1、第一章、热泵热水系统的相关概念第一章、热泵热水系统的相关概念 热泵：热泵：热泵是一种能从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热，经过电力做功，输出能用的高品位热能的设备。热泵是把热量从低温端送向高温端的节能的新装置。它由蒸发器、空气压缩机、冷凝器、节流阀等部分组成，利用少量的工作能源，以吸收和压缩的方式，把一特定环境中低温而分散的热聚集起来，使之成为有用的热能。 热泵热水器：热泵热水器：热泵热水器就是利用热泵技术将低品位热源的热量转移到被加热的水中来制取热水的一种节能设备。 空气源热泵热水器：空气源热泵热水器：空气源热泵是指以空气为低温热源来制取热水的热泵热水器。 按热水加热方式可分为循环式热泵
2、热水器和直热式热泵热水器按热水加热方式可分为循环式热泵热水器和直热式热泵热水器 循环式热泵热水器：循环式热泵热水器：使用侧冷水通过水泵多次循环不断地泵入机组进行加热而逐渐使冷水最终加热至需要温度的热泵热水器。 直热式热泵热水器：直热式热泵热水器：使用侧冷水进入机组后直接加热成所需要温度的热水的热泵热水器。 能效比和性能系数：能效比和性能系数：性能系数（COP）的定义为：在额定工况和国家标准规定条件下，空气能热泵制热时，制热量（ Q2 ）与有效输入功率（P）之比，即COP Q2 P，其值用瓦瓦表示。而我们习惯把性能系数（COP）称做能效比，其实能效比（ EER ）的定义为：在额定工况和国家标准规
3、定条件下，空调器进行制冷运行时，制冷量（ Q1 ）与有效输入功率（P）之比即 EER Q1 P，其值用瓦瓦表示。 热泵性能系数（热泵性能系数（COP）的是衡量热水机组的一个重要参数，如果在同一工况下，相同的输）的是衡量热水机组的一个重要参数，如果在同一工况下，相同的输入功率，能效比越高，产热量越高。在额定工况下，空气能热泵热水机组的能效比一般能达到入功率，能效比越高，产热量越高。在额定工况下，空气能热泵热水机组的能效比一般能达到 4以上。以上。 工况：工况：由于空气能热泵在不同的环境温度下以及不同的进水温度下相同的机组而产热量和输入功率不同，为了对空气能热泵性能有个比较的基准而规定的一个共同环
4、境温度和水温。一般情况下，热泵热水机组的额定工况是指：环境干球温度20、湿球温度15，机器冷水进水温度15，温升40。低温工况是指：环境干球温度7、湿球温度6，机器冷水进水温度9，温升46。 制热量：制热量：在规定试验工况下，热泵机组在运行时间内提供给热水的热量与运行时间的比值。单位为kW。 承压式水箱：承压式水箱：指箱体密闭，不与大气相通，并能承受一定水压力的水箱。 非承压式水箱：非承压式水箱：指水箱顶部与大气相通，通过液位控制装置控制其液面的水箱。 开式热水供应系统：开式热水供应系统：是指热水管网与大气直接相通的热水供应系统。 闭式热水供应系统：闭式热水供应系统：是指热水管网不与大气直接相
5、通的热水供应系统。 第二章、设备选型计算第二章、设备选型计算 第一节、生活热水定额第一节、生活热水定额 表表1 序号序号建筑物名称建筑物名称单位单位最高日用水定额最高日用水定额(L)5055601住宅住宅有自备热水供应和淋浴设备有自备热水供应和淋浴设备有集中热水供应和淋浴设备有集中热水供应和淋浴设备每人每日每人每日每人每日每人每日4998731224488661104080601002别墅别墅每人每日每人每日863477121701103单身职工宿舍、学生宿舍、招待所、培单身职工宿舍、学生宿舍、招待所、培训中心、普通旅馆训中心、普通旅馆 设公用盥洗室设公用盥洗室 设公用盥洗室、淋浴室设公用盥洗
6、室、淋浴室 设公用盥洗室、淋浴室、洗衣室设公用盥洗室、淋浴室、洗衣室 设单独卫生间、公用洗衣室设单独卫生间、公用洗衣室每人每日每人每日每人每日每人每日每人每日每人每日每人每日每人每日3194497361987312227444468558866110254040605080601004宾馆客房宾馆客房 旅客旅客 员工员工 每床位每日每床位每日 每人每日每人每日147196 4961132176 4455120160 40505医院住院部医院住院部 设公用盥洗室设公用盥洗室 设公用盥洗室、淋浴室设公用盥洗室、淋浴室 设单独卫生间设单独卫生间医务人员医务人员门诊部、诊疗所门诊部、诊疗所疗养院、休养
