宿舍热水设计计算.docx
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宿舍热水设计计算
热水供应系统规划简介
三已知条件:
员工宿舍3栋,每栋地上6层,干部1栋
1员工宿舍每栋8人房共220间,共1760人(440支淋浴器)
2员工宿舍每栋8人房共210间,共1680人(420支淋浴器)
3员工宿舍每栋8人房共185间,共1480人(370支淋浴器)
4员工宿舍每栋4人房共119间,共476人(119支淋浴器)
A)设计重点:
供水温度的稳定,供水压力的稳定,热水供应的速度
B)需求量计算
一般集体宿舍shower一人次的用水量为70L~100L(basedon40?
C),取85L为设计值
假设冷水最冷平均供应温度为15?
C,热水供应温度为60?
C
<一>1栋
1)以锅炉为能源
1760人次x85L/人次(basedon40?
CShower用水)x55.56%(热水比例)
=83,118L/Day(basedon60?
C供水)
热水升温所需热能(?
T=45?
C,basedon15?
C?
60?
C)
83,118L/Dayx45=3,740,310Kcal/Day
3,740,310Kcal/Dayx1.1(考虑热损)=4,114,341Kcal/Day
若供应热水时间每日大约集中为2~3Hr
则建议锅炉选择为
4,114,341Kcalx90%(每天洗澡使用比率)÷2.5Hr=1,481,163Kcal/Hr----1722kw
建议锅炉采850kwx2台
热水产能4,292GPH(?
T=45?
C)/台=71.5GPM/台
考虑SHOWER瞬间用量
440支x3GPM/支x40%(同时使用率)=528GPM
(528GPM–71.5GPMx2)x25min÷0.85(考虑有效容积)=11324GAL=42,861L
?
供水区设置15000Lx1座+30000Lx1座
2)以热泵为能源
1760人次x85L/人次(basedon40?
CShower用水)x55.56%(热水比例)x90%(每天洗澡使用比率)
=74,806L/Day(basedon60?
C供水)
考虑利用非用水时间及离峰电力---每天运转10hr(01:
00~06:
0010:
00~15:
00)
则
74,806L/Dayx45(?
T=45?
C,basedon15?
C?
60?
C)x1.1(考虑热损)÷10Hr=370,290Kcal/Hr=431KW-----------建议设置出力431KW热泵---------耗电量约144KW(能耗比以3计)
74,806L/Day÷0.85(考虑有效容积)=88007L-建议设置30000L热水储存槽3座
3)以太阳能搭配瓦斯锅炉(也可搭配热泵)为主的热水系统
3-1)以太阳能搭配瓦斯锅炉
其中广州地区的全年太阳能曝辐量指标为:
5,430MJ/m2
B).一般依据广州地区的气象统计,全年的晴天数占71%以上,以260天计,太阳能曝辐量指标为:
5,430MJ/m2
5,430MJ/m2x1000÷4.187÷260=4,988Kcal/m2-----每天太阳能曝辐量
C).太阳能热水系统配置及首次投资
4,988Kcal/m2x60%(太阳能板效率)=2,993Kcal/m2-----每天太阳能板能吸收曝辐量
依1760人用水,
(A)春,秋两季:
洗澡水温以38?
C计,冷水以18?
C供应计,热水以60?
供应计------温升42?
C,
1760人x85L/人x47.62%(热水比例)x42(温升)x0.9平均使用率(90%洗澡)x1.1(考虑热损)÷2,993Kcal/m2=1010m2
1760人x85L/人x0.9平均使用率x47.62%(热水比例)÷0.85=75,430L
(B)夏季:
洗澡水温以38?
C计,冷水以22?
C供应计,热水以60?
C供应
计------温升38?
C
1760人x85L/人x34.21%(热水比例)x38x0.9平均使用率(90%洗澡)
x1.1(考虑热损)÷2,993Kcal/m2=644m2
1760人x85L/人x0.9平均使用率x34.21%(热水比例)÷0.85=54,187L
(C)冬季:
洗澡水温以40?
