地板采暖式空气能热水机工程设计技术手册.docx
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1、美的地板采暖式空气能热水机技术手册(内部参考)广东美的暖通设备有限公司2011年3月前 言感谢您选择使用美的中央空调的产品地板采暖式空气能热水机!在您开始安装、使用地暖热泵机组之前,请抽出一点时间阅读一下本技术手册,希望本手册的内容会对您接下来的安装、使用有一些帮助。 本手册对地板采暖系统及美的地暖热泵机组做了简要的介绍,并对地板采暖的选型、安装、配件的选择、地板的选择等问题进行了详细的说明。一、 简介1.1 美的地板采暖热泵机组简介1.1.1 系统概述美的地板采暖热泵热水机是新一代家庭中央一体化解决方案,用一台机组实现了制冷、采暖及生活热水的供应。美的地板采暖热水机采用了风靡全球的空气能热泵
2、技术,消耗1份电能的同时从空气里吸取约3份或更多的热能,然后同时提供给用户,节能高达65%以上。作为制冷、采暖及生活热水一体化的系统,机组配备了档次较高的温斯帝D型机保温水箱,容量可以按需选取,让您随时都能享受一度电在家泡温泉的乐趣。尤其是本机可以直接连接现阶段最为舒适的地板采暖系统,这是其它制冷系统无法实现的。风盘(供用户选配)则可以提供制冷和快热功能,可以弥补地板采暖升温较慢的缺点。所有配件均采用全球知名品牌,保障了我们的机组的可靠性。1.1.2 系统工作原理示意图图1-1 系统工作原理示意图1.1.3 现有产品系列及主要参数表1-1:型号LRSJF-100(30)/RNG-580制热模式
3、额定制热量10.7kW额定功率3.2kW额定电流16.0A制冷模式额定制冷量8.1kW额定功率3.3kW额定电流16.4A制热水模式额定制热量2.92kW额定功率0.85kW额定电流3.9A产热水量62.8L/h电源规格220V50Hz最大输入功率5.2kW最大输入电流25.0A制冷剂种类/充注量R22/3.4kg机组进/出水管径DN25/DN25(外螺纹)机组尺寸(长宽高)11284601261(mm)运行噪音60dB(A)机组重量120kg保温水箱可选型号PLSX-150(32)XP/C(E2)PLSX-200(32)XP/C(E2)水箱容积150L 200L水箱尺寸5181520(mm)
4、5601620(mm)水箱重量42.5Kg51Kg注:制热水测试条件:室外环境干/湿球温度为20/15,初始水终止水温度为15/55;制热量测试条件:室外环境干/湿球温度为7/6,进水/出水温度为35/40;制冷量测试条件:室外环境干/湿球温度为35/24,进水/出水温度为12/7;1.2 地板采暖简介1.2.1 概述地板采暖作为一种采暖方式,是最近10年在才在中国发展普及的。地板采暖的工作原理是在地板内部埋入发热体,将整个地板加热到一定的温度,然后靠地板向室内空间辐射散热(同时也有部分对流换热),达到采暖目的。发热体在过去以发热电缆为主,发展到现在则以低温热水管道为主,在地板内埋入水管,在水
5、管内通入不超过60的低温热水来加热地板。目前在国内以低温热水辐射采暖的使用最多。1.2.2 地板采暖的优点地板采暖相较于国内传统的采暖方式,优势是明显的,总结如下:1、 大面积同时加热,温度均匀性好;2、 下热上冷,符合人体生理需求,舒适性高,无空气对流,无扬尘;3、 地下安装,不占用室内空间,不影响装修风格;4、 地热材料蓄热量大,温度稳定,波动小;5、 维护费用低,寿命长。二、 地暖热泵机组选型2.1 各地推荐采暖负荷列表作为初步的估算选型,您可以参考我们给出的推荐值,一般都能满足您的采暖需求:(计算的工况是室外-2,室内18)下图标出了中国热工计算的分区:(图片摘自民用建筑节能设计标准)