7、所住房部疗养院、休养所住房部 每床位每日每床位每日 每床位每日每床位每日每床位每日每人每床位每日每人 每班每班 每病人每次每病人每次 每床位每日每床位每日7312185157134244851579161221966611077142121220 77142 814 1101766010070130110200701307131001606养老院养老院每床位每日每床位每日 6186 557750707幼儿园、托儿所幼儿园、托儿所 有住宿有住宿 无住宿无住宿每儿童每日每儿童每日每儿童每日每儿童每日2549121922441117204010158公共浴室公共浴室 淋浴淋浴 淋浴、浴盆淋浴、浴盆
8、桑拿浴、桑拿浴、(淋浴、按摩池淋浴、按摩池)每顾客每次每顾客每次每顾客每次每顾客每次每顾客每次每顾客每次4973739885122446666887711040606080701009理发室、美容院理发室、美容院每顾客每次每顾客每次12191117101510洗衣房洗衣房每千克干衣每千克干衣19371722153011餐饮厅餐饮厅 营业餐厅营业餐厅 快餐店、职工及学生食堂快餐店、职工及学生食堂 酒吧、咖啡厅、茶座、卡拉酒吧、咖啡厅、茶座、卡拉OK房房每顾客每次每顾客每次每顾客每次每顾客每次每顾客每次每顾客每次1925 912 491722 811 491520 710 3812办公楼办公楼每人
9、每班每人每班61261151013健身中心健身中心每人每次每人每次 1931 1728 152514体育场体育场(馆馆) 运动员淋浴运动员淋浴每人每次每人每次21432829253515会议厅会议厅每座位每次每座位每次242423注：注： 1、冷水温度按、冷水温度按5计。计。 2、表内数据引自、表内数据引自GB50015(建筑给水排水设计规范建筑给水排水设计规范)本表摘自本表摘自 CRAA311-2009热泵热水系统设计、安装及使用规范热泵热水系统设计、安装及使用规范 第二节、卫生器具的热水用水定额及使用水温表第二节、卫生器具的热水用水定额及使用水温表 表表2序号序号卫生器具名称卫生器具名称一
10、次用水量一次用水量/L 小时用水量小时用水量/(L/h) 使用水温使用水温/1住宅、旅馆、别墅、宾馆住宅、旅馆、别墅、宾馆 带有淋浴器的浴盆带有淋浴器的浴盆 无淋浴器的浴盆无淋浴器的浴盆 淋浴器淋浴器 洗脸盆、盥洗槽水嘴洗脸盆、盥洗槽水嘴 洗涤盆洗涤盆(池池) 150 12570100 3 300 250140200 30 180 40 403740 30 502集体宿舍、招待所、培训中心淋浴器集体宿舍、招待所、培训中心淋浴器 有淋浴小间有淋浴小间 无淋浴小间无淋浴小间 盥洗槽水嘴盥洗槽水嘴70100 35210300 450 508037403740 303餐饮业餐饮业 洗涤盆洗涤盆(池池)
11、 洗脸盆；工作人员用洗脸盆；工作人员用 顾客用顾客用 淋浴器淋浴器3402506012040050303037404医院、疗养院、休养所医院、疗养院、休养所 洗手盆洗手盆 洗涤盆洗涤盆(池池) 浴盆浴盆 125150 1525 3002503003550405幼儿园、托儿所幼儿园、托儿所 浴盆：幼儿园浴盆：幼儿园 托儿所托儿所 淋浴器：幼儿园淋浴器：幼儿园 托儿所托儿所 盥洗槽水嘴盥洗槽水嘴 洗涤盆洗涤盆(池池)100 30 30 15 15 400120180 90 251803535353530506公共浴室公共浴室 浴盆浴盆 淋浴器：有淋浴小间淋浴器：有淋浴小间 无淋浴小间无淋浴小间 洗
12、脸盆洗脸盆 125100150 5 250200300450540 5080 4037403740 357办公楼、洗手盆办公楼、洗手盆50100358理发室、美容院：洗脸盆理发室、美容院：洗脸盆35359 实验室实验室 洗脸盆洗脸盆 洗手盆洗手盆 601525503010 剧场剧场 淋浴器淋浴器 演员用洗脸盆演员用洗脸盆 60 5200400 803740 3511体育场馆体育场馆 淋浴器淋浴器303003512工业企业生活间工业企业生活间 淋浴器：一般车间淋浴器：一般车间 脏车间脏车间 洗脸盆或盥洗槽水嘴洗脸盆或盥洗槽水嘴 一般车间一般车间 脏车间脏车间4060353605401804809