C计,冷水以15?
C供应计,热水以60?
C供应计------温升45?
C
1760人x85L/人x55.56%(热水比例)x45x0.9平均使用率(90%洗澡)
x1.1(考虑热损)÷2,993Kcal/m2=1238m2
1760人x85L/人x0.9平均使用率x55.56%(热水比例)÷0.85=88,007L
注:
1)春,秋季热水比例
38=18(1-X)+60X---------------X=47.62%
2)夏季热水比例
35=22(1-X)+60X---------------X=34.21%
3)冬季热水比例
40=15(1-X)+60X---------------X=55.56%
由以上计算可得知
冬季的需求量最大(设置量最大):
1238m2&88,007L
春秋两季设置量:
1010m2&75,430L
夏季设置量:
644m2&54,187L
由於冬季的需求量最大(设置量最大)但效果却不佳,所以建议以春秋两季为参考设置,但由於屋顶面积有限只能设置太阳能板636m2
25,000L热水储存槽2座
冬季时设置辅助锅炉
(1238m2-636m2)x2,993Kcal/m2÷2HR=900,893Kcal/Hr-------1050KW
雨天时设置辅助锅炉
1760人x85L/人x55.56%(热水比例)x45x0.9平均使用率(90%洗澡)
x1.1(考虑热损)÷7HR=528,986Kcal/Hr-------615KW
建议设置辅助1000KW锅炉
3-2)以太阳能搭配热泵为主的热水系统
因为太阳能及热泵均为缓慢加热(离峰制造),所以太阳能以春秋两季设置量:
636m2,热水储存槽以热泵为主30000Lx3座,设置431KW热泵
<二>2栋
1)以锅炉为能源
1680人次x85L/人次(basedon40?
CShower用水)x55.56%(热水比例)
=79,340L/Day(basedon60?
C供水)
热水升温所需热能(?
T=45?
C,basedon15?
C?
60?
C)
79,340L/Dayx45=3,570,300Kcal/Day
3,570,300Kcal/Dayx1.1(考虑热损)=3,927,300Kcal/Day
若供应热水时间每日大约集中为2~3Hr
则建议锅炉选择为
3,927,300Kcalx90%(每天洗澡使用比率)÷2.5Hr=1,413,839Kcal/Hr----1644kw
建议锅炉采850kwx2台
热水产能4,292GPH(?
T=45?
C)/台=71.5GPM/台
考虑SHOWER瞬间用量
420支x3GPM/支x40%(同时使用率)=504GPM
(504GPM–71.5GPMx2)x25min÷0.85(考虑有效容积)=10,618GAL=40,189L
?
供水区设置15000Lx1座+25000Lx1座
2)以热泵为能源
1680人次x85L/人次(basedon40?
CShower用水)x55.56%(热水比例)x90%(每天洗澡使用比率)
=71,406L/Day(basedon60?
C供水)
考虑利用非用水时间及离峰电力---每天运转10hr(01:
00~06:
0010:
00~15:
00)
则
71,406L/Dayx45(?
T=45?
C,basedon15?
C?
60?
C)x1.1(考虑热损)÷10Hr=353,460Kcal/Hr=411KW-----------建议设置411KW热泵---------耗电量约137KW(能耗比以3计)
71,406L/Day÷0.85(考虑有效容积)=84007L-建议设置28000L热水储存槽3座
3)以太阳能搭配瓦斯锅炉(也可搭配热泵)为主的热水系统
3-1)以太阳能搭配瓦斯锅炉
依1680人用水,
(A)春,秋两季:
洗澡水温以38?
C计,冷水以18?
C供应计,热水以60?
供应计------温升42?
C,
1680人x85L/人x47.62%(热水比例)x42(温升)x0.9平均使用率(90%洗澡)x1.1(考虑热损)÷2,993Kcal/m2=964m2
1680人x85L/人x0.9平均使用率x47.62%(热水比例)÷0.85=72,001L
(B)夏季:
洗澡水温以38?
C计,冷水以22?
C供应计,热水以60?
C供应
计------温升38?
