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工廠熱水工程解決方案
時(shí)間：2017-02-13
前言：我國(guó)的工業(yè)發(fā)展主要分布于沿海各省份，以勞動(dòng)密集型為主，外來(lái)務(wù)工者較多，為方便管理，提高工廠效益，工廠都會(huì)提供住宿。近年來(lái)，勞動(dòng)力市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，為更好留住人才，部分工廠開始改善員工住宿環(huán)境，在員工宿舍安裝空調(diào)、熱水器較為普遍。市面上銷售的熱水設(shè)備種類雖多，以節(jié)能、安全、環(huán)保、智能化、自動(dòng)化、維護(hù)成本低等眾多特點(diǎn)于一身的空氣源熱泵熱水器較為適合員工使用。
工程概況
1、項(xiàng)目概況：
漢威泰（英德）電器制造有限公司宿舍位于英德市東華鎮(zhèn)清遠(yuǎn)華僑工業(yè)園內(nèi)，需要安裝空氣源熱泵熱水機(jī)組，共計(jì)40噸50-55℃左右的熱水。
2、需增設(shè)備：
熱 泵：4臺(tái)10P空氣源熱泵
保溫水箱：2個(gè)20T聚氨脂開式不銹鋼保溫水箱
水 泵：一次循環(huán)泵、熱水自動(dòng)循環(huán)增壓泵
熱水管線：PPR管 DN110
保溫材料：戶外管線為保溫管
3、設(shè)計(jì)依據(jù)及原則：
01、《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50015-2009）
02、《屋面工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50207-2002）
03、《建筑給水排水及采暖工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50242-2002）
04、《建筑電氣安裝工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50303-2002）
05、《建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（GB50300）
06、《設(shè)備及管道保溫技術(shù)通則》（GB 4272）
07、《建筑荷載規(guī)范》（GBJ17-88）
08、《電氣裝置安裝工程低壓工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50254）
09、《制冷設(shè)備、空氣分離設(shè)備安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB/50274-98）
10、《自動(dòng)化儀表安裝工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（GBJ131-90）
方案設(shè)計(jì)
1、設(shè)計(jì)思路：
該工廠有1棟5層樓高的宿舍，宿舍共住有1000名工人，平均每人55℃熱水用量約為40L/天；每棟樓用水量=40L/人×1000人=40噸；需要提供淋浴用水。熱泵機(jī)組和保溫水箱均放于屋頂。
空氣源熱泵熱水機(jī)組選擇計(jì)算：
參考不同季節(jié)自來(lái)水初始溫度：夏季為25℃、春秋季為15℃、冬季為7℃。
熱水總用量及所需熱水器數(shù)量：
夏季每天需熱量為：40000L×(55℃-25℃)=1200000 Kcal
春秋每天需熱量為：40000L×(55℃-15℃)=1600000 Kcal
冬季每天需熱量為：40000L×(55℃-7℃)=1920000 Kcal
按建設(shè)部《民用建筑給排水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)范：
4臺(tái)10P空氣源熱泵熱水機(jī)組是否在不同季節(jié)滿足設(shè)計(jì)要求？
