工厂热水工程解决方案

工厂热水工程解决方案

我国的工业发展主要分布于沿海各省份，以劳动密集型为主，外来务工者较多，为方便管理，提高工厂效益，工厂都会提供住宿。近年来，劳动力市场竞争激烈，为更好留住人才，部分工厂开始改善员工住宿环境，在员工宿舍安装空调、热水器较为普遍。市面上销售的热水设备种类虽多，以节能、安全、环保、智能化、自动化、维护成本低等众多特点于一身的空气源热泵热水器较为适合员工使用。

工程概况

1、项目概况：

汉威泰（英德）电器制造有限公司宿舍位于英德市东华镇清远华侨工业园内，需要安装空气源热泵热水机组，共计40吨50-55℃左右的热水。

工厂热水工程案例

2、需增设备：

热    泵：4台10P空气源热泵

保温水箱：2个20T聚氨脂开式不锈钢保温水箱

水    泵：一次循环泵、热水自动循环增压泵

热水管线：PPR管 DN110

保温材料：户外管线为保温管

3、设计依据及原则：

01、《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2009）

02、《屋面工程质量验收规范》（GB50207-2002）

03、《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》（GB50242-2002）

04、《建筑电气安装工程施工质量验收规范》（GB50303-2002）

05、《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300）

06、《设备及管道保温技术通则》（GB 4272）

07、《建筑荷载规范》（GBJ17-88）

08、《电气装置安装工程低压工程施工及验收规范》（GB50254）

09、《制冷设备、空气分离设备安装工程施工及验收规范》（GB/50274-98）

10、《自动化仪表安装工程质量检验评定标准》（GBJ131-90）

方案设计

1、设计思路：

该工厂有1栋5层楼高的宿舍，宿舍共住有1000名工人，平均每人55℃热水用量约为40L/天；每栋楼用水量=40L/人×1000人=40吨；需要提供淋浴用水。热泵机组和保温水箱均放于屋顶。

工厂热水工程安装图

空气源热泵热水机组选择计算：

参考不同季节自来水初始温度：夏季为25℃、春秋季为15℃、冬季为7℃。

热水总用量及所需热水器数量：

夏季每天需热量为：40000L×(55℃-25℃)=1200000 Kcal

春秋每天需热量为：40000L×(55℃-15℃)=1600000 Kcal

冬季每天需热量为：40000L×(55℃-7℃)=1920000 Kcal

按建设部《民用建筑给排水设计标准》规范：

4台10P空气源热泵热水机组是否在不同季节满足设计要求？

夏  季：每台10P热泵的输入功率9.5KW,夏季输出42KW，设定为55℃，自来水平均温度按25℃计算，计算多长时间产生能量：

1200000 Kcal÷860÷（4台×42kw）=8.3小时运行满足要求

春秋季：每台10P热泵的输入功率9.5KW,春秋季输出38KW，设定为55℃，自来水平均温度按15℃计算，计算多长时间产生能量：

1600000 Kcal÷860÷（4台×38kw）=12小时运行满足要求

冬  季：每台10P热泵的输入功率9.5KW,夏季输出25KW，设定为55℃，自来水平均温度按7℃计算，计算夏季多长时间产生能量：

1920000 Kcal÷860÷（4台×25kw）=22小时运行满足要求

2、设备选型：

主机配置：选用4台BKR10D可以满足用户用水加热需求。无需电加热，杜绝漏电，安全可靠。

水箱配置：选用2个20立方米的不锈钢保温水箱。系统采用机组直接对水箱循环加热，达到设定温度后停止运行，供水时电磁阀与增压泵同时打开，供水到用户端。

水泵配置：

序号	设备名称	规格型号	数量	主要参数
01	热水循环泵	PUN-600E	4	功率：600W  扬程：25M 流量：6.9m3/h
02	供水泵	PU-1500E	1	功率：1800W  扬程：21M 流量：16m3/h

（未尽方案，可根据客户要求另行设计）

主要设备参数

1、空气源热泵参数：

10P空气源热泵热水器的主要性能指标
项目 型号			10匹空气源热泵
电源			3Ph-380V-50Hz
输入功率		KW	9.5
制热量	输出功率	KW	38
	能效比	COP	250%～500%
冷媒形式	R22	kg	3.0×2
冷凝器	型式	/	高效换热器
	水侧压降	kPa	50
	循环管接口		DN32×2
风机数量		piece	2
风机输入功率		W	250×2
防水等级		/	IPX4
出水温度		℃	默认55
产水量		L	817
水流量		M3/h	7～10
进/出水管接口		mm	DN32
噪声		dB	≦65
机组重量		kg	280
外形尺寸	长×宽×高	mm	1450×720×1100
净重		kg	280
毛重		kg	295

