空气源相变蓄复叠式热泵
采暖设计点
**学太阳热泵研究
**海卡太阳热泵限公司
日期：201878
第部分 建筑采暖热负荷计算影响数
设计采暖负荷确定
采暖负荷确定较准确计算方法公式：
qQA0 (1) 式中：
q——单位面积采暖设计负荷（Wm2）
Q——采暖设计热负荷（W）
A0——建筑面积（m2）
中：
QQ1+Q2 (2)
1围护结构耗热量Q1包括基耗热量附加耗热量基耗热量计算公式：
Q1A×F×K×(tntwn) (3)
式中
Q1——围护结构基耗热量（W）
F——维护结构面积（m2）
K——传热系数[W(m2·K)]
A——温差修正系数（采暖通风空气调节设计规范表4181）根围护结构
室外空气接触状况室外温差采取修正系数
tn——冬季室计算温度（℃）
twn——采暖室外温度（℃）
围护结构耗热量Q1基耗热量外附加耗热量包括附加风力附加外门窗附加高度附加项附加应占基耗热量百分确定根采暖通风空气调节设计规范426中规定进行修正
2加热门窗缝隙渗入室冷空气耗热量Q2
计算公式：
Q2028×Cp×ρwn×L×(tntwn) (4)
式中：
Q2——表示门窗缝隙渗入室冷空气耗热量（W）
tntwn
Cp——空气定压热容[kJ(kg·K)]
ρwn——表示采暖室外计算温度空气密度（kgm3）
L——表示渗透空气量（m3h)计算公式：
LL0×l×m×b （5)
式中：
L0——表示基准高度（10m）风压单独作通米门缝进入室空气量
[m3(m·h)]
L——表示门窗缝隙计算长度（m）
M——表示冷风渗透压差综合修正系数（采暖通风空气调节设计规范附录D）
b——表示门窗缝渗风b056～078
加热门窗缝隙渗入室冷空气耗热量Q2较复杂通常根建筑门窗坏围护结构耗热量Q1基础系数
3算例
算例：某收费站建筑面积1800米二层楼外围护结构37墙外抹灰+双层玻璃窗尺寸15M×60M×7M（长×宽×高）冬季室外计算温度20℃室采暖温度20℃计算单位面积设计采暖负荷
维护结构面积：F150M×7M+15M×60M1950M2
传热系数：K15 W(m2·K)
温差修正系数：A1
Q1A×F×K×(tntwn)1950×15×1×（20（20））117000W
围护结构耗热量Q1基耗热量外附加耗热量包括附加风力附加外门窗附加高度附加项附加应占基耗热量百分确定根采暖通风空气调节设计规范426中规定进行修正取修正系数12：
Q1 Q1×12140400W
加热门窗缝隙渗入室冷空气耗热量Q2围护结构耗热量Q11014040W：
QQ1+Q2140400W+14040W154440W
qQA0154440W1800M2858WM2
算例二：某收费站建筑面积2700米三层楼外围护结构37墙外抹灰+双层玻璃窗尺寸15M×60M×105M（长×宽×高）冬季室外计算温度20℃室采暖温度20℃计算单位面积设计采暖负荷
维护结构面积：F150M×105M+15M×60M2475M2
传热系数：K15 W(m2·K)
温差修正系数：A1
Q1A×F×K×(tntwn)2475×15×1×（20（20））148500W
围护结构耗热量Q1基耗热量外附加耗热量包括附加风力附加外门窗附加高度附加项附加应占基耗热量百分确定根采暖通风空气调节设计规范426中规定进行修正取修正系数12：
Q1 Q1×12178200W
加热门窗缝隙渗入室冷空气耗热量Q2围护结构耗热量Q11017820W：
QQ1+Q2178200W+17820W196020W
qQA0196020W2700M2726WM2
结：
① 取决外维护结构传热系数（保温性）65节设计建筑K06 W(m2·K)应单位面积采暖负荷3432WM2
② 取决建筑体形系数二层楼体形系数1950M2（15M×60M×7M）031三层楼体形系数2475M2（15M×60M×105M）026体形系数越耗越
二设计日采暖逐时总负荷
公式（3）出冬季室计算温度tn恒定采暖负荷取决采暖室外温度twn采暖室外温度twn天中逐时变化天中逐时采暖负荷变化图1出石家庄典型农居冷日（2016119日建筑面积：100M2建筑外维护结构：37墙外抹灰+双层玻璃窗室保持20℃恒温）设计日实测逐时负荷图设计日24时逐时负荷总称设计日采暖逐时总负荷
图中出天中低温度点供热负荷均出现凌晨30040010℃71kW天整采暖季中冷天称设计日设计采暖负荷71kW天中高温度点供热负荷出现中午120013004℃2kW时采暖负荷较气温较高太阳辐带附加热墙温升高散热变造成采暖负荷采暖负荷差35倍设计日逐时总负荷120kWh均采暖负荷5kw设计负荷70
三采暖季逐日总负荷
整采暖季天均气温变化天逐日总负荷变化图2出石家庄典型农居（建筑面积：100M2建筑外维护结构：37墙外抹灰+双层玻璃窗）整采暖季逐日总负荷实测变化图
整采暖季135天逐日总负荷11880kWh均天采暖总负荷88kWh设计日逐时总负荷73
四结
分析出结：
1 天逐时采暖负荷变化整采暖季逐日采暖总负荷变化
2 设计采暖负荷必须满足极端负荷整采暖季中冷天冷时段
第二部分 供暖热源设备选择
现清洁供暖设备城市集中供热网燃气锅炉空气源热泵源热泵谷电蓄热等种方案
城市集中供热网
城市集中供热网热源燃煤热电联产燃煤两种供热网投资建设周期长损动力输送成高运行费较高般热力公司必须方财政补贴维持亏
二 燃气锅炉
安装简单必须建立燃气网液化气站存定安全隐患气源紧张气价贵带运行费偏
三 空气源热泵
种节清洁供暖技术空气源热泵存着缺点：
1 天中空气源热泵制热曲线建筑需采暖负荷曲线刚相反白天空气源热泵制热量效率高建筑需采暖负荷较带高效区间歇运行设备闲置率高晚间空气源热泵制热量效率低建筑需采暖负荷较带低效区满负荷运行设备配置
表1空气源热泵（普通）制热性修正系数
出水温度℃
环境温度℃
15
10
5
0
制热
输入功率
制热
输入功率
制热
输入功率
制热
输入功率
30
050
071
065
072
076
073
089
079
35
048
077
063
078
074
079
087
085
40
046
083
061
084
072
085
085
091
45
060
089
071
090
084
096
50
068
096
081
102
出水温度℃
环境温度℃
7
10
15
20
25
制热
输入功率
制热
输入功率
制热
输入功率
制热
输入功率
制热
输入功率
30
105
083
112
085
120
087
130
089
137
091
35
103
089
110
091
118
093
128
095
135
097
40
101
095
106
097
114
099
124
101
131
103
45
100
100
103
103
111
105
121
107