夏 季：每臺(tái)10P熱泵的輸入功率9.5KW,夏季輸出42KW，設(shè)定為55℃，自來(lái)水平均溫度按25℃計(jì)算，計(jì)算多長(zhǎng)時(shí)間產(chǎn)生能量：
1200000 Kcal÷860÷（4臺(tái)×42kw）=8.3小時(shí)運(yùn)行滿足要求
春秋季：每臺(tái)10P熱泵的輸入功率9.5KW,春秋季輸出38KW，設(shè)定為55℃，自來(lái)水平均溫度按15℃計(jì)算，計(jì)算多長(zhǎng)時(shí)間產(chǎn)生能量：
1600000 Kcal÷860÷（4臺(tái)×38kw）=12小時(shí)運(yùn)行滿足要求
冬 季：每臺(tái)10P熱泵的輸入功率9.5KW,夏季輸出25KW，設(shè)定為55℃，自來(lái)水平均溫度按7℃計(jì)算，計(jì)算夏季多長(zhǎng)時(shí)間產(chǎn)生能量：
1920000 Kcal÷860÷（4臺(tái)×25kw）=22小時(shí)運(yùn)行滿足要求
2、設(shè)備選型：
主機(jī)配置：選用4臺(tái)BKR10D可以滿足用戶用水加熱需求。無(wú)需電加熱，杜絕漏電，安全可靠。
水箱配置：選用2個(gè)20立方米的不銹鋼保溫水箱。系統(tǒng)采用機(jī)組直接對(duì)水箱循環(huán)加熱，達(dá)到設(shè)定溫度后停止運(yùn)行，供水時(shí)電磁閥與增壓泵同時(shí)打開，供水到用戶端。
水泵配置：
序號(hào) | 設(shè)備名稱 | 規(guī)格型號(hào) | 數(shù)量 | 主要參數(shù) |
01 | 熱水循環(huán)泵 | PUN-600E | 4 | 功率：600W 揚(yáng)程：25M 流量：6.9m3/h |
02 | 供水泵 | PU-1500E | 1 | 功率：1800W 揚(yáng)程：21M 流量：16m3/h |
（未盡方案，可根據(jù)客戶要求另行設(shè)計(jì)）
10P空氣源熱泵熱水器的主要性能指標(biāo) | ||||
項(xiàng)目 型號(hào) | 10匹空氣源熱泵 |  | ||
電源 | 3Ph-380V-50Hz | |||
輸入功率 | KW | 9.5 | ||
制熱量 | 輸出功率 | KW | 38 | |
能效比 | COP | 250%～500% | ||
冷媒形式 | R22 | kg | 3.0×2 | |
冷凝器 | 型式 | / | 高效換熱器 | |
水側(cè)壓降 | kPa | 50 | ||
循環(huán)管接口 | DN32×2 | |||
風(fēng)機(jī)數(shù)量 | piece | 2 | ||
風(fēng)機(jī)輸入功率 | W | 250×2 | ||
防水等級(jí) | / | IPX4 | ||
出水溫度 | ℃ | 默認(rèn)55 | ||
產(chǎn)水量 | L | 817 | ||
水流量 | M3/h | 7～10 | ||
進(jìn)/出水管接口 | mm | DN32 | ||
噪聲 | dB | ≦65 | ||
機(jī)組重量 | kg | 280 | ||
外形尺寸 | 長(zhǎng)×寬×高 | mm | 1450×720×1100 | |
凈重 | kg | 280 | ||
毛重 | kg | 295 | ||
附：額定制熱測(cè)試工況：室外干/濕球溫度20℃/15℃，設(shè)定溫度55℃。
2、保溫水箱參數(shù)：
保溫水箱內(nèi)膽采用日本進(jìn)口SUS304/2B不銹鋼板，外膽采用國(guó)產(chǎn)202不銹鋼板制作，不銹鋼板的焊接采用先進(jìn)的自動(dòng)氬弧焊焊接工藝，縫焊表面經(jīng)防腐處理，同時(shí)儲(chǔ)水箱桶體壓制波紋加強(qiáng)筋，確保儲(chǔ)水箱的制作質(zhì)量和強(qiáng)度，保證儲(chǔ)水箱長(zhǎng)期使用無(wú)滲漏；儲(chǔ)水箱保溫采用聚氨脂整體發(fā)泡保溫，保溫層厚度δ=50mm；儲(chǔ)水箱外包同樣采用304#不銹鋼板制作保證儲(chǔ)水箱保溫層的保護(hù)，同時(shí)儲(chǔ)水箱的外觀也美觀，儲(chǔ)水箱使用壽命超過(guò)15年。水箱在我公司專業(yè)生產(chǎn)車間制作完成，所有水箱均配備進(jìn)水口、出水口、溢流口、排污口、水位管或溫度、水位傳感器接管等附件。