6、图2-1 全国热工计算分区图注:当前的行政区划有所改变,但地域并无变化。我们的机组推荐在寒冷地区的一部分(最低环境温度不低于-7的地区)、夏热冬冷地区、温和地区及夏热冬暖地区使用,不能在严寒地区使用(环境温度过低可能会造成机组故障及其它不可预知的问题)。下表给出了不同地区的推荐采暖负荷:表2-1夏热冬暖地区夏热冬冷地区温和地区寒冷地区采暖负荷(W/)80-100100-150(在初期的工程设计中推荐至少按140W/)120-150(推荐按150W/或更高) 注: 这里的负荷计算按照采暖能力计算。部分极端工况可用增加辅助采暖设备临时解决(在实际工程中强烈推荐在地暖侧加装电辅热),在负荷计算时不考
7、虑进去。 一些特殊场所(比如玻璃墙展厅等)负荷应酌情增大,才能保证效果。 电辅热的选择建议: A、尽量选择管道式的电辅热B、冬季最低气温在07之间的地区,机组增加23kW的电辅热;冬季最低气温在-70之间的地区,机组增加4kW电辅热。2.2 地板采暖热负荷计算 可以按照空调系统热负荷的计算方法,计算出的值乘以0.8-0.9。计算方法参照GB 50019 采暖通风与空气调节设计规范。注意:按照GB50019计算出的值一般较小,因为根据中国目前的实际情况,房屋的保温效果都比标准要差好多,因此该计算结果仅供参考和校核。具体的选型计算时强烈建议您按照我们的推荐值进行,否则可能造成地暖效果不好。2.3
8、地板散热量计算地板采暖方式的散热方式主要包括两种:辐射散热和对流散热。其中辐射散热所占的比重一般高于对流散热,仅在地板平均温度达到43-54时,二者的比重才会相当。室温越低计算出的散热量越大,如果地板散热量小于实际热负荷(即建筑物实际散热量),室温会下降,则建筑的实际热负荷会减小而地板实际散热量增大,最终室温会稳定在设计温度的某点;反之室温会平衡在高于设计温度的某点。对于散热量的计算,推荐使用一款名为“地板采暖计算程序”的小软件,计算精度已经能满足用户需求。主界面如下:图2-2 地板采暖计算程序主界面窗口左边的参数可以输入,右边是计算结果。点击“设置”菜单,会弹出地板构造设置界面:(在这里可以
9、填入实际的参数,导热系数一般除非了解所用材料的确切值,否则不用改动)图2-3 地板采暖计算程序设置界面2.4 地暖热泵机组的选型1、计算房间设计热负荷:房间设计热负荷=附加系数地暖面积热负荷附加系数为地暖面积与全房间面积的比值,根据下表进行选择:表2-2:供暖区面积与房间总面积比值0.550.4-0.550.25-0.40.25附加系数1.01.31.351.5注:上表的附加系数为标准推荐数值,在实际工程中应根据实际情况做出具体调整。2、校核地板散热量按照2.3计算地板散热量,与房间设计热负荷的偏差不宜超过5%。主要是为了核算在地板表面温度不超过限值的情况下,散热量是否满足房间热负荷。3 确定
10、热源供热负荷热源供热负荷是地面散热量和地面向下层或土壤热损失的和。 向下热损失参考JGJ142-2004地面辐射供暖技术规程。4 根据型谱,对比热源供热负荷,按就高不就低的原则,选择合适的机组。2.5 地暖的一些特性:(设计方案时一定要参考)1、为了最大限度的提高地暖的舒适性,则对地板表面温度必须有一定的限制。按照JGJ142-2004中的要求,人员经常停留区的地板表面温度在24-26为宜,最高不可超过28,过高的温度会使人感觉不舒服(实际使用中,当供水温度超过42时,地板表面温度就可能超过28)。那么根据此要求,室温维持在18时地面的散热量一定小于101W/(该数值会随不同的地板构造略有不同
