项目概况与要求
1、区域地理概况
鄂尔多斯属北温带半干旱大陆性气候区,冬夏寒暑变化大。多年平均气温6.2℃,日最高气温38℃,日最低气温-31.4℃。多年平均降水348.3毫米,降水多集中于7、8、9三个月,占全年降水量的70%左右。多年平均蒸发量2506.3毫米,为降水量的7.2倍,以5-7月份为最大。全年多盛行西风及北偏西风,年平均风速3.6米/秒,最大风速可达22米/秒,最大风速的风压0.6千牛/平方米。
项目概况
表1:

3、项目要求
为响应国家环保治理及节能减排的号召,拟配置设计清洁能源——超低温型空气源热泵的冷暖系统,本项目初步设计为冬季中央空调采暖、夏季中央空调制冷功能。
二、项目方案与设计
1、设计标准与规范
1)、《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》(GB50736-2012);
2)、《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243-2016;
3)、《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》(GB50242-2002);
4)、《公共建筑节能设计标准》GB50189-2015;
5)、《建筑设计防火规范》(GB50016-2014);
6)、《辐射供暖供冷技术规程》JGJ 142-2012;
7)、<<全国民用建筑工程设计技术措施-暖通空调·动力>>(2009年版);
8)、热立方超低温热泵机组的性能参数;
9)、国家现行的其他相关规范及措施。
10)、甲方提供的建筑图纸以及对本工程的使用要求。
2、设计参数与负荷计算
2.1、室外设计参数
表2:鄂尔多斯市:(参考<<民用建筑供暖通风与空气调节设计规范>> (GB50736-2012))
东经 | 109.59° | 北纬 | 39.5° |
夏季大气压力 | 84950Pa | 冬季大气压力 | 85670Pa |
夏季空调室外干球计算温度 | 29.1℃ | 冬季室外供暖计算温度 | -16.8℃ |
夏季室外湿球计算温度 | 19℃ | 冬季室外空调计算温度 | -19.6℃ |
夏季空调日平均温度 | 24.6℃ | 冬季室外通风计算温度 | -10.5℃ |
夏季室外通风计算温度 | 24.8℃ | 冬季最冷月平均相对湿度 | 52% |
夏季最热月平均相对湿度 | 43% | 冬季平均风速 | 2.9m/s |
夏季平均风速 | 3.1m/s | 冬季最多风向平均风速 | 3.1m/s |
2.2、室内设计参数
表3:

2.3、冷负荷计算
冷负荷由人体、灯光、设备、食物等冷负荷和外围护结构(外墙、外窗和外门)及内围护结构(内墙、内窗、内门和楼板等)的得热组成;根据建筑的围护结构以及相关设计规范,参考暖通负荷计算软件计算可知,此项目的空调建筑综合冷负荷指标为100-150W/㎡(夏季室外空调计算温度为29.1℃),基本符合要求;冷负荷计算公式如下:
Qc=qc·Ac×10³
式中QC—需求冷负荷(Kw)
qc—冷负荷指标(W/㎡)
Ac—建筑物实际空调面积(㎡)
表4: 建筑夏季冷负荷汇总表

夏季中央空调末端风机盘管均需要带二通电磁阀,每一个水泵回路均要有一台或以上风机盘管带三通电磁阀用于旁通循环;带二通电磁阀的好处是:不开启的风盘,不会耗用水流量,从而确保开启的风盘得到最大的水流和冷量供应。
2.4、热负荷计算
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;根据建筑物的墙壁、窗户、顶棚等各个构成体传热系数的不同,均有不同的热量损失;而且热量损失与建筑材料的厚度、材质都有关系。
根据上述条件及暖通设计规范,结合本项目建筑物结构情况以及当地冬季采暖设计参数(冬季室外采暖计算温度-16.8℃,室内温度23℃),加上我司大量的工程实践经验,本项目采暖热负荷指标按照100w/㎡计算,基本符合本建筑在设计温度下的采暖要求。热负荷计算公式如下:
Qh=qh·Ah×10³
式中Qh—需求热负荷(Kw)
qh—采暖热指标(W/㎡)
Ah—实际采暖面积(㎡)
表5:建筑冬季供暖热负荷汇总表
建筑名称 | qh热指标(W/㎡) | Ah采暖面积(㎡) | Qh需求热负荷(KW) |
餐馆 | 100 | 484 | 48 |
3、设备选型
表6:建筑冷暖热源设备选型汇总表


