热泵热水机的水箱接管方式

水箱按功能分为开式水箱和闭式水箱：

开式水箱是和大气联通的，它里面是常压，不能将水输送到比它高的地方，只能靠它的位差把水溢流输送到比它低的地方去。

闭式水箱是密闭的，又称承压水箱，能承受一定的压力（压力大小由设计而定），一定压力的水进入水箱后再由水箱里压力可以将水输送到其他地方。

水箱按照形式可分为方形水箱和圆形水箱。

热水系统中一般采用开式水箱 ，热水保温水箱大小为建筑日用水量。

水箱的开孔位置要注意，许多人的开孔位置是有问题的。

水箱开孔常见的 错误 问题如下：

1、水箱温度正常，但水龙头、花洒放出来的是冷水，需要放很久才有热水出来，浪费大量的水。

2、空气源热泵报高压故障，水龙头、花洒出来的热水很烫。

3、自来水停水，空气源热泵报水流故障。

水箱开口正确示意图

一、机组（进）循环口给末端供水口低，水箱盲管在机组（进）循环口与末端供水口之间。

二、自来水断水时水位 只能降至红线处 ，不影响机组与水箱循环，保证机组不报水流故障。

错误的水箱开口位置（1）

注意：1、水是分层的，热量往上、冷水往下；机组下循环口以下的水是凉水 ， 只有把死水区的水排放完才有热水。2、当自来水断水时水位低于机组下循环口，机组抽不到水报故障）

错误的水箱开口位置（2）

原因：水箱盲管开口位置在死水区，检测的水温不准确，结果是水箱实际温度高于机组检测温度，机组会报高压停机； 正确的开孔：把水箱盲管位置开在机组下循环口与末端供水口之间。

机组与水箱的正确安装方法

正确安装一：机组与水箱安装在同一平面。

正确安装二：机组安装在高处，循环水泵、水箱安装在低处。

正确安装三：机组、循环泵安装在低处，水箱安装在高处。

机组与水箱的错误安装位置

错误安装一：自带泵机组安装在高处，水箱安装在低处。

原因：机组自带泵不带吸程抽不到水箱的水，机组报水流故障。

错误安装二：机组、循环水泵安装在高处、水箱安装低处。

原因：机组外置泵不带吸程抽不到水箱的水，机组报水流故障。

工程安装案例

目前集中热水供应形式至少有如下方式：

1）太阳能热水+空气源热泵联合供热；

2）燃气锅炉集中供热（含99KW热水器集中供热）；

3）太阳能热水+燃气锅炉集中供热；

4）市政蒸汽+板换+热水箱集中供热；

5）空气源热泵单独供热；

6）地源热泵空调（含土壤源、江水源、河水源、污水源） 热回收供热；

7）空气源热泵热水机组空调 全热回收集中供热；

方式2）造价高，受空间限制方式；

方式3）需要建设燃气锅炉（真空锅炉或常压锅炉或商业燃气热水器）且需要申请燃气，造价高，时间长；

方式4）需要有市政热源；

方式5）、6）、7）适合高标准星级酒店及特殊空调热源系统；

方式1）采用太阳能+空气源热泵的方式，属于可再生能源利用的简单形式，冬天太阳能不足部分采用空气源热泵补热，整个系统全部采用电能方式供应，形式简单。

长租公寓太阳能热水系统

典型系统原理图

1 太阳能集热系统集热面积Ajz的选型计算

A jz=Qr×M×C×ρr×（Tr-T1）×f/[Jt×nj×(1-n1)]

