空气源热泵和地面辐射供暖技术手册.doc

1 111 第一部分第一部分 空气源空气源热泵热泵 第一章第一章 空气源空气源热泵热泵技技术术介介绍绍 所谓热泵 就是靠电能拖动 迫使热量从低位热源流向高位热源的装置 也就是 说 热泵可以把不能直接利用的低品位热能 空气 土壤 井水 河水 太阳能 工业 废水等 转换为可以利用的高位能 从而达到节约部分高位能 煤 石油 燃气 电能 等 的目的 类似于人们把水自低水头压送至高水头的机械称为 水泵 把气体自低 压区送至高压区的机械称为 气泵 在我国习称气体压缩机 因而把这种输送热 能的机械称为 热泵 因此 在矿物能源逐渐短缺 环境问题日益严重的当今世界 利用低位能的热泵技术已引起人们的关注和重视 空气源热泵的历史以压缩式最悠久 它可追溯到 18 世纪初叶 可以说 1824 年 卡诺循环的发表即奠定了热泵研究的基础 热泵的发展受制于能源价格与技术条件 所以其历史较为曲折 有高潮有低潮 但热泵发展的前景肯定是光明的 当前热泵研 究的方向是向高温高效发展 即开发高温热泵并最大限度提高 COP 性能系数 Coefficient of Performance 值 同时积极发展吸收和化学热泵等 空气源热泵热水机组的制造 推广和使用在我国只是最近 10 年的事 但由于其相 对传统制取热水设备的高效节能 环保 安全 智能化控制 不占用永久性建筑空间 等优点而引起了市场日益广泛的关注 热泵热水机组以清洁再生原料 空气 电 为能源 既不使用也不产生对人体有 害的气体 同时也减少了温室效应和大气污染 目前 在我国电力资源短缺的前提下 采用热泵热水机组制取热水 既能以最小的电力投入获得最大的供热效益 将热泵热 水机组放在建筑物的顶层或室外平台即可工作 省却了专用锅炉房 在设备结构上真 正实现了水 电分离 确保了用户的安全 第一节第一节 热泵工作原理热泵工作原理 热泵技术是基于逆卡诺循环原理实现的 通俗的说 如同在自然界中水总是由高 处流向低处一样 热量也总是从高温传向低温 但人们可以用水泵把水从低处提升到 高处 从而实现水的由低处向高处流动 热泵同样可以把热量从低温热源传递到高温 热源 所以热泵实质上是一种热量提升装置 热泵的作用就是从周围环境中吸取热量 这些被吸取的热量可以是地热 太阳能 空气的能量 并把它传递给被加热的对象 温度较高的媒质 2 111 热泵热水装置 主要由蒸发器 压缩机 冷凝器和膨胀阀四大部件组成 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 热泵热水机组工作时 蒸发器吸收环境热能 压缩机吸入常温低压介质气体 经 过压缩机压缩成为高温高压气体并输送进入冷凝器 高温高压的气体在冷凝器中释放 热量来制取热水 并冷凝成低温高压的液体 后经膨胀阀节流变成低温低压液体进入 蒸发器内进行蒸发 低温低压液体在蒸发器中从外界环境吸收热量后蒸发 变成低温 低压的气体 蒸发产生的气体再次被吸入压缩机 开始又一轮同样的工作过程 这样 的循环过程连续不断 周而复始 从而达到不断制热的目的 热泵原理示意图如下 热泵在工作时 把环境介质中贮存的能量 Q QA A通过蒸发器进行吸收 热泵本身做 功消耗的能量 有部分转化为热能 Q QB B 热泵循环工质在冷凝器中释放的热量 Q QC C等于 Q QA A Q QB B 由此可以看出 热泵输出的能量为机组做功产生的热能 Q QB B和热泵在环境中吸收 的热量 Q QA A 因此 采用热泵技术可以节约大量的电能 热泵的节能原理如下图所示 3 111 举例 TFS SKR760 S 机组 热泵系统输入功率 6 88 kW 周围环境温度 20 输出的制热功率却达到 31kW 这意味着热泵工作时从周围环境吸收了大量的免费热能 在此过程中 系统仅仅只消耗了 6 88 kW 的电能 却能等同于输入功率为 31kW 0 95 32 63 kW 的传统电热水器完成的工作 系统能效系数 COP 高达 450 COP 制热量 输入功率 该产品是利用热泵技术原理 在热泵系统的工作循环中 将免费能源 空气热 能搬运到水中 从而达到加热冷水生产热水的目的的一种高效 环保 节能型热泵产 品 它的最高热效率可达 590 年平均热效率可达 360 在制取低温 60 摄氏度以下 的热能方面 以消耗电能或燃料的化学能这种传统 方式已经开始逐步让位给热泵制热方式 因为在这一领域 热泵系统的制热效率可以 轻易的超出传统方式数倍以上 因此 制60 热水费用小于太阳能辅助电加热系统 比 电热锅炉节电80 比燃油锅炉节省耗能费用50 制热水量可以根据需求自动调节 适 温度范围在 10 50 的地区 本设备适用于宾馆酒店 饭店 度假村 泳池 桑拿浴场 公寓 工厂 大专院 校 医院 疗养院等需要热水的单位使用 尤其在燃油越来越紧张的今天 更体现了 本产品的优越性 第二节第二节 热泵热水机组特点热泵热水机组特点 节能节能 热泵从室外的空气中获取热量 仅消耗少量电能 可把消耗的电能转化成 3 倍 以上的热能实现供热 环保环保 热泵热水机组在运行时无任何排放及污染 绿色环保 符合环保要求 安全安全 消除了普通热水机组系统中的易燃 易爆 触电 煤气中毒等安全隐患 可靠可靠 产品运行性能稳定 使用寿命长 维护费用低 简单简单 可安装在屋顶 阳台 庭院 地下室等位置 无需专用机房 不占用永久性居 