南宁市检察院宿舍区危旧房改造项目热供水系统供配电的分析及设计*

2022-01-04郑军龙

建筑与装饰 2021年31期

关键词：集热电源线源热泵

郑军龙

广西电力职业技术学院广西南宁 530007

引言

广西壮族自治区属于亚热带季风气候，气候温和，平均年日照时数1600小时，平均每年太阳能辐照量约为4578MJ/㎡，太阳能资源十分丰富，利用太阳能潜力巨大。但太阳能对天气要求较高，阴雨天等太阳辐射情况不好时无法使用。

1 项目的概况

南宁市检察院宿舍区危旧房改住房改造项目位于南宁市民族大道72号，总计新建三栋住宅楼共248套住房，于2020年主体建筑完成施工，进入设备安装阶段，为了实现节能减排及方便住户生活的目标，项目设计和安装太阳能空气源热泵耦合热水系统，实现家家户户24小时不间断供应节能的生活热水。本热水系统总计供应248户，约992人日常生活热水需求[1]。

2 热水系统节能减排的计算分析

2.1 热水系统的原理

该危旧房改造项目1号楼的太阳能空气源热泵耦合热水系统的电气设备平面图，主要的电气设备有：空气源热泵共12台，每台规格都是5匹，额定输入功率是4.65kW，最大输入功率是5.9kW，额定工作电压是交流三相380V；每台空气源热泵配备循环水泵，该水泵输入功率是265W；另外还有一台太阳能集热模块的输入功率为500W的循环水泵。这些电气设备最大输入功率的总和为74480W，详细系统图见图1[2]。

图1 太阳能与空气源热泵耦合热水系统原理图

2.2 太阳能集热系统热效率计算

太阳能集热系统的热效率计算方法，以配备有循环水泵的集中式太阳能集热系统为例，通常太阳能集热系统在太阳辐照下热水从初始温度加热到设定温度，因此得出配备有循环水泵的集中式太阳能集热系统实际热值为：

35000/0.034 =1029411.76千卡/度；综合热效率为：1029411.76/860=119699%。

2.3 空气源热泵热效率

空气源热泵热水机组的额定制热量为18kW，输入功率为4.8kW，空气源热泵热水机组配备的循环水泵功率为0.1.37kW，那么该空气源热泵热水机组的综合热效率为：18/（4.8+0.137）=3.646

2.4 供配电分析及计算

2.4.1 导线可通过电流计算。通常，住宅内，铜线导线安全计算方法是：2.5mm3铜电源线的安全载流量－28A；4mm3铜电源线的安全载流量－35A；6mm3铜电源线的安全载流量－48A；10mm3铜电源线的安全载流量－65A；16mm3铜电源线的安全载流量－91A；25mm3铜电源线的安全载流量－120A；如果是铝线，线径要取铜线的1.5～2倍；如果铜线电流小于28A，按每mm310A来取肯定安全；如果铜线电流大于120A，按每mm35A来取。

2.4.2 负荷计算。

2.4.2.1 概念。计算负荷是以原始的设备铭牌数据为依据，从发热角度出发，并且考虑到安全、经济、合理等因素，用科学的方法统计出的假想负荷。其物理意义是：按此负荷运行产生的热效应，与实际负荷运行产生的最大热效应相等[3]。

2.4.2.2 计算方法。负荷计算方法一般有需要系数法、单位容量法以及二项式法等，其中以需用系数法最为常见。下面对负荷计算的基本公式作以介绍：

①整体上，有功计算负荷的基本公式是Pc=KnPs。

其中，Pc—有功计算负荷，kW；Kn—负荷计算需要系数，通过查表获得；Ps—设备容量，指的是设备的原始铭牌数据。当设备为连续工作制时：Ps=PN(注：PN指设备的额定功率）当设备为断续工作制时：（注：εN为设备的铭牌额定暂载率，ε规为统一规定暂载率，其中，电焊机为100%，起重机为25%）

当设备为气体放电光源（荧光灯、高压汞灯等）：Ps=1.2PN

②无功计算负荷的基本公式是QC=PC•tanφ。其中，QC—无功计算负荷，KVar；tanφ—功率因数角的正切值；

IC=（三相线路，其中NU所指为线电压）其中，IC—计算电流，AUN—额定电压，V。