128
109
50
097
106
100
109
108
111
118
113
125
115
表2空气源热泵（喷气增焓）制热性修正系数
出水温度
℃
环境温度℃
25
20
15
10
5
0
制热
输入功率
制热
输入功率
制热
输入功率
制热
输入功率
制热
输入功率
制热
输入功率
30
047
076
055
077
062
077
071
077
077
077
081
076
35
047
081
054
081
061
081
070
082
076
082
080
082
40
046
088
055
088
061
088
071
088
077
088
082
089
45
046
099
056
098
061
099
071
099
077
099
085
099
50
056*
110
061
111
071
111
078
111
084
112
55
083*
122
出水温度
℃
环境温度℃
0
7
10
15
20
25
制热
输入功率
制热
输入功率
制热
输入功率
制热
输入功率
制热
输入功率
制热
输入功率
30
081
076
099
077
116
079
121
086
123
089
124
088
35
080
082
098
083
113
086
118
090
120
093
120
092
40
082
089
099
090
109
093
115
097
118
100
118
100
45
085
099
100
100
108
104
114
108
117
112
117
112
50
084
112
099
113
107
113
113
115
116
116
115
115
55
083*
122
097
123
108
123
111
125
115
126
114
125
分析：日夜温差15℃两种工况工况：15℃（白天高温度）0℃（晚间低温度）出水温度45℃制热量衰减718效衰减718工况二：20℃（白天高温度）5℃（晚间低温度）出水温度45℃制热量衰减727效衰减6545建筑白天采暖负荷晚间采暖负荷差35倍匹配率达53倍
2 晚间气温降低带空气相湿度增空气源热泵运行霜频繁间接带制热量效率进步降低更加恶化工况生产厂家针模块机做时花5分钟霜带制热量效率降167机组日夜制热量效率进步放20℃5℃工况制热量衰减6058效衰减545
3 压缩机长期工作高压20℃（环温）50℃（出水）R410A压343MPa02709MPa1266R22压2175MPa0163MPa133
20℃（环温）60℃（出水）R410A压4267MPa02709MPa158R22压27MPa0163MPa166
压缩机寿命会缩短反映压缩机油加速老化电机寿命缩短
4 霜工况四通阀转两器（蒸发器冷凝器）切换供热网中温度较高般情况45℃（暖气片工况会达55℃）时冷凝器变蒸发器蒸发温度会长期处35℃远远超出压缩机安全运行区间
图1热泵压缩机运行包络图（R410a）
图1热泵压缩机运行包络图（R134a）
5环温工况压缩机压较法适应高末端供水温度工况般品牌空气源热泵生产厂家环温低5℃工况机组高出水温度高50℃针暖气片工况（需供水温度达60℃）选空气源热泵行
四 源热泵
种高效节清洁供暖技术存受安装条件局限井费初投资高单供暖运行存冷堆积等问题源热泵供暖技术定条件推广
五 谷电蓄热
谷电蓄热采暖取决谷电政策谷电价格配电容量具投资低安装简单采暖效果佳等优点现市场水蓄固蓄相变蓄三种形式
1水蓄
水蓄成低（水花钱）安全取限温差显热带单位体积蓄热密度较占面积等缺点想增加单位体积蓄热密度唯技术通道增存取热温差蓄热体必须设计成承压旦成压力容器（压力容器制造需生产许）制造成会幅增加安全性会降低
2固蓄
固蓄利固体材料（镁砖陶瓷水泥等）温度变化体积变化特点实现温差显热蓄热优点单位体积蓄热密度制造成低存致命缺点：（1）蓄热温度般500℃设备运行安全性性法保证（2）高温区采空气换热空气换热系数极差带换热温差系统火效率低（3）设备总处高温区系统热损极
3相变蓄
利机相变材料固液相态转变时量吸收放出热量机理实现热量跨时空传输量密度恒温调节具单位体积蓄热密度适合温区恒温供热系统热损等优点缺点材料选择换热结构合理会带安全隐患材料泄露网二次污染
第三部分 空气源相变蓄复叠式热泵
空气源相变蓄复叠式热泵系统组成工作原理
空气源相变储复叠式热泵空调系统低温空气源热泵21℃相变储模块冷塔（夏季）二级水源热泵组成见图
工作原理低温空气源热泵太阳集热器（选配）提供2025℃低温热源21℃温差换热机相变储罐蓄热恒温存储调节通二级水源热泵机组提温4060℃提供建筑供暖卫生热水冬季供室板采暖风机盘暖气片供暖夏季增加冷塔提供710℃冷冻水供冷
二空气源相变蓄复叠式热泵供暖系统特点
空气源相变蓄复叠式热泵供暖具系统效率高配电负荷寿命长设备投资少运行费低供暖效果节环保便维护理等优点
1系统效率高
l 二级热泵（低温空气源热泵高温水源热泵）均处高效区
l 系统热损低温部分室外高温部分全室
2节环保
l 采空气等生源
l 电量电热式4045空气源热泵7080
3配电负荷
l 采温差高效相变蓄罐调峰满足逐时峰值负荷前提降低设备配置
4寿命长
l 压缩机始终处安全高效稳定运行区间设备性提高障率幅降低
20℃（环温）25℃（出水）R410A压1881MPa02709MPa69R22压1192MPa0163MPa73
l 阴雨雪天气空气源热泵会频繁霜霜工况相较空气源热泵直供暖工况更少更安全稳定
5设备投资少
l 温差高效相变蓄罐调峰空气源热泵配置满足全天工况均负荷配置设计日峰值负荷
6供暖效果
l 采水源热泵二级提温形式终端水源热泵调节出水温度匹配采暖末端达佳运行状况高温水源热泵出水温度达60℃满足暖气片工况相较空气源热泵额定出水温度45℃采暖工况采暖效果提高
7运行费低
l 谷电时段空气源热泵低温蓄热
l 白天电时段空气源热泵高效区工作
8分期建设
l 低温热源分期分区建设投资
l 网分期分区建设投资
l 户根身需求时接入
9运营理方便
l 户根身采暖需求（温度面积时段）调节
l 低温空气源通时段设置理方便
三空气源相变蓄复叠式热泵核心技术部件
1高效相变蓄罐
（1）温差机相变储换热原理
高效相变蓄罐罐
利机相变材料固液相态转变时量吸收放出热量机理助孔强化传热结构实现热温差（增换热面积接恒温）储存释放实现热量跨时空传输量密度恒温调节
（2）高效相变蓄罐
采壳式换热结构原理换热介质走壳程机相变储材料封闭程中实现固液相变程中温差换热
技术效解决机相变储材料冷度分层蓄放热体积变化导热性差衰减等系列缺陷通蓄放热程中温差换热实现热输送程中恒温调节时空转换
规格型号技术参数：
表3高效相变蓄罐型号技术参数
项目型号
单位
EST21100