13、0120100150374040303513净身器净身器101512018030注：注：1. 一般车间指现行一般车间指现行工业企业设计卫生标准工业企业设计卫生标准中规定的中规定的3和和4级卫生特征的车间；级卫生特征的车间； 脏车间指该标准中规定的脏车间指该标准中规定的1和和2级卫生特征的车间。级卫生特征的车间。 2. 表中的用水量均为对应使用水温时的水量。表中的用水量均为对应使用水温时的水量。 3. 一次用水量是指使用一次的用水量，并非卫生器具开关一次的用水量，有些一次用水量是指使用一次的用水量，并非卫生器具开关一次的用水量，有些 卫生器具使用一次可能要开关数次。卫生器具使用一次可能要开关数次
14、。 4. 数据引自数据引自 GB50015建筑给水排水设计规范建筑给水排水设计规范本表摘自本表摘自CRRA 3112009热泵热水系统设计、安装及使用规范热泵热水系统设计、安装及使用规范 第三节、冷水计算温度（冬季）第三节、冷水计算温度（冬季） 表表3分分 区区地地 区区地面水温度地面水温度（）地下水温度地下水温度（）第一分区第一分区黑龙江、吉林、内蒙古的全部，辽宁的大部分，河黑龙江、吉林、内蒙古的全部，辽宁的大部分，河北、山西、陕西偏北部分，宁夏偏东部分北、山西、陕西偏北部分，宁夏偏东部分4610第二分区第二分区北京、天津、山东全部，河北、山西、陕西的大部北京、天津、山东全部，河北、山西、陕
15、西的大部分，河南北部，甘肃、宁夏、辽宁的南部，青海偏分，河南北部，甘肃、宁夏、辽宁的南部，青海偏东和江苏偏北的一小部分东和江苏偏北的一小部分41015第三分区第三分区上海、浙江全部，江西、安徽、江苏的大部分，福上海、浙江全部，江西、安徽、江苏的大部分，福建北部，湖南、湖北东部，河南南部建北部，湖南、湖北东部，河南南部51520第四分区第四分区广东、台湾全部，广西大部分，福建、云南的南部广东、台湾全部，广西大部分，福建、云南的南部101520第五分区第五分区重庆、贵州全部，四川、云南的大部分，湖南、湖重庆、贵州全部，四川、云南的大部分，湖南、湖北的西部，陕西和甘肃秦岭以南地区，广西偏北的北的西部
16、，陕西和甘肃秦岭以南地区，广西偏北的一小部分一小部分71520 注：数据引自注：数据引自 GB50015 建筑给水排水设计规范建筑给水排水设计规范 第四节、热水第四节、热水用水量用水量计算计算1、根据人数及床位数和其热水用水水量定额计算、根据人数及床位数和其热水用水水量定额计算 Qt=mqr (式式2.4.1) 式中：Qt设计全天热水用水量（L）； qr热水用水定额(见表)； m用水计算单位数；2、耗热计算：热水用水量乘温度便得到耗热量，但要注意单位换算，例（同种状态、耗热计算：热水用水量乘温度便得到耗热量，但要注意单位换算，例（同种状态 下）：下）：1L水水=1kg水，水，1T水水=1m3水
17、水=1000L水，公式如下：水，公式如下： Qd =QtC（trtl）r (式式2.4.2) 式中：Qd热水日耗热量(kcal)； Qt设计全天热水用水量（L）； C水的比热(1.0kcal/kg)； tr热水的温度()； tl冷水的温度()； r热水的密度(r= 1Kg/L)。 将以上数据代入计算，上式可简化为： Qd =Qt（trtl） (式式2.4.3)3、冷水量、热水量和混合水量换算、冷水量、热水量和混合水量换算 冷水量、热水量和混合水量换算三者的关系如下式 Qr+Ql=Qm (式式2.4.4) (式式2.4.5) 式中：Qr、Ql、Qm分别为热水量、冷水量、和混合水量（L） tr、t
18、l、tm分别为热水温度、冷水温度、和混合水温度（） 第五节、设备的选型第五节、设备的选型一、空气能热泵主机选型一、空气能热泵主机选型 1、确定日用水量确定日用水量 根据公式（2.4.1）可确定每天最高用水量，在用户无特别要求的情况下，单位人数或 床位数的额定用水量可按表1进行选取，温度一般按55计。表1为规范要求的数据，一般用于要求较为严格的场合，通常我们按下表所列的热水定额进行选取计算。tltrtltmQmQr 常见用水量的确定常见用水量的确定 表表4 序号序号 建筑物名称建筑物名称单位单位55日用水日用水定额定额(L)常取值常取值（L）1宾馆客房宾馆客房（不带浴缸）（不带浴缸） 每床每日每
19、床每日70-120100（带浴缸）（带浴缸） 每床每日每床每日150-2001502一般旅馆一般旅馆 每床每日每床每日60-100803住宅住宅 每人每日每人每日50-80604学校（工厂学校（工厂宿舍）宿舍）单间淋浴单间淋浴 每人每日每人每日50-8060集体淋浴集体淋浴 每人每日每人每日40-7050提桶取水提桶取水 每人每日每人每日20-50305医院（含病人陪附）医院（含病人陪附） 每床每日每床每日80-1201002、确定热泵机组每天的运行时间、确定热泵机组每天的运行时间 热泵热水器作为一种新兴制热水产品，其与传统制热设备(锅炉设备) 的制热方式是完全不同的。因热泵机组造价较高、各用
