当前位置：现代供热网技术交流正文

全面介绍水源热泵系统设计，

2019-11-01

1. 水源热泵机组

2. 冷（温）水循环泵

3. 潜水泵

4. 旋流除砂器

5. 水处理设备

6. 定压补水设备

7. 过滤器/除污器

二、水源热泵系统流程图

三、热泵机组的选择

1. 根据建筑的空调面积和房间功能进行空调冷、热负荷计算，统计建筑空调总冷、热负荷。

2. 大部分建筑需要考虑房间的同时使用率，一般建筑的同时使用率为70~80%，特殊情况需根据建筑功能和使用情况确定。

3. 根据计算出的总冷、热负荷，以其中较大值来确定主机型号，注意机组在偏离额定工况时需进行参数修正。

4. 制冷同时制取卫生时的参数修正。

5. 主机台数可根据建筑业主和建筑所备机房情况进行确定，建议选用2台以上。

四、空调负荷的确定

建筑类型	冷负荷指标（W/m2）	热负荷指标（W/m2）
住宅	85-100	45-70
办公楼	85-100	60-80
医院、幼儿园	80-90	65-80
旅馆	80-90	60-70
商店	105-150	65-75
会堂、餐厅	180-225	115-140
体育馆	100-135	115-160

五、系统水循环泵的选择

1、流量的确定

一般按照水源热泵样本中提供的制热/制冷时的水流量来选取，可以按照如下公式进行计算选取，公式中的Q为热泵机组制热/制冷量中的较大值。

2、扬程确定

循环水泵扬程的组成：

1. 热泵机组换热器水阻力：一般为6～7.5mH2O；（具体值可参看产品样本）

2. 末端设备（空气处理机组、风机盘管等）表冷器或蒸发器水阻力：一般为6～7mH2O；（据体值可参看产品样本）

3. 回水过滤器阻力，一般为3～5mH2O；

4. 分水器、集水器水阻力：一般一个为3mH2O；

5. 系统水管路沿程阻力和局部阻力损失：一般为7～10mH2O；

综上所述，冷冻水泵扬程为26～35mH2O，一般为32～36mH2O。

注意：扬程的计算要根据系统的具体情况而定，在水泵样本中选取水泵时，以上中下三列中的中间栏数据为准。

3、水泵并联运行情况

水泵台数	流量	流量的增加值	与单台泵运行比较流量的减少
1	100	/
2	190	90	5%
3	251	61	16%
4	284	33	29%
5	300	16	40%

由上表可见：水泵并联运行时，流量有所衰减；当并联台数超过3台时，衰减尤为厉害。建议：1. 选用多台水泵时，要考虑流量的衰减，留有余量。2. 空调系统中水泵并联不宜超过3台，即进行水源热泵主机选择时也不宜超过三台。

六、潜水泵的选择

1、流量的确定

一般按照水源热泵样本中提供的制热/制冷时的井水流量来选取，还可以按照如下公式进行计算选取，公式中的Q为热泵机组制热/制冷量，N为机组输入功率；

2、扬程的确定

1. 潜水泵的扬程依据水井动水位的位置来确定，一般潜水泵放置在动水位以下1m左右的位置；

2. 潜水泵所需克服的阻力包含动水位至井口的高差h1，旋流除砂器阻力，Y性过滤器阻力、机组阻力、以及井水管道阻力，此部分阻力一般取经验值7～10mH2O；

3. 潜水泵扬程= h1+ 7～10mH2O。

七、补水定压装置的选择

1、补水定压装置的方式

1. 高位膨胀水箱补水定压；

2. 变频补水定压；

3. 落地式膨胀水箱（膨胀罐）补水定压。

2、系统补水量的确定

系统补水量一般为系统中总水容量的2%～3%确定，系统中水容量按照建筑面积每平方米1.3L计算。

3、补水泵扬程的确定

根据建筑高度来确定补水泵的扬程，并且留有3-5mH2O余量；即补水泵的扬程=机房到系统最高点高差H+3-5mH2O。

八、水处理设备的选择

1、水处理设备总类

电子水处理仪；（5000㎡以下建筑及卫生热水系统采用电子水处理仪）

软化水处理仪（钠离子交换器）（10000㎡以上建筑采用软化水处理）

2、电子水处理仪的选取

根据系统水水流量或者系统水管径选取。

3、软化水处理仪的选取

根据系统水补水量选取，系统补水量一般为系统中总水容量的2%～3%确定，系统中水容量按照建筑面积每平方米1.3L计算；一般10000㎡建筑选取1m3/h处理量处理仪。