3、水泵性能說(shuō)明：
威樂(lè)山姆遜（北京）水泵系統(tǒng)有限公司是德國(guó)威樂(lè)-山姆遜（WILO）水泵有限公司在中國(guó)的合資生產(chǎn)廠，德國(guó)威樂(lè)-山姆遜公司已經(jīng)有130多年生產(chǎn)水泵的歷史，憑借強(qiáng)大的專業(yè)技術(shù)研發(fā)能力，該公司成為全球十大水泵生產(chǎn)廠家之一，并成為全球最早通過(guò)國(guó)際質(zhì)量管理體系ISO9000認(rèn)證的公司之一，還通過(guò)國(guó)際環(huán)境體系ISO14000認(rèn)證，該公司生產(chǎn)的水泵種類齊全，涵蓋了整個(gè)暖通空調(diào)行業(yè)。我公司選用該公司生產(chǎn)的PH系列熱水循環(huán)泵。水泵配置該公司特別設(shè)計(jì)的具有超長(zhǎng)使用壽命的強(qiáng)力馬達(dá)，并且馬達(dá)運(yùn)行可靠平穩(wěn)，噪音不超過(guò)45dB（A）；銅合金的襯墊葉輪和葉輪封罩經(jīng)久耐用；碳和陶瓷制成的機(jī)械密封裝置非常堅(jiān)固，幾乎不漏水；水路采用特殊鍍層，保障水質(zhì)清潔衛(wèi)生，并且耐磨性能良好；水泵經(jīng)過(guò)特殊合理的機(jī)體設(shè)計(jì)保證水泵組裝容易、維修保養(yǎng)方便；還配置熱過(guò)載保護(hù)裝置及防止雜質(zhì)卡住電機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)保證馬達(dá)運(yùn)行的安全。
熱泵工作原理
1、熱泵熱水機(jī)組由熱泵裝置和儲(chǔ)熱裝置構(gòu)成：
低溫低壓氣態(tài)的冷媒經(jīng)過(guò)壓縮使冷媒成為高溫高壓狀態(tài)。假設(shè)壓縮機(jī)的壓縮功轉(zhuǎn)化的熱量為Q2，高溫高壓的氣態(tài)冷媒與水進(jìn)行熱交換，高壓的冷媒在常溫下被冷卻、冷凝為液態(tài)。這過(guò)程中，冷媒放出熱量用來(lái)加熱水，使水升溫變成熱水。假設(shè)水吸收的熱為Q3。
①、高壓液態(tài)冷媒通過(guò)膨脹閥減壓，冷媒由于壓力下降，回到比外界低的溫度，具有吸熱蒸發(fā)的能力。
②、低溫低壓的液態(tài)冷媒經(jīng)過(guò)蒸發(fā)器（空氣熱交換器）吸收空氣中的熱量自身蒸發(fā)，由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)。假設(shè)冷媒從空氣中吸收的熱為Q1。
③、吸收了熱量的冷媒變?yōu)榈蜏氐蛪簹怏w，再由縮機(jī)吸入進(jìn)行壓縮，如此往復(fù)循環(huán)，不斷從空氣中吸熱，而在水側(cè)換熱器放熱，制取熱水。這個(gè)循環(huán)過(guò)程由熱泵熱水機(jī)組來(lái)完成。
④、機(jī)組制取的熱水從中間水箱放入保溫儲(chǔ)熱水箱中，供用戶隨時(shí)使用。熱泵作為高效集熱并轉(zhuǎn)移熱量的系統(tǒng)裝置，可以把壓縮機(jī)所消耗的電力變?yōu)?.5倍甚至4倍以上的熱能（即1＋3＝4的道理）。
2、節(jié)能分析：
由上面的熱泵原理，據(jù)熱能守恒定律得： Q3=Q2+Q1（4＝1＋3）
其中：Q3為水從冷媒中吸收的熱量；Q2為壓縮機(jī)壓縮冷媒產(chǎn)生的熱量；Q1為冷媒從空氣中吸收的熱量。
對(duì)于空調(diào)：Q1=Q3-Q2 Q1為冷媒從空氣中吸收的熱量（即制冷量），這樣不斷地從房間內(nèi)吸收熱量，把房間的溫度降低。據(jù)國(guó)標(biāo)的規(guī)定，制冷的能效比COP值（制冷量與功率之比）不能低于2.4，也就是制冷效率不能低于230%，一般空凋制冷的COP值大于2.6。
