【正文】 經(jīng)濟(jì)發(fā)展研究中心（ DRC)在 2021 年的發(fā)布的“ 2021 中國(guó)城市熱水器市場(chǎng)報(bào)告”顯示：空氣源熱泵熱誰(shuí)系統(tǒng)市場(chǎng)的年增長(zhǎng)率在 25%左右，未來(lái) 3 年有望形成每年 50億元的市場(chǎng)，預(yù)計(jì)這種增長(zhǎng)勢(shì)頭將持續(xù) 5年之久。 空氣源熱泵熱水系統(tǒng)在我國(guó)備受關(guān)注，高效技能產(chǎn)品的出現(xiàn)是應(yīng)時(shí)代發(fā)展的必然趨勢(shì)。隨著能源緊缺的問 題日益引起人們的關(guān)注，消費(fèi)者的消費(fèi)觀念也隨之在改變，從起初的關(guān)注價(jià)格，到現(xiàn)在關(guān)注品牌 、功能、能耗等方面，這樣日趨理性的消費(fèi)行為注定成為空氣源熱泵熱水系統(tǒng)普及的有利保障和支撐 。通過 節(jié)能環(huán)保這 一基本國(guó)策 ，國(guó)家對(duì)這一項(xiàng)尤其 重視，空氣 源 熱水 系統(tǒng) 的升級(jí)換代速度 也 明顯加快，產(chǎn)能帶動(dòng)價(jià)格的競(jìng)爭(zhēng)手段 早 已逐漸 被 削弱，新 的 競(jìng)爭(zhēng)特點(diǎn)集中以技術(shù)進(jìn)步和創(chuàng)新為核心。 空氣 源熱泵 熱水 系統(tǒng) 巨大的市場(chǎng)空間吸引了以格力、 美的 為代表的知名品牌的加入，而在國(guó)內(nèi)空氣 源 熱水 系統(tǒng)的 行業(yè)中 具有 稍大優(yōu)勢(shì)的企業(yè) 都 注重研發(fā)、追求技術(shù)創(chuàng)新，在它們的帶動(dòng) 下 國(guó)內(nèi) 空氣 源 熱水 系統(tǒng) 行業(yè)的技術(shù) 革 新將成為必然趨勢(shì) 。 空氣 源 熱水 系統(tǒng)進(jìn)入 中國(guó)幾十年，但 是 真正發(fā)展不過幾年的時(shí)間。 根據(jù) 07 年年末的統(tǒng)計(jì) 表明 ，空氣 源 熱水 系統(tǒng) 企業(yè)大軍 迅猛的 占領(lǐng)了近 10個(gè)億的市場(chǎng)份額，無(wú)不顯示出空氣 源熱泵熱水系統(tǒng) 的巨大潛 力。 在我國(guó)的南方應(yīng)用廣泛，南方冬季氣溫不是很低，熱泵熱水的系統(tǒng)在冬季的效率依舊很很高。 空氣源熱泵熱水系統(tǒng)的特點(diǎn) （ 1）超大水量：水箱的容量可以根據(jù)實(shí)際的需要定做，可以滿足不同的需要。 （ 2）節(jié)能環(huán)保：通過熱泵技術(shù)將低溫側(cè)的熱量泵送到高溫側(cè)，從空氣中獲取資源，消耗電能比純粹的電加熱等系統(tǒng)消耗小，并且可以自定熱水器運(yùn)行時(shí)間。無(wú)有害氣體排放，干凈無(wú)污染，有利于保護(hù)環(huán)境。 （ 3）安全方便：完全的水電分離，也不會(huì)存在燃?xì)鉄崴鞯谋[患，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，用戶不必與強(qiáng)電接觸?？梢园惭b在任何地方，占用空間小，也可以安裝在室外露天放置，可以遠(yuǎn)程監(jiān)控，安裝簡(jiǎn)單，無(wú)需另設(shè)機(jī)房。 （ 4）使用壽命長(zhǎng)，設(shè)備性能穩(wěn)定，維護(hù)費(fèi)用低廉。 （ 5）使用范圍廣， 在環(huán)境溫度為 10℃～ 43℃下均能正常工作。 （ 6）持久恒溫：在使 用過程中完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行，到達(dá)設(shè)定水溫時(shí)自動(dòng)停機(jī)，低于指定水溫時(shí)自動(dòng)開機(jī)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn) 24小時(shí)全天候熱水供應(yīng)。 