独家:双模模块式热泵热水机组在员工宿舍的应用

  空气源热泵热水机组是近年来日益频繁使用的生活热水供应系统。它应用热泵原理,消耗小部分的电能驱动机组运行,就能把空气中不易被利用的低品位热能转化为易被利用的高品位热能,用以制备最高55℃的生活热水。作为一种节能高效、对环境无任何污染的热水设备,空气源热泵热水机组近年来已经越来越广泛应用于宾馆、酒店、桑拿中心、医院、工厂、宿舍和住宅小区等集体型用水单位以及别墅、家庭、美容美发店等小型用水单位。
  
  EKAH系列“双模”商用模块式空气源热泵热水机组,凝聚EK空调近半个世纪的热泵设计、制造和应用精华,采用行业领先的空气源技术,隆重推出的一款新型空气源热泵热水机组。“双模”,即“直热/循环”两种模式可自由切换,机组在非用水时段运行循环模式制取热水,存储于水箱备用。在客户用水高峰期,用水量增大时,机组可运行直热模式,即时制取55℃热水作为补充。
  
  EKAH“双模”商用模块式空气源热泵热水机组,既具备直热式机组的即时供热水能力,也兼备了循环式机组的备用供热水能力,可满足不同时段的生活热水需求。
  
  一、工程概况:
  
  本项目位于广东省东莞市,设计要求为项目五栋员工宿舍楼提供全天需要的生活热水,用水量如下表:
  
  本项目为节能改造项目,建筑原有的热水设备为太阳能热水器,考虑到阴雨天以及冬季时需要采用电制取热水的情况,需要增加一套辅助热水设备,联合原有的太阳能热水器使用。
  
  二、设计依据及设计参数
  
  1、设计依据
  
  A、甲方提供的参数及要求。
  
  B、《建筑给水排水设计规范》
  
  C、《简明建筑设备手册》
  
  2、设计参数
  
  夏季室外: 干球温度t g = 3 3 . 5 ℃ , 湿球温度ts=27.7℃;
  
  冬季室外:干球温度tg=5℃,相对湿度70%
  
  广东东莞地区冬季最低水温约15℃。[NextPage]  
  三、热水方案确定
  
  本项目需要新增一套热水设备,结合原有的太阳能热水器为五栋宿舍楼提供生活热水。热水供应模式设计如下:
  
  (1)夏季日照天(150天):全部由太阳能热水器生产的热水供应;
  
  (2)阴雨天及冬季(125天):由辅助热水机组生产的热水供应;
  
  (3)过渡季日照天(90天):由太阳能+辅助热水机组联合供应热水;
  
  在联合供应热水模式中,设计尽量利用太阳能热水器将水温升高,再让之进入空气源热泵热水机组进行加热到55℃后,送至增设的恒温水箱。如此,将大大缩短热泵热水机组的工作时间,节能更佳。
  
  预选热水方案有两种:
  
  A、 太阳能+锅炉
  
  B、 太阳能+空气源热泵热水器
  
  综合两个热水方案的系统特点以及运行费用,本项目最终确定采用B方案:太阳能+空气源热泵热水器。
  
  EKAH系列“双模”商用模块式空气源热泵热水机组与锅炉相比:
  
  机组更节能
  
  ◎采用国际知名品牌涡旋压缩机,经过EK空调精心设计、优化选型,确保机组处于最节能状态。
  
  ◎采用电子膨胀阀EXV精确控制机组运行,600级精确调节出水温度。
  
  ◎采用内螺纹换热套管,不锈钢钎焊板式高效换热器,有效防止污垢生成,换热效果更佳。
  
  ◎采用创新双模式设计,可运行直热+循环两种制热水模式,“双模”自由切换,克服了一般单模式热水机组的局限性,既能保证充足的热水供应量,又能长时间保证水温恒定,运行平稳,高效节能,优化热水供应系统。[NextPage]  
  模块组合更节能
  
  ◎领先的模块化设计,进行模块组合时,具备更多级的能力调节。调节以每个压缩机为单元,部分负荷情况下仅有必不可少的压缩机投入运行,保持机组处于最佳的节能状态,避免了传统机组在低负荷时电机效率低下的缺点,轻松实现了全年高效节能运转。  