20、水场合热水使用时段不均、用水量不均衡、不同的环境温度机组制热能力也将或高或低变化、不同季节进出水温差不同、不同工作方式的机器最高出水温度也不同等等因素，使得热泵热水机组不能够采取即热式设计(即按小时最大热水量设计)， 这就好比如今，市场上的电热水器，有蓄水式和快热式的，蓄水式的需要一个水箱，体积稍大，需要一定的加热时间，快 热式非常小巧，可以即时出热水，但它需要非常大的电功率，不仅加大了电网容量，也带来了一些不安全因素，而且设备也很昂贵。 综上所述，热泵热水设备的选型需根据设计运行时长，用日热水耗热量除上运行时长，再乘以一个安全系数，就是热泵每小时要提供的制热量。其值可按下式计算： 设计小时制
21、热量设计小时制热量 Qh= F Qd / (860 T) （式（式2.5.1） 式中 Qh设计小时制热量，也即机器热负荷(kW) F安全系数，取值范围为1.051.1 Qd全天热水耗热量(kcal) T设计热泵机组日运行时间(h)，其值应根据用水规律、低温热源情况和系统经济性等因素综合考虑确定。不定时供水时，建议取值为816h，定时供水时由设计人员酌情确定。 3、确定热泵机组型号及台数、确定热泵机组型号及台数 在以上计算完成后，可进行热泵的选型，在选型时应遵循以下几个原则： a、在全年使用的热水系统中，热水日耗热量应按冬季最不利工况进行设计计算； b、应根据当地气候情况及机组热负荷情况结合机组
22、自身的运行特点合理选择机组。最不利工 况点既不能选过高也不能选过低，过高将导致冬季能力不足，过低将导致一般季节能力过 剩，投资加大。一般而言，在冬季最冷月平均气温大于0以上的地区，可按环境温度为7 的工况来选择机器，小于0的地区可根据具体情况按05之间选取工况。 c、在确定机器型号时应按照产品特性曲线上对应的工况来选取制热量。 d、对于机器数量的选择，原则上当用户的小时耗热量需求小于20kW时可选用1台机组，当 小时耗热量需求大于20kW时，应不少于2台机组。 e、以下为普利斯特机组在各温度点的制热量的大致衰减量，可用来做为设计参考： 气温() -70571520 修正系数 45%65%72%
23、75%92%100%二、水箱容积的确定二、水箱容积的确定 由于单位时间的用水水量的不确定特性，确定水箱容积是没有精确的计算公式的，但水 箱容积的确定是非常重要的环节，是热水系统是否节能、初投资是否合理的决定因素之 一，须结合主机选型、系统形式、用水方式来综合确定。 1、直接蓄热循环系统（不定时供水）、直接蓄热循环系统（不定时供水） 水箱容积=日总用水量-恶劣工况机组产水量3h 2、直接蓄热循环系统（定时供水）、直接蓄热循环系统（定时供水） A、定时时间在4小时以上（用水时间段内机组运行） 水箱容积=日总用水量-恶劣工况机组产水量定时时长 B、定时时间在4小时以下（用水时间段内机组不运行） 水箱
24、容积=日总用水量 注：4小时是连续用水时间 3、加热与蓄热分离系统、加热与蓄热分离系统 A、加热箱的容积：大于等于机组小时产热水量，可灵活选择 B、蓄热箱的容积=日总用水量-恶劣工况机组产水量4h-加热箱容积 4、直热式系统、直热式系统 水箱容积=日总用水量-恶劣工况机组产水量4h 储热水箱的选择原则上讲在用水要求比较严格的场合(热水供应不足会造成较大的影响),应该是日用水总量即为水箱容量,其他场合可按上述方法选择水箱。三、三、电加热的选择电加热的选择 在最冷月平均气温10的区域可不考虑加辅助加热设备，但前提是机器配置需满足设计要求，不能有较大缺额。 在最冷月平均气温10的区域，如果其最低温度
25、低于0以下，应考虑加装辅助加热设备，通常是加装电加热。其功率大小应为设计小时制热量Qh与最恶劣工况下机组制热量总和的差值，可以考虑乘以一个修正系数(考虑到电加热的热效率等因素)1.051.2(管道式加热器热效率较高，值可选小，直插式热效率稍低，值较大)。 第三章、热泵热水系统设计第三章、热泵热水系统设计 热泵热水是否节能不只是产品所决定的，还需要根据不同项目、不同地域设计一个合理的、科学的系统，系统设计不仅要选择合适的水泵，恰当配置水箱与机组，还要结合供水要求，设计适合不同用户的热水供给系统。热泵热水的加热形式主要有三种，直接蓄热循环系统和加热与蓄热分离系统以及直热机组蓄热系统。其它不同的系统
