摘要：天晟洋房空氣源熱泵供熱項目，位於石家莊市正定，建築面積24000平米，設計冬季採暖單位面積負荷指標為45W/㎡。項目為低密歐式風格電梯花園洋房社區，為高端洋房小區。根據項目功能需要，甲方採用空氣源熱泵方案滿足本項目的供熱需求，當地電價0.52元/kwh計算，採暖季電費為32.54KWh×0.52元=16.9元/㎡。
關鍵詞：空氣源熱泵、負荷計算、運行費用、群控BMS系統
一、項目概況
本項目為天晟洋房空氣源熱泵供熱項目，位於石家莊市正定，建築面積24000平米，項目為低密歐式風格電梯花園洋房社區。根據項目功能需要，甲方採用空氣源熱泵方案滿足本項目的供熱需求。
二、編制依據
《低環境溫度空氣源熱泵(冷水)機組》（GB/T25127.1-2010）;《輻射供暖供冷技術規程》JGJ142-2012;《公共建築節能設計標準》GB50189-2015;《採暖通風與空氣調節設計規範》（GB50019-2015）;《實用供熱空調設計手冊》（陸耀慶主編）;《地面輻射供暖系統施工安裝》12K404;《建築設計防火規範》（GB50016-2014）;《建築給排水及採暖工程施工質量驗收規範》（GB50242-2013);《通風與空調工程施工規範》（GB50738-2011);《民用建築供暖通風與空氣調節設計規範》（GB50736-2012);《通風與空調工程施工質量驗收規範》（GB50243-2012）;國家現行的其他相關規範及措施
三、氣象條件
石家莊屬暖溫帶半溼潤季風氣候，冬季多偏北風，寒冷乾燥，一月份最冷，平均-5.5℃。十月中旬至翌年四月上旬為凍結期，最大凍土深度為54cm。
石家莊市最冷月溫度分佈圖：
室外計算氣象參數
四、機組選型
1.負荷計算
本次方案設計響應國家能源政策，在保持系統節能高效的基礎上，體現綠色環保的特點，採用空氣源熱泵作為系統熱源。方案選擇的目的是通過設備投資、運行費用、運行安全可靠性、可持續性，節能環保性等方面為方案基礎，為業主做出選擇提供可靠的技術保障，由業主確定最合適的方案。
熱負荷指標選取參考實用供熱空調設計手冊（第二版陸耀慶主編）
2.系統選型
2.1系統原理示意圖
對於末端為地暖的大型採暖項目，建議採用一次泵系統形式，即熱泵機組通過循環水泵、集分水器直接與末端連接。
如圖所示：
2.2熱泵主機選型
末端採用地板輻射：水溫要求40～45℃。熱泵採暖出水溫度按45℃設計，供回水溫差設計5℃。
根據現場條件及設計經驗，空氣源熱泵主機選用21臺低溫空氣源熱泵機組DNL-E750/NSN1-H。
2.3循環水泵選型
水泵的流量L計算可按照下式進行：
L=Qx0.86/ΔT
L——循環水流量m³/h；Q——總負荷kW；ΔT——進回水溫差℃（本項目取5℃）；
水泵的流量=(1.1～1.2)×L。
水泵的揚程Hmax：對於地暖末端，需考慮揚程，選定合適的輔助水泵，保證水系統流量。
最不利環路阻力計算經驗公式如下：
Hmax=Δp1＋Δp2＋0.05L（1+K）；
Δp1：機組內部的水壓降；Δp2：最不利環路中並聯的各末端裝置的水壓損失最大一臺（或部分）的水壓降；0.05L：沿程損失取每100m管長約5mH2O。式中K為最不利環路中局部阻力當量長度總和與直管總長的比值。當最不利環路較長時K取0.2～0.3；最不利環路較短時K取0.4～0.6。
水泵揚程(mH2O)=（1.1～1.2）×Hmax。
另外，水泵必須選用熱水泵，其Q～H特性曲線，應是隨著流量的增大，揚程逐漸下降的曲線。同時適用於水/乙二醇（最高30%）溶液。
應根據水泵提供商提供的參數要求，並根據現場水力系統的要求選泵，水泵應在其高效區內運行。
則循環水泵流量應滿足L≥186×（1.1～1.2）m³/h，H≥25m，確定型號為125/320-15/4，三用一備，共4臺。
（4）系統佈置圖
五、運行費用
根據市場調研大多數建築採暖季期間，機組運行的供熱負荷概率大部分均在60～70％左右，即設備大部分時間運行在中間負荷工況區間，僅有極少的時間是滿負荷或低負荷工況下運行，所以中間負荷的運行效率決定著整個採暖季運行費用。
IPLV（IntegratedPartLoadValue）是衡量空調機組部分負荷下運行效率的重要指標，IPLV值越高，說明該機組全年運行能耗越低，運行費用越低。
IPLV的計算方法：具體見執行標準GB/T25127.1-2010。
制熱綜合部分符合性能係數
IPLV（H）:IPLV(H)=8.3%×A1+40.3%×B1+38.6%×C1+12.9%×D1。
製冷綜合部分符合性能係數
IPLV(C):IPLV(C)=2.3%×A0+41.5%×B0+46.1%×C0+10.1%×D0
式中:A0（A1）一100%負荷吋的製冷（制熱）性能係數COP，單位為千瓦毎千瓦(kW/kW)；B0（B1）——75%負荷吋的製冷(制熱)性能係數COP，單位カ千瓦毎千瓦(kW/kW)；C0（C1）——50%負荷吋的製冷(制熱)性能.係數COP，單位カ千瓦毎千瓦(kW/kW)；D0（D1）——25%負荷時的製冷（制熱)性能係數COP，單位カ千瓦毎千瓦(kW/kW)。
注：部分負荷百分數計算是以名義製冷（熱）量為基準。
該小區採暖面積為24000平米，設計冬季採暖單位面積負荷指標為45W/㎡。選用的低溫空氣源熱泵機組綜合部分採暖負荷能效IPLV(H)為2.66。
計算過程如下：
=45×（8.3%×A1+40.3%×B1+38.6%×C1+12.9%×D1）
=45×（8.3%×100%+40.3%×75%+38.6%×50%+12.9%×25%）
=27.46W/㎡。
考慮增加10%的水泵運行耗電，則每平米熱泵採暖所需（27.46×1.1）/2.66=11.35W的電，4個月120天採暖期(日採暖時間為24H)。
每平米耗電0.0113Kw×24h×120=32.54kWh，當地電價0.52元/kWh計算，電費：32.54kWh×0.52元=16.9元/㎡。
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