沈陽500平方米辦公樓超低溫空氣源熱泵供暖熱水方案

一.概況
沈陽一辦公樓建筑面積 500 平方米(非節能建筑)，要求冬季采暖、一年四季需要衛生熱水。電價:1.3 元/度。
根據《民用建筑節能設計標準》JGJ26-95，沈陽冬季采暖期的天數是 152天。采暖期間的平均溫度-5.7℃，節能住宅冬季平均的耗能指標 21.2w/㎡,冬季的極端最低溫度-30.6℃.
依據上述特點系統配備一臺納森超低溫溫空氣源熱泵，一臺電加熱。
二.供暖、制熱水主機選型
選用河北納森空調有限公司生產的超低溫空氣源熱泵NKYR2000V1 臺。
NKYR2000V技術參數：
制熱量85kw(在環境溫度 7℃的情況下),輸入功率20.3kw,
產熱水量2000 升/小時(50℃)
體積2002*1170*1850
,重量 740kg。
電壓 380v。
電加熱選型:16*2=32Kw.
三.末端采用的形式
1.冬季采暖使用地板輻射采暖形式
2.一年四季制熱水采用末端加保溫水箱的形式
四.運行費用計算
1. 冬季采暖的運行費用：根據 JGJ26-95《民用建筑節能設計標準》，沈陽計算用采暖天數為 152 天、室外平均溫度-5.7℃、建筑物的平均耗熱量 21.2W/m2(建筑面積),非節能建筑冬季的平均耗能指標 42.4W/m2。
根據納森超低溫空氣源熱泵能效比的測試結果:
在室外平均溫度-5.7℃的情況下能效比為 1:2.6(出水溫度 35-40℃)。
所以，超低溫空氣源熱泵在計算用室外平均溫度的情況下運行費用為:

42.4w/m2*24h/天*152 天*1.3 元/kwh/2.6=77.3 元/m2.

500 平方米非節能建筑冬季采暖的費用:500*77.3=38650 元。

2. 一年四季制熱水的費用：熱水系統可以配備 1-2 噸的保溫熱水箱，以供提供生活熱水。
機組夏季制熱水的能效比為 1:5-1:6 之間;冬季制熱水白天的能效比在 1:3左右。因此全年制熱水的綜合能效比為 1:4，即它的制熱水的費用是電熱水器 的 1/4.

五.超低溫空氣源熱泵的特點
由于超低溫空氣源熱泵它是把空氣的能量直接轉化成熱水，它在冬季-20℃的環境溫度下機器正常運行且能效比為 1:2，運行中沒有任何的廢氣廢水的排放，是一種節能環保的高科技的暖通設備。它的安裝不受任何條件限制和國家政策的約束，它的安裝占地面積小，簡易方便，機器可放置在露天。同時又不 受采光面積的限制。
與水源熱泵相比不需要使用地下水，不需要打井(不需要國家的審批手續)，不需要機房。
與地源熱泵相比不需要地埋管，不需要打地埋管的豎井(節省此部分投資大 約 10 萬)。
六.超低溫空氣源熱泵冬季安裝使用說明
沈陽冬季的極端最低溫度是-30.6℃。
由于熱泵冬季是把室外空氣中的熱能"搬運"到水中送入到室內進行采暖， 所以室外的環境溫度越低，機組的"搬運"熱能的能力就越低。機組冬季最低的適應溫度是-25℃，在這個環境溫度之下不能再啟動熱泵采暖。
為使熱泵能順利地完成整個冬季的采暖工作，就必須合理科學地安裝使用空氣源熱泵。安裝使用熱泵必須遵循的一個原則是:熱泵必須安裝在符合國家節能建筑標準的節能建筑中，讓熱泵在白天氣溫高的時段進行工作。
節能建筑的特點:保暖性能好，房間溫度的波動性小。即使在冬季最寒冷的時期，晚間停止供熱 10 個小時，房間的溫度下降的最大溫差不超過 3℃，如：機組白天工作 14 小時之后，室溫達到 20℃，晚上停止供熱 10 個小時，第二天 清晨室溫應在 17℃以上。
沈陽冬季氣候的特點:氣溫在-25℃以下時期大約在 10 天左右，最低氣溫出 現在這 10 天左右的每天的 0 點至清晨的 7 點的時間段中。機組在這個時間段中停止工作節能建筑是完全可以保證冬季的采暖效果的。
因這個建筑是非節能建筑，簡單地推算它的耗能指標是節能建筑的 2 倍，由于該建筑的保溫效果不佳，僅僅依靠熱泵在白天工作是不能保證建筑取暖的需要。在環境溫度-20℃以下時必須啟動電加熱來滿足采暖的需要，這樣采暖的運行費用可能要比計算的還要高一些。
熱泵冬季的運行原則:
1. 環境溫度-20℃以下時必須啟動電加熱。
2. 環境溫度-25℃以下時必須停止啟動熱泵。
3. 整個冬季熱泵不斷電，以免因斷電失去機組的自動防凍功能凍壞機組。
電加熱的啟動方式:
1. 設定熱泵機組在白天的時間段中運行(環境溫度在-20度以上)，其他時間段啟動電加熱。
2. 把電加熱接在熱泵機組上，熱泵根據自己的制熱能力自動啟動電加熱。