EST21200
相变特征温度
℃
2023
2023
额定蓄容量
kWh
100
200
均数换热温差
℃
6
6
额定流量
m3h
571
1142
额定供热温度
℃
1619
1619
额定放热功率
kW
333
666
放热功率
kW
666
1332
外形尺寸
mm
Ф1020*2100
Ф1020*2100
重量
kg
1800
3600
工质接口径
mm
DN65
DN80
2低温空气源热泵
海卡空气源热泵采国际先进BG虚拟蒸发模块机组技术喷气增焓技术具优点：
低温空气源热泵
l 虚拟蒸发技术蒸发温度提高15℃结霜少
l 回热高压霜技术霜快3分钟完成霜
l 采喷气增焓技术增加低环温制热量低环境温度达25℃
l 螺旋折流蒸发器杜绝死水区阻力换热效率高
l 翅片盘底部专利设计冬天结冰
l 方钢结构机组强度寿命长
l 采微电脑控制器智控制操作简单
l 模块化设计2040灵活组合集中控制
表4低温空气源热泵型号技术参数（喷气增焓）
项目参数型号
HCAS20XHE
HCAS40XHE
名义制冷量
kW
70
150
名义制热量
kW
7566
1552
制冷输入功率
kW
204
438
制热输入功率
kW
131
277
单机组量调节
050100
电源
380V~3N~50Hz
额定水流量
m3h
12
258
水阻力
kPa
50
54
进出水径
DN
DN65法兰连接
DN80法兰连接
运行方式
微电脑控制动运行
压缩机类型
全封闭涡旋式EVI压缩机
压缩机数量
台
2
2
风机
类型
低噪音轴流风机
风量
m3h
30000
60000
数量
台
2
4
制冷剂
类型
R410A
外形尺寸
长
mm
2200
2200
宽
mm
860
1720
高
mm
2135
2135
重量
净重
kg
665
1150
运行重量
kg
710
1250
注：1名义制冷量名义制冷输入功率额定水流量出水温度7 ℃ 室外环境干球温度35 ℃ 时测试
2名义制热量名义制热输入功率额定水流量出水温度20 ℃室外环境干球温度0 ℃湿球温度1℃时测试
低温空气源热泵制热力修正系数见表：
表5低温空气源热泵制热力修正系数（补气增焓）
出水温度℃
20
25
30
环境温度℃
制热量
输入功率
制热量
输入功率
制热量
输入功率
15
1216
1079
1196
1143
1186
1238
10
1186
1032
1175
1127
1165
1206
7
1127
1016
1103
1111
1082
1206
0
1000
1000
0990
1095
0969
1190
5
0948
0984
0928
1079
0907
1175
10
0794
0968
0784
1079
0773
1175
15
0691
0952
0691
1063
0680
1143
20
0629
0952
0619
1016
0608
1048
25
0485
0873
0464
0905
0454
0952
3二级水源热泵机组
二级水源热泵采满液式螺杆机组采R134A制冷剂专螺杆压缩机具运行稳定效高等优点
海卡满液式水源螺杆热泵机组机身设计简洁采满液式蒸发器先进半封闭双螺杆压缩机结合新技术设计高效换热器配先进微电脑控制技术产品具系统稳定性高运行高效噪音低等特点具优点：
l 高效节：采高效半封闭双螺杆压缩机幅提高绝热效果高效率容量电机效显著提升
l 绿色环保：采环保冷媒环境友
l 高效换热：机组采超高效双侧强化换热器传热效率达优时降低压力损失减少户耗
l 性：制冷附件均采国际品牌性控制精度高
l 智控制：友机界面智控制系统真正实现值守省心省力
l 安全：先进微电脑控制系统提供完善保护功
l 安装便捷：单元模块化灵活组合安装简单施工方便
型满液式螺杆热泵机组单制热技术参数：
表6型满液式螺杆热泵机组技术参数（HCSF050—090）
机组型号
HCSF
0501
0551
0601
0751
0801
0901
制热量
kW
164
199
218
268
291
316
制热输入功率
kW
46
55
61
73
80
86
制热COP
WW
357
362
357
367
364
367
压缩机数量
台
1
1
1
1
1
1
热水侧换热器
水流量
m3h
14
17
19
23
25
27
水压降
kPa
46
45
45
46
55
45
配DN
mm
80
80
80
100
100
100
源水侧换热器
水流量
m3h
20
25
27
33
36
39
水压降
kPa
51
54
51
52
52
52
配DN
mm
80
80
80
100
100
100
外形尺寸
长
mm
2880
2880
2880
3500
3500
3500
宽
mm
1150
1150
1150
1150
1150
1150
高
mm
1550
1550
1550
1550
1700
1700
注制热工况：源水侧进出水温度：20℃15℃热水进出水温度：50℃60℃
表7型满液式螺杆热泵机组技术参数（HCSF100—140）
机组型号
HCSF
01001
01101
01201
01301
01401
制热量
kW
350
398
433
473
505
制热输入功率
kW
97
108
119
129
135
制热COP
WW
361
369
364
367
374
压缩机数量
台
1
1
1
1
1
热水侧换热器
水流量
149
30
34
37
41
43
水压降
48
45
45
45
46
55
配DN
150
125
125
125
150
150
源水侧换热器
水流量
172
43
50
54
59
63
水压降
51
49
54
51
52
52
配DN
200
125
125
125
150
150
外形尺寸
长
3124
3500
3500
3500
3500
3500
宽
1660
1150
1250
1400
1400
1400
高
1920
1700
1700
1850
1850
1850
注制热工况：源水侧进出水温度：20℃15℃热水进出水温度：50℃60℃
型满液式螺杆机组技术参数见样
三 空气源相变蓄复叠式热泵控制运行工况分析
空气源相变蓄复叠式热泵系统分空气源热泵低温供热二级水源热泵高温供热两子系统两子系统互独立通20℃25℃高效相变蓄罐机结合互关联相变蓄罐温度恒定调节量时空腾挪空气源相变蓄复叠式热泵供暖系统采组织生态控制原理方式通控制空气源热泵出水温度达系统运行费低设备配置低目具体做法：
设备配置低原：满足设计日寒冷时段供暖负荷前提量降低配置高效蓄罐白天设备闲置时必须蓄满补充晚间寒冷时段空气源制热量足部分需求具体做法白天时段空气源热泵出水温度调23℃28℃总蓄罐相变温度点高保证晚间寒冷时段高效相变蓄罐蓄满