4 111 住面积 结构独特结构独特 换热器独特设计 结构紧凑美观 气流组织分布均匀 效率高 换热充分 智能控制智能控制 依据模糊控制原理 动态检测用户负荷 快速达到设定温度后 保持负荷 动态匹配 平稳运行 智能柔性除霜 可以根据不同地区的气候条件设定除霜参数和 控制方案 使除霜更彻底 更灵活 更节能 模块化设计模块化设计 可根据用户的实际需要灵活添加 全天候运行全天候运行 一年四季全天候运行 不受夜晚 阴天 雨雪等恶劣天气影响 健康舒适健康舒适 提供舒适热水 稳定适宜的温度 保证人体的舒适度 质量上乘质量上乘 关键部件均选用国际知名品牌产品 如 COPELAND SANYO ALCO DANFOSS 等 配合本公司的精心制作 每台机组出 厂前均通过严格的性能测试 确保质量 经济节资经济节资 机组制热效率高 节省投资运行费用 5 111 第二章第二章 设备设计设备设计 制造生 制造生产产的的验验收收标标准准 开发 生产的一系列空气源热泵热水设备 均应本着节能 先进 经济 方便的 原则 通过优化的系统设计和严格的生产管理 确保每一台出厂的产品均达到国家合 格的规定标准 热泵热水器设计和生产所执行的标准及规范有 GB T18430 1 2001 蒸汽压缩循环冷水 热泵 机组 工商业用和类似用途冷水 热泵 机组 GB T 1720 1979 漆膜附着力测定法 GB T 2423 17 1993 电工电子产品基本环境试验规程 试验 Ka 盐雾试验方法 GB 4208 1993 外壳防护等级 IP 代码 GB 4343 1 2003 电磁兼容 家用电器 电动工具和类似器具的要求 第 1 部分 发射 产品类标准 GB 4343 2 1999 电磁兼容 家用电器 电动工具和类似器具的要求 第 2 部分 抗扰度 产品类标准 GB 4706 1 2005 家用和类似用途电器的安全 第一部分 通用要求 GB 4706 32 2004 家用和类似用途电器的安全 热泵 空调器和除湿机的特殊要 求 GB T 5226 1 1996 工业机械电气设备 第一部分 通用技术条件 GB 9237 2001 制冷和供热用机械制冷系统 安全要求 GB T 10870 2001 容积式和离心式冷水 热泵 机组 性能试验方法 GB T 13306 1991 标牌 GB T 13384 1992 机电产品包装通用技术条件 GB 17625 1 1998 低压电气及电子设备发出的谐波电流限值 6 111 第三章第三章 设备设备介介绍绍 1 产品型号及技术参数 产品型号 性能数据 TFS SKR 270 D TFS SKR 480 S TFS SKR 760 S TFS SKR 840 S TFS SKR 1600 S 1名义制热量 kW1119 6313672 2额定功率 kW2 434 636 888 2516 6 3电源形式220 1 50380 3 50380 3 50380 3 50380 3 50 4额定电流 A11 659 014 117 031 0 5最大运行电流 A14 5511 216 019 439 25 功率6内置水 泵 可选 电流 kW A 0 27 1 18 0 54 2 4 0 82 1 3 0 82 1 3 功率7 辅助电加 热 可选 电流 kW A 3 0 13 6 5 0 7 6 9 0 13 6 12 0 18 2 8名义产水量L h2704807608401600 9名义水流量m3 h1 873 335 275 7811 05 10最大水流量m3 h2 504 507 117 815 11水阻力损失kPa4550607070 12最高出水温度 6060606060 13噪声dB A 5860626366 注 名义工况温度条件 环境干球温度 20 湿球温度 15 机组进水 40 出水 45 水阻力损失是指机组名义工况时的水阻力损失 不带内置水泵的机组可以此作为 选配水泵的依据 水泵和辅助电加热不属于机组的标准配置 如果需要 请在定货时说明 带 者的数据不包括水泵以及辅助电加热 2 性能曲线 7 111 TFS SKR270制热性能曲线 2 4 6 8 10 12 14 505101520253035 环境温度 制热量kW 出水45 出水50 出水55 出水60 TFS SKR480制热性能曲线 4 8 12 16 20 24 28 505101520253035 环境温度 制热量kW 出水45 出水50 出水55 出水60 8 111 TFS SKR760制热性能曲线 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 505101520253035 环境温度 制热量kW 出水45 出水50 出水55 出水60 TFS SKR840制热性能曲线 12 18 24 30 36 42 48 50510152025303545 环境温度 制热量kW 出水45 出水50 出水55 出水60 9 111 TFS SKR1600制热性能曲线 30 40 50 60 70 80 90 505101520253035 环境温度 制热量kW 出水45 出水50 出水55 出水60 10 111 第四章第四章 设计选设计选型型 1 机组选型计算 热泵热水机组选型时需确定下列设计条件 系统热负荷 kW 自来水补水温度 