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员工宿舍太阳能热水器工程

发布时间:2018-12-11 点击次数:1288

工程简介:贵单位宿舍计划安装一套太阳能热水器工程热水系统,空气源热泵作辅助加热,以满足日常用热水要求,贵单位经计算需用热水8吨;

方案设计

1、集热器面积设计及产水量

日需热水总量(Kg)

8吨

计算集热器数量(㎡)

100㎡

设计集热器(㎡ )

                  100㎡

实际日产热水量(Kg)

8吨

2、产品及参数:

考虑工程的经济性、能耗,使用效果等综合方面,本工程选用九恒JOHO-JR-50型集热器。

产品集热性能及数量计算:

正常晴天条件下(日曝辐量≥17000KJ/㎡),每㎡平板式太阳能集热器每天可产50℃以上热水(自来水基础水温按15℃计)70-100㎏,本套太阳能热水系统按平均80kg /㎡计算,

8000÷80需=100㎡

3、辅助加热系统设计指标

1、热泵机组每天运行时间:

序号

建筑名称

机组每天运行时间(h)

备注

1

宾馆客户

三星以上

≤8

含三星级

2

三星以下

<10,>8

不含三星级

3

一般旅馆

<12,>8


4

住宅

≥10


5

学校(工厂宿舍)

≥12


6

医院

≤12,≥8


4 热泵功率计算及选型

4.1  设计参数

1) 设计用水量:8T

2) 设计供热水时间:全天候

3) 设计冷水计算温度:15℃;

4) 主机设备燃料:电;

4.2  热泵机组功率计算及设备选型

公式:Q需=C×M×△T

其中:Q需,—加热热水所需的热量(kcal或大卡)     

M—热水量(kg或L)

△T—水温升(℃) 加热后的温度减加热前的温度。

C—水比热值(1大卡/kg*℃)

    热泵水机组消耗1度电能产生3.2×860kcal/Kw·h=2752kcal/Kw·h热量。本系统中需恒温加热的热水为4.0吨,冬季每天机组实际运行时间取8H,则需要热泵机组的小时输入功率为:

计算得出:

45000×(55-15)=400000Kcal/2752/8=10.2KW 制热所需机组功率:10.2KW/h

需9H-SKR-050空气源热泵2台

八、系统经济效益分析比较

1、各种热源热值

各种热源在使用其加热过程中并不能完全燃烧,实际产生的热值均低于理论热值,根据各种热源的热效率,现将其实际热值列表如下:

名称

理论热值


热效率


实际热值

电热水器

860kcal/kwh

×

95%

817 kcal/kwh

管道液化气

22000kcal/Nm3

×

80%

17600 kcal/Nm3

代天然气

10200kcal/m3

×

80%

8160 kcal/m3

管道煤气

6600kcal/m3

×

80%

5280 kcal/m3

柴油锅炉

10200 kcal/kg

×

80%

8160 kcal/kg

4300 kcal/kg

×

64%

2752 kcal/kg

热泵(热水)

860 kcal/kwh

×

320%

2752kcal/kwh

2、每吨热水燃料成本比较

(现以加热1吨水为例,自来水温按20℃,加热至60℃,需要40000kcal的热量。

电热水器

40000kca÷817 kcal/kwh=49.0kwh

×

0.8元/kwh

39.2元

液化气

40000kcal÷17600kcal/Nm3 =2.27 Nm3

×

10.5元/ Nm3

23.8元

代天然气

40000kcal÷8500kcal/Nm3 =4.7 m3

×

5.2元/ m3

24.44元

管道煤气

40000kcal÷6600kcal/m3 =7.14 m3

×

3元/ m3

18元

柴油锅炉

40000kcal÷8670 kcal/kg =4.6kg

×

6.3元/kg

28.98元

40000kcal÷2752 kcal/kg =14.5kg

×

0.70元/kg

10.15元

热泵

40000kcal÷2752kcal/kwh =14.5kwh

×

0.8元/kwh

11.6元


3、各系统运行比较

以贵单位日供8吨热水计算,采用电热水器、空气源热泵机组二种热水设备情况作比较,按产水量相同的情况下,对系统加热的能耗和费用做全面的对比。

详细比较计算过程及结果如下:

3.1、基本数据(以8吨系统为例)

1)日用热水总量:8000L/日;

2)冷水计算温度:15℃;

3)热水计算温度:55℃;

4)空气源热泵机组年平均能效比(COP):按3.2计算;

5)电热水器热效率:0.95

6)电热水器消耗1度电可以产生有效热量:

0.95×860kcal/kg=817kcal/KW;

7)热泵机组消耗1度电可以产生有效热量:

3.2×860kcal/Kw·h=2752kcal/Kw·h;

8)市场电价格:按0.8元/Kw·h计;

3.2、计算过程

1)日供热水8000kg(55℃)时, 电热水器日加热能耗:

〔8000kg/日×(55℃-15℃)×1kcal/(℃·kg)〕÷817kcal/kg·h=392Kw·h/日

2)日供热水8000kg(55℃)时,热泵机组系统日加热能耗:

〔8000kg/日×(55℃-15℃)×1kcal/(℃·kg)〕÷2752kcal/Kw·h=116Kw·h/日

3.3、各系统能耗计算:

1)电热水器日耗电费用:

392KW/日×0.8元/kg =314元/日

2)热泵机组系统日耗电费用:

116Kw·h/日×0.8元/Kw·h =93元/日

3.4、经济效益比较

    电热水器需要全年耗电加热,而太阳能+热泵辅助只需要在阴雨天或日照强度不够时启动空气源热泵辅助加热,根据广东历年气象记录,全年只需3个月启动辅助加热:93元/日×90天=8370元/年

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项 目

方案A

方案B

电热水器

太阳能+空气源热泵

燃烧种类

 电

太阳能+空气+电

污染情况

 无

危险性

燃 值

817Kcal/ Kwh

860 Kcal/ Kwh

COP能效比

95%

320%

燃料价

0.8元/ Kwh

0.8元/ Kwh

设备寿命

7-8年

15年

环保、排污费(元)

年运行天数

365

365

年保养费/人员工资

有(发热管更换)

冷水温度15℃日运行费用

314元

93元

年运作费合计

113040元

8370元(3个月)