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 2021屆本科生畢業(yè)論文 第四節(jié) 北京理工學(xué)大學(xué)珠海學(xué)院熱泵熱水系統(tǒng)的背景和意義 本 設(shè)計(jì)《珠海某大學(xué)大學(xué)學(xué)生宿舍熱泵熱水系統(tǒng)》選取北京理工大學(xué)珠海學(xué)院宿舍樓進(jìn)行設(shè)計(jì)。 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院始建于 2021，在學(xué)校逐漸發(fā)展壯大下，學(xué)校各個(gè)方面設(shè)施逐漸完備齊全。但是始建初的未更換老舊設(shè)備早已跟不上社會(huì)進(jìn)步的腳步，同時(shí)老舊的設(shè)施設(shè)備也成為學(xué)校生活能源的浪費(fèi) 、學(xué)生生活中不便利以及安全隱患 的重要問題，例如學(xué)校的 學(xué)生衛(wèi)生用水設(shè)施方面。經(jīng)過學(xué)校的擴(kuò)張招生，學(xué)生衛(wèi)生用水方面設(shè)施的陳舊落后問題也是日益突顯出來(lái)。 學(xué)生宿舍的衛(wèi)生用水是通過淋浴間的電熱水器加熱而來(lái)，當(dāng)學(xué)生用水的高峰時(shí)段，這會(huì)給學(xué)校的電力設(shè)施帶來(lái)很大的壓力，宿舍基本是 4 個(gè)人共用一個(gè)熱水器，那么可想而知，學(xué)校近 2 萬(wàn)人用熱水，會(huì)給學(xué)校的電力帶來(lái)很大的難題，同時(shí)這樣的持久下去，會(huì)造成學(xué)校的電路老化，成為了學(xué)校日常生活工作方面很大安全隱患。并且電熱水器的電源在淋浴室內(nèi)，學(xué)生有時(shí)候洗澡 、 沖涼用水在淋浴室內(nèi)，當(dāng)人 、電、水同處一室，那么我就該好好考慮學(xué)生的人身安全問題。 當(dāng)需要 24小時(shí)供應(yīng)的熱水時(shí)，電熱水器就得通電 、工作 24 小時(shí)，否則就不會(huì)有恒溫的熱水供應(yīng)。電熱水器就得工作 24 小時(shí)，同時(shí)不斷的加熱 、保溫， 不斷的浪費(fèi)電力資源，加大學(xué)校的支出。宿舍基本是 4 人共用一個(gè)熱水器，水箱的體積不足夠四個(gè)人輪流的使用舒適的熱水，在第二個(gè)人之后使用的就是溫度不夠的衛(wèi)生熱水，這樣很影響師生的正常生活 、學(xué)習(xí)，這樣的熱水系統(tǒng) 給使用衛(wèi)生用水帶來(lái)了諸多的不便。 這樣的衛(wèi)生熱水早已不適合當(dāng)今的需要， 21 世紀(jì)的校園規(guī)劃追求的是生態(tài)環(huán)保型的校園， 在這樣的背景下我們進(jìn)行宿舍的熱泵熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的熱泵熱水系 統(tǒng)為空氣源熱泵熱水系統(tǒng)，這樣的熱水系統(tǒng)安全 、節(jié)能、環(huán)保，并且能滿足人們舒適熱水的需求。人們不用考慮用水時(shí)候的安全問題，不必考慮用水時(shí)自己去拔插電源，空氣源熱泵熱水系統(tǒng)可以遠(yuǎn)程控制機(jī)器的運(yùn)行開關(guān)，到用水前，學(xué)?？梢蕴崆斑\(yùn)行，這樣也利于學(xué)校的管理，并且在時(shí)間段過后可以遠(yuǎn)程控制定時(shí)下次工作的時(shí)間，又可以大大的節(jié)約能源，緩解能源緊張，避免在不需要工作時(shí)間的資源浪費(fèi)。