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生活热水系统工程Page1of10西峡帝景酒店生活热水系统设计方案贝莱特空调有限公司2013年3月生活热水系统工程Page2of10一、工程概况本工程为西峡帝景酒店生活热水供应系统工程，工程地点位于河南西峡。共一栋建筑，建筑面积为11447平米。建筑层数为地上十六层，总建筑高度约为58米。建筑物功能：一层为大堂和KTV包房、二层餐厅和KTV包房、三层为包房、四层为棋牌室、五层至十五层为客房、十六层为会议室。据统计：宾馆床位为345个，包房和棋牌室洗手盆为718个。二、设计参数1.气象参数纬度33度02分经度114度01分海拔高度为129.2米供暖期平均温度为2.5℃，度日数为1457(℃.d)2.设计要求为淋浴器和洗手盆供应24小时生活热水，热源设备的出口温度按照60度、配水点热水温度按50度考虑。本系统方案设计及时热水使用，既全天24小时随时可以应用热水，做到即开即热，无管道空放存留冷水时间。系统设计太阳能热水出水温度50摄氏度到55摄氏度之间，按照24小时供应热水设计，冷水计算温度为5摄氏度。三、生活热水系统的负荷计算1、生活热水耗热量和热水量的计算生活热水系统工程Page3of10根据设计规范可知：设计日耗热量：Qd=m·qr·C·ρ·（Trc-Tl）;设计日热水量：Qr=m·qr/1000设计小时耗热量：Qh=kh·m·qr·C·ρ·（Trc-Tl）/T设计小时热水量：qrh=kh·m·qr/24;其中：m为用水计算单位数个；qr为热水用水定额L/人·d;kh为小时变化系数取值为2.6~3.33;Trc—加热设备出口的温度，60℃；Tl—冷水计算温度，按照5℃计算：计算结果见下表：使用功能床位数热水用水定额水的比热水的密度热水温度冷水计算温度设计日耗热量设计日热水量宾馆热水小时变化系数设计小时耗热量设计小时热水量床位L/b.dKJ/Kg.℃kg/L℃℃KJ/dL/dKJ/HL/h公寓-淋浴345.00160.004.820.98360514375797.0055200.003.331994641.837659.00包房-洗手盆718.008.004.820.9836051495916.275744.002.60162057.60622.27会议-洗150.003.004.820.983605117194.00450.002.6012696.0248.75生活热水系统工程Page4of10手盆小计15988907.2661394.002169395.458330.02根据上表可知：生活热水的设计日耗热量为15988907KJ/d，设计日热水量为61394L/d=61.4立方米/天，设计小时耗热量为2169395KJ/H=602.6KW,设计小时热水量为8330L/h=8.33立方米/小时。四、生活热水系统设计本方案采用太阳能集热器和空气源热泵相结合的复合源热水系统。酒店十六层的屋顶总建筑面积为330平米，考虑空调冷热源机组的放置位置为平米，可以布置太阳能集热器的面积大约有250平米，每日产生的热水量大约为30立方米，不能满足设计日热水量61.4立方米，因为再考虑用空气源热水机组作为生活热水热源的补充和备用。所谓“太阳能热水系统”，指通过太阳能集热器进行太阳能量采集,同时将收集到的太阳能量通过水循环系统收集到储水箱中，作为生产或生活使用的系统。该方式具有舒适性高，节能效果显著，且不造成环境污染，便于调节和控制等优点。1、系统组成太阳能热水系统由太阳能加热部分、辅助能源保障部分及热水供应等几部分组成。太阳能集热器：太阳能集热器是整个装置中的关键部件，主要起到采集太阳能量，对储热水箱的水进行加热的目的。我公司采用高效型真空管集热器，具有集热效率高，保温性能好等性能优势。太阳能储热水箱：太阳能保温水箱采用双层不锈钢加中间保温层结构，水箱内胆为304L食品级不锈钢，保证太阳能热水达到用户使用的卫生要求。