运行费低原：满足采暖效果前提量利谷电具体做法晚间谷电时段空气源热泵出水温度调23℃28℃总蓄罐相变温度点高保证白天峰电时段高效相变蓄罐蓄满
供暖初期末期采运行费低原供暖中期（寒冷期）采设备配置低原
第四部分 空气源相变蓄复叠式热泵采暖系统
设计点设备选型
二级水源热泵选型设计
选择二级水源热泵机原：
1 满足采暖设计负荷
2 满足采暖需供水温度板采暖4045℃风机盘4550℃暖气片5560℃
3 量选择高效满液式螺杆热泵机组节满液式螺杆热泵机组两器选型换热温差25℃
4 条件情况选择两台机组互备
二低温空气源热泵选型设计
低温空气源热泵选型满足利工况二级热泵需6065低温热源原足部分高效蓄罐提供必须考虑情况：
1 利工况霜频繁工况必须考虑热泵机霜制热负荷衰减般增加配置20
2 果配电负荷富余配置部分电辅降低空气源热泵配置
3 低环温低25℃时必须配置电辅补充低温热源
三高效相变蓄罐选型设计
高效相变蓄罐选型白天高效区晚间谷电时段空气源热泵制热提供供暖外余低温热源储存设计日高效相变蓄罐储存低温热源提供晚间冷8时二级水源热泵满负荷运行需3540低温热源34时低温热源蓄量
四循环泵选型设计
1源水测循环泵选型满足设计流量扬程
2负荷侧循环泵选型满足设计流量扬程条件采进回水温差变频控制节约循环泵运行费
五空气源相变蓄复叠式热泵运行理
科学合理理空气源相变蓄复叠式热泵运行相重实现：（1）保证供暖效果（2）降低设备初投资（3）节约运行费空气源相变蓄复叠式热泵运行理点：
1 遵守源特性
空气源相变蓄复叠式热泵采暖源空气白天制热量较时建筑需采暖负荷较利相变蓄建筑身蓄特性储存热量供晚间
2 遵行生活性
睡眠时段室供暖温度适调低样利身心健康早晨起床时血液循环较慢体温较低必须保证室供暖温度活动23时体温已恢复正常时适调低室温度
3 充分利建筑热惰性
建筑热惰性取决建筑蓄热量建筑外维护结构保温建筑蓄热量建筑材料重量成正建筑蓄热量越建筑外维护结构保温越建筑热惰性越反应结果室温降慢温度波动
正常砖混结构外维护结构保温采65节设计房屋晚温降会超23度没做外墙保温砖混结构房屋23时会超2度温降空气源相变蓄复叠式热泵科学运行带行换句话讲目选择性长时间间歇启停空气源相变蓄复叠式热泵通常极寒天气供热设备天工作1618时寒冷天气供热设备天工作1214时采暖初期采暖末期供热设备天工作810时
4 采暖季阶段运行策略
采暖季阶段环境温度空气源相变蓄复叠式热泵制热特性建筑热惰性相采采运行策略
采暖季初期末期充分利谷电蓄供峰电时段
极寒天气充分利热泵高效区蓄热供晚间寒冷时段
第五部分 空气源相变蓄复叠式热泵采暖系统
设计案例
工程概况
山西某高速公路服务区供暖季冷月夜间低气温20℃白天冷气温7℃建筑面积2500m23层外维护结构37墙外抹灰+双层玻璃采暖终端暖气片现采燃煤锅炉供暖需改造清洁源供暖供暖温度晚间低18℃
电网实行峰谷电政策中谷电时段23：007：00电价038元kwh电时段11：0019：00电价067元kwh峰电时段7：0011：0019：0023：00电价098元kwh
二采暖负荷计算
设计室采暖温度控制1822℃时低环境温度20℃采暖季天数150天末端铸铁暖气片供水温度60℃2500米建筑采暖项设计指标：
1单位面积采暖负荷：80Wm2
2设计采暖热负荷：200kW
3设计日采暖逐时总负荷
设计日逐时负荷系数取75设计日采暖逐时总负荷分3600kWh
4采暖季逐日总负荷
采暖季150天采暖季逐日负荷系数取70采暖季逐日总负荷分378000kWh
三设备选型
1二级水源热泵机组选型
选择型号HCSF055海卡满液式螺杆热泵机组1台性参数：
表4二级水源热泵机组规格型号技术参数
型号
数量
制热量kW
耗电量kW
COP
HCSF055
1
199
55
362
注：制热工况：源水侧进水温度：20℃热水出水温度：60℃
1台型号HCSF055海卡满液式螺杆热泵机组装机制热量199kW满足设计求
2低温空气源热泵选型设计
前面计算知案设计采暖负荷200kW需提供低温热源负荷式计算：
中：——低温热源需提供热负荷kW
——设计采暖热负荷200kW
——设计工况户水源热泵机制热系数取362
计算：Q214475kW
相变蓄罐调节选择型号HCAS40XHE低温空气源热泵1台技术参数见表
表5低温空气源热泵规格型号技术参数
型号
数量
制热工况1
制热工况2
制热量kW
耗电量kW
COP
制热量kW
耗电量kW
COP
HCAS40XHE
1
12323
2681
460
9762
2637
370
注：制热工况1：室外环境干球温度10 ℃湿球温度12℃出水温度20 ℃
制热工况2：室外环境干球温度20℃湿球温度23℃出水温度20 ℃
环境温度20℃时装机制热量9762kW满足需低温热源675足部分相变蓄罐调节
3高效相变蓄罐选型
设计日高效相变蓄罐储存低温热源提供晚间冷8时热泵满负荷运行需40热量需储存热量14475kW×8h×404632kWh选择型号EST21100高效相变蓄罐5蓄热量500kWh
4机房循环泵选型
源水测循环泵选型：
型号：DFG50125(I)23Q25M3hH20MN30kW台数：2台（备）
负荷测循环泵选型：
型号：DFG50160(I)A23Q17M3hH30MN3kW台数：1台（备）
5配电负荷
机房配电负荷包括1台二级水源热泵机组：55kW 1台低温空气源热泵：27kW1台源水测循环泵：3kW1台负荷测循环泵：3kW计88kW
6系统综合效
该区整采暖季均气温5℃低温空气源热泵出水温度20℃时效54考虑霜衰减15实际效459
1台型号HCSF055海卡满液式螺杆热泵机组装机制热量199kW功率55kW需低温热源负荷：（199kW55kW）144kW低温空气源热泵耗电量：144kW4593137kW
系统总耗电量：3137kW（低温空气源热泵）+55kW（水源热泵）+3kW（源水侧循环泵）+3kW（负荷侧循环泵）9237kW
系统综合效：199kW9237kW215
三运行费
采暖季总负荷378000kWh系统综合效215耗电量：378000kWh 215
175813kWh
相变蓄调节避开峰电峰电时段谷电价038元kwh电价067元kwh均电价0525元kwh整采暖季运行费：175813kWh*0525元kwh92302元考虑供热路热损极寒天气峰电间歇115系数实际采暖运行费106147元折合米4246元
采谷电蓄热方案运行费：378000kWh95*038元kwh*115173880元折合米6955元设计日采暖逐时总负荷分3600kWh设备配置蓄热负荷2400kWh配电负荷：3600kWh8h450kW
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空气源相变蓄复叠式热泵