熱泵的安裝使用還要注意以下幾點事項:
1. 冬季最好使用地熱采暖，地熱要求的水溫低，最高要求出水溫度 40℃(實際供水溫度 30-40度)，水溫越低熱泵的能效比越高，從而達到了節能的目的。地熱的另一個優勢是有很強大的蓄熱能力，對于節能建筑來講，機組在晚間停止供熱10小時之后，室外最大的下降溫差在 1℃左右，不僅保證了機組安全運行而且保證了整個冬季采暖的效果。
但地熱采暖的最突出的缺點是:向地板下面傳熱，現在沈陽地區一般地熱管下面的保溫苯板厚度不超過 2厘米。經計算它向地板下面(樓下)的傳熱量占總熱量的 40%。因此在用熱泵供暖時樓下是自己家才能談到節能的問題。在鋪設地熱時的另一個注意事項是，一樓接觸地面的地熱管下面的保溫苯板的厚度應在 8厘米以上，否則將有大量的熱能傳遞給地面而浪費損失掉(結果造成熱泵的供水溫度不足)。在使用地熱時的還有一個注意事項是，當年鋪建的地熱必須在入冬使用前把地熱層徹底烘干，在一般的情況下，熱泵至少運行一個月的時間(每天運行 10小時)，冬季地熱才能投入使用(否則熱泵出水溫度較低，誤認為熱泵供熱不足)。
2. 機組在安裝時在機器的下端必須安裝放水口，在冬季長時間停電的情況下，必須把機組及室外管道中的水排放干凈，避免凍壞機組及管道(也可以加入防凍液)。
3. 夏季制冷必須安裝水流開關，水流開關安裝在機器的出水口，當水循環系統出現故障時(系統中有氣體、堵塞、水泵故障等)，以便機組能及時停機，避免凍壞機組。
4. 夏季制冷的使用方法與普通的中央空調一致。因熱泵夏天制冷就是一臺中央空調，它的制冷的效果和使用方法與中央空調完全一致。
5. 冬季的使用方法與其他的采暖設備相似，但和夏季中央空調的使用方法完全不同，冬季不能用夏季使用中央空調的方法使用空氣源熱泵。夏季的中央空調可以隨時開機，也可以開啟部分房間，人離開房間后要及時關機。但采暖則不同，沈陽的冬季采暖期為 152天，幾乎占據了半年的時間，整個取暖期間的室外平均溫度是-5.7度，停止供熱幾天后整個的建筑都成了低溫冷體，這時再想在短時間內提高房間的溫度是做不到的。