宿舍热水设计计算

熱水供應系統規劃簡介

三已知條件:員工宿舍3棟 ,每棟地上6層,幹部1棟

1員工宿舍每棟8人房共220間,共1760人 (440支淋浴器) 2員工宿舍每棟8人房共210間,共1680人 (420支淋浴器)

3員工宿舍每棟8人房共185間,共1480人 (370支淋浴器)

4員工宿舍每棟4人房共119間,共476人(119支淋浴器)

A)設計重點: 供水溫度的穩定,供水壓力的穩定,熱水供應的速度

B)需求量計算

一般集體宿舍shower一人次的用水量為70 L ~ 100 L (based on 40︒C)，取85 L為設計值

假設冷水最冷平均供應溫度為15︒C, 熱水供應溫度為60︒C

<一>1棟

1)以鍋爐為能源

1760人次x85L/人次 (based on 40︒C Shower用水) x 55.56%(熱水比例) = 83,118L/Day (based on 60︒C供水)

熱水升溫所需熱能(∆T = 45︒C，based on 15︒C ↑ 60︒C)

83,118L/Day x 45 =3,740,310Kcal/Day

3,740,310Kcal/Day x1.1(考慮熱損) =4,114,341Kcal/Day

若供應熱水時間每日大約集中為2~3Hr

則建議鍋爐選擇為

4,114,341Kcal x90%(每天洗澡使用比率) ÷

2.5Hr=1,481,163Kcal/Hr----1722kw

建議鍋爐採850kw x 2台

熱水產能4,292GPH (∆T = 45︒C)/台 =71.5 GPM/台

考慮SHOWER 瞬間用量

440支 x 3GPM/支 x 40%(同時使用率)=528GPM

(528GPM –71.5GPMx2) x 25 min ÷0.85(考慮有效容積)=11324GAL=42,861L

⇒供水區設置15000Lx 1座+30000Lx 1座

2)以熱泵為能源

1760人次x85L/人次 (based on 40︒C Shower用水) x55.56%(熱水比例) x90%(每天洗澡使用比率)

= 74,806L/Day (based on 60︒C供水)

考慮利用非用水時間及離峰電力---每天運轉10hr(01:00~06:00

10:00~15:00 )

則

74,806L/Day x45(∆T =45︒C，based on 15︒C ↑ 60︒C) x1.1(考慮熱損) ÷10Hr=370,290Kcal/Hr=431KW-----------建議設置出力431KW熱泵

- --------耗電量約144KW(能耗比以3計) 74,806L/Day÷0.85(考慮有效容積) =88007L-建議設置30000L熱水儲存槽3座

3)以太陽能搭配瓦斯鍋爐 (也可搭配熱泵)為主的熱水系統

3-1)以太陽能搭配瓦斯鍋爐

其中廣州地區的全年太陽能曝輻量指標為:5,430MJ/m2

B).一般依據廣州地區的氣象統計,全年的晴天數佔71%以上,以260天計,太陽能曝輻量指標為:5,430MJ/m2

5,430MJ/m2 x 1000÷4.187÷260 =4,988 Kcal/m2-----每天太陽能曝輻量

C).太陽能熱水系統配置及首次投資

4,988Kcal/m2 x 60%(太陽能板效率)=2,993Kcal/m2-----每天太陽能板能吸收曝輻量

依1760人用水,

(A)春,秋兩季:洗澡水溫以38︒C計,冷水以18︒C供應計,熱水以60︒供應計------溫升42︒C,

1760人x 85L/人x47.62%(熱水比例) x42(溫升)x0.9平均使用率(90%洗澡) x1.1(考慮熱損)÷ 2,993Kcal/m2=1010m2

1760人x 85L/人x0.9平均使用率x47.62%(熱水比例) ÷0.85=75,430L

(B)夏季: 洗澡水溫以38︒C計,冷水以22︒C供應計,熱水以60︒C供應

計------溫升38︒C

1760人x 85L/人x34.21%(熱水比例) x38x0.9平均使用率(90%洗澡)

x1.1(考慮熱損) ÷ 2,993Kcal/m2=644 m2

1760人x 85L/人x0.9平均使用率x34.21%(熱水比例) ÷0.85=54,187L

(C)冬季: 洗澡水溫以40︒C計,冷水以15︒C供應計,熱水以60︒C供應

計------溫升45︒C

1760人x 85L/人x55.56%(熱水比例) x45x0.9平均使用率(90%洗澡) x1.1(考慮熱損)÷2,993Kcal/m2=1238 m2

1760人x 85L/人x0.9平均使用率x55.56%(熱水比例) ÷0.85=88,007L

註: 1)春,秋季熱水比例

38=18(1-X)+60X---------------X=47.62%

2)夏季熱水比例

35=22 (1-X)+60X---------------X=34.21%

3)冬季熱水比例

40=15(1-X)+60X---------------X=55.56%

由以上計算可得知

冬季的需求量最大(設置量最大) : 1238m2 &88,007L

春秋兩季設置量:1010m2 & 75,430L

夏季設置量:644m2 &54,187L

由於冬季的需求量最大(設置量最大)但效果卻不佳,所以建議以春秋兩季

為參考設置,但由於屋頂面積有限只能設置太陽能板636m2

25,000L熱水儲存槽2座

冬季時設置輔助鍋爐

(1238 m2 -636m2) x2,993Kcal/m2÷2HR=900,893 Kcal/Hr-------1050KW 雨天時設置輔助鍋爐

1760人x 85L/人x55.56%(熱水比例) x45x0.9平均使用率(90%洗澡)

x1.1(考慮熱損)÷7HR=528,986 Kcal/Hr-------615KW

建議設置輔助1000KW鍋爐

3-2)以太陽能搭配熱泵為主的熱水系統

因為太陽能及熱泵均為緩慢加熱(離峰製造),所以太陽能以春秋兩

季設置量: 636m2 , 熱水儲存槽以熱泵為主30000Lx3座, 設置431KW熱

泵