采暖设计点
**学太阳热泵研究
**海卡太阳热泵限公司
日期：201878
第部分 建筑采暖热负荷计算影响数
设计采暖负荷确定
采暖负荷确定较准确计算方法公式：
qQA0 (1) 式中：
q——单位面积采暖设计负荷（Wm2）
Q——采暖设计热负荷（W）
A0——建筑面积（m2）
中：
QQ1+Q2 (2)
1围护结构耗热量Q1包括基耗热量附加耗热量基耗热量计算公式：
Q1A×F×K×(tntwn) (3)
式中
Q1——围护结构基耗热量（W）
F——维护结构面积（m2）
K——传热系数[W(m2·K)]
A——温差修正系数（采暖通风空气调节设计规范表4181）根围护结构
室外空气接触状况室外温差采取修正系数
tn——冬季室计算温度（℃）
twn——采暖室外温度（℃）
围护结构耗热量Q1基耗热量外附加耗热量包括附加风力附加外门窗附加高度附加项附加应占基耗热量百分确定根采暖通风空气调节设计规范426中规定进行修正
2加热门窗缝隙渗入室冷空气耗热量Q2
计算公式：
Q2028×Cp×ρwn×L×(tntwn) (4)
式中：
Q2——表示门窗缝隙渗入室冷空气耗热量（W）
tntwn
Cp——空气定压热容[kJ(kg·K)]
ρwn——表示采暖室外计算温度空气密度（kgm3）
L——表示渗透空气量（m3h)计算公式：
LL0×l×m×b （5)
式中：
L0——表示基准高度（10m）风压单独作通米门缝进入室空气量
[m3(m·h)]
L——表示门窗缝隙计算长度（m）
M——表示冷风渗透压差综合修正系数（采暖通风空气调节设计规范附录D）
b——表示门窗缝渗风b056～078
加热门窗缝隙渗入室冷空气耗热量Q2较复杂通常根建筑门窗坏围护结构耗热量Q1基础系数
3算例
算例：某收费站建筑面积1800米二层楼外围护结构37墙外抹灰+双层玻璃窗尺寸15M×60M×7M（长×宽×高）冬季室外计算温度20℃室采暖温度20℃计算单位面积设计采暖负荷
维护结构面积：F150M×7M+15M×60M1950M2
传热系数：K15 W(m2·K)
温差修正系数：A1
Q1A×F×K×(tntwn)1950×15×1×（20（20））117000W
围护结构耗热量Q1基耗热量外附加耗热量包括附加风力附加外门窗附加高度附加项附加应占基耗热量百分确定根采暖通风空气调节设计规范426中规定进行修正取修正系数12：
Q1 Q1×12140400W
加热门窗缝隙渗入室冷空气耗热量Q2围护结构耗热量Q11014040W：
QQ1+Q2140400W+14040W154440W
qQA0154440W1800M2858WM2
算例二：某收费站建筑面积2700米三层楼外围护结构37墙外抹灰+双层玻璃窗尺寸15M×60M×105M（长×宽×高）冬季室外计算温度20℃室采暖温度20℃计算单位面积设计采暖负荷
维护结构面积：F150M×105M+15M×60M2475M2
传热系数：K15 W(m2·K)
温差修正系数：A1
Q1A×F×K×(tntwn)2475×15×1×（20（20））148500W
围护结构耗热量Q1基耗热量外附加耗热量包括附加风力附加外门窗附加高度附加项附加应占基耗热量百分确定根采暖通风空气调节设计规范426中规定进行修正取修正系数12：
Q1 Q1×12178200W
加热门窗缝隙渗入室冷空气耗热量Q2围护结构耗热量Q11017820W：
QQ1+Q2178200W+17820W196020W
qQA0196020W2700M2726WM2
结：
① 取决外维护结构传热系数（保温性）65节设计建筑K06 W(m2·K)应单位面积采暖负荷3432WM2
② 取决建筑体形系数二层楼体形系数1950M2（15M×60M×7M）031三层楼体形系数2475M2（15M×60M×105M）026体形系数越耗越
二设计日采暖逐时总负荷
公式（3）出冬季室计算温度tn恒定采暖负荷取决采暖室外温度twn采暖室外温度twn天中逐时变化天中逐时采暖负荷变化图1出石家庄典型农居冷日（2016119日建筑面积：100M2建筑外维护结构：37墙外抹灰+双层玻璃窗室保持20℃恒温）设计日实测逐时负荷图设计日24时逐时负荷总称设计日采暖逐时总负荷
图中出天中低温度点供热负荷均出现凌晨30040010℃71kW天整采暖季中冷天称设计日设计采暖负荷71kW天中高温度点供热负荷出现中午120013004℃2kW时采暖负荷较气温较高太阳辐带附加热墙温升高散热变造成采暖负荷采暖负荷差35倍设计日逐时总负荷120kWh均采暖负荷5kw设计负荷70
三采暖季逐日总负荷
整采暖季天均气温变化天逐日总负荷变化图2出石家庄典型农居（建筑面积：100M2建筑外维护结构：37墙外抹灰+双层玻璃窗）整采暖季逐日总负荷实测变化图
整采暖季135天逐日总负荷11880kWh均天采暖总负荷88kWh设计日逐时总负荷73
四结
分析出结：
1 天逐时采暖负荷变化整采暖季逐日采暖总负荷变化
2 设计采暖负荷必须满足极端负荷整采暖季中冷天冷时段
第二部分 供暖热源设备选择
现清洁供暖设备城市集中供热网燃气锅炉空气源热泵源热泵谷电蓄热等种方案
城市集中供热网
城市集中供热网热源燃煤热电联产燃煤两种供热网投资建设周期长损动力输送成高运行费较高般热力公司必须方财政补贴维持亏
二 燃气锅炉
安装简单必须建立燃气网液化气站存定安全隐患气源紧张气价贵带运行费偏
三 空气源热泵
种节清洁供暖技术空气源热泵存着缺点：
1 天中空气源热泵制热曲线建筑需采暖负荷曲线刚相反白天空气源热泵制热量效率高建筑需采暖负荷较带高效区间歇运行设备闲置率高晚间空气源热泵制热量效率低建筑需采暖负荷较带低效区满负荷运行设备配置
表1空气源热泵（普通）制热性修正系数
出水温度℃
环境温度℃
15
10
5
0
制热
输入功率
制热
输入功率
制热
输入功率
制热
输入功率
30
050
071
065
072
076
073
089
079
35
048
077
063
078
074
079
087
085
40
046
083
061
084
072
085
085
091
45
060
089
071
090
084
096
50
068
096
081
102
出水温度℃
环境温度℃
7
10
15
20
25
制热
输入功率
制热
输入功率
制热
输入功率
制热
输入功率
制热
输入功率
30
105
083
112
085
120
087
130
089
137
091
35
103
089
110
091
118
093
128
095
135
097
40
101
095
106
097
114
099
124
101
131
103
45
100
100
103
103
111
105
121
107