11、),同理,室温维持在任何水平都会有这样一个最大值。那么对于热负荷较大(即散热量较大)的建筑物,这个值可能会不足且不提高地板表面温度就无法解决,那么这个时候需要由其它的采暖方式进行补充。2、在水阻力不超限的情况下,水流速度越大管道内越不容易积气,有利于减小传热热阻从而增加散热量。一般管道内水流速度不得小于0.25m/s,一般流速应在0.25m/s-0.5m/s之间为宜,分、集水器内的水流速一般不宜超过0.8m/s,过小的流速会影响散热量,过大的流速则会增加水泵的负担,且水流噪声会较明显。一般要求在任何情况下系统水流量不得小于系统额定水流量的60%,如果实际中有可能出现流量小于60%的情况,需加装
12、压差旁通阀,否则可能导致机组保护。3、地板采暖的最终效果不单单跟负荷选型有关,管网内的水流速、地暖构造层的状态、房间的保温效果(如墙壁较薄、窗墙比较大、漏风较严重等)、管内是否排空等因素都会影响到最终采暖效果,所以在做地暖工程设计时及维修维护,要综合考虑以上因素,最终得出比较准确的结论。2.4 热水负荷计算参考空气源热泵热水机的选用方法。三、地暖辅助配件选型3.1加热盘管3.1.1 加热管长度计算加热盘管的长度和环路简易计算(例:采暖房间内面积10,分集水器与采暖房间连接距离10米) 表3-1盘管间距(mm)150200250每平方米用管量(m)6.754加热盘管长度(m):采暖房间面积每平方
13、米用管量+采暖房间至分集水器连接距离2106.7+102=87m105+102=70m104+102=60m加热盘管长度建议:每环路加热盘管长度宜控制在6080米,最长不应超过100米,各环路长度宜相等或相近,管长差值应控制在15米内。3.1.2 加热管材质基本要求:符合国家相应标准要求的热水专用的铝塑复合管(XPAP)、聚丁烯管(PB)、交联聚乙烯管(PE-X)、耐热聚乙烯管(PE-RT),同时适用于水/乙二醇(最高30%)溶液。一般规格:表3-2管材类型XPAPPBPE-XPE-RT管道外径(mm)20/1620/1620/1620/16包装长度(m)200/100200/100200/1
14、00200/100选型建议:由于采暖系统中渗入氧会加速系统的氧化腐蚀,选择PB、PE-X、PE-RT塑料管道时宜选择含有阻氧层的管道,XPAP管由于管道中间层为铝层,能起到防止氧渗透的作用。从减少加热盘管的水侧阻力,提高采暖效果的角度考虑,加热管道宜选择外径20管道,从施工安装方便的角度考虑,加热管道宜选择外径16管道,根据工程实际情况选择合适的方案。3.2 分、集水器基本要求:材质为黄铜材质或不锈钢材质,同时适用于水/乙二醇(最高30%)溶液。一般规格: 表3-3主管管径11.1/41.1/22支管管径3/43/43/43/4支管数2345678支管间距(mm)60606060 选型建议:根
15、据盘管环路数选择分集水器支路数,支路数应控制在8路以内,若超过8路,可增设多一套分集水器解决。分集水器主管管径应至少比系统供水管管径大一个规格,支路数越多,分集水器主管管径宜越大,具体以实际水力计算为准。3.3 膨胀罐 基本要求:防锈,同时适用于水/乙二醇(最高30%)溶液。 一般规格:表3-4容积(L)245812181920预设压力(bar)1.531.531.531.531.531.531.531.53最大压力(bar)1010101010101010接口管径3/43/43/43/43/43/43/43/4最高工作温度()7070707070707070 选型建议:100及其以下的户型选