热水设计温度 环境温度 冬季室外极限温度 和冬季室外计算温度 水系统热损失 选型步骤 1 1 查询当地气象 水文参数 确定自来水补水温度 环境温度 1 2 计算系统热负荷 热负荷计算公式 Q V c tr tl k 860 k cal kW h 式中 Q 系统热负荷 kW h V 设计热水量 L c 水的比热 取 1k cal L tr 设计热水温度 tl 自来水补水温度 k 考虑水系统热损失的安全系数 取 1 05 1 20 1 3 确定机组工作时间 名义工况下确定机组的型号和数量 机组的数量确定 N Q T W N 机组数量 台 Q 系统热负荷 kW h T 名义工况下设计运行时间 一般取 10 16 小时 W 名义工况下机组制热量 kW 1 4 按冬季温度条件校核机组制热量 按项目当地冬季计算温度 查询热泵热水机组的性能曲线 确定机组冬季计算温 度时的制热量 按热泵热水机组最长工作时间来核对机组日制热总量 如满足不了制 11 111 热要求 重新调整机组型号和数量 或者加辅助电加热和其它补热方式 其它设备选型 循环水泵 依据机组水流量 机组内部水阻力损失和系统水阻力确定 水箱有效容积 依据日用水总量 和用水规律 机组制热量来确定 实例计算 下面通过实例来说明热泵热水机组的选型计算过程 典型实例 宾馆客房热水系统工程 地点 上海 日用水量 36 m3 水温 55 计算过程 第一步 查询气象参数 上海地区的气象参数 年平均气温 16 冬季室外计算 干球温度 4 相对湿度 75 冬季平均气温 5 左右 最低气温 5 自来水温度是 15 夏季室外计算干球温度 34 湿球 28 2 自来水温度是 20 气候条件比较 适合空气源热泵热水机组的使用 第二步 确定总用水量 并根据总热水量确定总热负荷 总用水量 36 m3 天 取安全系数 K 1 1 则总热负荷 Q V c tr tl K 860 kcal kW h 36000 55 20 1 1 860 1611 kW h 第三步 选定机组的型号 计算机组数量 设定机组工作时间 12h 天 假设选用 TFS SKR840 S 机组 该机组名义工况下 的制热量为 36kW 计算机组数量 N Q T W 1611 12 36 3 73 4 台 第四步 校核冬季工况的制热量 取安全系数 K 1 2 则冬季总热负荷 Qd V c tr tl K 860 kcal kW h 36000 55 15 1 2 860 2009 kW h 按冬季室外计算温度 5 度校核 冬季机组工作时间按 16h 天 则单台机组实际需 要的制热量 Qc Qd N T 2009 4 16 31 4kW 参考机组性能曲线图 该机组在环境温度 5 时的制热量约为 19kW 所以要选择 的辅助电加热功率 Wf 31 4 19 12 4 12kW 结论 4 台 TFS SKR840 热泵热水机组能够满足该项目的要求 2 热水系统工程设计与安装 12 111 根据各种不同的建筑用水特点和用水量 空气源热泵热水供应系统 既可用于局 部热水供应系统 也可用于集中热水供应系统 热泵热水机组建筑 热水供应系统由两部分组成 热水制备系统 第一循环系统 热水制备系统由热泵热水机组 热水箱 循环 泵 软化水设备 仪表管件管网组成 由自来水管网向热水箱内补水 由循环泵提供 水循环动力 水经过热泵加热后回到水箱 如此循环完成水的加热过程 热水制备系统按水箱的蓄热方式可分为两种 一是单水箱系统 在热水供应系统 中 只设一台满足日用水 总量的热水箱 来贮存热 水 一般适用于工厂 学 校 企事业单位等分时加 热 定时集中供水的场所 二是双水箱系统 是在热 水供应系统中设有两个水 箱 一台加热水箱 小容 积 一台蓄热水箱 大 容积 机组首先对加热水箱内的水加热 达到设定温度后 再将热水注入蓄热水箱 由蓄热水箱向热水管网供生活热水 适用于宾馆 饭店等需要 24 小时提供热水的场所 热水制备系统 单水箱系统 热水制备系统 双水箱系统 13 111 热水供应系统 第二循环系统 热水供应系统由热水循环泵和热水配 水管网和回水管网组成 水箱内的水 被加热到设定温度 由循环热水泵经 过管网送至各个配水点 附件 包括过滤器 单向阀 减 压阀 自动排气阀 闸阀 水嘴 压 力表 温度计 自动控制感温组件和 电动 磁 阀等 热水供应系统 工程安装注意事项 热泵热水机组在保障安装空间和基础负荷的基础上 可安装在建筑物阳台 屋顶 专用平台等区域的任何地方 但在选择位置时应注意以下因素 2 1 安装位置要有足够空间 便于安装 日常维护 检修以及换热通风 2 2 安装位置应尽量远离生活 工作区 以减轻或避免噪声对生活 工作造成影响 2 3 机组置于室外时建议采取防风 防雨 防冻措施 2 4 机组安装时应注意风向 避免直接迎风 避开强风口或其它设备的排风口 多 台机组安装时应避免进出风 短路 或 串风 2 5 机组在正常运行过程中会产生冷凝水 同时排污 清洗 除垢过程中会有大量 的水排出 因此安装位置要便于排水 14 111 空气源热泵热水机组单水箱系统指导流程图 空气源热泵热水机组双水箱系统指导流程图 热水系统设计安装要求 3 1 水系统管路材料可以选择 镀锌焊接钢管 无缝管 紫铜管 不锈钢管 铝塑 15 111 管 PP R 管 3 2 热泵热水机组直接加热泳池或娱乐池等循环水时 要采用特殊材质的冰水器热 