南寧市檢察院宿舍區危舊房改造項目熱供水系統供配電的分析及設計*

鄭軍龍

廣西電力職業技術學院 廣西 南寧 530007

引言

廣西壯族自治區屬于亞熱帶季風氣候，氣候溫和，平均年日照時數1600小時，平均每年太陽能輻照量約為4578MJ/㎡，太陽能資源十分豐富，利用太陽能潛力巨大。但太陽能對天氣要求較高，陰雨天等太陽輻射情況不好時無法使用。

1 項目的概況

南寧市檢察院宿舍區危舊房改住房改造項目位于南寧市民族大道72號，總計新建三棟住宅樓共248套住房，于2020年主體建筑完成施工，進入設備安裝階段，為了實現節能減排及方便住戶生活的目標，項目設計和安裝太陽能空氣源熱泵耦合熱水系統，實現家家戶戶24小時不間斷供應節能的生活熱水。本熱水系統總計供應248戶，約992人日常生活熱水需求[1]。

2 熱水系統節能減排的計算分析

2.1 熱水系統的原理

該危舊房改造項目1號樓的太陽能空氣源熱泵耦合熱水系統的電氣設備平面圖，主要的電氣設備有：空氣源熱泵共12臺，每臺規格都是5匹，額定輸入功率是4.65kW，最大輸入功率是5.9kW，額定工作電壓是交流三相380V；每臺空氣源熱泵配備循環水泵，該水泵輸入功率是265W；另外還有一臺太陽能集熱模塊的輸入功率為500W的循環水泵。這些電氣設備最大輸入功率的總和為74480W，詳細系統圖見圖1[2]。

圖1 太陽能與空氣源熱泵耦合熱水系統原理圖

2.2 太陽能集熱系統熱效率計算

太陽能集熱系統的熱效率計算方法，以配備有循環水泵的集中式太陽能集熱系統為例，通常太陽能集熱系統在太陽輻照下熱水從初始溫度加熱到設定溫度，因此得出配備有循環水泵的集中式太陽能集熱系統實際熱值為：

35000/0.034 =1029411.76千卡/度；綜合熱效率為：1029411.76/860=119699%。

2.3 空氣源熱泵熱效率

空氣源熱泵熱水機組的額定制熱量為18kW，輸入功率為4.8kW，空氣源熱泵熱水機組配備的循環水泵功率為0.1.37kW，那么該空氣源熱泵熱水機組的綜合熱效率為：18/（4.8+0.137）=3.646

2.4 供配電分析及計算

2.4.1 導線可通過電流計算。通常，住宅內，銅線導線安全計算方法是：2.5mm3銅電源線的安全載流量－28A；4mm3銅電源線的安全載流量－35A；6mm3銅電源線的安全載流量－48A；10mm3銅電源線的安全載流量－65A；16mm3銅電源線的安全載流量－91A；25mm3銅電源線的安全載流量－120A；如果是鋁線，線徑要取銅線的1.5～2倍；如果銅線電流小于28A，按每mm310A來取肯定安全；如果銅線電流大于120A，按每mm35A來取。

2.4.2 負荷計算。

2.4.2.1 概念。計算負荷是以原始的設備銘牌數據為依據，從發熱角度出發，并且考慮到安全、經濟、合理等因素，用科學的方法統計出的假想負荷。其物理意義是：按此負荷運行產生的熱效應，與實際負荷運行產生的最大熱效應相等[3]。

2.4.2.2 計算方法。負荷計算方法一般有需要系數法、單位容量法以及二項式法等，其中以需用系數法最為常見。下面對負荷計算的基本公式作以介紹：

①整體上，有功計算負荷的基本公式是Pc=KnPs。

其中，Pc—有功計算負荷，kW；Kn—負荷計算需要系數，通過查表獲得；Ps—設備容量，指的是設備的原始銘牌數據。當設備為連續工作制時：Ps=PN(注：PN指設備的額定功率）當設備為斷續工作制時：（注：εN為設備的銘牌額定暫載率，ε規為統一規定暫載率，其中，電焊機為100%，起重機為25%）

當設備為氣體放電光源（熒光燈、高壓汞燈等）：Ps=1.2PN

②無功計算負荷的基本公式是QC=PC?tanφ。其中，QC—無功計算負荷，KVar；tanφ—功率因數角的正切值；

IC=（三相線路，其中NU所指為線電壓）其中，IC—計算電流，AUN—額定電壓，V。

3 結束語

單位住宅樓采用太陽能與空氣源耦合熱水系統，節能減排效果是十分的顯著。針對該熱水系統的進行供配電的分析及計算，給本熱水項目的施工安裝提供了理論依據，同時，為整棟樓和整個小區的供配電設計提供了參考。