燃气暖风机】假设一个2000平米公寓需供暖,供暖热源设备可以考虑热风机、锅炉、空气源热泵等,如果采用空气源热泵供暖,采暖功率怎么计算,设备如何选型呢?


我们知道,公寓属居住建筑,应按24小时连续供暖考虑。机组选型,首先应进行负荷计算。由于缺少相关资料,我们采取对各种数据进行假设,演示计算方法。先介绍基本耗热量公式:围护结构耗热量=传热系数×面积×(室内设计温度-室外计算温度)


Q=K×F×Δt


其中:Q,代表围护基本耗热量,W


K,代表围护传热系数,W/(㎡·℃)


F,代表围护传热面积,㎡


Δt,代表室内外计算温差,℃


用于计算门、窗、墙、地面、屋顶各部分围护结构的基本耗热量。只需要代入对应的传热系数、传热面积进行计算。所需的传热系数,可以通过查阅建筑热工相关规范、图集获取。从《民用建筑热工设计规范》(GB 50176-2016)中可以查阅并计算出各种建筑围护的热工参数。我们对其中具有代表性的标间进行演示计算:


某房间只有一面外墙和一个窗户,房间面积为12㎡:长为4m、宽为3m、层高为3m;窗户:宽为2m,高为2m。室内供暖设计温度取20℃,室外供暖计算温度为-10℃。解析:


房间外墙(含窗户)面积:3m×3m=9㎡


窗户面积:2m×2m=4㎡


墙体面积(不含窗户):9㎡-4㎡=5㎡


由基本耗热量公式:Q=K×F×Δt代入,370粘土砖外墙的传热系数是1.56W/(㎡·℃);单层玻璃塑钢窗的传热系数是4.7W/(㎡·℃);


墙体耗热量:1.56×5×(18+10)=218W


窗体耗热量:4.7×4×(18+10)=526W


标间耗热量:218W+526W=744W

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当有屋顶、地面或山墙时,地面的传热系数是0.30W/(㎡·℃),屋顶的传热系数是1W/(㎡·℃)。


地面耗热量:0.30×12×(18+10)=101W


屋顶耗热量:1×12×(18+10)=336W


山墙耗热量:1.56×(4×3)×(18+10)=524W


当房间位于顶层、首层或把边时,分别加上屋顶、地面或山墙的耗热量便可以得到相应房间的基本耗热量。请注意,在此我们暂时忽略朝向修正、高度附加等修正。冷风渗透的耗热量,我们按缝隙法计算或按基本耗热量的30%进行估算。基本耗热量加冷风渗透耗热量,就是忽略修正后的房间耗热量。我们把所有房间的耗热量加在一起就得到了整个建筑的基本耗热量。另外,我们可以参考这个来计算负荷,然后适当放大,进行机型选择。


请注意,单位面积热功率值是引自《城镇供热管网设计规范》(CJJ 34-2010)。集中供热地区(东北、华北、西北地区)一般是按连续供暖考虑。用于南方时,连续供暖可直接选用,间歇供暖时,应根据热平衡进行折算。即间歇热指标=连续热指标×24/日供暖小时数。这里的住宅指的是单元式多层住宅,农村自建房一般要参考食堂、餐厅、礼堂这类单层建筑选取。一般面积较小取上限,面积较大取下限。


热指标法其实是在缺少相关资料下的无奈之举,有条件的应该注重现场,了解建筑用途,特别是外墙有没有保温,窗户大小情况,是单层的建筑还是双层的建筑,这些都将影响到建筑的实际负荷,而且相差可能很大。不保温的370粘土砖外墙传热系数可能大于1.5W/(㎡·℃),新建建筑贴了保温板的外墙,传热系数可能小于0.5W/(㎡·℃),仅此一项,耗热量之比就是3。单层玻璃的金属框窗户传热系数可能大于6W/(㎡·℃),新建建筑双层中空Low-E玻璃传热系数可能小于2W/(㎡·℃),仅此一项,耗热量之比也是3。


如果业主对供暖的效果要求比较高,可以考虑增加一台同型号的机组备用,以应对极端天气或部分机组出现故障。


总结如下:

通过上面的计算,我们知道热泵机组是在室外供暖计算温度下进行选型的。而室外温度很多时候,要比这个温度高,于是便出现了热源的制热能力增大,末端负荷减小这个矛盾。我们可以用控制热泵机组台数的方式进行调控,但是又会引起水泵流量与热泵机组、末端不匹配的问题。


很多时候,热源与末端之间要加一个缓冲水箱。由热泵机组制取的热水先存于水箱里,等到末端需要时,再从水箱里取用,形成热泵—水箱和水箱—末端两个小的循环,因此各自需要一套循环泵。


单套泵的时候,不管是空气源热泵还是末端,未达到设定温度时都不会停。而两套泵的时候,热源侧和用户侧各自的循环泵是独立的,互不干扰也互不影响,在较大的系统中,有节能的潜力


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