26、都是这几种系统根据不同的控制方式和不同的用水系统所变化而来的。下面就介绍这几种常见的热泵热水系统。其它未有的用水系统请参照建筑给水排水设计手册。第一节、加热蓄热一体第一节、加热蓄热一体-直接循环系统直接循环系统加热系统说明：加热系统说明： 水箱中的冷水通过水泵循环不断地泵入机组中进行加热，水箱中的冷水温度在此过程中不断地上升，最终升到设定温度(55)，机组停止工作。当水箱中的热水温度下降，低于设定温度5时，机组重新启动制热，以维持水箱中的温度保持在一定的范围内。 由于系统为直接蓄热式循环系统，加热水箱与蓄热水箱共用1个水箱，故补水采取温控补水的方式，以保证水箱内的水温不低于可以洗浴的温度，以防
27、止出现补水过程中水温过低用户无法用水的问题。 水箱初次补水可以手动补至满水位，当水箱水位由于用水降低到下限水位后，同时水箱中的水温高于设定温度(此温度一般可设为45)，电磁阀开启补水。当水位到达上限水位或水箱温度达到设定温度时，补水电磁阀关闭。 当补水条件满足时，电磁阀将再次开启，达到关闭条件时关闭。 上下限水位要求：上限水位在水箱溢流管以下，下限水位与上限水位所保持的小于水箱容积的十分之一。 对于此类加热系统，建议冷水补水口自水箱上部补入，目的是防止冷水从底部补入会使用水口处的水温很快达到设计温度，从而会使补水电磁阀启闭过于频繁。用水系统说明：用水系统说明： 用水点的热水靠水泵压出。此系统水
28、泵扬程须克服系统的供水高度和最不利环路的管路阻力，一般可采用循环水泵或自动增压水泵。对于集中定时用水的场合可采用循环水泵，则主管路在规定时间内进行循环工作；对于分散用水的场合则应使用自动增压水泵，通过管路水温控制回水口的电磁阀的开启，以保证主管路的水温。用若系统较大、管网复杂的情况下，一般采用变频水泵或增压泵组。系统特点：系统特点：系统复杂程度一般，初投资较少，控制复杂程度一般。注意事项：注意事项： 1、水箱的主机进水口应在水箱的底部位置，确保水箱里低水温的水进入主机循环加热。、水箱的主机进水口应在水箱的底部位置，确保水箱里低水温的水进入主机循环加热。主机出水口应距进水口有主机出水口应距进水口
29、有1米以上的高度，防止水短路。一般是在水箱的上部开主机出水米以上的高度，防止水短路。一般是在水箱的上部开主机出水孔。孔。 2、水箱传感器的位置应在水箱中下部用水点出水口的水平位置偏下一点、水箱传感器的位置应在水箱中下部用水点出水口的水平位置偏下一点(确保水箱温度确保水箱温度传感器与水接触可靠，感温准确传感器与水接触可靠，感温准确)，确保到用水点的水温均达到或高于设定温度。，确保到用水点的水温均达到或高于设定温度。 3、 系统补水温控传感器应置于和水箱温度传感器同一水平位置或再偏下一点。系统补水温控传感器应置于和水箱温度传感器同一水平位置或再偏下一点。第二节、加热与蓄热分离系统第二节、加热与蓄热
30、分离系统原理说明：原理说明： 1、系统开始阶段：、系统开始阶段： 补水电磁阀打开，当加热水箱的水位达到上限水位时，启动机组给加热水箱中的冷水进行循环加热，电磁阀的启闭受控于加热水箱中的液位控制器，当液位低于下限水位时，启动电磁阀对加热水箱进行补水，当液位达到上限水位时，关闭电磁阀，停止补水。其中手动补水的阀门是常闭状态，当电磁阀故障时打开此阀进行手动补水。 2、系统加热放水阶段：、系统加热放水阶段： 当加热箱的水温加热到设定温度(55)时，放水电磁阀打开，把热水放到蓄热水箱，当水位放到加热箱最低水位时，放水电磁阀关闭，同时补水电磁阀打开给加热箱补水，直到水位在加热箱上限水位时，补水电磁阀关闭，
31、同时机组自动启动进行加热当加热水箱温度达到设定温度(55)时，放水电磁阀再次打开，如此周而复始，直至蓄水箱的水位到达上限水位时，放水电磁阀关闭。当加热水箱水温达到设定温度(55)时，机组自动停止加热。当蓄水箱的水位降到下限水位时，放水电磁阀开启，加热箱继续给蓄水箱放热水。达到高水位时，关闭放水电磁阀。这里要说明的是，当放水电磁阀开启时，补水电磁阀将禁止开启。 3、蓄水箱恒温阶段：、蓄水箱恒温阶段： 当蓄水箱的热水由于管路回水或长时间未用，温度下降到45时，保温循环泵启动，同时放水电磁阀打开使蓄热水箱中的45的热水与加热水箱中的热水循环对流，同时加热箱的水温降到50机组自启动把水温加热到55，最