128
109
50
097
106
100
109
108
111
118
113
125
115
表2空气源热泵（喷气增焓）制热性修正系数
出水温度
℃
环境温度℃
25
20
15
10
5
0
制热
输入功率
制热
输入功率
制热
输入功率
制热
输入功率
制热
输入功率
制热
输入功率
30
047
076
055
077
062
077
071
077
077
077
081
076
35
047
081
054
081
061
081
070
082
076
082
080
082
40
046
088
055
088
061
088
071
088
077
088
082
089
45
046
099
056
098
061
099
071
099
077
099
085
099
50
056*
110
061
111
071
111
078
111
084
112
55
083*
122
出水温度
℃
环境温度℃
0
7
10
15
20
25
制热
输入功率
制热
输入功率
制热
输入功率
制热
输入功率
制热
输入功率
制热
输入功率
30
081
076
099
077
116
079
121
086
123
089
124
088
35
080
082
098
083
113
086
118
090
120
093
120
092
40
082
089
099
090
109
093
115
097
118
100
118
100
45
085
099
100
100
108
104
114
108
117
112
117
112
50
084
112
099
113
107
113
113
115
116
116
115
115
55
083*
122
097
123
108
123
111
125
115
126
114
125
分析：日夜温差15℃两种工况工况：15℃（白天高温度）0℃（晚间低温度）出水温度45℃制热量衰减718效衰减718工况二：20℃（白天高温度）5℃（晚间低温度）出水温度45℃制热量衰减727效衰减6545建筑白天采暖负荷晚间采暖负荷差35倍匹配率达53倍
2 晚间气温降低带空气相湿度增空气源热泵运行霜频繁间接带制热量效率进步降低更加恶化工况生产厂家针模块机做时花5分钟霜带制热量效率降167机组日夜制热量效率进步放20℃5℃工况制热量衰减6058效衰减545
3 压缩机长期工作高压20℃（环温）50℃（出水）R410A压343MPa02709MPa1266R22压2175MPa0163MPa133
20℃（环温）60℃（出水）R410A压4267MPa02709MPa158R22压27MPa0163MPa166
压缩机寿命会缩短反映压缩机油加速老化电机寿命缩短
4 霜工况四通阀转两器（蒸发器冷凝器）切换供热网中温度较高般情况45℃（暖气片工况会达55℃）时冷凝器变蒸发器蒸发温度会长期处35℃远远超出压缩机安全运行区间
图1热泵压缩机运行包络图（R410a）
图1热泵压缩机运行包络图（R134a）
5环温工况压缩机压较法适应高末端供水温度工况般品牌空气源热泵生产厂家环温低5℃工况机组高出水温度高50℃针暖气片工况（需供水温度达60℃）选空气源热泵行
四 源热泵
种高效节清洁供暖技术存受安装条件局限井费初投资高单供暖运行存冷堆积等问题源热泵供暖技术定条件推广
五 谷电蓄热
谷电蓄热采暖取决谷电政策谷电价格配电容量具投资低安装简单采暖效果佳等优点现市场水蓄固蓄相变蓄三种形式
1水蓄
水蓄成低（水花钱）安全取限温差显热带单位体积蓄热密度较占面积等缺点想增加单位体积蓄热密度唯技术通道增存取热温差蓄热体必须设计成承压旦成压力容器（压力容器制造需生产许）制造成会幅增加安全性会降低
2固蓄
固蓄利固体材料（镁砖陶瓷水泥等）温度变化体积变化特点实现温差显热蓄热优点单位体积蓄热密度制造成低存致命缺点：（1）蓄热温度般500℃设备运行安全性性法保证（2）高温区采空气换热空气换热系数极差带换热温差系统火效率低（3）设备总处高温区系统热损极
3相变蓄
利机相变材料固液相态转变时量吸收放出热量机理实现热量跨时空传输量密度恒温调节具单位体积蓄热密度适合温区恒温供热系统热损等优点缺点材料选择换热结构合理会带安全隐患材料泄露网二次污染
第三部分 空气源相变蓄复叠式热泵
空气源相变蓄复叠式热泵系统组成工作原理
空气源相变储复叠式热泵空调系统低温空气源热泵21℃相变储模块冷塔（夏季）二级水源热泵组成见图
工作原理低温空气源热泵太阳集热器（选配）提供2025℃低温热源21℃温差换热机相变储罐蓄热恒温存储调节通二级水源热泵机组提温4060℃提供建筑供暖卫生热水冬季供室板采暖风机盘暖气片供暖夏季增加冷塔提供710℃冷冻水供冷
二空气源相变蓄复叠式热泵供暖系统特点
空气源相变蓄复叠式热泵供暖具系统效率高配电负荷寿命长设备投资少运行费低供暖效果节环保便维护理等优点
1系统效率高
l 二级热泵（低温空气源热泵高温水源热泵）均处高效区
l 系统热损低温部分室外高温部分全室
2节环保
l 采空气等生源
l 电量电热式4045空气源热泵7080
3配电负荷
l 采温差高效相变蓄罐调峰满足逐时峰值负荷前提降低设备配置
4寿命长
l 压缩机始终处安全高效稳定运行区间设备性提高障率幅降低
20℃（环温）25℃（出水）R410A压1881MPa02709MPa69R22压1192MPa0163MPa73
l 阴雨雪天气空气源热泵会频繁霜霜工况相较空气源热泵直供暖工况更少更安全稳定
5设备投资少
l 温差高效相变蓄罐调峰空气源热泵配置满足全天工况均负荷配置设计日峰值负荷
6供暖效果
l 采水源热泵二级提温形式终端水源热泵调节出水温度匹配采暖末端达佳运行状况高温水源热泵出水温度达60℃满足暖气片工况相较空气源热泵额定出水温度45℃采暖工况采暖效果提高
7运行费低
l 谷电时段空气源热泵低温蓄热
l 白天电时段空气源热泵高效区工作
8分期建设
l 低温热源分期分区建设投资
l 网分期分区建设投资
l 户根身需求时接入
9运营理方便
l 户根身采暖需求（温度面积时段）调节
l 低温空气源通时段设置理方便
三空气源相变蓄复叠式热泵核心技术部件
1高效相变蓄罐
（1）温差机相变储换热原理
高效相变蓄罐罐
利机相变材料固液相态转变时量吸收放出热量机理助孔强化传热结构实现热温差（增换热面积接恒温）储存释放实现热量跨时空传输量密度恒温调节
（2）高效相变蓄罐
采壳式换热结构原理换热介质走壳程机相变储材料封闭程中实现固液相变程中温差换热
技术效解决机相变储材料冷度分层蓄放热体积变化导热性差衰减等系列缺陷通蓄放热程中温差换热实现热输送程中恒温调节时空转换
规格型号技术参数：
表3高效相变蓄罐型号技术参数
项目型号
单位
EST21100