水箱保温材料采用环保型聚氨酯预制发泡，保温层厚度不小于5cm，充分满足用户24小生活热水系统工程Page5of10时用热水要求。空气源热水机组：辅助能源系统是太阳能集热系统的补充与备用。当太阳能系统无法满足供热需求时，启动辅助能源加热储热水箱中的水，达到设定温度即停止。本系统中的辅助能源采用空气源热水机组。空气源热泵是以空气作为低温热源的热泵,容易受室外空气温度和湿度的影响,一般应用于室外环境温度在-7度以上，相对湿度不大的地区。本系统采用空气源热泵和太阳能相结合复合源系统直接供水的独立热水系统.贮水方式采用开式系统。太阳能水泵：太阳能集热系统中的循环动力设备，通过太阳能水泵的循环，利用太阳能集热器吸收的能量加热储水箱中的水；2、太阳能热水系统优化设计根据业主提出的要求和太阳能热水系统的相关国家规范，同时为了实现最佳的节能运行效果，特向业主提出以下节能优化设计方案：（1）充分优先利用太阳能系统考虑充分优先利用太阳能。在太阳能可以充分满足用户热水需求的时候，热水系统的辅助热源（本系统采用空气源热水机组）停止运转。只有当阴雨天或用水需求过多，太阳能系统不能满足使用要求时，空气源热水机组才按需求分步启动。（2）太阳能集热系统节能运行太阳能集热系统以温差循环的方式实现节能运行，太阳能集热器的进出水温度差大于12℃时，集热循环泵运转；太阳能集热器的进出水温度差小于5℃时，集热循环泵停止。这样就可以大大减小太阳能集热系统的运行功耗。（3）太阳能系统为生活热水系统定温供水考虑到系统的设备规模，同时保证太阳能系统运行的可靠性。系统设计选择20吨太阳能水箱向用户的6吨的生活热水贮热水箱定温供水。每天早上向太阳能水箱补充冷水至基本水位，太阳能集热使太阳能水箱温度逐渐上升。当太阳能蓄水温度达到60℃时，冷水补入太阳能水箱，同时热水被顶入生活热水水箱，当水温降到50℃时，冷水补水电磁阀关闭。生活热水水箱水位达到最大值时，太阳能系统不再向生生活热水系统工程Page6of10活热水箱内补水，太阳能水箱则会随温差循环进一步升温，并进一步补水直到太阳能水箱的最高水位。这样可以保证在24小时内，生活热水系统的蓄热水温可达到用户的使用要求。（4）系统整体全自动控制，满足用户全天候24小时供热水的使用要求太阳能系统与生活供水系统由协调统一的自动控制系统控制，并与电实现联动。当生活水箱内储存的热水温度不够时，系统输出辅助热源加热预警，并启动空气源热泵机组。系统还可根据用户端用水水温的变化启动生活热水的干管立管循环，以防止长时间静置后用水末端水温低的问题。（5）生活热水防止过热为了避免生活热水过热造成用户烫伤的事件，系统设计了周到的防过热控制。当太阳能集热系统长时间超负荷蓄热，使太阳能水箱内水温上升至75℃时，太阳能水箱的补水开启，高温热水从太阳能水箱的溢流管排出。（6）太阳能系统防冻设计太阳能集热系统中室外集热管路在冬季要考虑防冻的要求。当集热管路温度下降到4℃时，系统的集热循环泵开始运转，当集热管路温度回升到6℃时，循环泵停止。五、系统配置方案的选择1、太阳能集热板的选取：本项目位于河南南阳，太阳能设计的计算南阳地区全年日照总量为2200小时，日平均太阳能辐射量为17MJ/㎡，结合现场房屋实际保温情况以及现场环境，按照一年四季平均运行情况，选取平均值17MJ/㎡·d作为设计值.北京地区各月的气象参数如下：全年各月水平面/当地纬度斜面上的月平均日太阳辐照量（MJ/㎡·d）月份123456789101112室外平均气温-4.6-2.24.513.119.82425.824.419.412.44.1-2.7水平面8.6810.5313.1315.1418.6919.616.8716.113.1711.38.827.78纬度斜面15.3617.3819.0418.7220.1218.9616.4916.6218.6317.4514.7713.84生活热水系统工程Page7of10本方案采用北京聚天华公司生产的JT—471560真空管太阳能集热器，每组安装60支全玻璃真空集热管，有效集热面积为4.04m2，集热器性能参数尺寸：2000*3130*80mm,安装面积6m2/块。