1.工程概況北京某辦公樓客房需要提供熱水，該客房有100人次需要熱水，設(shè)有洗澡房20間，健身房1間并帶有洗澡間，設(shè)有20個衛(wèi)生間并帶有洗手

1.工程概況

北京某辦公樓客房需要提供熱水，該客房有100人次需要熱水，設(shè)有洗澡房20間，健身房1間并帶有洗澡間，設(shè)有20個衛(wèi)生間并帶有洗手盆，2樓設(shè)有食堂，供100位員工用餐洗菜洗碗，熱水輸送管道已經(jīng)預(yù)埋完畢，管道長約250米，預(yù)計熱損耗在15-28kW。本方案中客房使用北京自來水水源。

2.氣象參數(shù)

北京地區(qū)，冬季空氣調(diào)節(jié)室外計算溫度為-12℃，冬季空氣調(diào)節(jié)室外計算相對濕度為37%，冬季室外平均風(fēng)速2.80m/s。夏季空氣調(diào)節(jié)室外計算干球溫度為33.2℃，夏季空氣調(diào)節(jié)室外計算濕球溫度26.40℃，夏季通風(fēng)室外計算溫度30.00℃，夏季通風(fēng)室外計算相對濕度為64%，夏季室外平均風(fēng)速1.8~3m/s。

3.設(shè)計依據(jù)

（1）GB50736-2012《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》 ；

（2）GBT 22069-2008 《燃氣發(fā)動機驅(qū)動空調(diào)（熱泵）機組》 ；

（3）GB 50015-2003(2009年版) 《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》 ；

（4）《實用制冷與空調(diào)工程手冊》 ；

（5）《空氣調(diào)節(jié)用制冷技術(shù)》（第四版）；

（6）《小型制冷裝置設(shè)計指導(dǎo)》 ；

（7）根據(jù)用戶所提要求。

4.設(shè)計計算

（1）日用熱水量計算

根據(jù)工程概況，日用水量包括21個洗澡間的用水量T1，20個衛(wèi)生間洗手盆用水量T2以及餐廳洗滌用水量T3。根據(jù)GB 50015-2003(2009年版) 《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》表5.1.1-1熱水用水定額，有

洗澡間用水量：T1=150L/h×2h×21間=6300L（40℃熱水），約60℃熱水3.8t；

洗手盆用水量：T2=3L/次×15次×20個=900L（30℃熱水），約60℃熱水0.4t；

餐廳用水量：T3=10L/天×100人=1000L（60℃熱水），約60℃熱水1t；

故總計日用水量約5.2t，熱水溫度為60℃。

2）設(shè)計小時耗熱量確定

對于全日供應(yīng)熱水的客房，其集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)計小時耗熱量應(yīng)根據(jù)GB 50015-2003(2009年版) 《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》公式5.3.1-1計算：

式中 Qh——設(shè)計小時耗熱量（kJ/h）； m——用水計算單位數(shù)（人數(shù)或床位數(shù)）； qr——熱水用戶定額（L/人·d或L/床·d）； c——水的比熱，c=4.187（KJ/kg·℃）； tr——熱水溫度（tr=60℃）； t1——冷水溫度； pr——熱水密度（1kg/L）； T——每日使用時間（h）； Kh——小時變化系數(shù)。

根據(jù)GB 50015-2003(2009年版) 《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》表5.1.1-1熱水用水定額，查得賓館客房的熱水用水定額為每床位每日的最高日用水定額為120～160L，使用時間為24h。

根據(jù)GB 50015-2003(2009年版) 《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》表5.1.4冷水計算溫度（℃），查得北京地下水冷水溫度為10℃。

根據(jù)GB 50015-2003(2009年版) 《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》表5.3.1熱水小時變化系數(shù)Kb值，查得對于賓館熱水用水定額為120～160[L/床·d]，使用床數(shù)≤150的情況，小時變化系數(shù)Kb為3.33。

帶入以上數(shù)據(jù)有

由上可知，考慮28kW管道熱損失，設(shè)計小時耗熱量為Qh為51kW。

3）設(shè)計小時供熱量確定

采用空氣源燃氣熱泵熱水機組，設(shè)計小時供熱量應(yīng)根據(jù)GB 50015-2003(2009年版) 《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》公式5.4.2B-1計算：

式中Qg——空氣源熱泵設(shè)計小時供熱量（kJ/h）；

qr ——熱水用水定額（L/床·d）（根據(jù)要求取下限值qr=120L/床·d）；

m——用水計算單位數(shù)（人數(shù)或床位數(shù)）（取m=20床位）；

tr ——熱水溫度，（ tr =60℃）；

tl——冷水溫度（tr=10℃）；

T——熱泵機組設(shè)計工作時間（h/d），取值范圍12h～20h，取T=15h；

k1——安全系數(shù)，k1=1.05～1.10（取k1=1.05）。

代入以上數(shù)據(jù)得

4）生活熱水貯熱水箱計算

根據(jù)GB 50015-2003(2009年版) 《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》要求，空氣源燃氣熱泵熱水供應(yīng)系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置貯熱水箱，其計算公式如下：

式中 Qh——設(shè)計小時耗熱量（kJ/h）；

Qg ——設(shè)計小時供熱量（kJ/h）；

tr ——熱水溫度，（tr=60℃）；

tl——冷水溫度（tr=10℃）；

C——水的比熱，C=4.187KJ/kg·℃)

Pr——熱水密度（1kg/L）；

Vr ——貯熱水箱（罐）總?cè)莘e（L）；

T——設(shè)計小時耗熱量持續(xù)時間（h）；（取T=4h）

η——有效貯熱容積系數(shù)，貯熱水箱、臥式貯熱水罐η=0.80～0.85，立式貯熱水罐η=0.85～0.90；（選貯熱水箱，取η=0.80）

k2——安全系數(shù)，k2=1.10～1.20。（取k2=1.20）

代入以上數(shù)據(jù)得生活熱水貯熱水箱總?cè)莘e為:

故采用1.5t貯熱水箱即可。

（3）計算結(jié)果及燃氣熱泵機組選型

綜上所述，該工程有21洗澡房（20個洗澡房和健身房帶一個洗澡間），以及一個員工餐廳，每天總共需要供60℃的熱水5.2t，同時需要1.5t貯熱水箱，機組運行15h（運行時間可調(diào)整），故需機組功率為23kW，考慮到28kW的管道熱損失，選GEHP-KXLY-75型空氣源燃氣機熱泵1臺即可滿足需求。

GEHP-KXLY-75外形尺寸

5.用氣量計算

每天將5.2t的自來水從10℃加熱到60℃，所需要的熱量由下式計算

式中Q——所需的熱量（kJ）； Cp——水的定壓比熱容，4.187kJ/(kg/℃)； m——水的質(zhì)量（kg），根據(jù)要求可知m=5200kg； △t——水的溫差（℃），根據(jù)要求可知△t=60－10=50℃代入數(shù)據(jù)可得Q=1.1×106kJ。燃氣發(fā)動機一次能源利用率PER為1.7。故全年供熱水需要燃氣量為1.1×106×365÷1.7÷36000=6560m3，年運行燃氣費用18370元。若采用燃氣鍋爐，鍋爐熱效率為η=0.90，故全年供賓館熱水需要燃氣量為1.1×106×365÷0.9÷36000=12390m3，年運行燃氣費用34700元。兩者對比如下表所示：

6.燃氣熱泵熱水機組工程示例圖