附：额定制热测试工况：室外干/湿球温度20℃/15℃，设定温度55℃。

2、保温水箱参数：

保温水箱内胆采用日本进口SUS304/2B不锈钢板，外胆采用国产202不锈钢板制作，不锈钢板的焊接采用先进的自动氩弧焊焊接工艺，缝焊表面经防腐处理，同时储水箱桶体压制波纹加强筋，确保储水箱的制作质量和强度，保证储水箱长期使用无渗漏；储水箱保温采用聚氨脂整体发泡保温，保温层厚度δ=50mm；储水箱外包同样采用304#不锈钢板制作保证储水箱保温层的保护，同时储水箱的外观也美观，储水箱使用寿命超过15年。水箱在我公司专业生产车间制作完成，所有水箱均配备进水口、出水口、溢流口、排污口、水位管或温度、水位传感器接管等附件。

3、水泵性能说明：

威乐山姆逊（北京）水泵系统有限公司是德国威乐-山姆逊（WILO）水泵有限公司在中国的合资生产厂，德国威乐-山姆逊公司已经有130多年生产水泵的历史，凭借强大的专业技术研发能力，该公司成为全球十大水泵生产厂家之一，并成为全球最早通过国际质量管理体系ISO9000认证的公司之一，还通过国际环境体系ISO14000认证，该公司生产的水泵种类齐全，涵盖了整个暖通空调行业。我公司选用该公司生产的PH系列热水循环泵。水泵配置该公司特别设计的具有超长使用寿命的强力马达，并且马达运行可靠平稳，噪音不超过45dB（A）；铜合金的衬垫叶轮和叶轮封罩经久耐用；碳和陶瓷制成的机械密封装置非常坚固，几乎不漏水；水路采用特殊镀层，保障水质清洁卫生，并且耐磨性能良好；水泵经过特殊合理的机体设计保证水泵组装容易、维修保养方便；还配置热过载保护装置及防止杂质卡住电机的结构设计保证马达运行的安全。

热泵工作原理

1、热泵热水机组由热泵装置和储热装置构成：

低温低压气态的冷媒经过压缩使冷媒成为高温高压状态。假设压缩机的压缩功转化的热量为Q2，高温高压的气态冷媒与水进行热交换，高压的冷媒在常温下被冷却、冷凝为液态。这过程中，冷媒放出热量用来加热水，使水升温变成热水。假设水吸收的热为Q3。

①、高压液态冷媒通过膨胀阀减压，冷媒由于压力下降，回到比外界低的温度，具有吸热蒸发的能力。

②、低温低压的液态冷媒经过蒸发器（空气热交换器）吸收空气中的热量自身蒸发，由液态变为气态。假设冷媒从空气中吸收的热为Q1。

③、吸收了热量的冷媒变为低温低压气体，再由缩机吸入进行压缩，如此往复循环，不断从空气中吸热，而在水侧换热器放热，制取热水。这个循环过程由热泵热水机组来完成。

④、机组制取的热水从中间水箱放入保温储热水箱中，供用户随时使用。热泵作为高效集热并转移热量的系统装置，可以把压缩机所消耗的电力变为3.5倍甚至4倍以上的热能（即1＋3＝4的道理）。

2、节能分析：

由上面的热泵原理，据热能守恒定律得： Q3=Q2+Q1（4＝1＋3）

其中：Q3为水从冷媒中吸收的热量；Q2为压缩机压缩冷媒产生的热量；Q1为冷媒从空气中吸收的热量。

对于空调：Q1=Q3-Q2   Q1为冷媒从空气中吸收的热量（即制冷量），这样不断地从房间内吸收热量，把房间的温度降低。据国标的规定，制冷的能效比COP值（制冷量与功率之比）不能低于2.4，也就是制冷效率不能低于230%，一般空凋制冷的COP值大于2.6。

对于热泵热水器的制热量Q3=Q2+Q1 ，也就是说热泵热水器的水从冷媒中吸收的热量要大于冷媒从空气中吸收的热量，差值为Q2，即压缩机压缩冷媒产生的热量。所以热泵热水器的COP值要大于空调的COP值。据测试，我公司生产的热泵热水器的COP值为3.5以上。

3、热泵机组的特点：

1．系统运行可靠、保证热水供应万无一失。热水供应根据客户需要可由一台或多台热泵热水机并联工作，多台热泵组成系统时是并联工作，可根据用户的实际需要开启一台或多台机器工作，即使有一台机器出现故障也不影响整体热水供应。保温水箱装备有电加热系统作为备用加热系统，备用系统的主要功能为：在热泵出现故障时能保证热水供应。出现突然用水高峰时，作为热泵的补充热源快速提供热水。温度异常情况出现时，作为热泵的补充热源工作。

