西S H k4 g593.3370T30M590.0010.西-QX67542.4220730s g aool10.15.,T-nJ15ST0.730.249.6*nF 一o .0aB.込96n2 0 4卧室S.Itr回ITT h. 夕546.33370.730J-Ha5 o -a59oool os西L555込5Ts -207305901o oG北315-5.3Jr0.20T0. -_T30.JI rn1050.5 o -o

23、o0.35.-IX5.357 a710.730oH1000.5365 T2 0 5 卫生问北“回tL- h. A736_匚i3370.730.5617050.s o -4.1-75o o 01- -1 5.7918-2a3T5ILL20T0. -_T30.n-J00 n-Uu住宅二层隸员荷计算表户LJL VI 42 01 卧 室东外埼9.183.930.3720-10.730.71104.28-0.0500. 9599.060.0099.0699.06东2.520-10.730.71139.26-0.0500 95132.290.00132.29101.67233 98北5

24、7.63.630.3720-10.730.71654.390.050LOS687.110.00687.11687. 11黠计1020.13202 厨东外墻6.9330.3718-10.728.7173.27-0.0500. 9569.610.0069 6169.61外窗2.1151.41.818-10.728.71108.49-0.0500 95103.060.00103.06103 06172.672 03 _1_S外埼5.943.930.3720-10.730.7167.47-0.0500. 9564. 100.0064. 10& 4. 10外命5.720-10.730

25、.71318.30-0.05Q0. 95302.380.00302.38152.50454.68总计518-902 04 卧 宣_E_ _s_ 北外境6.45330.3720-10.730.7173.27-0.0500 . 9569.600.0069.6069.60外裔2.520-10.730.71140.91-0.0500. 95133.870.00133.87101.67235.53外儁720-10.730.71173. T90.0501. 05182.480.00182.48182. 48热计487.62205卫 生间北夕卜埴

26、720-10.730.7171.560.0501 0575. 140.0075. 14T5. 1475. 14层 映 宅 住户02 0 1卧室东埴AZ8993337020730118 .2J41E5 g0.o o0.东25281 一4181A 一20730159oo o 0匕 Jd墙$80.1A63.337 d20710.T730JI050.E5 oo o d4IX9363340207301xoo1xo o o2 0 2厨房东963337 08147&21A59oo o n-西夕12.54811817&21A59006 g 1Ao o0.81A3633408117&211oo11o o0.2 Q 3客厅S西149593.3370207301476705 po59oo o 0.oAX76542.4281A20730.11o590o o 0.1Acd2932734 O207301aoo1Ao o n-2 0 4卧室直西墻 夕5463337 a207301A59oo o 0夕55571A81120710.730.1105-0.o590o o0.北墻 外