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旧锅炉改成热泵,暖气片要不改?

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发表于 2019-3-14 11:11:01 | 显示全部楼层 |阅读模式

暖气片

暖气片



末端系统不变,只改热源主机,这个是有难度的。

根据《GB50736-2012民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》,暖气片采暖有这么两个条件:

暖气片需要供水温度50~75℃,供回水温差大于20℃;

锅炉热源经二次换热后,二次管网的供水温度50~60℃(严寒地区大于70℃ ),供回水温差大于15℃

这两个特点给空气源热泵机组带来了很大的难题:

首先,空气源热泵机组在低温环境下产50℃以上的热水,能效比较低,不利于机组的正常运行;

其次,空气源热泵供暖系统的供回水的温差只有5℃,如温差要达到15℃以上,肯定会影响运行稳定的。

老旧小区暖气片改造项目市场是大量存在的,那么遇到这样的项目如何改造呢?我们还是采用电锅炉+空气源热泵的形式(高温复叠机也可以,只是成本高)。


空气源热泵采暖

空气源热泵采暖


1. 无峰谷电价的系统方案及主机选型

首先,来看没有峰谷电价时,如何设计系统和进行主机选型。

综合能效及工作能力方面,空气源热泵机组一般提供50℃以下的热水,高于50℃以上的热水使用电锅炉来提升温度。
如果暖气片的供回水温度是55℃/35℃(二次管网的供水温度是50~60℃,可以满足,也满足暖气片20℃的供回水温差),那么可以用两台空气源热泵机组串联,把水温从35℃提升至50℃,这样每台主机的进出水温差只有7.5℃,而50℃之后再用电锅炉提升到55℃。(如下图所示)


采暖原理

采暖原理
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这样一来,空气源热泵机组是在低温段(35℃~50℃)工作,能效比较高,也有利于运行稳定而且还可以解决暖气片需要高温水、大温差的问题。

系统问题解决了,再看主机如何选型。空气源热泵是把35℃的水加热到50℃,而电锅炉是把50℃的水加热到55℃,这个过程中空气源热泵机组的制热量占3/4,电锅炉的制热量占1/4。

那么空气源热泵机组选型要满足两个条件:

寒冷地区冬季白天的平均温度在0℃以上,空气源热泵机组选型按环境温度0℃时的制热量计算

严寒地区冬季白天的平均温度在-5℃以上,空气源热泵选型机组按环境温度-5℃时的制热量计算

热负荷=热负荷指标×建筑面积

那么,空气源热泵机组的台数=(工程的总热负荷*3/4)/热泵在计算温度下的制热量;而电锅炉的制热量=工程的总热负荷*1/4。

举个例子:西安10000㎡的老旧小区,单位面积热负荷为60W/㎡,那么建筑的总热负荷为600kw,25P空气源热泵机组在-5℃(查《全国主要城市采暖期耗热量指标和采暖设计热负荷指标》,西安采暖室外计算温度为-5℃)的制热量是50kw,所以选择25P机的台数为(600kw*3/4)/50kw=9台,考虑到是每两台串联,空气源热泵主机的台数只能是双数,要么8台,要么10台,这里为保险起见选择10台。

选好了空气源热泵机组,再确定电锅炉的制热功率。电锅炉只负责50℃~55℃的升温区间,占总制热量的1/4,那么电锅炉的制热量=工程的总热负荷*1/4=600kw*1/4=150kw。但考虑到维修、备用还有极端天气等因素,电锅炉建议至少选300kw,可以设置几个档,一般情况下用150kw就可以了。

2. 有峰谷电价的系统方案及主机选型

上面是没有峰谷电价时的做法,接下来看下有峰谷电价如何设计系统方案和进行主机选型。

有峰谷电价,让电锅炉在晚上谷电价段工作,让空气源热泵机组在白天能效高的时候工作,这是最好的系统设计方式。

白天非谷电价时间段空气源热泵机组运行,两台空气源热泵机组串联产45~50℃的热水(白天温度要求低),供回水温差15℃;

晚上谷电价时间段电锅炉运行,产70~80℃的热水,晚间循环水供水温度50~70℃,供回水温差15~20℃。

既然空气源热泵机组只是白天工作,那么主机的选型根据冬季白天的平均温度来计算就可以了。

同样的,空气源热泵机组选型要满足两个条件:

寒冷地区冬季白天的平均温度在0℃以上,空气源热泵机组选型按环境温度0℃时的制热量计算

严寒地区冬季白天的平均温度在-5℃以上,空气源热泵机组选型按环境温度-5℃时的制热量计算

以北京10000平小区采暖(有外墙保温)为例,既定的热负荷指标为45W/㎡,则总热负荷为450kw,某25p空气源热泵机组在0℃的制热量在60kw左右,那么需要的25P机的台数450kw/60kw≈8台。

电锅炉因为晚上独立工作,制热量和总热负荷相同,则需要配备制热量为450kw的电锅炉一台。



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