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北京住宅楼空气源热泵热水系统选型设计方案

?一、引言

随着能源问题的日益突出以及人们对生活热水舒适度要求的不断提高，空气源热泵热水系统作为一种高效、节能、环保的热水供应方式，在住宅楼中得到了广泛应用。本设计方案旨在为北京地区的住宅楼提供一套合理、可靠的空气源热泵热水系统选型及设计方案，满足居民的生活热水需求，同时实现节能减排的目标。

二、设计依据

1.《建筑给水排水设计标准》GB50015-2019

2.《热泵热水系统应用技术规范》GB/T21362-2019

3.《空气源热泵热水机》GB/T25127-2010

4.北京地区的气象参数，如室外空气温度、湿度等

三、项目概况

1.住宅楼基本信息

-本住宅楼为[具体栋数]栋[层数]层的高层建筑，总建筑面积为[X]平方米，总户数为[X]户。

-建筑功能为住宅，每户平均居住人数按[X]人计算。

2.生活热水需求

-根据相关规范及实际调研，北京地区居民生活热水用水定额按[X]L/（人·d）计算。

-则本住宅楼每日生活热水总需求量为：[每日生活热水总需求量计算公式及结果]

四、空气源热泵热水系统选型

1.热泵类型选择

-空气源热泵热水机根据其结构形式可分为整体式和分体式。考虑到本住宅楼的实际情况，分体式空气源热泵热水机具有安装灵活、便于维护等优点，故选择分体式空气源热泵热水机。

-分体式空气源热泵热水机又可分为风冷型和水冷型。北京地区冬季气温较低，风冷型热泵在低温环境下制热性能会有所下降。但通过采用低温强热技术，如喷气增焓技术等，可以有效提高风冷热泵在低温环境下的制热能力。综合考虑性能、成本及维护等因素，最终确定选用风冷喷气增焓空气源热泵热水机。

2.热泵机组容量计算

-根据生活热水设计小时耗热量计算公式：

\(Qh=Kh×m×q_{r}\)

其中，\(Qh\)为设计小时耗热量（kJ/h）；\(Kh\)为小时变化系数，根据住宅楼性质查规范取值为[X]；\(m\)为用水计算单位数（人或床），本项目为总户数[X]户；\(q_{r}\)为热水用水定额（kJ/（人·d）），本项目取值为[X]kJ/（人·d）。

-计算得出本住宅楼生活热水设计小时耗热量\(Qh\)为[具体数值]kJ/h。

-根据空气源热泵热水机的制热性能系数（COP）及制热量计算公式：

\(Q_{h}=N×COP×3600\)

其中，\(Q_{h}\)为制热量（W）；\(N\)为热泵机组数量（台）；\(COP\)为制热性能系数，根据所选热泵机组产品样本，在冬季设计室外温度条件下，COP取值为[X]。

-由此可计算出所需热泵机组的制热量\(Q_{h}\)，进而确定热泵机组数量\(N\)。考虑到系统的可靠性及部分负荷运行时的节能效果，选择[X]台制热量为[具体制热量数值]kW的风冷喷气增焓空气源热泵热水机。

五、系统设计

1.热水供应系统

-水箱设置：采用不锈钢保温水箱作为热水储存设备，水箱容积根据生活热水调节容积计算公式确定：

\(V_{r}=Q_{h}/(4187×(t_{r2}-t_{r1})×η_{r})\)

其中，\(V_{r}\)为热水调节容积（m3）；\(Q_{h}\)为设计小时耗热量（kJ/h）；\(t_{r2}\)为热水供应温度（℃），本项目取[X]℃；\(t_{r1}\)为冷水计算温度（℃），北京地区冬季冷水计算温度取[X]℃；\(η_{r}\)为水箱的容积系数，根据规范取值为[X]。

计算得出水箱容积为[具体数值]m3，选用[规格及型号]的不锈钢保温水箱。

-热水循环系统：在热水供应干管和立管上设置热水循环泵，保证热水供应的及时性。热水循环泵的流量根据系统最不利环路的热水循环量计算确定，扬程根据循环管路的阻力损失计算确定。

-热水供应方式：采用下行上给式全循环热水供应系统，保证各用水点随时都能获得满足温度要求的热水。

2.空气源热泵机组安装

-热泵机组应安装在通风良好、便于操作和维护的室外专用机房内。机房应设置在建筑物的背阴面，避免阳光直射，以降低热泵机组的运行环境温度，提高机组效率。

-热泵机组的基础应牢固，能够承受机组运行时的重量及振动。基础尺寸根据机组外形尺寸及安装要求确定。

-热泵机组的进风口和出风口应保证有足够的通风空间，进风口应远离污染源，出风口应避免对周围环境造成影响。