16、用5L的膨胀罐。 100-200的户型选择10L的膨胀罐。3.4 过滤器 基本要求:材质为黄铜材质或不锈钢材质,推荐使用黄铜材质,过滤网为不锈钢材质,同时适用于水/乙二醇(最高30%)溶液。 一般规格: 表3-5接口管径1F1.1/4F1.1/2F2F过滤网目数20181818 选型建议:过滤器的作用为收集系统中的物料,避免物料影响系统的正常运行。过滤网目数越大,说明物料粒度越细,目数越小,说明物料粒度越大。过滤器的口径宜与系统主供水管道外径一致或比管道外径大一规格。3.5 加压水泵 基本要求:材质为黄铜材质或不锈钢材质,同时适用于水/乙二醇(最高30%)溶液。 选型建议:加压水泵必须选用热水
17、泵,其QH特性曲线,应是随着流量的增大,扬程逐渐下降的曲线。应根据设备提供商提供的参数要求,并根据现场水力系统的要求选泵,水泵应在其高效区内运行。3.6安全阀 基本要求:材质为黄铜材质或不锈钢材质,同时适用于水/乙二醇(最高30%)溶液。 一般规格: 表3-6接口尺寸1/2MF1/2FF整定压力(bar)1.5/2.5/31.5/2.5/3 选型建议:安全阀在系统中起安全保护作用,当系统压力超过规定值时,安全阀打开,将系统中的一部分热水排出系统,使系统压力不超过允许值,从而保证系统不因压力过高而发生事故。安全阀的整定压力(起跳压力)与系统的最高工作压力一致。一般参照设备提供商提供的参数即可。3
18、.7主供回水管道 基本要求:符合国家相应标准要求的热水专用的铝塑复合管(XPAP)、聚丁烯管(PB)、交联聚乙烯管(PE-X)、耐热聚乙烯管(PE-RT)、无规共聚聚丙烯管(PP-R)、嵌段共聚聚丙烯管(PP-B),同时适用于水/乙二醇(最高30%)溶液。 一般规格: 表3-7管材类型XPAPPBPE-XPE-RT管道外径(mm)25/32/40/5025/32/40/5025/32/40/5025/32/40/50包装长度(m)50/650/650/650/6表3-8盘管环路数234678主供回水管道外径(mm)253240503.8 管件、阀门 基本要求:材质为黄铜材质、不锈钢材质或塑料材
19、质,同时适用于水/乙二醇(最高30%)溶液。 选型建议:管件、阀门宜选用管材厂家配套供应的管件、阀门。3.9 补水阀(手动或自动) 基本要求:材质为黄铜材质或不锈钢材质,同时适用于水/乙二醇(最高30%)溶液。 一般规格: 表3-9接口尺寸1/2MF1/2FF3/4M1/2F3/4M1/2M进水最高压力(bar)3333压力调节范围(bar)0.330.330.330.33工厂预设定压力(bar)1.51.51.51.5 选型建议:自动补水阀压力设定高于静压0.3bar,但设定值需要低于补水压力(进水压力),否则出现不能正常补水。3.10 排气阀(手动或自动,推荐使用自动) 基本要求:材质为黄
20、铜材质或不锈钢材质,同时适用于水/乙二醇(最高30%)溶液。 一般规格: 表3-10接口尺寸1/4M3/8M1/2M最高工作压力(bar)888最高工作温度()909090 选型建议:因为水中通常都溶有一定的空气,而且空气的溶解度随着温度的升高而减少,这样水在循环的过程中气体逐渐从水中分离出来,并逐渐聚在一起形成大的气泡甚至气柱,因为有水的补充,所以经常有气体产生。热泵系统在运行过程中,水在加热时释放的气体如氧气等带来的众多不良影响会损坏系统及降低热效应,这些气体如不能及时排掉会产生很多不良后果。四、用于地板采暖的装饰材料的选择4.1地采暖是利用地下盘管加热地面作为散热体向室内提供热量,因此地
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