C
1680人x85L/人x34.21%(热水比例)x38x0.9平均使用率(90%洗澡)
x1.1(考虑热损)÷2,993Kcal/m2=614m2
1680人x85L/人x0.9平均使用率x34.21%(热水比例)÷0.85=51,724L
(C)冬季:
洗澡水温以40?
C计,冷水以15?
C供应计,热水以60?
C供应计------温升45?
C
1680人x85L/人x55.56%(热水比例)x45x0.9平均使用率(90%洗澡)
x1.1(考虑热损)÷2,993Kcal/m2=1182m2
1680人x85L/人x0.9平均使用率x55.56%(热水比例)÷0.85=84,007L
由以上计算可得知
冬季的需求量最大(设置量最大):
1182m2&84,007L
春秋两季设置量:
964m2&72,001L
夏季设置量:
614m2&51,724L
由於冬季的需求量最大(设置量最大)但效果却不佳,所以建议以春秋两季为参考设置,但由於屋顶面积有限只能设置太阳能板636m2
25,000L热水储存槽2座
冬季时设置辅助锅炉
(1182m2-636m2)x2,993Kcal/m2÷2HR=817089Kcal/Hr-------950KW
雨天时设置辅助锅炉
1680人x85L/人x55.56%(热水比例)x45x0.9平均使用率(90%洗澡)
x1.1(考虑热损)÷7HR=504,940Kcal/Hr-------587KW
建议设置辅助1000KW锅炉
3-2)以太阳能搭配热泵为主的热水系统
因为太阳能及热泵均为缓慢加热(离峰制造),所以太阳能以春秋两季设置量:
636m2,热水储存槽以热泵为主28000Lx3座,设置431KW热泵
<三>3栋
1)以锅炉为能源
1480人次x85L/人次(basedon40?
CShower用水)x55.56%(热水比例)
=69,895L/Day(basedon60?
C供水)
热水升温所需热能(?
T=45?
C,basedon15?
C?
60?
C)
69,895L/Dayx45=3,145,275Kcal/Day
3,145,275Kcal/Dayx1.1(考虑热损)=3,459,803Kcal/Day
若供应热水时间每日大约集中为2~3Hr
则建议锅炉选择为
3,459,803Kcalx90%(每天洗澡使用比率)÷2.5Hr=1,245,529Kcal/Hr----1448kw
建议锅炉采750kwx2台
热水产能3,787GPH(?
T=45?
C)/台=63.1GPM/台
考虑SHOWER瞬间用量
370支x3GPM/支x40%(同时使用率)=444GPM
(444GPM–63.1GPMx2)x25min÷0.85(考虑有效容积)=9,347GAL=35,378L
?
供水区设置15000Lx1座+20000Lx1座
2)以热泵为能源
1480人次x85L/人次(basedon40?
CShower用水)x55.56%(热水比例)x90%(每天洗澡使用比率)
=62,905L/Day(basedon60?
C供水)
考虑利用非用水时间及离峰电力---每天运转10hr(01:
00~06:
0010:
00~15:
00)
则
62,905L/Dayx45(?
T=45?
C,basedon15?
C?
60?
C)x1.1(考虑热损)÷10Hr=311,380Kcal/Hr=362KW-----------建议设置362KW热泵---------耗电量约121KW(冬季能耗比以3计)
62,905L/Day÷0.85(考虑有效容积)=74006L-建议设置25000L热水储存槽3座
3)以太阳能搭配瓦斯锅炉(也可搭配热泵)为主的热水系统
3-1)以太阳能搭配瓦斯锅炉
依1480人用水,
(A)春,秋两季:
洗澡水温以38?
C计,冷水以18?
C供应计,热水以60?
供应计------温升42?
C,
1480人x85L/人x47.62%(热水比例)x42(温升)x0.9平均使用率(90%洗澡)x1.1(考虑热损)÷2,993Kcal/m2=850m2
1480人x85L/人x0.9平均使用率x47.62%(热水比例)÷0.85=63,430L
(B)夏季:
洗澡水温以38?