EST21200
相变特征温度
℃
2023
2023
额定蓄容量
kWh
100
200
均数换热温差
℃
6
6
额定流量
m3h
571
1142
额定供热温度
℃
1619
1619
额定放热功率
kW
333
666
放热功率
kW
666
1332
外形尺寸
mm
Ф1020*2100
Ф1020*2100
重量
kg
1800
3600
工质接口径
mm
DN65
DN80
2低温空气源热泵
海卡空气源热泵采国际先进BG虚拟蒸发模块机组技术喷气增焓技术具优点：
低温空气源热泵
l 虚拟蒸发技术蒸发温度提高15℃结霜少
l 回热高压霜技术霜快3分钟完成霜
l 采喷气增焓技术增加低环温制热量低环境温度达25℃
l 螺旋折流蒸发器杜绝死水区阻力换热效率高
l 翅片盘底部专利设计冬天结冰
l 方钢结构机组强度寿命长
l 采微电脑控制器智控制操作简单
l 模块化设计2040灵活组合集中控制
表4低温空气源热泵型号技术参数（喷气增焓）
项目参数型号
HCAS20XHE
HCAS40XHE
名义制冷量
kW
70
150
名义制热量
kW
7566
1552
制冷输入功率
kW
204
438
制热输入功率
kW
131
277
单机组量调节
050100
电源
380V~3N~50Hz
额定水流量
m3h
12
258
水阻力
kPa
50
54
进出水径
DN
DN65法兰连接
DN80法兰连接
运行方式
微电脑控制动运行
压缩机类型
全封闭涡旋式EVI压缩机
压缩机数量
台
2
2
风机
类型
低噪音轴流风机
风量
m3h
30000
60000
数量
台
2
4
制冷剂
类型
R410A
外形尺寸
长
mm
2200
2200
宽
mm
860
1720
高
mm
2135
2135
重量
净重
kg
665
1150
运行重量
kg
710
1250
注：1名义制冷量名义制冷输入功率额定水流量出水温度7 ℃ 室外环境干球温度35 ℃ 时测试
2名义制热量名义制热输入功率额定水流量出水温度20 ℃室外环境干球温度0 ℃湿球温度1℃时测试
低温空气源热泵制热力修正系数见表：
表5低温空气源热泵制热力修正系数（补气增焓）
出水温度℃
20
25
30
环境温度℃
制热量
输入功率
制热量
输入功率
制热量
输入功率
15
1216
1079
1196
1143
1186
1238
10
1186
1032
1175
1127
1165
1206
7
1127
1016
1103
1111
1082
1206
0
1000
1000
0990
1095
0969
1190
5
0948
0984
0928
1079
0907
1175
10
0794
0968
0784
1079
0773
1175
15
0691
0952
0691
1063
0680
1143
20
0629
0952
0619
1016
0608
1048
25
0485
0873
0464
0905
0454
0952
3二级水源热泵机组
二级水源热泵采满液式螺杆机组采R134A制冷剂专螺杆压缩机具运行稳定效高等优点
海卡满液式水源螺杆热泵机组机身设计简洁采满液式蒸发器先进半封闭双螺杆压缩机结合新技术设计高效换热器配先进微电脑控制技术产品具系统稳定性高运行高效噪音低等特点具优点：
l 高效节：采高效半封闭双螺杆压缩机幅提高绝热效果高效率容量电机效显著提升
l 绿色环保：采环保冷媒环境友
l 高效换热：机组采超高效双侧强化换热器传热效率达优时降低压力损失减少户耗
l 性：制冷附件均采国际品牌性控制精度高
l 智控制：友机界面智控制系统真正实现值守省心省力
l 安全：先进微电脑控制系统提供完善保护功
l 安装便捷：单元模块化灵活组合安装简单施工方便
型满液式螺杆热泵机组单制热技术参数：
表6型满液式螺杆热泵机组技术参数（HCSF050—090）
机组型号
HCSF
0501
0551
0601
0751
0801
0901
制热量
kW
164
199
218
268
291
316
制热输入功率
kW
46
55
61
73
80
86
制热COP
WW
357
362
357
367
364
367
压缩机数量
台
1
1
1
1
1
1
热水侧换热器
水流量
m3h
14
17
19
23
25
27
水压降
kPa
46
45
45
46
55
45
配DN
mm
80
80
80
100
100
100
源水侧换热器
水流量
m3h
20
25
27
33
36
39
水压降
kPa
51
54
51
52
52
52
配DN
mm
80
80
80
100
100
100
外形尺寸
长
mm
2880
2880
2880
3500
3500
3500
宽
mm
1150
1150
1150
1150
1150
1150
高
mm
1550
1550
1550
1550
1700
1700
注制热工况：源水侧进出水温度：20℃15℃热水进出水温度：50℃60℃
表7型满液式螺杆热泵机组技术参数（HCSF100—140）
机组型号
HCSF
01001
01101
01201
01301
01401
制热量
kW
350
398
433
473
505
制热输入功率
kW
97
108
119
129
135
制热COP
WW
361
369
364
367
374
压缩机数量
台
1
1
1
1
1
热水侧换热器
水流量
149
30
34
37
41
43
水压降
48
45
45
45
46
55
配DN
150
125
125
125
150
150
源水侧换热器
水流量
172
43
50
54
59
63
水压降
51
49
54
51
52
52
配DN
200
125
125
125
150
150
外形尺寸
长
3124
3500
3500
3500
3500
3500
宽
1660
1150
1250
1400
1400
1400
高
1920
1700
1700
1850
1850
1850
注制热工况：源水侧进出水温度：20℃15℃热水进出水温度：50℃60℃
型满液式螺杆机组技术参数见样
三 空气源相变蓄复叠式热泵控制运行工况分析
空气源相变蓄复叠式热泵系统分空气源热泵低温供热二级水源热泵高温供热两子系统两子系统互独立通20℃25℃高效相变蓄罐机结合互关联相变蓄罐温度恒定调节量时空腾挪空气源相变蓄复叠式热泵供暖系统采组织生态控制原理方式通控制空气源热泵出水温度达系统运行费低设备配置低目具体做法：
设备配置低原：满足设计日寒冷时段供暖负荷前提量降低配置高效蓄罐白天设备闲置时必须蓄满补充晚间寒冷时段空气源制热量足部分需求具体做法白天时段空气源热泵出水温度调23℃28℃总蓄罐相变温度点高保证晚间寒冷时段高效相变蓄罐蓄满