泵 或采用二次换热方式加热池水 3 3 热泵热水机组和蓄热水箱布局要合理 尽量减少管道长度和弯路 3 4 热泵热水机组进出水口应加装阀门和旁通管路 便于机组出现故障时隔断检修 3 5 为防止震动的传播 连接机组的水管要加装橡胶软接头 使用软性护线管 3 6 在机组的进出水管上和供热管网的供回水管上 应分别安装直读式温度计和压 力表 在用水水源处加装水表 以便观察和分析系统 机组的运行情况 3 7 设备 管道 阀门 仪表的安装 要符合相关安装规范 要便于检修 管道支 架要符合相应材质 型号强度要求 3 8 在水系统的凸出部位及最高位置应安装自动排气阀 水系统管路的最低处应设 置排水 排污 阀 3 9 热泵热水机组制热的生活用水 要符合 生活饮用水卫生标准 严禁直接使 用地下水 河水 湖水等未经处理过的水源 不符合要求的水源必须安装水处理设备 3 10 机组安装时 在进出水口合适位置分别预留系统清洗口 便于对系统定期检 查和清洗 3 11 为防止杂质进入机组发生堵塞 机组用进水管路必须安装过滤器 并定期清 洗 3 12 为保证机组水系统正常的水流量和流速 应当校核机组标配的水泵 不能满 足系统要求时 应更换水泵 多台并联时最好采用外置水泵 3 13 水系统管路应当选用优质的保温材料 保温厚度视当地环境和保温材料的保 温性能而定 3 14 机组安装完毕后 水系统必须进行清洗和水压试验 16 111 第五章第五章 设备电设备电气控制系气控制系统简统简介介 控制器功能介绍 该控制器综合了系统优化 节能 方便用户使用等诸多优点设计而成 它可以根 据用户需要和实际的现场情况有选择地采用一种功能或几种功能的控制方式 并支持 二次循环泵选用变频控制 整个热水供应系统完整 节能 人性化 该控制器主要完 成对蓄热循环泵 压缩机 风机 化霜电热器 辅助电热器 补水泵 回水阀的控制 同时对键盘 显示器进行管理并对输入信号进行采样 查询各设备的工作状态 以及 故障分析和报警 该控制系统还可实现远程计算机协助管理 控制的功能 供用户选择 机组根据设定的控制程序自动运行 完全实现无人值守 无须专人看管 主要性能指标 输入模拟量 进水温度 水箱温度 30 95 出水温度 30 95 冷排 1 温度 30 95 出水 2 温度 30 95 冷排 2 温度 30 95 环境温度 30 95 输入开关量 上 下班开关 氟系统高压保护 氟系统低压保护 氟系统排气温 度保护 输出控制对象 压缩机 1 风机 1 化霜电热器 1 风机 2 辅助电热器 蓄热 循环泵 报警 17 111 第六章第六章 热泵热热泵热水机水机组组特点特点 1 水水换热换热器 冷凝器 器 冷凝器 优质优质高效高效 国内水质较硬 水中 Ca 离子 Mg 离子含量高 加热后会形成难以剥落的水垢附 在换热器内壁 严重影响换热效率 热泵热水机组的水换热器采用特殊材质的同轴波 纹套管式换热器 虽使成本增加 但保证了水质适应性更强 换热效率更高 使用寿 命更长 2 除霜技除霜技术术独特高效独特高效 我国地域辽阔 南北温差大 空气源热泵在环境温度 5 到 5 度之间易出现结霜 其他厂家大都采用定温定时除霜 但由于结霜条件不同 会发生除霜不净或除霜过度 现象 而且反向除霜还会消耗水箱热量 引起水温波动 影响热泵制热运行的稳定性 在一定程度上还会影响热泵系统的制热效率 热泵深入研究结霜机理 发明一套行之有效的电除霜方案 综合检测多种结霜条件 智能计算最佳除霜时间和周期 采用了多变量 多模式自修正技术 确保系统获得最 高的能效比 这项技术不但保证了热泵除霜问题的良好解决 而且还保证了热泵制热 的连续稳定 3 多多项项保保护护功能 保障最佳工况功能 保障最佳工况 A 进 出水温度极限保护 B 压缩机过载保护 C 机组相序保护 D 系统高 低压保护 E 系统缺水保护 F 压缩机启动三分钟延时保护 G 压缩机 水泵连动保护 H 温度传感器故障保护 I 通讯故障保护 J 手动操作密码设定保护 K 系统故障停机报警 L 机组还具有排气温度保护 压缩机频繁启动保护等多种保护功能 4 独特的控制技独特的控制技术术 18 111 A 模糊集成化控制系统 具有自动采集 整理 调整系统参数以满足热泵主机及 系统最佳工况的功能 B 采用了多事件触发记忆 优化排序的程序结构 C 控制参数可在线设定 具有断电保护功能 D 发生故障 自动显示报警的参数 状态 E 可实现远程控制 5 灵活的控制模式灵活的控制模式 A 水箱温度控制功能 实现蓄热泵与机组工作同步 B 水箱水位控制功能 实现水箱自动补水 C 热水循环控制功能 实现供水管网回水控制 D 热水系统防冻功能 实现热水系统在北方冬季的安全运行 不必机组或水泵 24 小时运行 6 蓄蓄热热水水泵泵和和辅电辅电可可选选配配 根据不同客户的不同需求 热泵热水器可选配蓄热水泵和辅电 从而达到简化 系统安装及合理安全控制 选配的水泵和辅电可以外置 也可以内置 而且可完全 由机组自动控制 无需外控 简化了维护工作 保证客户需求能够最大程度满足 7 能效比高能效比高 热泵热水机组能效比较高 最高可达 500 年平均热效率为 380 与国内市场上 的同类产品相比 能效比高出 20 是真正意义上的高效节能热泵 8 运用运用领领域广域广阔阔 公司现具有丰富的大型热泵热水工程及技术经验 热泵热水项目已遍及大专院 校 