32、终使加热、蓄热水箱水温均达到55时，保温循环泵停止，放水电磁阀关闭，机组停止。水位要求：水位要求： 加热水箱上限水位要求：低于加热水箱溢流口； 加热水箱下限水位要求：与上限水位相距不要太大，一般为2030cm； 加热水箱最低水位要求：稍稍高于放水电磁阀出水口； 加热水箱最低水位需高于蓄水池上限水位，所以须架高加热箱。 蓄热水箱上限水位要求：低于蓄热水箱溢流口； 蓄热水箱下限水位要求：低于上限水位且与上限水位保持的容积不小于加热水箱的容积。用水系统说明：用水系统说明： 用水点的用水靠水的自重压出，若管路复杂，热水出口与下面用水点高差较小，水的自重不够，最不利用水点不能得到满足洗浴要求的压力，则需
33、要在供水管上设计外循环泵加压，同时取消回水泵，扬程只须克服系统最不利环路的管路阻力。系统特点：系统特点： 解决了直接循环系统的蓄热水箱的综合水温度高而机器能效比相对降低的问题，节能效果相当明显，系统控制先进，科学，稍但初投资相对较高，系统控制稍显复杂。第三节、直热机组加热系统第三节、直热机组加热系统加热系统说明：加热系统说明： 机组进水为自来水（当自来水压力足够时可以不用水泵，系统备用一个自动增压水泵当自来水压力不足时，可投入使用），通过自来水自身压力或水泵进入机组加热，机组出水为设定的温度为55的热水，当储热水箱水位低于高位，进水电磁阀始终打开，55热水源源不断地进入储热水箱。进入水箱里的水
34、均为55热水，不需要循环加热。在此过程中储热水箱中的水位不断上升，当达到上限水位时，进水电磁阀关闭，机组停止工作。当水箱水位由于用水降低到下限水位，进水电磁阀打开，机组自动启动工作，直至达到上限水位。当水箱水温由于长时间未用或管道回水等原因降低到50 时，机组自动启动转入循环保温模式，此时工作方式和循环式相同，当水箱水温达到55 时，机组自动停止工作。用水系统说明：用水系统说明： 用水点的用水靠水泵压出。此系统水泵扬程须克服系统的供水高度和最不利环路的管路阻力，一般可采用循环水泵或自动增压水泵。对于集中定时用水的场合可采用循环水泵则主管路在设定时间内进行循环工作；对于分散用水的场合则可使自动增
35、压水泵对用户供应热水。管路水温通过控制回水口的电磁阀的开启与储热水箱热水混合来保持在设定的温度范围内。用若系统较大、管网复杂的情况下，一般采用变频水泵或增压泵组。系统特点：系统特点： 解决了循环系统机组进水温度不断变化，造成机组系统压力不稳定工作压力高的问题。水箱补水不需要采用复杂的控制方式，直接补冷水进入机器，因此能效高。系统复杂程度一般，初投资一般，控制复杂程度一般。注意事项：注意事项： 如果自来水进入主机进水口时没有足够的压力，则进水口前应增加自动增压水泵。如果自来水进入主机进水口时没有足够的压力，则进水口前应增加自动增压水泵。直热式优势：直热式优势： 1、与循环式系统相比直热式机组，其
36、冷凝工况相对稳定，工作压力相对稳定。机组直接进冷水，因此可以吸收更多的热量得到较高的cop值，也就是热泵运行时产生的热量较高，热泵因为得到充分的冷却就不会造成核心部件压缩机的运行工况恶劣而影响运行效率和使用寿命，压缩机克服系统压力所消耗的电能也就比较少，这就是直热式机组所特有的高能效的奥秘所在。 2 、与循环式系统相比，直热式系统控制更为简单。 3、由于出水温度即为可以直接洗浴的热水，因此，水箱水温较为稳定，用水舒适度高，而且可以满足一些计划外的瞬时超额用水需求。 4、水箱可以相对配置小一点。第四章、第四章、循环泵的确定和控制方式循环泵的确定和控制方式 一、循环泵的确定循环泵的确定 1、内循环
37、水泵、内循环水泵1.1、水流量：、水流量：查“普利斯特”热泵的样本资料上的水流量，多机组则为流量之和，然后乘以 一个安全系数1.1；1.2、扬程：、扬程：查“普利斯特”热泵的样本资料上的机组套管换热器的阻力，再加上管道的阻力 其值可按下式估算： H=(H+L+X)1.1+hs 式式(4.1.1) 式中 H水泵的扬程(m) H主机进出水口的最大落差(m) L循环管道的长度(m) X弯头的个数 常数，值为0.05，指每米管道沿程损失为0.05mH20 常数，值为0.1m/个 常数，值为0.1m/Kpa hs机组的进出水压差，一般在8Kpa左右 1.1安全系数设计时，内循环管道总长最好不超过6m,所
