一、項目概況

本項目為游泳池恒溫、游泳區地暖及該建筑內配套淋浴用熱水項目。根據甲方提供的資料可知，本工程可分為下述三個系統：

1、泳池恒溫系統：泳池尺寸為25m×15m×1.8m。泳池為室內游泳池，泳池恒溫取28℃。泳池放在一層建筑屋面上。

2、泳池地暖系統：泳池地暖覆蓋區總面積約為500m²，考慮泳池區層高較高，為保證游泳區人員舒適性，采用低溫地板輻射采暖系統，考慮建筑熱指標取150W/m²。

3、配套淋浴用熱水系統：淋浴熱水系統需滿足300人洗浴需求，熱水供水采用集中浴室熱水供水方式，設計需要回水。熱泵機組、水箱及相關設備擬放置在屋面上。

二、設計理念

1、采用整合設計原則，從項目立項到施工設計的整個過程，綜合考慮用戶的建筑物、使用工況、空氣源熱泵規格及性能參數、系統配置及運行方式、使用和維護、節能與安全、經濟效益等因素，均應符合工程系統的設計原則。

2、力求使空氣源熱泵效果最佳，最大限度降低電能消耗，從而達到節約費用開支的目的。

3、系統設計的先進性、安全性、可靠性、耐久性等綜合考慮。

4、較好的經濟效益和社會效益，為客戶在環保、節能、文明用水、洗浴檔次等方面提供一套可靠的硬件設施。

三、設計依據

1、《建筑給水排水設計手冊》

2、《建筑給水排水設計規范》（GB 50015-2003）

3、《建筑給水排水和熱水供應設計規范》

4、《給水排水國家建筑標準設計圖集》

5、《商業或工業用及類似用途的熱泵熱水機》（GB/T 21362-2008）

6、《游泳池和水上游樂池給水排水設計規程》（CECS 14：2002）

7、《暖通空調》（第二版）

8、《民用建筑空調設計》（第二版）

9、《采暖通風與空氣調節設計規范》（GB 50019-2003）

10、《熱泵熱水系統選用與安裝》（06SS127）

11、《熱泵產品樣本及說明書》（江蘇天舒電器股份有限公司）

12、熱泵在智能環境模擬實驗室的運行數據（江蘇天舒電器股份有限公司） 

13、客戶提供的數據和圖紙

四、設計參數

1、配套淋浴用熱水系統設計參數

2、泳池恒溫系統設計參數

3、泳池區地暖系統設計參數 

冬季大氣壓力：1020.2kPa

冬季采暖室外計算干球溫度：-7℃

冬季室外平均風速：4.3m/s

設備選型環境溫度（冬季）：0℃

五、設計計算

1、淋浴用生活熱水系統設計計算

15t冷水加熱到55℃的日耗熱量按公式Q_d =q_r× m×c×ρ×（t_r-t_L）×K_c/860計算得：934kW。以機組工作20小時計，小時耗熱量為49kW。

根據經驗初定選用3臺DKFXRS-17ⅡB熱泵機組。參照低溫（7℃）工況檢測報告的數據，DKFXRS-17ⅡB熱泵機組制熱量為16.5kW，那么初定熱泵數量的總制熱量為：16.5×3=49.5kW/h＞49kW/h（熱泵機組設計小時供熱量），初定3臺DKFXRS-17ⅡB型熱泵機組滿足熱水制備需求。

根據客戶的要求，當冬季熱泵機組制熱量衰減嚴重時或熱泵機組出現故障時，采用市政熱源作為輔助加熱熱源。

所需設備

2、泳池恒溫系統設計計算

泳池水表面蒸發損失的熱量：

Q=4.1868×375×581.4×(0.0174×0.2+0.0229)×(28.3-17)=272108.3kJ/h

所以泳池水表面蒸發損失的熱量為272108.3kJ/h。泳池的水表面、池底、赤壁、管道和設備等傳導所損失的熱量，應按泳池水表面蒸發損失熱量的20%計算確定為54421.65kJ/h。補充新鮮水加熱所需的熱量為141304.5kJ/h。泳池恒溫總耗熱量為130kW。

綜合考慮初期投資、運行費用及使用保障等問題，系統初步選用3臺DKFXRS-64ⅡB03型空氣源熱泵機組，查機組樣本可知：0℃工況下，DKFXRS-64ⅡB03熱泵機組制熱量為54.1kW。因此3臺熱泵機組基本滿足恒溫需求。

所需設備

3、游泳區地暖系統設計計算

由于各項資料均不夠完善，所以我公司只能采用多年采暖設計安裝經驗值估算，根據所在地區氣象參數和房間用途，設計采暖建筑熱指標為150W/m²（地暖敷設面積）。

游泳池區建筑面積約為500m²，則冬季地暖系統總耗熱量：

150W/m²×500m²÷（1-5%）≈79kW

針對本項目，采用空氣源熱泵熱水機組制取地板采暖循環水。

所需設備

六、運行成本分析

1、淋浴熱水系統

計算前提：

（1）

（2）

（3）DKFXRS-17ⅡB

①空氣源熱泵系統運行費用

冬季啟用輔助熱源（市政蒸汽），天氣的平均溫度0℃，計60天。其中5℃溫升需要電輔助加熱來完成，即有5250kCal熱量需要電加熱完成。那么，冬季采用輔助加熱的運行費用為：