星级宾馆 企事业单位 及工业用热水 除生活热水外 还应用到泳池 海水 养殖等热水应用领域 已成为真正的热水方案专家 19 111 第七章第七章 维护维护保养保养 1 水系统的维护 检查 要经常巡视 定期检查水系统管路及阀件有无漏水现象 检查水系统仪 器仪表状态是否良好 工作是否正常 检查保温材料是否有脱落或松动现象 排污 要经常排污 定期打开机组和水箱的排泄污阀 进行排污 清洗 定期对水过滤器进行检查与清洗 使水流无堵塞 确保水流量无衰减 定期对水箱底部进行清洗 以保证水质的清洁卫生 清污除垢 因各地水质不同 根据各地特点定期检查清洗 对机组进行除污除 垢清洗 机组清洗必须使用专用清洗剂 由专业人员操作完成 防冻 热泵热机组在冬季时必需将蓄热水箱温度控制功能取消 由制热进水温 度控制 启动机组的防冻功能 如果冬季停机 或切断了电源的情况下 必须将机组 内及管道系统的水彻底放净 以免冻坏机组 2 风系统 要经常检查清理翅片上因灰尘 树叶或其他赃物聚集而引起的风系统堵塞 视情 况对翅片进行清洗 清洗方法是 用抹布或软毛刷轻轻擦拭 用干净的水清洗 3 电气控制系统的维护 电气系统的维护应由专业电工进行 检查电器箱电器是否正常 接线是否牢固可 靠 保证无松脱 定期清理电器箱内的灰尘 机器运行中 若出现故障 必须停机检查等故障排除后继续工作 定期检查机组电器安全保护装置是否正常 若出现意外必须停机检查等故障排除 后继续工作 机组停用时 把 上 下班 置于下班位置 确保人身和设备的安全 20 111 第八章第八章 设计实设计实例例 一 工程概况一 工程概况 本项目是新港橡胶厂职工洗浴热水工程 本项目共 4 栋宿舍楼 每栋宿舍楼均为 6 层 其中两栋为每层为 13 个房间 2 栋为每层 11 个房间 每个房间内均有热水龙头 每个房间入住员工约 6 人 则住宿员工人数分别为 468 人 468 人和 396 人 396 人 现场情况 楼顶有确定水箱和主机承重位置 楼顶通风情况良好 热源设备计划采用绿色节能的空气源热泵热水机组 每栋楼顶已经有冷水箱 需要增加 2 吨和 8 吨的保温水箱各两套 每人洗浴水量按 40L 天 则每天总洗浴量为 468 40L 18720L 18 7 吨 396 40L 15840L 15 84 吨 则实际每栋楼按 20 吨设计 将系统分为两个单元设计 每个单元 10 吨 即 整个洗浴系统分为 8 套 10 吨系统 共计水量为 80 吨 二 二 设计说设计说明明 1 建设单位提供的关于本工程的有关资料和设计要求 2 国家现行的设计规范 规程 1 建筑给水排水设计规范 GB50015 2003 2 室外给水设计规范 GBJ13 86 1997年版 3 二次供水设施卫生规范 GB17051 1997 4 给水排水制图标准 T50106 2001 5 建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范 GB50242 2002 3 设计参数 1 室外气象参数 地区 上海 月月 份份1月月2月月3月月4月月5月月6月月 平均室外温度 5 16 310 917 022 225 6 月月 份份7月月8月月9月月10月月11月月12月月 平均室外温度 29 529 224 719 313 27 5 全年平均17 5 21 111 2 冷热水参数 月 份123456789101112 自来水计 算温度 1518201815 生活热水 设计水温 55 3 热水用水定额参数 序号建筑物名称单 位 最高日用水定额 L 使用时间 h 1职工宿舍每人每日40L定时定时 三 主机三 主机设备选设备选型型计计算算 按每个 按每个单单元元设计设计 日均热水使用量计算 V 10 000L 即 10 吨吨 一 计算热水热负荷 每天的热水用水量约为10 0吨 自来水温度按全年最低15 计算 热水出水温度 为55 则每天的热水热负荷为 Q V c tr tl 860 Kcal KW h 10000 55 15 860 465 11kw h 式中 Q 热负荷量 kw h V 热水量 L c 水的比热 取 1kcal L tr 热水温度 tl 冷水 自来水 温度 四 机四 机组选组选型 型 计计算机算机组组台数和工作台数和工作时间时间 空气源热泵热水器选用 5P 机组 在名义工况下 该机组制热量为 18 0kw 若在 名义工况下工作时间为 12 0 小时 机组每天的工作时间一般不应大于 14h 则所需 机组的数量为 N Q T W 465 11 12 0 18 2 10 台 取N 2台 式中 N 机组数量 台 Q 热负荷量 kw h 22 111 T 名义工况下设定的机组运行时间 h W 名义工况下机组制热量 kw 校订工作时间 Ts Q N W 465 11 2 18 12 64h 式中 Ts 名义工况下机组实际运行时间 h Q 热负荷量 kw h N 机组数量 台 W 名义工况下机组制热量 kw 结论 在名义工况下 采用 2 台 5P 型机组 每天工作 12 64 个小时 可制取 10 吨 55 热水 温升 40 度 五 冬季校核五 冬季校核 考虑到白天与夜间的室外温差 结合热泵制热运行的热效率受环境温度影响的特 点 建议机组在冬季的实际工作时间设定在早 6 00 晚 10 00 的时间段 此时间段 当地的最低室外平均温度约为 