38、以可以估算内循环水泵扬程，一般取12-15m。2、外循环水泵、外循环水泵2.1、加压水泵、加压水泵2.1.1、计算秒流量（可查、计算秒流量（可查建筑给水排水设计手则建筑给水排水设计手则得到）：得到）： (式式4.2.1)式中 q计算管段的热水设计秒流量（L/S）； Ng计算管段的热水给水配件的当量总数（可查建筑给水排水设计手则）； 根据建筑物用途而定的系数（可查建筑给水排水设计手则） 。2.1.2、确定扬程：、确定扬程： 总水头损失（水泵只需克服最不利点的最不利环路阻力）：总水头损失（水泵只需克服最不利点的最不利环路阻力）： H=h1h2h3h4 (式式4.2.2) h1最不利用水点出水龙头的
39、压出水头（一般按5m计）； h2沿程阻力（可按100m水管按5-8m扬程估算）； h3局部阻力（可按沿程阻力的25-30%估算）； h4水泵到最高用水点的几何高度（闭式系统和靠水重力供水的系统不计几何高 度）；0.2gqN2.2、回水循环泵、回水循环泵2.2.1、流量、流量 系统管网的热水循环流量可按下式计算： qx=Khmqr(tr-tl) Y/(24t) 式式(4.2.3) 式中qx全日供应热水的循环流量(L/h) Kh小时变化系数（可查建筑给水排水设计规范） m 用水计算单位数(人数) qr热水用水定额(L/人.d或L/床.d) tr热水温度，tr=55 tl冷水温度 Y配水管道系统的热
40、损失率，取值为3%5% t配水管道热水温差，按系统大小确定，一般取5%10%。2.2.2、扬程、扬程 计算回水管网的局部阻力和沿程阻力即可。二、外循环泵控制方法二、外循环泵控制方法 1、回水循环泵（设置在回水管，水泵很小）、回水循环泵（设置在回水管，水泵很小） A、定时控制：、定时控制：根据管道内存水降温的时长及管道的存水水量，来设计回水循环泵的启动次 数和启动时长； B、回水温度控制：、回水温度控制：当系统管网内的存水降低到洗浴水温度（45）时，回水泵启动，当水 温达到设定温度（50）时，回水泵停止。 2、加压供水泵（设置在供水管）、加压供水泵（设置在供水管） A、全日循环或定时循环：、全日
41、循环或定时循环：是指需加压供水的系统，只要系统要用水，加压供水泵需启动， 全日循环能耗大，一般不采用，对于定时集中供水可采用定时循环；B、气压恒压控制：、气压恒压控制： 水泵与气压水罐相连接，当水泵工作时，水送至给水管网的同时，多余的水进入气压 水罐，水室扩大并将罐内的气体压缩，气室缩小，罐内的压力也随之升高，压力升至 最高工作压力P2时，水泵停转，并利用罐内被压缩气体的压力将罐内储存的水送入给 水管网，水室缩小，气室扩大，罐内压力也随之下降，压力降至最低工作压力P1时， 水泵从新启动，如此周而复始，不断运行。C、变频控制：、变频控制： 变频调速给水的供水压力可调，可以方便地满足各种供水压力的
42、需要，其原理是当系 统用水流量由Q1减至Q2时，恒速泵的扬程将沿曲线N由Hs上升至H2；使用变频供水设 备时，如恒定扬程为Hs，压力传感器检测出压力上升，将信号传输至PID控制器，自动 对信号进行分析处理后发出指令，通过变频器降低频率控制水泵电机减速至N1，从而 使系统扬程保持在Hs。同样，当流量由Q2减至Q3时，经过以上循环电机减速至N2曲 线，继续保证扬程为Hs，从而节省了Hs至H2和Hs至H3段的扬程损失，从而保证供水 平稳并减少能耗。实际运行中此调节过程非常迅速平稳，从而控制供水压力的波动在 很小的范围内。第五章、水箱设计及安装要求第五章、水箱设计及安装要求一、水箱的构成一、水箱的构成
43、 1、水箱的形状：、水箱的形状：常用水箱形状有圆形、方形、矩形、和球形，特殊情况下，也可根据具 体条件设计成其它任意形状。1.1、圆形水箱结构合理，节省材料，造价比较低，但有时布置不方便，占地较大。1.2、方形和矩形水箱布置方便，占低小，但大型水箱结构较复杂，材料耗量较大，造价比 较高，钢板水箱把加强肋放在水箱内部，则清洗困难，不利于防腐，且加工也不方便2、水箱材料：、水箱材料：2.1、金属材料：、金属材料：大小水箱均可使用，重量较轻，施工安装方便。但易锈蚀，维护工人量较 大，造价较高。一般采用碳素钢板焊接而成。2.2、碳钢水箱内表示必须进行防腐处理，对于生活用水箱，防腐材料不得有碍卫生要求。
44、 在有条件时，采用不锈钢、铜、铝等材料或复合材料较为理想。2.3、钢筋混凝土材料：、钢筋混凝土材料：适用大型水箱，经久耐用，维护简单，造价低。但重量大，与管道 连接处理不好，易漏水。2.4、其它材料：、其它材料：一些新兴材料，如塑料、玻璃饮等到均可用作水箱材料，具有很多优点， 如耐腐蚀、重量轻、安装维护简单便等。但造价比较高。注：蓄热水箱是由内胆和外板二层钢板制作，中间夹注：蓄热水箱是由内胆和外板二层钢板制作，中间夹50mm聚胺脂发泡保温材料，内胆为聚胺脂发泡保温材料，内胆为全不锈钢板制作，外板均可用不锈钢、彩钢板、铝板及镀锌板，但只有外板为不锈钢全不锈钢板制作，外板均可用不锈钢、彩钢板、铝板