相比較而言，這樣的熱水系統(tǒng)必然會(huì)比完全耗電的熱水系統(tǒng)更節(jié)能 、更安全 ，這樣的熱水供應(yīng)系統(tǒng)將會(huì)滿足人們對(duì)于熱水的需求，以及遵循當(dāng)代的節(jié)能減排任務(wù)。 第二章 設(shè)計(jì)內(nèi)容 第一節(jié) 工程概況 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院的 36棟學(xué)生宿舍位于珠海市唐家灣，學(xué)生宿舍共 7層， 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 2021屆本科生畢業(yè)論文 首層作為自行車 、學(xué)生飲用水房、公共活動(dòng)區(qū)域， 2至 6層作為學(xué)生宿舍使用。宿舍共有入住 4人規(guī)格的宿舍 264 間，入住 6 人規(guī)格的宿舍 12間，每個(gè)房間都配有獨(dú)立的衛(wèi)生間和淋浴室，并且每間宿舍供用一個(gè)淋浴器，熱水系統(tǒng)全年向?qū)W生宿舍提供熱水。樓頂 擺放水箱及設(shè)備機(jī)組。 第二節(jié) 設(shè)計(jì)內(nèi)容 設(shè)計(jì)參數(shù) 珠海冬 、 夏季風(fēng)交替變化明顯，終年氣溫高，偶爾有陣寒，但是冬日無(wú)嚴(yán)寒，夏日不酷熱；年日溫差較小，屬南亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，熱量充裕。冬季空氣和冷水溫度低于其他三個(gè)季節(jié)，珠海春季、夏季、秋季的冷水計(jì)算溫度為 20℃；珠海冬季的冷水計(jì)算溫度為 5℃；整年平均冷水溫度為 15℃；熱水供水溫度為55℃；珠海全年無(wú)霜。宿舍樓內(nèi)有 4 人間規(guī)格宿舍 264 間， 6 人間宿舍 12 間，共住宿人數(shù) 1128 人。學(xué)生用水高峰時(shí)段為三個(gè)時(shí)段：早晨起床內(nèi) 1 個(gè)小時(shí)；中午放學(xué)到下午上學(xué)期間的 2 小時(shí) 30分；晚上放學(xué)到晚上封樓前期間的 6小時(shí)。學(xué)生主要用水在晚間放學(xué)后 。 熱泵熱水供應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)小時(shí)耗熱量 (全日供應(yīng)熱水 )： Qh=KhmqrC(trtl)ρ r /86400 式中： Qh— 熱泵熱水供應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)小時(shí)耗熱量 （ W）； m— 用水計(jì)算單位數(shù)（人數(shù)或床位數(shù)）； qr— 熱水用水定額 （ L/人? d或 L/床? d），根據(jù)表《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》熱水用水定額 采用； C— 水的比熱， C＝ 4187（ J/kg?℃）； tr— 熱水溫度， tr＝ 55（℃）； tl— 冷水溫度； ρ r— 熱水密度 （ kg/L）； Kh— 小時(shí)變化系數(shù)根據(jù)表 。 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 2021屆本科生畢業(yè)論文 《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》熱水用水定額 學(xué)生宿舍的熱泵熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，根據(jù)實(shí)際情況和《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》熱水用水定額 