寧波某度假村游泳池熱水系統設計
一.前言
近年來，隨著我國經濟的不斷提高，城鄉建設迅速發展，能源的需求及耗費量巨額增加。去年夏天我國出現大面積“電荒”，據統計，全國30省市有19省市拉閘限電,進入冬季又有7省市限電；11月份，自上海、廣州0#柴油告急開始，90#汽油告急，全國又出現一定范圍的“油荒”，在長三角地區，很多加油站等待加油的卡車排起了長龍；11月底，我國一些地區煤炭供應出現短缺。電力、石油、煤炭是一國重要的能源資源，“電荒”、“油荒”以及煤荒在一定程度上反映出我國能源結構的不合理并將影響到我國的能源戰略，充分利用和開發可再生能源——太陽能、空氣熱能等新能源勢在必行。
二.方案介紹:
結合該工程的實際情況及雙方討論結果,現制定兩種方案:
(一):太陽能制熱方案:
組成:采用16管直插式集熱器串聯組成回路,充分利用太陽能提供熱量,太陽能采集的熱量儲存在保溫水箱中;根據屋面實際情況,共能排列176臺;共分為5個系統,其屋面布置如圖所示,每兩排集熱器組成一個系統.
原理說明:
上水控制：根據水箱水位信號控制上水泵的開啟，進水直接從游泳池進水，進水安裝進水設備。水達到水位上限上水泵自動停止。
集熱循環控制：集熱循環泵的開啟由TI、T2的溫差控制，當溫差達到設定值時，集熱循環泵開啟，水箱中的水與集熱器交換熱量。
下水控制：按照事先雙方協定，下水采用手動控制，當游泳池需要加水時，先看控制器顯示的水箱溫度，如果達到需要溫度，即可放水。
系統功能：
在我國華東太陽能熱能等級屬于較差地區，年日照時數為1400-2000（h/a）；年輻射總量4180-5016（MJ/m2·a），晴天按每天8小時日照計算，則晴天每天日照總量為16.72-28.64MJ/m2。按22 MJ/m2
該工程為游泳池熱水系統，用水溫度為25-29℃，按此太陽能供水溫升為10-20℃，按15℃計算。選用的集熱器集熱面積為1.13 m2，平均日效率ηd為0.5
ηd = MCp(te-ts)/ AH
式中：
M---太陽熱水器容水量，Kg
Cp---水的定壓比熱容，J/(Kg·℃)
ts---初始貯水溫度，℃
te---終止貯水溫度，℃
A---太陽熱水器采光面積，m2
H---累積太陽輻射日照量，J/m2
則：M =ηdAH/ Cp(te-ts)
=0.5×1.13×22×106/4.2×103×15
=197.3 Kg
該工程共有176集熱器，其中28臺朝南，56臺和92臺分別朝西和東，
所以，該工程最大可采集熱水
28×197.3+148×197.3÷2=20.12T
所以該工程5只水箱分別為3只5.5T和2只9T。
(二):空氣源熱泵制熱方案:
空氣熱泵熱水器于二十世紀九十年代在美國等發達國家開始從試驗室走向市場，成為一種完全成熟的先進的節能產品。
熱泵熱水器是一種新型熱水和供暖熱泵產品，是一種可替代鍋爐的供暖設備和熱水裝置。與傳統太陽能相比，熱泵熱水器不僅可吸收空氣中的熱量，還可吸收太陽能。熱泵熱水器通過制冷劑溫差吸熱和壓縮機壓縮制熱后，與水換熱，大大提高熱效率，充分利用了新能源，是將電熱水器和太陽能熱水器的各自優點完美的結合于一體的新型熱水器，是開拓和利用新能源最好的設備之一。該產品適用于黃河以南的廣大地區，在中國南方，效果更加突出，在大中城市和人口密度較大的地區都可使用，適用于賓館、浴室、企業和房地產等行業，是適用度較大的熱泵產品。
本產品采用內置式風機盤管作為蒸發器形式，利用風扇的強制換熱，使空氣中的熱能與盤管中的制冷劑交換熱量后，制冷劑汽化，經壓縮機壓縮制熱后，通過熱交換器與水換熱，達到供暖和供熱水的目的。因為其節能、環保、適用面廣等效果非常顯著，得到美國、瑞典等發達國家政府的大力推廣，廣泛應用在各行各業作熱水熱源。其原理圖如下：