5250÷600000÷90%×200×60=117元

因此空氣源熱泵淋浴用熱水系統每噸水日平均運行費用為14.3元。

②燃氣鍋爐系統運行費用

③市政蒸汽系統運行費用

④燃油鍋爐系統運行費用

⑤電鍋爐系統運行費用

2、泳池恒溫系統

計算前提：

（1）氣象參數同上

（2）兩個泳池恒溫小時耗熱量

      （3）各種熱源計算參數同上

（4）DKFXRS-64ⅡB03

①空氣源熱泵系統運行費用

②燃氣鍋爐系統運行費用

③燃油鍋爐系統運行費用

④市政蒸汽系統運行費用

⑤電鍋爐系統運行費用

3、游泳區地暖系統

計算前提：

      （1）本工程所在地冬季采暖期約150天

（2）熱源計算參數同上

（3）7棟建筑冬季地暖總耗熱量為79kW，冬季需投入輔助熱源（市政蒸汽）的天數約為60天。

①最冷日冬季12小時采暖耗熱量計算：

最冷日冬季12小時滿負荷率約85%

最冷日冬季12小時采暖耗熱量：

Q_冬·12小時=79× 12×85%=805.8kWh

②采暖季節耗熱量計算：

根據氣候和使用情況，預計全年需要采暖的時間約150天，但每天需要的熱量差別較大，估計在10%～100%之間。我們按150天內每天平均負荷為最冷日冬季12小時采暖耗熱量55%估算，則全年采暖量為：

Q_冬·全年=Q_12小時×150×55%= 805.8kWh×100 ×55%=44319kWh

a.空氣源熱泵系統運行費用（采暖季節）

熱泵冬季平均效率為300%

熱泵冬季運行費用為：

W_熱泵=44319/300%×1=1.47萬元 

b.燃油鍋爐系統運行費用(采暖季節)

全年運行費用：

44319kWh×860÷10200÷85%× 8.5=3.74萬元

c.燃氣鍋爐系統運行費用（采暖季節）

全年運行費用：

44319kWh×860÷8600÷80%×3.5 =1.94萬元

d.市政蒸汽系統運行費用（采暖季節）

全年運行費用：

44319kWh×860÷600000÷90%× 200=1.41萬元

e.電鍋爐系統運行費用（采暖季節）

全年運行費用：

44319kWh÷95%×1=4.67萬元

七、方案說明

1、配套淋浴熱水系統

（1）3臺DKFXRS-17ⅡB熱泵機組與15T不銹鋼保溫水箱連接，進行循環加熱，各個熱泵機組之間相互獨立運行。

（2）熱泵水箱根據水箱液位和水箱水溫控制，當低液位信號和水箱內部高溫信號同時送至電磁閥時，補水電磁閥打開進行補水；當高液位信號和水箱內部溫度開關低溫信號任一送至電磁閥時，補水電磁閥關閉停止補水。水箱液位、溫度的設定可根據實際情況調整。

（3）熱泵的啟停受水箱溫度控制，也可以手動控制。當水箱溫度低于設定溫度時，熱泵啟動加熱；當水箱溫度高于設定溫度時，熱泵關閉。

（4）熱水供水擬采用水泵變頻恒壓供水方式?；厮呻姶砰y及回水管上的溫度控制。

（5）系統配置輔助加熱熱源，滿足在冬季極端溫度條件下或機組檢修時，系統的正常運轉需求。

2、泳池恒溫系統

（1）熱泵機組與泳池連接循環加熱。當泳池內水溫降低時，溫度開關傳送低溫信號至熱泵機組，熱泵啟動，開始對泳池中的水循環加熱，另當泳池內的水溫達到設定溫度時，熱泵自動停機。

（2）建議熱泵機組連接在泳池水處理設備之前，保證熱泵系統運行的單獨性與穩定性。

（3）針對泳池池水中含有腐蝕性較強的消毒氯，主機內換熱器材質在不影響換熱效率的前提下做了加厚防腐處理。

3、泳池區地暖系統

（1）空氣源熱泵機組作為該系統冬季采暖的熱源，為熱源系統提供50℃/45℃的采暖循環熱水。該系統需保證系統末端分集水器系統一直暢通。

（2）若冬季不需地暖，則需排空機組和系統內的水，防止水管管路或管件凍結。

（3）地暖系統膨脹水箱若安裝在環境溫度低于0℃以上時可不設循環管。膨脹水箱箱底至少比室內供暖系統最高點高出0.3m。

八、投資效益

淋浴熱水熱泵系統與常規能源系統對比匯總表

泳池恒溫系統與常規能源系統對比匯總表

泳池區地暖系統與常規能源系統對比匯總表

注：上述各表中的相關數據雖不能完全反映全部的運行數據，但可宏觀反映出系統的運行費用。B、D、E為鍋爐類方案，需增加鍋爐的日常維保、檢測及管理人員費用，其中天然氣管路敷設需要增加開戶費用等；C為蒸汽換熱方案，同樣需要增加開戶費用以及設備日常維保、檢測及管理人員費用。A為熱泵熱水方案，可實現全年無人管理，系統自動運行，不存在壓力容器等高危設備，安全性能較鍋爐更強。