高校热水系统的设计选型

高校热水系统的设计选型

黄琳琳

广州珠江外资建筑设计院有限公司广东广州510000

摘要：随着我国城市化进程的加快，传统能源供应的压力显而易见，而且随着社会的进步，人们对环境的保护也越来越重视，发展清洁能源似乎已经迫在眉睫，此时清洁、环保、可再生的太阳能、空气能等非传统能源遍引起了社会的广泛关注。本文为太阳能与空气源热泵相结合方式供应热水的工程实例，并详细介绍对此系统的设备如何进行设计选型。

关键词：太阳能热水；热泵热水；设计选型

一、工程概述

澳门地区某大学本科生宿舍楼，共五层高，需设置集中供热水工程，有178间双人房；用水定额均按50L/人•日考虑；现计划采用以太阳能集热器加热为主，以高效节能的空气源热泵加热为辅助热源的组合加热方式，为宿舍集中提供热水。

二、设计依据及参数

2.1设计依据

《建筑给排水设计规范GB50015-2003》(2009年版)；

《建筑工程常用数据系列手册》；

《太阳能热水器的选用与安装》；

《热泵热水系统选用与安装》；

《澳门供排水规章》

2.2设计参数

1.气象条件

最冷月冷水计算温度：15℃

最冷月平均环境温度：10℃

冬季室外计算相对湿度：70%

2.热负荷计算参数

宿舍设计入住人数为：178间×2人/间=356人，用水定额按50L/人•日考虑；

三、热负荷计算

3．1每天热水量总量：

热水量：M8＝356人×50L/人•日=17800L/日

3．2设计小时最大耗热量计算：

四、设备选型

4.1选型原则及产品参数

本系统选择太阳能集热器与空气源热泵组合提供生活热水。

太阳能热水器产品主要是通过吸收太阳光照及辐射能量而产生热量对冷水进行加温，日照强度及时间以及环境温度对太阳能产品的制热效果有着十分重要的影响。该地区在5~11月份期间太阳日照时间相对较长，冷水温度较高，加热所需热量较少，因此在此期间太阳能加温热水效果较好，效率高，是热水理想的加热产品，此时太阳能产水量可按110L/m2计算。

而本地区在1~4月份和12月份期间，是一年中气温较低的时间段，阴雨天也占有相当多的一部分时间，因此在此期间，太阳能产品在实际效果很差，利用率低，效率低，主要是通过辅助加热设备而对冷水进行加温。

为提高太阳能使用效率，节省投资；本项目以在5~11月份期间太阳能集热器工作能力选型。

热泵设备供热系统即是蓄热供水方式，通过水箱储存每天所需的大部分水量后，利用热泵工作一段时间对冷水进行加热，再供系统使用，所以根据热泵的特性，在年最低气温下，最不利情况下，设备每天工作时间不超过16h即可加热系统所需热量的配置比较合理，（热泵机组每天的工作时间与环境温度高低有关，温度越高，机组的制热量就越高，同时冷水温度也越高）。

因此根据两者的特点及当地的实际气候、工程情况，并以经济性的角度考虑，热泵+太阳能热水系统需根据不同季节需确定主、辅加热的角色，即在太阳能产热效果理想的季节即5~11月份以太阳能供热为主，热泵为辅助；在太阳能效果较差的季节即1~4月份和12月份以热泵为主，太阳能加热为辅，这样即可以达到理想的节能效果，又可以达到合理的减少经济投资。

结语：以往我国高校热水系统所采用热源主要以燃气、天然气，电力等为主，随着高校规模、学生人数等的高速发展，其能源耗损越来越大，那么选择清洁能源便尤其重要了。太阳能与空气源热泵热水供应是一种高效的建筑节能方式,被广泛地应用于公共建筑的热水供应系统，所以选择这种相结合的方式作为学校生活热水系统是合适也是经济的，符合国家节能减排的要求。

参考文献：

[1]建筑给水排水设计手册[第二版]上下册，中国建筑工业出版社2008

[2]建筑给水排水设计规范(GB50015-2003)[S]

[3]民用建筑节水设计标准(GB50055-2010)