其中，

Ajz--真空集热管太阳能板的总集热面积

Qr--设计日用热水量，该项目每人每天30L

M--用水单位数，该项目共287人

ρr--热水密度Kg/L，取值1

C--水的比热容Kj/kg.K，取值4.187

Tr--热水水温，按照60度

T1--冷水温度，按照5度

Jt--集热器采光面上年平均日太阳辐射量（Mj/m2.d），取13.24，换算成Kj需乘1000

f---太阳能保证率，取55%

ηj--年平均集热效率 ，取50%

η1--储水箱和管路的热损失率，取15-30%

Ajz=30×287×4.187 ×1 ×（60-5）×0.55/[13.24×（1-0.15）×1000×0.5]= 140平方

2 集热水箱的选型计算

Qx =Qrjd×Ajz

其中，

Qx ------集热水箱有效体积m3

Qrjd------集热器单位采光面积平均每日产热水量，按照60-70L/m2.d

Ajz------集热器总面积

Qx =70×140=9.8m3

3 集热系统循环泵的选型计算

循环泵的流量Vrx=1.1×Qgz×Ajz

Vrx ----集热系统循环流量

Qgz---单位采光面积集热器对应的工质流量L/s，取0.015-0.02L/（s.m2）

Vrx =1.1×0.017×140=2.618L/s

循环泵的扬程Hx=hp+hj+hz+hf

Hx----循环水泵扬程（Kpa）

hp----循环管道沿程与局部阻力（Kpa）

hj----集热器的阻力（Kpa）

hz----集热器与储热水箱之间的高差（Kpa）

hf----附加压力（Kpa），取20-50Kpa

4 小时耗热量的计算

长租公寓设计小时耗热量Qh为：

Qh=Kh × Qr× M ×ρr× C × (Tr-T1)/T

其中，

Qh--设计小时耗热量KJ/h

M---用水计算单位数

Qr--热水用水定额

ρr-热水密度Kg/L

Tr--热水温度，取60度

T1--冷水温度，取5度

T--取24h

Kh--小时变化系数，长租公寓取2.5

Qh=2.5× 30× 287×1 ×4.187 ×（60-5）/24=206536Kj/h，换算为57.4KW。

5 供热水箱的供热量及有效容积计算

供热水箱的取值，根据日用热水小时变化变化曲线、自动控制装置、热泵的工作制度与供热能力计算确定。长租公寓取45min×Qh来计算，Qgr=0.75×Qh。供热水箱的有效容积：

Vgr=0.75×Kh×M/1000

其中，

Vgr--供热水箱的有效容积，m3

M---用水单位数，人数取287人

Vgr= 0.75 × 2.5 ×30× 287/1000=16.14m3

6  补热用热泵机组的选型计算

按照水源热泵机组相同的公式进行计算，考虑空气源热泵的修正系数（ 除霜修正考虑系数为η1=0.8；温度修正按照-10度情况下的热泵温度修正系数进行修正η2=0.9 ）。

Qg= 57.4 /0.8/0.9=79.72KW。空气源热泵热水机组在7度情况下的名义制热量为 79.72 ， 79.72 η1η2> 57.4 KW，才能满足要求。

7  热水循环泵的选型

长租公寓热水循环流量

Qx=Qs/[（Cρr（Tx-Ty）]

其中：

Qx--全热供应热水的循环流量，L/h

Qs--配水管道的热损失，按照5%Qh

TX-Ty--配水管道的温度差，按照5-10度选取

热水循环泵的扬程，一般不超过20m，该水泵的选项由设计院负责校核。

Hb=hp+hx

Hb--循环水泵的扬程（Kpa）；

hp--循环水量通过配水管网的水头损失（Kpa）；

hx--循环水量通过供水管网的水头损失（Kpa）。

自控系统

1--太阳能集热器水箱水位传感器（压力式）包含T2；

T1--集热器顶部温度传感器；

T3--防冻循环温度传感器（安装于集热循环管路最低温度点）；

T5--水管道温度传感器（安装于用水循环管路最低温度点）；

P1--集热管路循环泵，亦作为防冻循环泵；

P2--用水管路循环泵（亦可用电磁阀 自动增加泵形式）；

P4--恒温水箱温差循环泵；

W2--恒温水箱水位传感器（压力式），包含P4；

T2--太阳能集热水箱温度传感器与水位W2一体；

T6--集热和恒温水箱之间管道温度；

P3--恒温水箱定温进水泵，亦是恒温水箱温差循环泵；

DCF1--上水电磁阀（自来水进集热水箱补水）；

DCF2--定温上水电磁阀（自来水进恒温水箱补水）；

集热系统控制柜实现的主要功能：

1.定温循环： 在设定的三个时间段内，当管道循环温度T5小于管道循环温度定值（默认36度），且恒温水箱温度高于设定值5度，启动管道循环。 当T5高于设定值3度或T4小于设定值或T4小于设定值或T4低于T5温度3度时停止。