0 查 5P 型机组性能曲线表 该机组在环境温度 0 时的制热量为 10kw 则 2 台 5P 热泵机组每天完成加热 10 0 吨 55 热水的时间为 Td Q N Wd 465 11 2 10 23 2555h 大于 14 小时 故需要配置辅助电加热系统 电加热系统功率为 18KW 则冬季主机启动 时间为 Td Q N Wd 465 11 2 10 18 12 23h 小于 14 故设 计合理 式中 Q 冬季机组日制热量 kw h Wd 冬季机组单机小时制热量 kw N 机组数量 台 Td 冬季时机组日运行需要时间 h 采用 2 台 5P 机组可以满足冬季时的制热需求 系统中电辅助加热配置 18KW 六 六 结论结论 通过以上设计计算可以得出 选用 2 台 5P 热泵热水机组和辅助 18KW 电辅助加热 可满足该项目在环境温度为 0 及以上时每天制取 10 0 吨 55 热水的需求 温升 40 度 七 系七 系统统原理原理图图及及优势说优势说明明 一 系统原理图 23 111 T1 M T2 DN65 DN40 DN40 T3 DN75 位 位 位 位 位 DN40 进水电磁阀 DN40 TFS SKR840 DN65 DN65 DN40 TFS SKR840 5 4 3 2 1 工程控制柜 5 4 3 2 1 工程控制柜 7位 位 位 位 位3 位 位 位 位 位 原理图与系统优势说明 1 机组配置 本工程共设计了 2 台 5P 热泵机组 2 补水方式 冷水从供水管路上接入保温水箱 2 吨 由 2 吨水箱补到 8 吨 水箱 采用电磁阀加液位开关控制 3 加热控制 2 台机组分别对 2 吨保温水箱加热 当 T1 温度低于 50 C 时 机组和循环泵启动 当 T1 到达 55 C 时 机组和循环泵停止 4 定时加热 本系统也可设置定时加热 具体要求时间段根据时间情况可以 调整 如有低谷电设置在低谷电时间为佳 5 辅助系统 本系统采用电加热 18KW 只有环境温度低于 5 C 时启动 6 管道循环 管道定时定温循环 一开就有热水 根据员工下班时间可调节 7 智能控制 本系统为全自动控制 无须专人看护 二 系统优势说明 1 冷热水不混合 8 吨大水箱温度永远不低于 45 C 2 水箱分开承重 避免冷热水的混合 3 可以将加热时间调整到低谷电时间段 更加节省运行费用费用 24 111 4 主机集中加热小水箱 热的更快 5 膨胀阀采用热力膨胀阀 故障率低 控制精度高 6 系统用水量大时 2 吨水箱始终有水 主机不会因为缺水进入保护状态 7 相对单个水箱 系统 2 水箱分开承重 减少对楼面的集中压力 8 主机加热功能和其他循环功能互相独立 互不影响 9 系统独有的液位和温度双控 可满足补充道大水箱的水都是 45 度以上的 热水 25 111 八 八 热泵热热泵热水机水机组组与其他与其他热热水水设备设备的比的比较较 热水设备热水设备 项项 目目 燃煤热水锅炉燃煤热水锅炉燃油热水锅炉燃油热水锅炉燃气热水锅炉燃气热水锅炉电热水锅炉电热水锅炉 空气源空气源 热泵热热泵热 水机组水机组 能 源标准煤轻柴油液化气天然气城市煤气电电 能源热值 6950kcal kg10200kcal kg24000kcal m39000kcal m33800kcal m3860kcal kw860kcal kw 热 效 率 80 85 85 85 85 95 380 热 负 荷将 1 0 吨冷水从 15 加热到 55 温升 40 度 理论上需要消耗 40000kcal 的热量 消耗能源 7 19kg4 61kg1 96m35 23m312 38m348 96kw12 24kw 能源单价0 63 元 kg5 48 元 kg12 08 元 m32 61 元 m31 50 元 m30 8 元 kw0 8 元 kw 所需费用 4 53 25 28 23 69 13 65 18 58 39 13 9 79 费用趋势 安全性能安全 有漏油 火灾 爆炸等安全隐 有漏气 火灾 爆炸等安全隐患 电热管易老 化 有漏电 危险 安全 环境影响 有废气排放 环境污染严重 有废气排放 对环境易污染 有燃气气体排放 对环境易污染 对环境无污 染 对环境无污染 26 111 通过以上比较分析 结论如下 通过以上比较分析 结论如下 跟使用燃油 燃气 电等能源的热水锅炉相比较 在生产同等热量的前提下 使用空气源热泵 热水机组的运行费用只相当于其他热源设备的 25 58 能效比较高 其次 空气源热泵热水机组不但运行费用低 而且安全可 靠 对环境无污染 无爆炸 无废气排放等优点 同时还具备智能化程度高 操作控制方便 易安装 易维护 是真正的节能 环保 高效热水设备 27 111 第九章第九章 施工施工组织设计组织设计 第一节第一节 绪绪 论论 一 施工组织设计编制的依据和采用的标准 1 编制依据 本施工组织设计编制的依据为厦门经发机电设备招标有限公司提供的招标文件 施工 图纸以及国家有关的施工验收规范 标准图集 质量评定标准和当地政府的有关规定 2 采用标准 规范 GB50242 02 建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范 GBJ242 82 采暖与卫生工程施工及验收规范 GB50275 98 压缩机 风机 泵安装工程施工及验收规范 