C计,冷水以22?
C供应计,热水以60?
C供应
计------温升38?
C
1480人x85L/人x34.21%(热水比例)x38x0.9平均使用率(90%洗澡)
x1.1(考虑热损)÷2,993Kcal/m2=540m2
1480人x85L/人x0.9平均使用率x34.21%(热水比例)÷0.85=45,566L
(C)冬季:
洗澡水温以40?
C计,冷水以15?
C供应计,热水以60?
C供应计------温升45?
C
1480人x85L/人x55.56%(热水比例)x45x0.9平均使用率(90%洗澡)
x1.1(考虑热损)÷2,993Kcal/m2=1042m2
1480人x85L/人x0.9平均使用率x55.56%(热水比例)÷0.85=74,006L
由以上计算可得知
冬季的需求量最大(设置量最大):
1042m2&74,006L
春秋两季设置量:
850m2&63,430L
夏季设置量:
540m2&45,566L
由於冬季的需求量最大(设置量最大)但效果却不佳,所以建议以春秋两季为参考设置,但由於屋顶面积有限只能设置太阳能板636m2
25,000L热水储存槽2座
冬季时设置辅助锅炉
(1042m2-636m2)x2,993Kcal/m2÷2HR=607579Kcal/Hr-------706KW
雨天时设置辅助锅炉
1480人x85L/人x55.56%(热水比例)x45x0.9平均使用率(90%洗澡)
x1.1(考虑热损)÷7HR=444,828Kcal/Hr-------517KW
建议设置辅助750KW锅炉
3-2)以太阳能搭配热泵为主的热水系统
因为太阳能及热泵均为缓慢加热(离峰制造),所以太阳能以春秋两季设置量:
850m2,热水储存槽以热泵为主30000Lx1座+22,500L热水储存槽2座,设置362KW热泵
<四>4栋
1)以锅炉为能源
476人次x85L/人次(basedon40?
CShower用水)x55.56%(热水比例)
=22,480L/Day(basedon60?
C供水)
热水升温所需热能(?
T=45?
C,basedon15?
C?
60?
C)
22,480L/Dayx45=1,011,600Kcal/Day
1,011,600Kcal/Dayx1.1(考虑热损)=1,112,760Kcal/Day
若供应热水时间每日大约集中为2~3Hr
则建议锅炉选择为
1,112,760Kcalx90%(每天洗澡使用比率)÷2.5Hr=400,594Kcal/Hr----466kw
建议锅炉采250kwx2台
热水产能1,262GPH(?
T=45?
C)/台=21GPM/台
考虑SHOWER瞬间用量
119支x3GPM/支x40%(同时使用率)=142.8GPM
(142.8GPM–42GPM)x25min÷0.85(考虑有效容积)=2965GAL=11,221L
?
供水区设置5500Lx2座
2)以热泵为能源
476人次x85L/人次(basedon40?
CShower用水)x55.56%(热水比例)x90%(每天洗澡使用比率)
=22,480L/Day(basedon60?
C供水)
考虑利用非用水时间及离峰电力---每天运转10hr(01:
00~06:
0010:
00~15:
00)
则
22,480L/Dayx45(?
T=45?
C,basedon15?
C?
60?
C)x1.1(考虑热损)÷10Hr=111,276Kcal/Hr=130KW-----------建议设置130KW热泵---------耗电量约43.3KW(能耗比以3计)
22,480L/Day÷0.85(考虑有效容积)=26447L-建议设置13500L热水储存槽2座
3)以太阳能搭配瓦斯锅炉(也可搭配热泵)为主的热水系统
3-1)以太阳能搭配瓦斯锅炉
依476人用水,
(A)春,秋两季:
洗澡水温以38?
C计,冷水以18?
C供应计,热水以60?
供应计------温升42?
C,
476人x85L/人x47.62%(热水比例)x42(温升)x0.9平均使用率(90%洗澡)x1.1(考虑热损)÷2,993Kcal/m2=274m2
476人x85L/人x0.9平均使用率x47.62%(热水比例)÷0.85=20,400L
(B)夏季:
洗澡水温以38?