45、及镀锌板，但只有外板为不锈钢才能整体发泡（保温材料）。外板也可以用混凝土代替。水箱根据形状不同可分为圆才能整体发泡（保温材料）。外板也可以用混凝土代替。水箱根据形状不同可分为圆形和方形，一般圆形水箱要比方形水箱便宜些。形和方形，一般圆形水箱要比方形水箱便宜些。二、水箱连接管要求二、水箱连接管要求 1、补水管：、补水管：一般设置电磁阀补水，大小根据热泵的加热水量来确定，低于溢流口50mm或 高出水箱底150mm。 2、出水管：、出水管：热水出水管管径按设计秒流量计算。出水管宜单独设置，其管口下缘应高出水 箱底300mm，以防污物进入配水管网。 3、溢流管：、溢流管：溢流管口高于设计最高水位50m
46、m，管径宜比进水管大12号，但在水箱底1m 以下管段可用大小头缩成等于进水管管径。溢流管上不得装设阀门。溢水管不 得与排水系统连接，必须经过间接排水应有防止尘土、昆虫、蚊蝇等进入的措 施，如设置水封等。 4、排水管：、排水管：为放空水箱和排出冲洗水箱而设置。管口由水箱底部接出与溢流管连接，管径 4050mm,在排水管上应设置闸阀。 5、水位信号管：、水位信号管：安装在水箱壁溢流管口以下30mm处，管径为15mm，信号管另一端通到 经常有值班干部人员房间的污水池上，以便随时发现水箱浮球阀失灵而能及时 修理。如有声、光信号，此管则可不设。 6、通气管：、通气管：供生活饮水的水箱应有密封箱盖，箱盖上
47、应设有检修人孔和通气管。通气管上 不得装设阀门，管口应朝下设置且管口应装防尘滤网。通气管管径一般采用不 小于50mm。 第六章、热泵热水器在游泳池加热系统中应用第六章、热泵热水器在游泳池加热系统中应用 第一节、游泳池介绍第一节、游泳池介绍一、分类一、分类 1、按使用性质分有：、按使用性质分有：比赛游泳池、训练游泳池、跳水游泳池、儿童游泳、幼儿嬉水池； 2、经营方式分有：、经营方式分有：公用游泳池、商业游泳池； 3、建造方法分有：、建造方法分有：人工游泳池、天然游泳场； 4、按有无屋盖分有：、按有无屋盖分有：室内游泳池、露天游泳池。二、游泳池水温设计二、游泳池水温设计 1、比赛游泳池的池水温度，
48、应符合游泳比赛规则和游泳池给水排水设计规范的要 求。 2、计时应根据游泳池的使用性质的使用性质和有无屋盖等情况，可参照下表确 定：游泳池的用途游泳池的用途池水温度（池水温度（）游泳池的用途游泳池的用途池水温度（池水温度（）比赛用比赛用2426露天游泳池露天游泳池训练用训练用2527夏季用夏季用不低于不低于22跳水用跳水用2628冬季用冬季用宜为宜为30儿童、幼儿用儿童、幼儿用2429准备池准备池2427冬季使用的露天游泳池池水温度，我国无明确规定，国外资料建议采用冬季使用的露天游泳池池水温度，我国无明确规定，国外资料建议采用30以上。以上。第二节、设备选型计算第二节、设备选型计算 要保持游泳池
49、温度和湿度，加热设备须加热到泳池的设定温度，初次加热后需补充泳池热量损失，还要提供一定温度的补水。 一、初加热热量计算一、初加热热量计算 按照换水量以及水温升来计算其总用热量和小时用热功率（机器所需的制热功率），应以最冷工况计算，总用热量按下式计算： Qzh=（1.15V（t2-t1）/0.86 (式式6.2.1) 小时热功率：Pzh= Qzh/T (式式6.2.2) 式中： Qzh-总用热量(kW.h)； V-游泳池的总容积 (m3)； t2-池水所需的温度()； t1-冷水温度()； Pzh-小时用热功率(kW)； T-换水周期，h；（视情况取T=24h或48h） 1.15-考虑在换水周期
50、内的热损失附加值。二、热量损失计算二、热量损失计算 游泳池的热量损失包括水面蒸发损失的热量、水面传导损失的热量、池底和池壁传导损失的热量、管道和设备损失的热量。不做详细计算时，按以下数据估算：游泳池每游泳池每m2水面积平均热损失概略值（水面积平均热损失概略值（kJ/h）气温（气温（）5101520252627282930露天游泳池露天游泳池4522418738523433293128472721259624702302室内游泳池室内游泳池2345217720101842150714651382134012561172三、补水热量及热量计算三、补水热量及热量计算游泳池每天补水量占池容积的百分数游