该建筑屋顶能安装太阳能集热器大约40块，能提供热水的量为16立方米。2、空气源热水机组的选取：有约46立方米的热水需要由空气源热水机组提供，相当于设计小时耗热量408KW.贮热水箱的容积按照每个床位16L考虑，计算贮热水箱的容积为6立方米，计算可知加热设备的供热量为200KW.选用三台型号为HRF75KMTD50型的空气源热泵机组，单台机组的制热量为74.2KW，（空调系统如果采用风冷模块机组做为空调冷热源的话，可以采用全热回收的风冷冷热水机组来代替空气源热泵，夏季可以免费提供生活热水，冬季为酒店的淡季，空调热源机组运行的数量少，可以为太阳能提供备用热源）。3、蓄热水箱容积1）蓄热保温水箱蓄热水箱正常情况下，设计蓄热温度范围内（40℃～65℃），蓄热水箱内胆要求采用日本进口SUS304型不锈钢、厚度不小于1.2mm，外胆为202不锈钢、厚度不小于0.4mm，保温层为聚氨酯发泡材料、厚度不小于5cm，水箱底部设有排污口，排污口直径不小于40mm。本方案选用蓄热水箱的容积为20立方，其有效容积为16立方米。4、循环泵的选取太阳能系统需配置太阳能集热循环水泵2台，互为备用。热水供水增压水泵是将热水送入各宾馆房间，同时循环主管路热水水温避免用热水时要放出管道内的冷水。选2台热水增压泵，单泵流量要求12m3/h，扬程28m的水泵，在一般情况下可以一备一用，客房入住率高时可以同时开启，同时加设补水定压罐。5、补水水处理因为本项目水质不是很好，经常使用会使太阳能集热系统内部结垢，缩短整体系统用途品牌规格型号相数功率口径工作流量扬程太阳能循环泵威乐PH—2200Q32.2KWDN40Q=15m3/h,H=5m生活热水泵威乐MHI—80510.5KWDN40Q=20m3/h,H=15m生活热水系统工程Page8of10的寿命。为了防止系统大面积结垢，系统的冷水补水前端应设置水处理设备，本项目采用的是归丽晶。对于每天60吨的生活热水用量，宜选用90Kg的归丽晶水处理器。五、控制系统功能与要求1）温差循环集热太阳能集热系统采用温差循环的控制方式，即当太阳能集热器出水温度与太阳水箱的温度差大于10℃时，太阳能集热循环泵开启，集热器里的热水被推入太阳能水箱；当太阳能集热器出水温度与太阳能水箱的温度差小于5℃时，太阳能集热循环泵停止。2）定温供水功能每天早上向太阳能水箱补充冷水至基本水位，太阳能集热使太阳能水箱温度逐渐上升。当太阳能蓄水温度达到60℃时，冷水补入太阳能水箱，同时热水被顶入生活热水水箱，当水温降到55℃时，冷水补水电磁阀关闭。这样可以保证在24小时内，生活热水系统的蓄热水温可达到用户的使用要求。3）水满转温差循环功能生活热水水箱水位达到最大值时，太阳能系统不再向生活热水箱内补水，太阳能水箱则会随温差循环进一步升温，并进一步补水直到太阳能水箱的最高水位。然后太阳能集热转成单一温差循环集热模式，水箱蓄水进一步升温。4）防冻排空功能当集热板温度小于设定值的时候，系统自动执行落差式排空。5）循环加热功能当通过循环加热键启动循环加热功能，系统启动循环加热来给水箱中的水升温。6）管路循环功能如果用户用水的时间相对比较固定，可以在用水之前一段时间启动循环泵。通过功能键设定启动时间，当实际时间到达设定时间的时候，自动启动循环泵，当温度到达设定温度时停止循环泵。如果用户是24小时供水，可以实现当管路中的水温低于水箱水温一定温度时进行管路循环，到温差变小到一定的值后停止。7）定时加热功能当实际时间到达设定时间且实际温度小于设定温度、实际水位不低于3格水位时（如果低于3格，将自动补水到设定上限水位），自动启动电加热，待温度升到设定温度时自动停止电加热。生活热水系统工程Page9of108）定时上水功能当实际时间到达设定上水时间且实际水位低于设定上限水位的时候，自动启动上水功能，直到水位达到设定上限水位时停。本方案采用北京