GBJ126 89 工业设备及管道绝热工程施工及验收规范 GB50235 工艺金属管道工程施工及验收规范 GB50194 93 建筑工程施工现场临时用电安全规范 JGJ33 86 建筑机械使用安全技术规程 JGJ59 88 施工现场临时用电安全生产管理制度 JGJ59 99 建筑施工安全检查标准 二 编制基本原则 1 认真贯彻国家对工程建设的各项方针和政策 严格执行工程建设程序 2 遵循建筑施工工艺及其技术规律 坚持合理的施工程序和施工顺序 3 采用流水施工方法 工程网络计划技术和其它现代管理方法 组织有节奏 均衡和 连续地施工 4 科学地安排各阶段施工项目 保证施工的均衡性和连续性 5 采用先进施工技术 科学地确定施工方案 严格控制工程质量 确保安全施工 努 力缩短工期 不断降低工程成本 6 了解各种影响施工的因素和本工程的特点 尽可能减少施工设施 合理储存物资 减少物资运输量 科学规划施工平面 减少施工用地 7 严格按照全面质量管理体系 确保本工程保质保量如期完工 8 严格按照本公司质量方针组织施工管理 按创优质工程目标进行管理 确保工程达 到国家规定的验收标准 28 111 三 基本承诺 1 工程质量承诺 确保本工程质量达到优良标准 2 工程进度承诺 确保满足整体施工进度要求 3 工程安全承诺 确保本工程达到安全达标工地 4 文明施工承诺 确保本工程达到文明工地 5 协调配合 做好内外关系协调 充分发挥本企业优势 与其它施 工单位互相支持与配合 第二节第二节 工程概况工程概况 一 工程项目 二 工程地点 三 工程范围 热泵热水系统工程范围 空气源热泵热热水机组安装 热水循环泵及其他附属设 备安装 不锈钢保温水箱的安装 热水系统管道的安装 空气源热泵及水泵的电控 系统安装 所有热水管道的保温 第三节第三节 施工总体规划施工总体规划 为了保证工程的顺利进行 本公司建立热水系统安装项目经理部 强化统一指挥 统 一协调 明确职责 加强施工现场管理 严格按照施工图纸 施工规范标准施工 确保施 工进度 竣工建设成为样板工程 设立安装项目经理 项目技术负责人 施工技术员 质 量安全员 材料设备员 资料员 预算员 施工班组 其组织机构图如下 项 目 经 理 项 目 技 术 主 管 管 施工班组 资 料 员 材 料 员 施 工 员 安 全 员 质 检 员 预 算 员 29 111 项目经理部职能人员职责 项目经理 项目经理 对执行工程合同负全面责任 搞好安全生产 做到文明施工 负责该工程进度 安全质量 物资设备的组织协调工作 负责对 外参加业主召开的工程会议 接受公司的领导 对公司总经理负责 项目技术主管 项目技术主管 负责该工程技术和质量 负责编制 审查施工技术方案 负责调试 试车的组织 负责技术问题的处理 施工员职责 施工员职责 制定施工进度计划 协调劳动力 机具 材料等各生产要素的管理 制定施工 方 案 督促现场文明施工 参加有关工程例会 负责移交工程资料和实物交接 解决施工中存在的技术问题 负责系统的试车和调 试 质安员职责 质安员职责 督促检查施工工段 严格按规范标准施工 检查工程质量及记录 检查施工中安全 事故隐患 严格按安全条例施工 材料员 材料员 负责施工设备 材料的供应工作 处理解决施工中存在的设备 材料问题 资料员 资料员 负责收发工程资料 管理工程资料的整理 收集 预算员 预算员 在项目经理的领导下和技术负责人的指导下 确定工程项目的成本目标 在中标价 30 111 格的基础上 编制施工项目成本计划 参与制定施工项目成本保证体系 相互协作 解决项目目标成本在实施过程中出现的问题 开展项目目标成本管理活动 设计出 项目施工的成本方案 使项目成本总目标落实到实处 包括目标分解 分出阶段目 标 实施目标检查 考核和控制等 向项目经理各有关部门提供成本控制需要的成 本信息 计算出成本超支额及材料损耗标准 调查引起超支的原因并提出应采取的 纠正措施的建议和方法 第四节第四节 主要的施工方法主要的施工方法 根据本工程特点 施工程序可分为施工准备阶段 施工管理阶段 设备安装阶段 系统调试阶段 一 施工准备阶段 施工准备阶段主要工作是做好施工技术准备 施工人员 机具及施工大临准备 材料设 备订货准备 施工方案编制 其重点是做好施工技术准备 施工技术准备工作主要从以下 几方面进行 1 做好施工图纸的自审 会审工作 提前发现问题 解决问题 通过图纸的自审 及 时了解工程情况 从技术上的难点和设备性能作出全面的了解 做到心中有数 有 的放矢 2 审核图纸中的设备 材料 提出设备 材料计划 按工程进度提供 同时了解设备 的性能 技术要求 为设备的安装调试提前做好技术上的准备工作 3 通过熟悉图纸 准备好工程所需的工程技术资料 为下一步施工做好准备 二 施工管理及设备安装阶段 1 一般准则和规定 1 为确保工程质量 在技术组织和管理方面 要抓好以下几项工作 2 综合图纸会审 3 严格做好隐蔽工程验收工作 凡试压 试漏工作均应经甲方签字认可 方可进行 隐蔽工作 4 注重外形尺寸统一和美观 要认真注意平 直 正的质量要求 5 在施工过程中要严格按照施工规范和质量要求进行施工 对关键部位要注意 五 防 即防倒坡 防错接 防松动 防堵塞 防渗漏 6 注意产品保护 31 111 7 调试前的综合检查 调试前成立综合调试小组 检查并补充各班组因赶工而留下 来的零碎工作或互相交接 