2.温差循环： 当集热器顶部温度与集热器水箱温度之差T1-T2大于等于温差循环起始温度（默认7度），水泵P1打开，进行集热循环，当T1-T2小于等于3度，集热循环停止；

3.定温出水

（1）集热器水箱自动补水： 当集热水箱水位小于水位设定下限时，启动电磁阀DCF1，当集热水箱水位大于水位设定上限时，电磁阀DCF1关闭。

（2）集热器定温出水： 当集热水箱水温T2大于恒温水箱温度设定值上限 2度时，且循环泵P3未启动时，启动电磁阀DCF1。 当集热水箱温度T2小于恒温水箱温度设定上限，关闭电磁阀DCF2。

4.定时辅助加热功能

（1）自动加热： 当恒温水箱温度T4小于温度设定下限45度时，自动启动辅助加热，达到水温设置上限后停止加热。

（2）定时加热： 在定时加热时间点，当水箱温度T2低于恒温水箱温度设定上限时，启动辅助加热到温度设定上限后停止加热，可设定四个定时时间点。

（3）手动加热： 当恒温水箱T4低于恒温水箱温度设定上限时，手动即时启动辅助加热，加热到温度设定上限后停止加热。

5.防冻控制

（1）集热管道防冻： 当集热器顶部温度T1或集热器底部温度T3低于防冻温度设定值，水泵P1启动进行防冻循环，当T1和T3都大于等于防冻设定值时，防冻循环停止。

（2）用水管道防冻： 当T5低于或等于用水管道设定值即启动水泵P2，到T5达到或等于设定值后，停止启动P2。

（3）集热和恒温水箱之间的防冻： 当集热和恒温水箱之间的管道温度T6低于设定值时，水泵P3和P4启动，大于设定值时关闭水泵。

6.集热器高温保护： 当集热器温度T2大于95度时，集热器高温保护启动，电磁阀E1、E2和循环泵P1关闭。 当集热器温度低于90度时，集热器高温保护关闭，恢复E1、E2、P1功能。

7.集热水箱低水位保护： 当集热水箱水位低于集热水位低水位设定数值时，低水位保护启动，循环泵P1、P3关闭。 当集热水箱水位大于集热水箱设定值时，水位保护关闭，恢复P1和P3循环泵运行。

8.恒温水箱低水位保护： 当恒温水箱水位低于恒温水箱水位设定值时，启动低水位保护，循环泵P2、P4关闭。 当恒温水箱水位大于恒温水箱设定值时，水位保护关闭，恢复P2和P4循环泵运行。

9.恒温水箱低温保护： 当恒温水箱水位低于恒温水箱水温设定值时，启动低温保护，循环泵P4关闭。 当恒温水箱水温大于恒温水箱温度设定值时，低温保护关闭，恢复P4循环泵运行。

10.恒温水箱高温保护： 当恒温水箱水位高于恒温水箱水温设定值时，启动高温保护，循环泵P3关闭。 当恒温水箱水温低于恒温水箱温度设定值时，高温保护关闭，恢复P4循环泵运行。

11.集热水箱自动补水： 当集热水箱水位小于设定值时，启动电磁阀DCF1，当集热水箱水位大于设定值时，关闭DCF1。

12.集热水箱定温进水： 当集热水箱温度T2大于恒温水箱设定值上限，且循环泵P3未启动，启动电磁阀DCF1，当集热水箱温度T2小于恒温水箱设定温度设定值上限时，关闭电磁阀DCF1。