C计,冷水以22?
C供应计,热水以60?
C供应
计------温升38?
C
476人x85L/人x34.21%(热水比例)x38x0.9平均使用率(90%洗澡)
x1.1(考虑热损)÷2,993Kcal/m2=174m2
476人x85L/人x0.9平均使用率x34.21%(热水比例)÷0.85=14,655L
(C)冬季:
洗澡水温以40?
C计,冷水以15?
C供应计,热水以60?
C供应计------温升45?
C
476人x85L/人x55.56%(热水比例)x45x0.9平均使用率(90%洗澡)
x1.1(考虑热损)÷2,993Kcal/m2=336m2
476人x85L/人x0.9平均使用率x55.56%(热水比例)÷0.85=23,802L
由以上计算可得知
冬季的需求量最大(设置量最大):
336m2&23,802L
春秋两季设置量:
274m2&20,400L
夏季设置量:
174m2&14,655L
由於冬季的需求量最大(设置量最大)但效果却不佳,所以建议以春秋两季为参考设置
建议设置太阳能板274m2,10,000L热水储存槽2座
雨天时设置辅助锅炉
476人x85L/人x55.56%(热水比例)x45x0.9平均使用率(90%洗澡)
x1.1(考虑热损)÷6HR=166,910Kcal/Hr-------194KW
建议设置辅助200KW锅炉
3-2)以太阳能搭配热泵为主的热水系统
因为太阳能及热泵均为缓慢加热(离峰制造),所以太阳能以春秋两季设置量:
274m2,热水储存槽以热泵为主13500Lx2座,设置130KW热泵
四.运转成本
依5340人用水,
(A)春,秋两季:
洗澡水温以38?
C计,冷水以18?
C供应计,热水以60?
供应计------温升42?
C,
5340人x85L/人x47.62%(热水比例)x42(温升)x0.9平均使用率(90%洗澡)x1.1(考虑热损)=8,987,399Kcal/Day
B)夏季:
洗澡水温以38?
C计,冷水以22?
C供应计,热水以60?
C供应
计------温升38?
C
5340人x85L/人x34.21%(热水比例)x38x0.9平均使用率(90%洗澡)
x1.1(考虑热损)=5,841,605Kcal/Day
(C)冬季:
洗澡水温以40?
C计,冷水以15?
C供应计,热水以60?
C供应计------温升45?
C
5340人x85L/人x55.56%(热水比例)x45x0.9平均使用率(90%洗澡)
x1.1(考虑热损)=11,234,923Kcal/Day
1)以锅炉为能源
(8,987,399Kcal/Dayx180+5,841,605Kcal/Dayx90+11,234,923Kcal/Dayx90)
=3,154,619,340Kcal/年
3,154,619,340Kcal/年÷8500Kcal/NM3÷85%(一般效率)xR$2.9
=R$1,266,214/年
其中8500Kcal/NM3为瓦斯的热值,平均价按R$2.9元/NM3计(未考虑燃料价格上涨趋势)
2)以热泵为能源
3,154,619,340Kcal/年÷860Kcal/KW÷3(热泵全年平均能耗比)xR$0.7/KWx1.1(考虑管路及保温损失)
=RMB941,495/年
电费平均价按R$0.7元/度计,热泵能耗比夏季>=3.5,冬季<=2.5
3-1)以太阳能搭配锅炉为主
2,993Kcal/m2x3066m2x260天=2,385,899,880Kcal/年
(3,154,619,340Kcal/年-2,385,899,880Kcal/年)÷8500Kcal/NM3÷85%(一般效率)xR$2.9=R$308,552/年
3-2)以太阳能搭配热泵为主的热水系统
(3,154,619,340Kcal/年-2,385,899,880Kcal/年)÷860Kcal/KW÷2.5(热泵冬季能耗比)xR$0.7/KWx1.1(考虑管路及保温损失)=R$275,309/年
以上运转费用是以每年100天的雨天计,若越少雨季则费用越低
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