4、供暖系统设计
综合方案的合理性,本工程采暖系统设计采用45~55℃的采暖热水,并结合“循环式蓄热系统”的形式,即“主机+保温蓄热水箱+采暖管网”,保证系统稳定性的同时达到最佳节能效果。
空气源热泵的应用已有多年,是比较节能的制热系统。空气源热泵机组是与空气进行冷热交换,制热的能量主要来源于空气,要达到相应的制热只需要消耗较少的电能。
我公司根据多年从事能源技术研究、工程设计、安装的理论知识和实践经验,在满足项目使要求的前提下,以投资经济、运行能耗低、系统配置最合理为原则进行该项目的方案设计,供投资方技术专家参考决策。
4.1、缓冲水箱选型
本工程所用水箱为保温式储水箱,水箱的容积根据蓄热量选取。当然水箱容积越大,储存的热量越多,对整个采暖系统的稳定性来说更有利。
表7:建筑冬季供暖系统缓冲水箱选型汇总表
建筑名称 | 建筑面积(㎡) | 供暖热负荷(KW) | 缓冲水箱容积 |
餐馆 | 589 | 48 | 500L |
根据上述的工程采暖设计思路,由于供暖为恒温常供,为保证系统能够供给恒定的水量和水温,系统采用热泵机组+保温水箱的系统,该系统主机的启动受水箱的温度控制,冷水补水受到水箱水位和水箱温度同时控制。
根据设计要求,水箱内胆选用SUS304食品级不锈钢板,保温层采用聚氨酯整体发泡,厚度≥50.0mm,水箱配有热泵供回水口,水位计,温控计等接口。
4.2、系统安装
空气源热泵热量来自室外低温空气,不管如何配备,机组放在室外保证通风性是正常制热的关键。根据理论计算和实际运行数据,当室外平均风速<2m/s时,地面集中摆放设备不宜超过3排;否则需要控制设备总数,避免发生冷气回流,影响设备正常制热。
热立方拥专业的安装团队,经过多年实战经验,结合机组安装指导规范我们设计出如下安装方式,最大程度节省安装面积,并能保证机组运行不受影响,详细见如下示意图:

注:设备必须安装在通风良好的室外,不得安装在通风不良或密闭的空间。
表8:机组、缓冲水箱等安装面积
建筑名称 | 建筑面积(㎡) | 主机选型 | 热泵系统安装面积(含机组、水箱等) |
餐馆 | 589 | 1台AEH-90L4DB | 约20㎡ |
4.3、系统配电
表9:(1)主机电源及控制系统配电情况
名称 | 规格 | 空开 | 备注 |
单台主机电源线 | 3×16+2×10mm²铜芯线 | 80A | 供电用(三相电) |
多台机并联通讯线 | 2×0.75mm² | / | 主机及控制器间通讯用,A、B线 |
注:水泵安装时需加交流接触器。
系统原理图

设备清单
表11:
序号 | 名称 | 型号 | 单位 | 数量 | 单价(元) | 总价(元) | 备注 |
1 | 超低温空气源热泵机组 | AEH-90L4DB | 台 | 1 | |||
2 | 循环水泵 | Q=18m³/h,H=25m | 台 | 2 | 1用1备 | ||
3 | 缓冲水箱 | 500L闭式 | 台 | 1 | 闭式水箱 | ||
4 | 膨胀罐 | 24L | 套 | 1 | |||
5 | 风盘 | FP-32 | 台 | 4 | |||
6 | 风盘 | FP-51 | 台 | 5 | |||
7 | 风盘 | FP-68 | 台 | 2 | |||
7 | 风盘 | FP-85 | 台 | 4 | |||
8 | 风盘 | FP-102 | 台 | 2 | |||
9 | 风盘 | FP-136 | 台 | 2 | |||
10 | 风盘 | FP-204 | 台 | 2 | |||
11 | 管路及管件 | 批 | 1 | ||||
12 | 阀门及阀件 | 批 | 1 | ||||
13 | 管道保温 | 项 | 1 | ||||
14 | 主机控制柜 | 项 | 1 | ||||
15 | 电线电缆 | 批 | 1 | ||||
16 | 运输装卸费 | 项 | 1 | ||||
17 | 安装人工费 | 项 | 1 | ||||
18 | 设备安装辅材 | 项 | 1 | ||||
19 | 合计报价 | 此报价不含税 |
注:1.不包含动力配电:即主机控制柜的引入电缆(从配电室引入的);据实计算。
运行费用分析
表12:
