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空气源热泵泳池洗浴中心恒温工程方案设计

 

本方案以本公司投标项目为例,简述设计内容。工程概况: 该标的泳池为室内泳池,总水量为10吨。洗浴中心,需要5吨水用于淋浴。选用四季沐歌空气源热泵商用循环式热水机组做为淋浴热源,用空气能热泵泳池恒温机做为恒温热源,使泳池恒温到42℃。


 

 

 

目     录
第一章工程方案设计
第二章 工程材料清单和报价 13
1)房间工程材料和报价 13
2)泳池工程材料和报价 13
第三章 实施细则说明 14
1、工程设计依据(执行最新标准) 14
2、工程设计的计算和说明 15
3、施工方案 16
4、施工质量保证体系 17



第一章  方案设计


      工程概况: 该标的泳池为室内泳池,总水量为10吨。洗浴中心,需要5吨水用于淋浴。选用四季沐歌空气源热泵商用循环式热水机组做为淋浴热源,用空气源热泵泳池恒温机做为恒温热源,使泳池恒温到42℃。



 

1。机组选型
A)用水量和水箱容积
根据客户提供的资料,计算日用水总量为:
M=5000kg
所以设计水箱容积为5T。
B)机组选型
全年最冷月每天所需的制热量为:
Q=C×M×△T×(1+η3+η4+η5)=1097046kJ
Q:热负荷             kJ        
C:水的比热           4.1868kJ/kg·℃
△T:进出水温差      (55-8)℃
η3:水箱散热修正系数  9。5%
η4:循环管散热修正系数0
η5:回水散热修正系数   2%
      现对最冷月机组性能进行修正,并根据最冷月每天所需的制热量计算所需标准工况下的机组功率:
P=Q÷H×β×η6÷η7×(1+η8+η9)=41.1 kw
P:标准工况机组输出功率    kw  
H:最冷月一天最大工作时间  10h    
β:时间单位换算系数  0。000278h/s
η6:COP修正系数      1.099
η7:输入功率修正系数  95%
η8:除霜修正系数      0
η9:最冷天修正系数    20%
根据下表的参数PW050-KFXRS机组标准工况的输出功率为22 kw。
所以计算PW050-KFXRS机组的台数为:
N= P÷10=1.1≈1台

所以选择1个5T的不锈钢保温水箱和1台PW050-KFXRS机组。
机组型号 PW030-KFXRS PW050-KFXRS PW100-KFXRS PW120-KFXRS PW200-KFXRS PW240-KFXRS
额定制热量 kW 10。8 20 40 46 80 92
额定输入功率 kW 2.7 4.5 9 10.8 18 21.6
额定电流 A 5 9 17 21 34 41
最大输入功率 kW 3.6 6.1 12.2 14.6 24.3 29.2
最大电流 A 7 12 23 28 46 55
额定水温 ℃ 55 55 55 55 55 55
最高出水温度 ℃ 60 60 60 60 60 60
电源规格 1P/220V/50Hz 3P/380V/50Hz
防触电等级 Ⅰ类 Ⅰ类 Ⅰ类 Ⅰ类 Ⅰ类 Ⅰ类
防护等级 IPX4 IPX4 IPX4 IPX4 IPX4 IPX4
环境温度范围 ℃ -7~43 -7~43 -7~43 -7~43 -7~43 -7~43
产水量 L/H 265 491 983 1130 1966 2261 
接管管径 DN25 DN25 DN40 DN40 DN65 DN65
循环水量 M3/h 3 5 10 12 20 24
水阻力 kPa 46 46 46 46 46 46
噪音 dBA ≦54 ≦56 ≦60 ≦60 ≦62 ≦62
设备重量 kg 100 180 340 380 680 760
设备尺寸 长 mm 810 810 1500 1500 1500 1500
宽 mm 691 691 750 750 1500 1500
高 mm 870 1065 1700 1700 1700 1700
额定工况:环境干湿球温度为20/15℃时,水箱水温从20℃加热至55℃。

 

 

 


泳池方案
      为满足全年最冷月的恒温要求,现对该工程进行机组选型:
      a)泳池池水恒温所需热量,应为下列热量的总和: 
      一、池面水分蒸发和传导损失的热量; 
      二、池壁、池底和管道传导损失的热量; 
      三、补充水加热需要的热量。
      1)泳池池水表面蒸发损失的热量。按下式计算: 
Qx=αу(0.0174vf+0.0229)(Pb-Pq) A(760/B)
式中 Qx——泳池池水表面蒸发损失的热量(kJ/h);
α——热量换算系数,α=4.1868(kJ/kcal)
у——与泳池池水温相等的饱和蒸汽的蒸发汽化潜热(kJ/kg),池水温度取28℃,y= 2434.4 kJ/kg;温度取42℃,y= 2396 kJ/kg
vf ——泳池池水面上的风速(m/s),一般按下列规定室外vf =2 m/s;室内vf =0.2 m/s; 
Pb——与泳池池水温相等的饱和空气的水蒸汽分压力(mmHg),Pb=28。69 mmHg; 
Pq——泳池的环境空气的水蒸汽压力(mmHg),根据气象表取室外温度为15℃,相对湿度70%,Pq=9。05 mmHg; 
A——泳池的水表面面积(m2),A=6.6 m2(按深度1.5m计算); 
B——当地的大气压力(mmHg),B=760 mmHg。
      所以:Qx=5197 kJ/h  
      2)泳池的水表面、池底、池壁、管道和设备等传导所损失的热量,应按泳池池水表面蒸发损失热量的20%计算:
Qs= Qx×20%=5197 kJ/h×20%=1039 kJ/h
      3) 泳池补充水加热所需的热量,应按下式计算: 
Qb=α×qb×у(tr- tb)÷t  
式中 Qb——泳池补充水加热所需的热量(kJ/h); 
α——热量换算系数,α=4.1868(kJ /kcal); 
qb——泳池每日的补充水量(L),按总水量的20%计算; 
у——水的密度(kg/L),为1 kg/L; 
tr——泳池池水的温度(℃),为42℃; 
tb——泳池补充水水温(℃),根据当地冬季水温确定为15℃; 
t——加热时间(h),按48 h计算。 
      所以Qb=4710 kJ/h
      综合上面的计算,
Qh=Qx+Qs+Qb=5197kJ/h+1039kJ/h+4710kJ/h=10946kJ/h=3kW
      考虑可能遇到的极端天气,泳池恒温所需的总功率留15%的余量,
即Qz=Qh×(1+15%)=3.45kW

      b)初始加热的热量计算:
Qc= C×M×△T÷H
Qc:初始加热热负荷 kJ/h       
C:水的比热      4.1868kJ/kg·℃
M:总水量        10000kg或L     
△T:进出水温差   27℃
H:加热时间       48h
      所以Qc=23551 kJ/h=6.5kw

      c)因为Qc>Qz,所以现按泳池恒温所需热量对机组进行选型:
      空气源泳池恒温机组在冬季15℃的环境温度下的输出功率为标准工况下的80%,同时对选型机组功率留10%的余量以保证冬季最冷天的机组输出,所以选择标准工况下的机组输出功率为:
P=Qz÷80%×(1+10%)=6.5kw÷80%×(1+10%)=9 kw