2．节能：热泵热水机组，高效节能,一度电的投入，可以产生相当于3.5－4度电的热量，这与直接用电热的办法相比，节约75％的用电量，达到了节能的要求。

3．经济：由于使用热泵热水系统，大大降低用户日常使用费用。并且由于使用60℃出水温度，机器、储水箱、管道等不易结水垢，延长了系统的寿命。

4．安全：没有普通热水系统中易燃、易爆、触电、中毒等危险，是最安全可靠的热水系统，免除用户的后顾之忧。

5．环保：本系统采用了电能和空气热能，没有废气排放等环境污染物产生，为用户提供干净的环境。

成本分析

1、各种加热方式热值参数：

2、各种加热方式基本成本表：

3、40吨水全年费用表：

4、各种加热方式综合对比：

售后服务

1、热泵的品质保证及服务承诺：

1、热泵寿命约15年，相关的主要零部件寿命与热泵寿命同步。

2、我们承诺对空气源热泵热水机组免费保修2年，终身上门维修。

3、我们在全国各地设有专用库房，备件存量可以满足该中心辖区内两个月的维修需要，随时保证在产品寿命期内对易损零部件的充足供应。

4、本市用户12小时内服务到位，郊区用户24小时内服务到位，外地用户72小时内服务到位。特殊用户可以保证在6小时内服务到位。

5、我们提供的服务都是连续进行的，保证一次性为用户解决问题。

2、产品的现场安装与调试：

1、产品在安装过程中，公司将派技术人员常驻现场，进行示范安装、调试和技术服务，并对安装质量和调试结果负责。

2、产品的安装应严格按照说明书及安装规范进行安装，保证热泵正常运行及便于今后维修。

3、公司的产品不需要特殊的支架或吊架。

4、公司的产品的生产、运输、服务等都有严格的质量保证体系。

5、公司对水管、电路的连接都有严格的规定，保证连接可靠、不影响其他设备、并且便于维修更换。

6、公司的产品属于民用产品，噪音水平极低，因此可以忽略不计。

3、产品知识培训及产品的日常维护：

1、在安装验收完毕后，公司会对用户提供适当的培训，保证用户熟悉所有细节、保证设备运行获得最大的效率。

2、热泵产品操作维护十分简单，因此培训课程在1天之内完全可以完成。

3、产品设计先进、结构优良，用户只需定期拉动排污阀放水，其他不需任何保养和维护。

4、保修期外的产品维修服务：

1、在保修期结束之前，公司将对热泵进行一次全面检查，免费解决出现的问题。表明故障情况、维修情况等信息，并要求用户签字认可。

2、保修期一年结束之后，公司的本产品实行终身上门维修服务。这是一项公开的服务政策和承诺，公司也有专门的维修收费标准和服务范围，维修时维修人员须向用户出示以上标准。

3、在产品的寿命周期内，公司以优惠价格保证供应相关的备品备件。

5、热泵安装操作规范：

1、安装热泵必须由公司授权的人员进行。

2、安装热泵，必须严格按照随机所附的《安装使用说明书》进行。任何热泵都不能装在建筑的外墙上或防护栏上。

3、安装时遇到特殊情况，必须征求用户意见并和用户协商解决。

4、所有热泵的进、出水管必须采用能承受与热泵相同工作压力的硬管，与热泵配套安装的管件，如单向阀、截止阀、阀门等，必须采用专业生产厂家生产的合格产品。

5、调试前应对管道及接头进行气密性检查，保证管道不漏水。

6、空气源热泵热水机组的排水管口应接入地漏，防止意外情况下排出的水损伤用户的财产。

7、安装电路及控制器时，选用的电源线必须与热泵的功率匹配；地线与零线必须严格分开；无漏电保护的应建议用户安装漏电保护开关。

8、热泵安装完毕，应对所有的热水管路进行耐压和检漏试验。

9、热泵安装完毕，应进行基本工作性能和安全性能的检查。

10、热泵一切正常之后，应培训用户正确的使用方法和有关的注意事项。

6、热泵安装质量标准

1、安装完毕热泵，其位置和四周空间应满足以下要求：

（1）热泵必须安装在室外，必须是通风良好的地方；

（2）热泵排气口不能对准窗户；

（3）热泵周围500mm范围内不能有易燃、易爆物品；

（4）热泵周围必须留有便于维护和拆卸的空间。

2、电热泵的线路连接必须牢固不易脱落，各种保护装置作用良好。

3、电线管道必须用能防火的管线连接，管道及接头应无漏水。

4、热泵的冷、采暖管路在规定水压范围内应无漏水。

5、热泵的温度控制装置应作用灵敏，在规定的温度应能自动切断电源。

6、整个热泵及管路系统应整齐、美观、实用。

文本编辑整理：空气能热水器维修中心