4、软化水箱大小的确定

根据软化水小时处理水量来确定水箱的大小。

九、过滤装置的选择

1、旋流除砂器的选择

原则上一台热泵机组对应一台旋流除砂器，在系统较大时，不受此原则限制；

以热泵机组井水需求量的大小确定旋流除砂器的型号及台数。

2、快速除污器的选择

根据系统水总管路管径大小确定快速除污器型号，一个系统仅用一台快速除污器，在地下水含沙量较高的情况下，建议井水系统也装设快速除污器。

十、集分水器尺寸确定

1、管径的确定

按并连接管的总流量通过集管断面流速V=1.0-1.5m/s确定，最大不宜超过4m/s。分支管管内流速一般为V=2.0m/s。

【例】集管上拟连接4根DN80管道，这些管内的流速均等于2m/s，试确定集管的直径。

【解】DN80钢管内径81mm，其断面积F=1/4πd2n=1/4×3.1416×812=5153mm2

连接管断面积和：∑F=5153×4=20612mm2

取： V=1.2.0m/s

则：集管应有断面积为：F’=20612×2.0/1.2=34353mm2

相应直径：D=

=209mm，选择φ=219×6mm

2、长度确定

十一、运行费用计算

1、计算公式

运行费用=额定功率×开机台数×每天运行时间×实际运行天数×日运行系统×年运行系数×电价

2、计算条件

1. 运行时间：冬季天，日平均运行小时。

2. 日运行系数：0.75（查《实用供热空调设计手册》在一日中由于室外温度及气候条件的不同，末端系统负荷随之调节变化）。

3. 年运行系数：0.8（查《实用供热空调设计手册》在一年中由于室外温度及气候条件的阶段性变化，末端系统负荷随之调节变化）。

4. 电价：元/KW·h。

十二、基础知识

1、标准煤

我国把每千克含热量为7000大卡（29306焦耳）的定为标准煤，也称标煤。国家发改委提供的数据：火电厂平均每千瓦时供电煤耗由2000年的392g标准煤降到360g标准煤，2020年达到320g标准煤。即一吨标准煤可以发三千千瓦时（3000度）的电。

2、工业锅炉燃烧1吨标准煤污染物排放量

CO2	SO2	NXO
2620Kg	18.5Kg	7.4

3、各种能源折合成标准煤系数

能源名称	平均低位发热量	折标准煤系数
原煤	20908千焦（5000千卡）/千克	0.7143千克标准煤/千克
原油	41816千焦（10000千卡）/千克	1.4286千克标准煤/千克
汽油	43070千焦（10300千卡）/千克	1.4714千克标准煤/千克
柴油	42552千焦（10200千卡）/千克	1.4571千克标准煤/千克
液化石油气	50179千焦（12000千卡）/千克	1.7143千克标准煤/千克
油田天然气	38931千焦（9310千卡）/立方米	1.3300千克标准煤/立方米
气田天然气	35544千焦（8500千卡）/立方米	1.2143千克标准煤/立方米
焦炉煤气	16726～17081千焦（4000～4300千卡）立方米	0.5714～0.6143千克标准煤/立方米
电力（当量）	3596千焦（860千卡）/千瓦小时	0.1229千克标准煤/千瓦小时

4、标煤量折算

燃煤系统标煤折算量

标煤量=总制热量÷标煤发热量÷锅炉效率=总制热量÷8.14÷70%÷1000

式中8.14KW为标煤发热量7000大卡/千克折算值

热泵系统标煤折算量

标煤量=热泵耗电量÷单位电量标煤耗量=热泵耗电量÷360÷1000

式中360g为发一度电标煤耗量

以上计算二者之差即为标煤节约量

十三、基础知识-单位换算

1、压力单位换算

● 1公斤出水压力：是1平方厘米承受1公斤水重量的压力（也称千克力），即1公斤压力＝1×10/0.0001＝100000Pa＝0.1MPa =1Bar

● 1MPa =10公斤压力

● 1公斤压力=10mH2O

● 1H2O=10Kpa

2、热量单位换算

● 千焦和千瓦时之间的换算系数为3600，即1000KJ=0.277KW·h

● 千焦和大卡（千卡）之间的换算系数为4.20，即1000KJ=238.10KCal

● 千卡和千瓦时之间的换算系数为860，即1000KCal=1.163KW·h

上一篇：供暖初期暖气不热原因及处理方法下一篇：换热器原理图与动态图