运行费低原：满足采暖效果前提量利谷电具体做法晚间谷电时段空气源热泵出水温度调23℃28℃总蓄罐相变温度点高保证白天峰电时段高效相变蓄罐蓄满
供暖初期末期采运行费低原供暖中期（寒冷期）采设备配置低原
第四部分 空气源相变蓄复叠式热泵采暖系统
设计点设备选型
二级水源热泵选型设计
选择二级水源热泵机原：
1 满足采暖设计负荷
2 满足采暖需供水温度板采暖4045℃风机盘4550℃暖气片5560℃
3 量选择高效满液式螺杆热泵机组节满液式螺杆热泵机组两器选型换热温差25℃
4 条件情况选择两台机组互备
二低温空气源热泵选型设计
低温空气源热泵选型满足利工况二级热泵需6065低温热源原足部分高效蓄罐提供必须考虑情况：
1 利工况霜频繁工况必须考虑热泵机霜制热负荷衰减般增加配置20
2 果配电负荷富余配置部分电辅降低空气源热泵配置
3 低环温低25℃时必须配置电辅补充低温热源
三高效相变蓄罐选型设计
高效相变蓄罐选型白天高效区晚间谷电时段空气源热泵制热提供供暖外余低温热源储存设计日高效相变蓄罐储存低温热源提供晚间冷8时二级水源热泵满负荷运行需3540低温热源34时低温热源蓄量
四循环泵选型设计
1源水测循环泵选型满足设计流量扬程
2负荷侧循环泵选型满足设计流量扬程条件采进回水温差变频控制节约循环泵运行费
五空气源相变蓄复叠式热泵运行理
科学合理理空气源相变蓄复叠式热泵运行相重实现：（1）保证供暖效果（2）降低设备初投资（3）节约运行费空气源相变蓄复叠式热泵运行理点：
1 遵守源特性
空气源相变蓄复叠式热泵采暖源空气白天制热量较时建筑需采暖负荷较利相变蓄建筑身蓄特性储存热量供晚间
2 遵行生活性
睡眠时段室供暖温度适调低样利身心健康早晨起床时血液循环较慢体温较低必须保证室供暖温度活动23时体温已恢复正常时适调低室温度
3 充分利建筑热惰性
建筑热惰性取决建筑蓄热量建筑外维护结构保温建筑蓄热量建筑材料重量成正建筑蓄热量越建筑外维护结构保温越建筑热惰性越反应结果室温降慢温度波动
正常砖混结构外维护结构保温采65节设计房屋晚温降会超23度没做外墙保温砖混结构房屋23时会超2度温降空气源相变蓄复叠式热泵科学运行带行换句话讲目选择性长时间间歇启停空气源相变蓄复叠式热泵通常极寒天气供热设备天工作1618时寒冷天气供热设备天工作1214时采暖初期采暖末期供热设备天工作810时
4 采暖季阶段运行策略
采暖季阶段环境温度空气源相变蓄复叠式热泵制热特性建筑热惰性相采采运行策略
采暖季初期末期充分利谷电蓄供峰电时段
极寒天气充分利热泵高效区蓄热供晚间寒冷时段
第五部分 空气源相变蓄复叠式热泵采暖系统
设计案例
工程概况
山西某高速公路服务区供暖季冷月夜间低气温20℃白天冷气温7℃建筑面积2500m23层外维护结构37墙外抹灰+双层玻璃采暖终端暖气片现采燃煤锅炉供暖需改造清洁源供暖供暖温度晚间低18℃
电网实行峰谷电政策中谷电时段23：007：00电价038元kwh电时段11：0019：00电价067元kwh峰电时段7：0011：0019：0023：00电价098元kwh
二采暖负荷计算
设计室采暖温度控制1822℃时低环境温度20℃采暖季天数150天末端铸铁暖气片供水温度60℃2500米建筑采暖项设计指标：
1单位面积采暖负荷：80Wm2
2设计采暖热负荷：200kW
3设计日采暖逐时总负荷
设计日逐时负荷系数取75设计日采暖逐时总负荷分3600kWh
4采暖季逐日总负荷
采暖季150天采暖季逐日负荷系数取70采暖季逐日总负荷分378000kWh
三设备选型
1二级水源热泵机组选型
选择型号HCSF055海卡满液式螺杆热泵机组1台性参数：
表4二级水源热泵机组规格型号技术参数
型号
数量
制热量kW
耗电量kW
COP
HCSF055
1
199
55
362
注：制热工况：源水侧进水温度：20℃热水出水温度：60℃
1台型号HCSF055海卡满液式螺杆热泵机组装机制热量199kW满足设计求
2低温空气源热泵选型设计
前面计算知案设计采暖负荷200kW需提供低温热源负荷式计算：
中：——低温热源需提供热负荷kW
——设计采暖热负荷200kW
——设计工况户水源热泵机制热系数取362
计算：Q214475kW
相变蓄罐调节选择型号HCAS40XHE低温空气源热泵1台技术参数见表
表5低温空气源热泵规格型号技术参数
型号
数量
制热工况1
制热工况2
制热量kW
耗电量kW
COP
制热量kW
耗电量kW
COP
HCAS40XHE
1
12323
2681
460
9762
2637
370
注：制热工况1：室外环境干球温度10 ℃湿球温度12℃出水温度20 ℃
制热工况2：室外环境干球温度20℃湿球温度23℃出水温度20 ℃
环境温度20℃时装机制热量9762kW满足需低温热源675足部分相变蓄罐调节
3高效相变蓄罐选型
设计日高效相变蓄罐储存低温热源提供晚间冷8时热泵满负荷运行需40热量需储存热量14475kW×8h×404632kWh选择型号EST21100高效相变蓄罐5蓄热量500kWh
4机房循环泵选型
源水测循环泵选型：
型号：DFG50125(I)23Q25M3hH20MN30kW台数：2台（备）
负荷测循环泵选型：
型号：DFG50160(I)A23Q17M3hH30MN3kW台数：1台（备）
5配电负荷
机房配电负荷包括1台二级水源热泵机组：55kW 1台低温空气源热泵：27kW1台源水测循环泵：3kW1台负荷测循环泵：3kW计88kW
6系统综合效
该区整采暖季均气温5℃低温空气源热泵出水温度20℃时效54考虑霜衰减15实际效459
1台型号HCSF055海卡满液式螺杆热泵机组装机制热量199kW功率55kW需低温热源负荷：（199kW55kW）144kW低温空气源热泵耗电量：144kW4593137kW
系统总耗电量：3137kW（低温空气源热泵）+55kW（水源热泵）+3kW（源水侧循环泵）+3kW（负荷侧循环泵）9237kW
系统综合效：199kW9237kW215
三运行费
采暖季总负荷378000kWh系统综合效215耗电量：378000kWh 215
175813kWh
相变蓄调节避开峰电峰电时段谷电价038元kwh电价067元kwh均电价0525元kwh整采暖季运行费：175813kWh*0525元kwh92302元考虑供热路热损极寒天气峰电间歇115系数实际采暖运行费106147元折合米4246元
采谷电蓄热方案运行费：378000kWh95*038元kwh*115173880元折合米6955元设计日采暖逐时总负荷分3600kWh设备配置蓄热负荷2400kWh配电负荷：3600kWh8h450kW
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