對(duì)于熱泵熱水器的制熱量Q3=Q2+Q1 ，也就是說(shuō)熱泵熱水器的水從冷媒中吸收的熱量要大于冷媒從空氣中吸收的熱量，差值為Q2，即壓縮機(jī)壓縮冷媒產(chǎn)生的熱量。所以熱泵熱水器的COP值要大于空調(diào)的COP值。據(jù)測(cè)試，我公司生產(chǎn)的熱泵熱水器的COP值為3.5以上。
3、熱泵機(jī)組的特點(diǎn)：
1．系統(tǒng)運(yùn)行可靠、保證熱水供應(yīng)萬(wàn)無(wú)一失。熱水供應(yīng)根據(jù)客戶需要可由一臺(tái)或多臺(tái)熱泵熱水機(jī)并聯(lián)工作，多臺(tái)熱泵組成系統(tǒng)時(shí)是并聯(lián)工作，可根據(jù)用戶的實(shí)際需要開啟一臺(tái)或多臺(tái)機(jī)器工作，即使有一臺(tái)機(jī)器出現(xiàn)故障也不影響整體熱水供應(yīng)。保溫水箱裝備有電加熱系統(tǒng)作為備用加熱系統(tǒng)，備用系統(tǒng)的主要功能為：在熱泵出現(xiàn)故障時(shí)能保證熱水供應(yīng)。出現(xiàn)突然用水高峰時(shí)，作為熱泵的補(bǔ)充熱源快速提供熱水。溫度異常情況出現(xiàn)時(shí)，作為熱泵的補(bǔ)充熱源工作。
2．節(jié)能：熱泵熱水機(jī)組，高效節(jié)能,一度電的投入，可以產(chǎn)生相當(dāng)于3.5－4度電的熱量，這與直接用電熱的辦法相比，節(jié)約75％的用電量，達(dá)到了節(jié)能的要求。
3．經(jīng)濟(jì)：由于使用熱泵熱水系統(tǒng)，大大降低用戶日常使用費(fèi)用。并且由于使用60℃出水溫度，機(jī)器、儲(chǔ)水箱、管道等不易結(jié)水垢，延長(zhǎng)了系統(tǒng)的壽命。
4．安全：沒(méi)有普通熱水系統(tǒng)中易燃、易爆、觸電、中毒等危險(xiǎn)，是最安全可靠的熱水系統(tǒng)，免除用戶的后顧之憂。
5．環(huán)保：本系統(tǒng)采用了電能和空氣熱能，沒(méi)有廢氣排放等環(huán)境污染物產(chǎn)生，為用戶提供干凈的環(huán)境。
成本分析
1、各種加熱方式熱值參數(shù)：
2、各種加熱方式基本成本表：
3、40噸水全年費(fèi)用表：
4、各種加熱方式綜合對(duì)比：
售后服務(wù)
1、熱泵的品質(zhì)保證及服務(wù)承諾：
1、熱泵壽命約15年，相關(guān)的主要零部件壽命與熱泵壽命同步。
2、我們承諾對(duì)空氣源熱泵熱水機(jī)組免費(fèi)保修2年，終身上門維修。
3、我們?cè)谌珖?guó)各地設(shè)有專用庫(kù)房，備件存量可以滿足該中心轄區(qū)內(nèi)兩個(gè)月的維修需要，隨時(shí)保證在產(chǎn)品壽命期內(nèi)對(duì)易損零部件的充足供應(yīng)。
4、本市用戶12小時(shí)內(nèi)服務(wù)到位，郊區(qū)用戶24小時(shí)內(nèi)服務(wù)到位，外地用戶72小時(shí)內(nèi)服務(wù)到位。特殊用戶可以保證在6小時(shí)內(nèi)服務(wù)到位。
5、我們提供的服務(wù)都是連續(xù)進(jìn)行的，保證一次性為用戶解決問(wèn)題。
2、產(chǎn)品的現(xiàn)場(chǎng)安裝與調(diào)試：
1、產(chǎn)品在安裝過(guò)程中，公司將派技術(shù)人員常駐現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行示范安裝、調(diào)試和技術(shù)服務(wù)，并對(duì)安裝質(zhì)量和調(diào)試結(jié)果負(fù)責(zé)。
2、產(chǎn)品的安裝應(yīng)嚴(yán)格按照說(shuō)明書及安裝規(guī)范進(jìn)行安裝，保證熱泵正常運(yùn)行及便于今后維修。
3、公司的產(chǎn)品不需要特殊的支架或吊架。
4、公司的產(chǎn)品的生產(chǎn)、運(yùn)輸、服務(wù)等都有嚴(yán)格的質(zhì)量保證體系。
5、公司對(duì)水管、電路的連接都有嚴(yán)格的規(guī)定，保證連接可靠、不影響其他設(shè)備、并且便于維修更換。