      根据下面空气源热泵泳池恒温机的参数表,选择1台PW050-KFXYC的泳池恒温机组。
机组型号 PW030-KFXYC PW050-KFXYC PW100-KFXYC PW120-KFXYC PW200-KFXYC PW240-KFXYC
额定制热量 kW 13 22 44 53 88 106
额定输入功率 kW 2。7 4。5 9 10。8 18 21。6
额定电流 A 5 9 17 21 34 41
最大输入功率 kW 3。6 6。1 12。2 14。6 24。3 29。2
最大电流 A 7 12 23 28 46 55
额定水温 ℃ 28 28 28 28 28 28
最高出水温度 ℃ 35 35 35 35 35 35
电源规格 380V/3PH/50Hz
防触电等级 Ⅰ类 Ⅰ类 Ⅰ类 Ⅰ类 Ⅰ类 Ⅰ类
防护等级 IPX4 IPX4 IPX4 IPX4 IPX4 IPX4
环境温度范围 ℃ -7~43 -7~43 -7~43 -7~43 -7~43 -7~43
换热器材质 钛 钛 钛 钛 钛 钛
接管管径 DN40 DN40 DN65 DN65 DN80 DN80
循环水量 M3/h 4.5 8 15 18 30 36
水阻力 kPa 46 46 46 46 46 46
噪音 dBA ≦54 ≦56 ≦60 ≦60 ≦62 ≦62
设备重量 kg 100 180 340 380 680 760
设备尺寸 长 mm 810 810 1500 1500 1500 1500
宽 mm 691 691 750 750 1500 1500
高 mm 870 1065 1700 1700 1700 1700
额定制热工况:环境干湿球温度为24℃(干球)/19℃(湿球),进水温度为27℃。

      选用PW030-KFXYC的恒温热水器,加热时间无需48小时,可以减少为H = 9/13*48=33小时。

第二章 工程材料清单和报价


1)热水工程材料和报价
序号 名称 规格 数量 单位 单价(元) 总价(元)
1 热泵热水主机 PW050-KFXRS 1 台
2 热泵基础 角钢制作 2 个
3 不锈钢保温水箱 5T 1 个
4 水箱底座 型钢支架 1 个
5 热水供水泵 PH-041E 1 台
6 循环泵(威乐) PH-101E 2 台
7 铜阀门 DN20~ DN50 1 批
8 PPR管道(联塑) ¢25~¢63 1 批
9 PPR管配件 管道X 20% 1 项
10 保温材料 ¢25~¢63 1 批
11 二次电路控制系统,连控制线、线管   1 项
12 辅助材料   1 项
13 机组运输和吊装   1 项
14 安装管理费 (1-13)X10% 1 项  
15 合计        

2)泳池工程材料和报价
序号 名称 规格 数量 单位 单价(元) 总价(元)
1 泳池热泵主机 PW050-KFXYC 1 台
2 热泵基础 角钢制作 1 个
3 不锈钢保温水箱 无 0 个
4 水箱底座 型钢支架 0 个
5 铜阀门 DN20~ DN50 1 批
6 泳池水质水处理专用设备 沙缸、毛发过滤器、投药器等等 1 套
7 PPR管道(联塑) ¢25~¢63 1 批
8 PPR管配件 管道X 20% 1 项
9 保温材料 ¢25~¢63 1 批
10 二次电路控制系统,连控制线、线管   1 项
11 辅助材料   1 项
12 机组运输和吊装   1 项
13 安装管理费 (1-13)X10% 1 项  
14 合计        


第三章 实施细则说明
1、工程设计依据(执行最新标准)
      1)、《空气源热泵热水系统设计、安装及工程验收技术规范》国家标准 。
★国家现行《建筑装饰工程施工及验收规范》(JGJ73-91)、《建筑安装工程质量检验评定统一标准》(GBJ300-88)。
★省市有关政策和文件规定。
★公司质量管理体系中的规章制度等文件资料。
      2)、根据施工现场情况确定。
 ★工程特点、施工环境、施工条件和自然条件。
 ★工程合同的要求。
 ★其他相关资料。
      3)、GBJ17-88《钢结构设计规范》
      4)、GBJ10-89《钢筋设计规范》
      5)、GBJ9-87《建筑荷载规范》
      6)、GBJ15-88《建筑给水排水设计规范》
      7)、TJ231 《机电设备安装工程施工及验收规范》 
      8)、GB50254 《电气装置安装工程低电器施工及验收规范》  
      9)、GBJI31-90 《自动化仪表安装工程质量检验评定标准》   
      10)、GB50259 《电气装置安装工程电气照明装置施工及验收规范》