分工不清而漏做的施工项目 保证整个系统在调试前 完整无缺漏 8 为保证做好以上各点 本工程推行实施质量责任制 强调谁施工 谁负责质量 施工员 施工工长 既要抓好施工进度 也要抓好施工质量 公司驻现场质量检 查员对各施工班组的施工质量 有优先否决权 2 热水管道安装 1 管道材料的选择及连接方式 管道采用不锈钢管 连接方式采用氩弧焊 2 施工工艺流程 焊接不锈钢管施工工艺流程 3 主要施工要点 A 管子 管道附件及阀门的检验 a 管子的检验 a 进入现场的各种管材 在入场时 必须具有制造厂的各项指标符合国标或 部标的合格证明书 b 管子在使用前 应按设计要求核对其材质 规格 尺寸 c 管子在使用前 应按规范要求进行外观检查 其质量情况应符合下表要求 管 材检 查 内 容 1 无裂纹 缩孔 夹渣 折迭等缺陷 2 表面锈蚀或凹陷等不得超过壁厚偏差 3 管道弯曲严重 明显不能调直的不能使用 不锈钢管 4 水管耐压不小于 1 0MPa b 管道附件检验 各种材质的管道附件 包括弯头 三通 异径管 法兰 管箍等 在使用前 必须按现行部颁标准进行检查 a 材料合格证明书必须与实物相符并符合相应部颁标准 32 111 b 实物材质 规格 型号等必须符合设计要求 c 实物尺寸偏差和外观质量必须符合规范规定 c 阀门检验 a 阀门检验方法和要求按 GBJ235 82 中第 2 5 1 至 2 5 10 条中相应条文规定执 行 b 试验合格的阀门 应及时排尽内部积水 密封面应涂防锈油 关闭阀门 封 闭入口 妥善保管 合理摆放 以备使用 c 阀门试验合格后 应如实填写阀门试验记录 并与出厂合格证一起交有关技 术部门备案 保管 B 支吊架制安 a 管子 管件 阀件等的支 吊架加工制作 其型式 材质 尺寸 精度焊接 等应符合设计要求 规范规定和 93SB 华北标准要求 b 管子支吊架埋设前 应按设计要求测放其具体布置位置 支吊架埋设时 其 位置应正确 埋设应牢固 支架底板应平整等 吊架应尽可能于梁上安装 如无梁可以利用 则于楼板用膨胀螺栓安装 保 温水管的支吊架应置于保温层 并在管支架与水管间垫以木块 c 施工时 应按规范要求对各类管道系统的支吊架进行安装 d 管道安装时不宜使用临时支吊架 如必要时应有明显的标记 并不得与正式 支吊架相冲突 管道安装完毕后应予拆除 拆除临时支吊架后 还要按设 计要求逐个核对正式支吊架的型式 材质和位置 e 管道支吊架间距表 镀 锌 管 公 称 直 径 保 温 管不 保 温 管 DN151 52 5 DN202 03 0 DN252 53 5 DN322 54 0 DN403 04 5 DN503 55 0 33 111 DN704 06 0 DN805 06 5 DN1005 06 5 DN1255 57 5 DN1506 57 5 C 管道安装 a 热水系统管道均采用不锈钢管氩弧焊接 弯头采用压制弯头 根据现场实际情 况需要 可以采用弯制头 b 变径管 大小头 位于三通或四通附近的小管径一侧与泄水管或排污管连接的 大小头应底平顶斜 c 在施工过程中要严格按照规范和质量要求进行施工 对关键部位要注意 五防 即防倒坡 防错接 防松动 防堵塞 防渗漏 保证运行可靠 操作方便 不 留隐患 d 垂直管的弯头处要加支撑 支撑 座见图 e 给水管穿楼板处应做钢套 管 套管直径比管径大二号 高出楼板面 20mm 套管与管道之 间填密封膏 f 给排水立管在施工许可的情况下 尽可能贴梁靠柱安装 g 密切配合 特别是管道穿墙 楼板处预留洞需核对相对应的施工图 楼板留洞尺寸表 名 称水 管管轴线与墙距离 公称直径 mm DN50DN75DN100DN150DN50DN75DN100DN150 留洞尺寸 mm 100 130 160 220120130150170 D 阀门安装 a 法兰或螺纹连接阀门应在关闭状态下安装 安装时应按设计要求核对型号并 按介质流向确定其安装方向 指止回阀 截止阀 34 111 b 水平管道上的阀门 其阀杆一般应安装在上半周范围内 当操作空间有限时 可适当调整手柄朝向 但不得安装在下半周范围内 c 安装铸铁阀门时 应避免因强力连接或受力不均或高空坠落而引起的损坏 d 阀门的安装位置应不妨碍设备 管道及阀门本身的拆装和检修 阀门安装高 度应方便操作和检修 一般距地坪为 1 2m 高空布置的阀门 应尽量集中 布置 并设置操作平台 安装在易造成影响的地方 以方便维修 使用 E 穿墙穿楼板套管制安 a 根据设计要求 所在穿过地下室外墙的管道都必须设置钢性防水套管 其它 部位管道宜设置楼板 过墙 套管 b 刚性防水套管的制安应符合标准图集 S312 中相应规定 管道中心 或管内底 标高和坐标应按设计图纸要求测放 c 穿楼板的套管制安要求套管上端高出地面 50mm 下端与板面平齐 其垂直度 应符合规范规定 F 管道试压 灌水及冲洗 a 水压试验 热水水管道系统在安装完毕后 均应按设计规定分别进行强度 严密性等试验 以检查管道系统及各连接单位的工程质量 b 管道冲洗 a 系统注水 冲洗水水质必须清洁 最好采用自来水 注水时要打开系统中所有的自动 排气阀 注水速度要慢 以便排放空气 注水管 排污管管径不小于 DN50 b 系统消毒冲洗 当系统注满水后 打开冲洗阀门 利用水泵作为动力对主管和干管冲洗 根据系统内杂质的多少 运行水泵约 15 30mi