“双模”商用模块式空气源热泵热水机组工作原理

  ◎EKAH系列模块式空气源热泵热水机组采用创新的模块化设计,机组模块化组合,最多16台,可以实现分级启动,减小对电网的冲击。
  
  ◎维护方便,单台机器维护或维修不影响其他机组运行。
  
  系统更节能
  
  ◎EKAH系列模块式空气源热泵热水机组可搭配各种形式的空调机组和太阳能热水器使用,为客户提供完善的建筑环境解决方案,系统组合使用,节能效果更加显著。  

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  四、热负荷计算及设备选型:
  
  1、热负荷计算
  
  将温度为15℃的自来水从加热至热水平均所需温度(55℃),每天制热水的热负荷可由热负荷计算公式Q=C.M.△T,算得如下:
  
  (1) #1、#2、#3(1460人宿舍),每天热水用量约为 M= 75 吨;
  
  Q1=C.M.△T = 1.163 KW /kg•℃× 75 吨×(55℃-15℃)= 3489 KW;
  
  (2) #4(300人宿舍),每天热水用量约为 M=18 吨;
  
  Q2=C.M.△T = 1.163 KW /kg•℃× 18 吨×(55℃-15℃)= 837.4 KW;
  
  (3) #5(150人宿舍),每天热水用量约为 M=12 吨;
  
  Q3=C.M.△T = 1.163 KW /kg•℃× 12 吨×(55℃-15℃)= 558.2 KW;  

  2、 设备选型
  
  本项目采用EKAH100A“双模”商用模块式空气源热泵热水机组,机组制热能力为:在年平均环境温度20℃,出水温度55℃时,制热能力为39kW;在最不利环境温度5℃,出水温度55℃时,制热能力为22.5kW。[NextPage]  
  设计要求机组在年平均标准工况下每天运行时间不超过13小时,冬季最不利环境温度下每天运行不超过20小时。根据现场实际情况和计算数值,按照最不利环境温度下运行时间选型,各栋宿舍选用的机组如下:  

1560人宿舍热水系统图

  (1) # 1 、# 2 、# 3 ( 1 5 6 0人宿舍):选择8台EKAH100A热水机组。
  
  校核年平均工况下的运行时间:3489÷39÷8=11.2<13小时,满足要求;
  
  (2)#4(300人宿舍):选择3台EKAH100A热水机组(考虑机组备用性)。
  
  校核年平均工况下的运行时间:837.4÷39÷3=7.2<13小时,满足要求;
  
  (3)#5(200人宿舍):选择2台EKAH100A热水机组(考虑机组备用性)。
  
  校核年平均工况下的运行时间:558.2÷39÷2=7.2<13小时,满足要求;
  
  综上,此项目共5栋宿舍楼,采用29台EKAH100A空气源热泵热水机组,其中#1、#2、#3号楼各8台,#4号楼3台,#5号楼2台。项目共采用5套热水控制系统。
  
  五、运行费用比较:
  
  东莞地区,平均每年共有夏季日照天150天,阴雨天及冬季125天,过渡季日照天90天。
  
  六、热水系统图
  
  EKAH系列“双模”商用模块式空气源热泵热水机组运行模式说明:
  
  上图为#1、#2、#3栋楼的热水系统图,供热水时段为:6:30-9:30;18:00-1:00
  
  A、 在非用水时段,如9:30―18:00,运行“循环”模式,制取热水存储于水箱。
  
  B、 在用水时段,优先使用已经存储于水箱的热水。当出现水量不够的情况时,运行“直热”模式加以补充,确保客户用水量。
  
  C、 在全天24小时内,当出现水箱温度低于设定值时,运行“循环”模式,对水箱水进行再加热,确保存储于水箱的热水温度达到使用要求。
  
  七、结语
  
  EKAH系列“双模”商用模块式空气源热泵热水机组,兼备直热+循环两种模式的优势,克服了市场上其他单一模式的空气源热泵热水器的局限性,能全方位保证客户非用水高峰期和用水高峰期的水量和水温,舒适性和稳定性俱佳,锐意创新,高效节能,更能适应客户需求的变化,彰显了EK空调科技创新、节能环保的品牌理念。作为当今最先进的节能环保型热水制取热水,“双模”式空气源热泵热水机组将日益被广泛使用于各类场所。
  
  EKAH系列“双模”商用模块式空气源热泵热水机组在本项目的成功应用,也验证了EKAH机组“安全+省钱+舒服+环保”的独特优势。与太阳能的结合使用,弥补了太阳能热水器受天气环境影响而不能保证随时供应热水的缺陷,且太阳能+EKAH相比于太阳能+锅炉的方案,为整个项目节省了非常可观的费用,节能效果更加显著。

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