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熱泵熱水機產品性能特點
1、全天候使用：該產品不受夜晚、陰雨和下雪等惡劣天氣的影響，在-10℃以上地區均可使用，自帶除霜裝置，干燥與潮濕地區都可高效運轉。
2、節能效果突出，投資回收短：該產品與各種常規產品相比，一噸熱水能耗可節70%左右，噸熱水耗電量全年平均在10千瓦以下。
3、環保無污染：制冷劑選用進口新型制冷劑對臭氧層零污染，而且該制冷劑適用于北方寒冷氣候，在攝氏零度以下比R22的效率可提高15%以上。
4、使用壽命長：該產品使用壽命長達15年以上，比鍋爐和普通熱水器長5-10年。
5、運行安全可靠：該產品采用間接加熱方式，運行無安全隱患，全自動微電腦控制，不需人值守。
6、安裝方便，可隨需要增減：該產品為一體式結構，占地面積小，在人口密集區均可使用，并且隨用戶用水量的增減，可關停或增添設備，可及時滿足用戶的需求變化。
空氣源熱泵熱水系統設計方案：
整個系統由水箱、空氣源熱泵熱水器、水管、循環泵、電磁閥、智能控制器及一些檢測控制元件組成：見系統原理圖（其中空氣源熱泵機和水箱放置雙方協定）熱泵熱水器通過高效壓縮機做功，把從蒸發器吸收的熱量通過冷媒傳到高溫水冷凝器中釋放給被加熱的水，從而實現“熱水”的目的。與集熱管熱水系統不同的是，熱泵系統在無陽光照射的情況下通過熱泵的工作仍能產生熱水。儲水箱中熱水通過必要的控制可實現對用水點全天候供水。
1、設計依據:根據國家規定的供熱水標準、游泳池給水排水設計規范進行設計；
2、工程概況:給游泳池（水量600T）進行保溫；
3、設計方案：給游泳池（水量600T）進行保溫，選用QHE2-27EC型熱泵。
4、需要補充熱量計算：
（1）.游泳池水加熱所需熱量，應為下列熱量的總和：
一、水面蒸發和傳導損失的熱量；
二、池壁和池底傳導損失的熱量；
三、管道的凈化水設備損失的熱量；
四、補充水加熱需要的熱量。
（2）. 游泳池水表面蒸發損失的熱量。按下式計算：
Qx＝α·у（0.0174vf ＋0.0229）(Pb－Pq) A(760/B)
二.運行費用對比
1、平均每天需要的能量：CMΔt＝1（大卡/千克℃）×50000（千克/
天）×（55－15）℃＝2000000大卡/天
熱泵平均每天需要的燃料運行費用(COP值選3.7)：
2000000（大卡/天）÷860大卡/度÷3.7×0.50元/度＝314.27元/天
若采用電熱水器平均每天需要的燃料運行費用：
2000000（大卡/天）÷860大卡/度×0.50元/度＝1162.79元/天
每年節約費用:( 1162.79-314.27)×365=309709.8元/年
若采用燃氣鍋爐平均每天需要的燃料運行費用：
2000000（大卡/天）÷8942大卡/m3÷0.75(效率)×1.8元/ m3＝536.79元/天
每年產生效益: (536.79-314.27)×365+20000×2(人工費) =121219.8元/年
若采用燃油鍋爐平均每天需要的燃料運行費用：
2000000（大卡/天）÷10200大卡/ Kg÷0.85(效率)×3.6元/ Kg＝830.45元/天
每年產生效益: (830.45-314.27)×365+20000×2(人工費) =228405.7元/年
附錄：
熱泵技術參數：
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※標準工況為環境溫度20℃
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