学生公寓空气源热泵热水系统工程设计

龙权钊:学生公寓空气源热泵热水系统工程设计——我校新校区学生公寓A栋集中式生活热水系统335 学生公寓空气源热泵热水系统工程设计

——我校新校区学生公寓A栋集中式生活热水系统

龙权钊机电工程系热能与动力工程专业

指导教师王健敏

摘要：本设计根据舒适、经济、实用、便于管理的原则，充分考虑节能与环保的要求，通过对各种热水系统进行经济性分析，结合我校新校区学生公寓的使用情况，采用空气源热泵热水系统，完成了我校新校区学生公寓A栋集中空气源热泵热水系统的整个工程设计。并对系统运行控制方案进行合理的设计，最大限度的发挥空气源热泵系统节能的优势。

关键词：空气源热泵；生活热水；热泵热水；学生公寓

Hot Water System engineering design for Student

Apartment with Central Air Source Heat Pump

LONG Quan-zhao Department of Mechanical and Electrical Engineering

Heat Energy and Power Engineering

Faculty Adviser WANG Jian-min

Abstract：Based on such principles as comfortability, economical efficiency, practical and convenient for managing, fully considering the requirements for energy saving and environmental protection, economically analyzing each kind of hot water system and combining the using situation of the student apartment of our new campus, the design adopts the air source heat pump hot water system to accomplish the whole project design of its system in student apartment. Also, the proper design on the operating and controlling scheme of the system was carried to play its role as saving energy for the air source heat pump system to the greatest extent.

Key word: air source heat pump；life hot water；heat pump and hot water；student apartment

1 前言

改革开放20多年来，广东的经济、科技、教育等各项事业发生了翻天覆地的变化，高等教育也出现了前所未有的高速发展。在八、九十年代，学生用热水主要依靠学生宿舍区建造的锅炉房提供的热水，或设置分散式电热水器。踏入新世纪，高等学校住宿学生人数增加，家长和学生对学校生活水平和住宿管理水平的要求更高了，新建的学生公寓，大都趋向于安装便于统一管理、热水供至每间宿舍内的集中式热水系统。另一方面，我国正面临环境污染和能源紧张问题。以煤的直接燃烧为主的能源结构和用能系统效率低下，是造成我国大气污染严重和能源短缺的主要原因。如何选择

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合适的热水供应系统，让人口、资源、环境能够得到和谐的发展，合理、经济地为学生提供良好的生活条件，这些都是学校要认真考虑的问题。针对这种情况，能耗低、效率高、无污染的空气源热泵供热系统正在各大高校的学生公寓供热系统中兴起并推广。

空气源热泵热水系统具有高效节能、环保、安全、可靠等优势[1]，既适用于集中安装,也可以分户安装，使得我国空气源热泵冷热水机组市场空前繁荣，已有系列化的成型产品。不仅大型的集中供热系统，而且越来越多的小型家用冷暖热泵空调器、空气源热泵热水器也投放市场。空气源热泵热水产品越来越得到用户的青睐，已经成为市场上的新宠，标志着空气源热泵技术在热水系统中的应用越来越成熟。

本文通过对各种热水系统进行经济性分析，根据节能、环保、经济实用、便于管理的原则，结合使用情况，对我校新校区拟新建学生公寓的热水供应系统完成了整个工程设计，并进行了运行节能控制设计和经济性分析。

2 设计基础与依据

2.1 工程概况

仲恺新校区A栋学生公寓位于广州市白云区，总建筑面积约为18710m2，公寓共六层，首层作为饭堂、商店、副食店、书店等功能使用；二至六层作为学生宿舍使用。公寓共有390间宿舍房间，每个房间配有独立的卫生间和浴室，设计入住4人，每间浴室一个沐浴器，热水系统全年向淋浴器供生活热水。

2.2 设计依据

设计依据主要有：建筑单位提供的建筑图纸与相关要求、《建筑给水排水设计规范》（GB50013-2003以下简称“设计规范”）、《给水排水设计手册》和《给水排水标准图集》等。

2.3 设计参数

设计地点在广州市（东经：113.19，北纬23.08）；室外年平均气温21.8℃。

冬季空气和冷水温度低于夏季，制备生活热水所需最大耗热量出现在冬季，因此取冬季参数为本系统设计参数。根据“设计规范”，我校学生公寓每室四人已不是传统集体宿舍那样密集，与住宅更相近，所以热水定额q h取住宅类定额较大值200l/h；热水设备出口热水水温t r选取55℃，卫生器具用水温度t h为40℃，冷水温度t l取10℃；热水水质应符合现行《生活饮用水卫生标准》——GB5749-2005的要求,考虑到高温热水容易结垢，对设备腐蚀，冷水补水先进行软化处理。

3 工程设计

3．1热水量与耗热量的计算

学生白天上课，学生公寓生活热水主要用于淋浴，高峰使用时间在傍晚和晚上，从学生使用特点和学校管理方便的要求出发，采用定时供应的热水管理方法，供水时间τ为每天17：00至19：15和21:15至23:00，共四小时。因为每宿舍只有四人，平均每人每次淋浴15~30分钟，因此，供水期间卫生器具的平均使用率不大于50%。