2、工程设计的计算和说明
1、系统水力计算(水泵选型计算)
1)水泵流量计算
   Q=Q1,Q1设计小时水量            
2)水泵杨程计算
   H=H1+H2+H3        H1:沿程水头损失
H2:局部水头损失;H3:剩余水头损失
3)沿程水头损失计算
 h=ALQ2(MH20) A:管适比阻值  L:计算管段长度(M) Q:计算管段流量(L/S)        
4)局部水头损失计算:局部水头损失按沿程水头损失的35%取用
2、支承强度计算说明
项目 计算及说明
热泵主机 热泵主机有钢结构底座,也可水泥基座或防震橡胶
储热水箱底座 将根据水箱的重量,设计水箱支架将重量分载屋顶支承梁上
3、漏电保护说明
      本方案已经作全面的漏电保护设计。
4、消防保护说明
      系统全部结构件采用不燃或难燃材料制作,楼面工程布局保证消防通道顺畅。
5、防风抗震性说明
      系统结构设计时,按抗十二级台风,抗震防裂变度八度为标准。
6、水密性说明
      机组及保温水箱在出厂前均已经过水压水密试验,现场安装后,即按国家《管道工程施工及验收规范》有关规定进行测试承压能力和气密性试验,其中承压能力达6kg.f/cm2符合标准则为合格。
7、防腐阻垢性说明
      机组内部走水全部采用铜管;保温水箱内胆外胆全部采用日本或韩国进口SUS304不锈钢板,根据冬季的要求,采用进口聚氨酯整体发泡,发泡厚达70㎜;冷热水管采用PP-R国标件,现场冷作及现场焊缝刷防锈漆处理;系统热水管保温层采用EPS橡塑管,保温管厚达30㎜。
8、环保性说明
      系统水质在循环加热过程中,大部分污杂物在重力作用下沉降在集热器和储热水箱底部,对使用者的健康无任何影响,定期(三个月)排污时对环境亦无任何影响。
3、施工方案
      1、施工范围
1)热泵中央热水系统工程包括主体工程和辅助工程。主机工程主要由热泵主机,不锈钢储热保温水箱,水箱架及底座等组成,辅助工程主要冬季采用电辅,保温及防风项目等组成。
2)本工程为楼面全包工程, 含材料,加工,安装费,运输,设计等全部工程项目。
      2、施工组织
1)工程由我公司工程部负责组织安装,工程部有足够的技术力量和施工经验完成热泵热水工程,当工程进入工期紧张后,公司可随时增派人员。
      3、质量与安全保证措施   
为确保工程验收合格率100%,达到优良标准。采取下列措施:
1)关键过程控制:
a)隐蔽工程必须通过监理或甲方验收签证后方可封闭。
b)管道进行水压实验前,对系统进行反复冲洗,直到水清澈为止。
2)重要过程控制:
a)管道安装时首先将管道内的垃圾清理干净,安装时严防熔渣落入管内,对已安装好的管道开口处,包封严密,以免建筑物垃圾进入管内。
b)管道丝接:弹线确定走向、标高,卡好尺寸、筛选管件,安装管道时调整水平或垂直度,丝接时用力适度。
c)保温:管道保温特点是隔热、防结露;确保其密封性,特点是支架处要防止产生冷桥现象。
3)严格按设计图纸和合同规定施工。
      4、工程的验收
(1)、热泵工程外观整体协调、结构紧凑、合理。
(2)、主机、水箱、管路、阀、控制系统外观无明显缺陷。
(3)、防漏检验:系统装置注满水后,正常运行,无漏水现象为合格。
(4)、产热量检验:系统装置连续运行二天,产热指标达到合同要求为合格。