qr=60（ L/人? d） 宿舍樓熱水小時(shí)變化系數(shù) K值 居住人數(shù)(m) ≦ 100 150 200 250 300 500 1000 3000 ≧ 6000 Kh 根據(jù)表 小時(shí)變化系數(shù) Kh= ：宿舍樓住宿人數(shù) 1128 人故 M=1128 人 ρ r=（ 50℃～ ； 60℃～ ） 宿舍小時(shí)變化系數(shù) Kh= 序號(hào) 建筑名稱 單位 最高日用水定額（ L） 使用時(shí)間（ h） 1 住宅 有自備熱水供應(yīng)和沐浴設(shè)備 有集中熱水供應(yīng)和沐浴設(shè)備 每人 每日 40~80 60~100 24 2 別墅 每人每日 70~100 24 3 單身職工宿舍、學(xué)生宿舍、招待所、 培訓(xùn)中心、普通旅館 設(shè)公用盥洗室 設(shè)公用盥洗室、淋浴室 設(shè)公用盥洗室、淋浴室、洗衣室 設(shè)單獨(dú)衛(wèi)生間、公用洗衣室 每人每日 每人每日 每人每日 每人每日 25~40 40~60 50~80 60~100 24 或定時(shí)供應(yīng) 4 賓館客房 旅客 員工 每床位每日 每人每日 120~160 40~50 24 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 2021屆本科生畢業(yè)論文 熱水用水定額 qr=60（ L/人? d） 水的比熱 C＝ 4187（ J/kg?℃） 冬季的冷水溫度 tl=5℃ 春、夏、秋季的冷水溫度 t2=20℃ 根據(jù) Qh=KhmqrC(trtl)ρ r /86400 整理得出 用熱水量計(jì)算 ， Qr=Qh/(trtl)ρ r 式中： Qr— 設(shè)計(jì)小時(shí)熱水量（ L/h)； Qh— 設(shè)計(jì)小時(shí)耗熱量（ W）； tr— 熱水溫度（℃）； tl— 冷水溫度（℃）； ρ r— 熱水密度（ kg/L）。 由 的計(jì)算可知，冬季的總設(shè)計(jì)小時(shí)耗熱量 Qh1=； 春、夏、秋季的總設(shè)計(jì)小時(shí)耗熱量 Qh2 =； 熱水溫度 tr=55℃； 冬季的冷水溫度 tl=5℃ 春、夏、秋季的冷水溫度 t2=20℃ 季節(jié) 溫度 冬季 春、夏、秋季 平均溫度 /℃ t1=5 t2=15 冷水進(jìn)水溫度 /℃ t1／ =5 t2／ =20 熱水出水溫度 /℃ t1∥ =55 t2∥ =55 溫度差 /℃ △ T1=50 △ T2=35 總設(shè)計(jì)小時(shí)耗熱量 /W Qh1 = Qh2 = 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 2021屆本科生畢業(yè)論文 ρ r=（ 50℃～ ； 60℃～ ） 根據(jù) Qr=Qh/(trtl)ρ r 整理得出 由上表的計(jì)算整理可得出冬季的熱水用量與春、夏、秋季的熱水用量是相同的。即： Qr1=Qr2= 冷熱水比例計(jì)算 根據(jù) Kr=（ thtl/trtl） 100% Kl=1Kr 進(jìn)行計(jì)算 式中： Kr— 熱水用量占混合水量的百分比； Kl— 冷水用量占混合水量的百分比； th — 混合水水溫（℃）根據(jù)表 《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》熱水用水水溫 取； tl— 冷水水溫（℃）； tr— 熱水水溫（℃）。 《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》熱水用水水溫 衛(wèi)生器具名稱 使用水溫 /℃ 宿舍 、招待所、培訓(xùn)中心 有淋浴間 無(wú)淋浴間 37~45 37~45 季節(jié) 類別 冬季 春、夏、秋季 設(shè)計(jì)小時(shí)耗熱量 Qh/(W) Qh1= Qh2= 熱水溫度 tr(℃ ) 55