6、公司的產(chǎn)品屬于民用產(chǎn)品，噪音水平極低，因此可以忽略不計(jì)。
3、產(chǎn)品知識(shí)培訓(xùn)及產(chǎn)品的日常維護(hù)：
1、在安裝驗(yàn)收完畢后，公司會(huì)對(duì)用戶提供適當(dāng)?shù)呐嘤?xùn)，保證用戶熟悉所有細(xì)節(jié)、保證設(shè)備運(yùn)行獲得最大的效率。
2、熱泵產(chǎn)品操作維護(hù)十分簡(jiǎn)單，因此培訓(xùn)課程在1天之內(nèi)完全可以完成。
3、產(chǎn)品設(shè)計(jì)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)優(yōu)良，用戶只需定期拉動(dòng)排污閥放水，其他不需任何保養(yǎng)和維護(hù)。
4、保修期外的產(chǎn)品維修服務(wù)：
1、在保修期結(jié)束之前，公司將對(duì)熱泵進(jìn)行一次全面檢查，免費(fèi)解決出現(xiàn)的問(wèn)題。表明故障情況、維修情況等信息，并要求用戶簽字認(rèn)可。
2、保修期一年結(jié)束之后，公司的本產(chǎn)品實(shí)行終身上門維修服務(wù)。這是一項(xiàng)公開的服務(wù)政策和承諾，公司也有專門的維修收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)和服務(wù)范圍，維修時(shí)維修人員須向用戶出示以上標(biāo)準(zhǔn)。
3、在產(chǎn)品的壽命周期內(nèi)，公司以優(yōu)惠價(jià)格保證供應(yīng)相關(guān)的備品備件。
5、熱泵安裝操作規(guī)范：
1、安裝熱泵必須由公司授權(quán)的人員進(jìn)行。
2、安裝熱泵，必須嚴(yán)格按照隨機(jī)所附的《安裝使用說(shuō)明書》進(jìn)行。任何熱泵都不能裝在建筑的外墻上或防護(hù)欄上。
3、安裝時(shí)遇到特殊情況，必須征求用戶意見并和用戶協(xié)商解決。
4、所有熱泵的進(jìn)、出水管必須采用能承受與熱泵相同工作壓力的硬管，與熱泵配套安裝的管件，如單向閥、截止閥、閥門等，必須采用專業(yè)生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的合格產(chǎn)品。
5、調(diào)試前應(yīng)對(duì)管道及接頭進(jìn)行氣密性檢查，保證管道不漏水。
6、空氣源熱泵熱水機(jī)組的排水管口應(yīng)接入地漏，防止意外情況下排出的水損傷用戶的財(cái)產(chǎn)。
7、安裝電路及控制器時(shí)，選用的電源線必須與熱泵的功率匹配；地線與零線必須嚴(yán)格分開；無(wú)漏電保護(hù)的應(yīng)建議用戶安裝漏電保護(hù)開關(guān)。
8、熱泵安裝完畢，應(yīng)對(duì)所有的熱水管路進(jìn)行耐壓和檢漏試驗(yàn)。
9、熱泵安裝完畢，應(yīng)進(jìn)行基本工作性能和安全性能的檢查。
10、熱泵一切正常之后，應(yīng)培訓(xùn)用戶正確的使用方法和有關(guān)的注意事項(xiàng)。
6、熱泵安裝質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
1、安裝完畢熱泵，其位置和四周空間應(yīng)滿足以下要求：
（1）熱泵必須安裝在室外，必須是通風(fēng)良好的地方；
（2）熱泵排氣口不能對(duì)準(zhǔn)窗戶；
（3）熱泵周圍500mm范圍內(nèi)不能有易燃、易爆物品；
（4）熱泵周圍必須留有便于維護(hù)和拆卸的空間。
2、電熱泵的線路連接必須牢固不易脫落，各種保護(hù)裝置作用良好。
3、電線管道必須用能防火的管線連接，管道及接頭應(yīng)無(wú)漏水。
4、熱泵的冷、采暖管路在規(guī)定水壓范圍內(nèi)應(yīng)無(wú)漏水。
5、熱泵的溫度控制裝置應(yīng)作用靈敏，在規(guī)定的溫度應(yīng)能自動(dòng)切斷電源。
6、整個(gè)熱泵及管路系統(tǒng)應(yīng)整齊、美觀、實(shí)用。