      5、工期(进度)安排
      产品已全部预留接口,现场只需简单的串并联,合同签订后,按甲方要求日期进入施工现场。工期按合同的要求进行。
      6、与工程的协调
      公司将派专人(乙方代表)与贵方人员密切配合。凡施工过程中需贵方配合和支持的,将提前通知贵方,以取得理解和支持。凡土建施工中需我方提供方便与支持的,应及时予以全力配合,尤其在大楼顶上防水隔热层上施工,我方应按贵方要求完善一切质量,美观,清洁等工作。  
      7、施工现场用房(场地)   
      除楼顶作业外,需向我方提供材料库房一间。另外,在吊装和运输材料,设备,以及施工过程中,尚需在工期进度时间内占用一部分公共施工作业场地。
      8、施工人员配置及运输
人员配置:乙方将根据工期及工程强度等各方面的原因调配工地人员。
      9、施工质量保证体系
施工程序:
      现场考察----放线----核定尺寸----主机基础定位----储水保温箱基础定位----保温水箱制作与安装----水管定位、制作、安装----其它配件定位安装----主机安装、水管连接----清洗系统----灌水试压----水管保温----电气连接----调试。


      设备安装施工方法及要求:
1)热泵热水机组安装
A、核对设备的名称、型号、规格、包装箱号、箱数并检查包装情况。
B、检查随机技术资料及专用配件是否齐全。
C、热泵热水机组可安装在楼顶或地平面上,热泵热水机组安装时要与邻墙保持适当的距离,以免阻止空气流通,影响热泵热水机组制热效果,同时也便于检修。
D、热泵热水机组运行时具有一定的震动与噪音。热泵热水机组安装时要牢固、可靠,底部水平放置、倾斜角不大于5度。机组可直接用螺栓固定在主机基础上。主机基础可用水泥预制预留排水道,也可用角钢制作托架加防震橡胶垫,置于地平面上,底部要能承受机组运行的重量。
E、热泵热水机组如需安装减震装置,应严格按照设计要求的型号、数量和位置进行安装、找正找平。
F、热泵热水机组开箱检查,设备不应有缺件、损坏和锈蚀等情况,管口保护物和填盖应完好;
G、热泵热水机组不可靠近易燃、易爆、有明火、有污染、腐蚀气体、灰沙、落叶等的地方。
2)储水保温水箱安装
A、储水箱采用圆形的保温水箱(保温水箱内层采用50mm厚保温层)。安装储水箱时内外层不锈钢表面不宜划损。
B、圆形保温水箱安装时,保温水箱基础可用混凝土结构或用槽钢制作托架高出地平面200mm以上(能承受水箱灌水后重力),槽钢托架要涮防锈油漆。
C、保温水箱定好热泵热水机组进出水管口,供热水的出水与回水管口,补冷水管口。
3)水管安装
A、热泵热水器水管安装要符合冶金部颁发的“室内卫生工程施工及验收规范”
B、水管安装要按施工图纸规定水管大小安装。
C、水管安装前要清除管内杂物,管道可拆卸的连接要置于检修的地方。
D、各设备之间连接的管道其倾斜度和坡向要符合设计要求。
E、热泵热水机组的布置和水管走向,根据现场实际情况,我们与用户进行协调,原则上以布置美观、节约成本、便于维修、不对机组运行产生任何不利影响为宜。
4)水泵安装
A、水泵基础可用混凝土或角钢制作托架并高出地平面100mm以上,预留排水沟,水泵固定在基础上并安装水平。
B、水泵安装进出口方向不能反装。
5)阀门安装
A、阀门的安装位置、方向、高度要符合设计要求,不得反装。
B、自动排气阀方法要正确、排放口要朝向安全地带。
6)电气安装
A、热泵热水机组的电线要采用PVC线管套。
B、电线布置不能靠近潮湿地方。
7)试压并清洗水管系统
A、水管系统采用灌水试验压力。
B、用水冲洗水管达到没有杂物、干净为止,并拆洗Y型过滤器。
8)管道保温:
水管保温采用30㎜厚阿洛斯B1,外用光亮铝或PVC管。

 

 

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方案设计:上海宝第居安环境工程技术有限公司
               上海宝第新能源科技有限公司
           址:上海市闵行区景联路439号4A220
           话:021-54392270  
全国服务热线:400-800-8750
           址:www.lhqmei.com
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