完整版空气能技术支持：膨胀罐、缓冲水箱和大型蓄能水箱的选型表及计算.docx
膨胀水箱计算表
55
985.7
1.5 11464.5 13914.5
备注 /
长 900 1200 1100 1400 1400 1800 1600 2000 2000 1800 2400 2200
宽 900 700 1100 900 1400 1200 1600 1400 1600 1800 1600 1800
高
公称容积m³
有效容积m³ (贤哥整理)
有效容积2(周锐 水箱重量
整理)
(kg)
水重量 (kg)
900
0.5
0.61
0.6
202
600
900
0.5
0.63
0.6
210
600Leabharlann 110011.15
1
290
1000
1100
1
1.2
1.1
303
1100
1200
2
2.27
2
533
2000
1200
2
2.06
2.2
582
风-水系统 补水泵流量
单位水容量 占系统水容
取值
量比例
L/m2
/
1.5
5%
0.7~1.3
中间计
1.水容量估算
全空气系统
建筑面积
单位水容量 系统水容量
取值
1
m2
L/m2
L
空气-水系统 建筑面积
m2
3500
0.7
2450
7643
果
最小有效容 积(L)
L
调节容积 L
最大膨胀水
量
选型是否正
确 L
384
水温 5 10 15 20
膨胀水箱的容积计算资料
膨胀水箱的容积计算
膨胀水箱型式的分类：分开式和闭式
开式有：密闭板式；隔膜式；球胆式；水泵定压补水一体式 从箱内压力变化考虑：膨胀水箱又可分为定压式和变压式两种。
闭式膨胀水箱容积计算：
=V s
P
P v
v T 2
11
2
131-
∆--α
—膨胀水箱容积；m 3
—系统水容积，m 3
（参见下图1）
v 1 —低温时水的比容，m 3
/Kg; v 2 —高温时水的比容，m 3
/Kg
α—线性膨胀系数；钢为11.7×10
6
-c
︒-1
铜为17.1×10
6
-c
︒-1
△ T —水系统中最大温差：℃（一般为5）
P 1
—低温时水压力，Kpa
P
2
—高温时水压力，Kpa
；P 2的确定：
=箱体静压头+系统顶部的最小压力值
=运行时最高压力
开式膨胀水箱容积计算方法：
V
p
=α△t V s
V p ---膨胀水箱有效容积，m 3
α---水的体积膨胀系数，α=0.0006,1/℃
△t---系统内最大水温变化值，℃
---系统内的水容量，m3，即系统中管道和设备内总容水量（参
看图一）
图一：水系统中总容量（L/m2空调面积）。
热力系统膨胀罐选型计算实战
热力系统膨胀罐选型计算实战
热力系统中（锅炉、空调、热泵、热水器等）AQUASYSTEM膨胀罐的选型公式：
C = 系统中水总容量（包括锅炉、管道、散热器等）
e = 水的热膨胀系数（系统冷却时水温和锅炉运行时的最高水温的水膨胀率之差，见下表），标准设备中e=0.0359（90℃）
P1=膨胀罐的预充压力（绝对压力）
P2=系统运行的最高压力（绝对压力）
V= 膨胀罐的体积
不同温度下水的膨胀率
温度（℃） e 温度（℃） e 温度（℃） e
0 0.00013 45 0.0099 75 0.0258
4 0 50 0.0121 80 0.029
10 0.00027 55 0.0145 85 0.0324
20 0.00177 60 0.0171 90 0.0359
30 0.00435 65 0.0198 95 0.0396
40 0.00782 70 0.0227 100 0.0434 例如:系统水总容积为400L的锅炉,安全阀起跳压力为3bar.应该选用多大体积的膨胀罐
按选大不选小原则，最接近的是35L的膨胀罐，即该系统需选用V A V35
经验公式：
空调、热泵系统：
5P以下机用2L，即VR2
5-10P机用5L，即VR5
10-18P机用8L，即VR8
1P（匹）= 2.5KW
锅炉、热水器系统：功率为1000Kcal/h的锅炉或热水器，其系统水总容积为10-20L 。
1Kcal/h（大卡/小时）= 1.163W
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储能(缓冲)水箱计算
储能（缓冲）水箱计算为避免压缩机频繁启动、增加系统的热稳定性，应校核系统水容量是否能满足系统热稳定性的要求。
即当系统中（水）所储的能量不足以维持短暂停机（比如说化霜）时水温波动要求（夏季不大于5℃，冬季不大于3℃），应设置缓冲水箱。
1、系统热稳定性要求1）夏季制冷工况：空气源热泵主机停机10min，供水温度允许升高不大于5℃。
2）冬季制热工况：空气源热泵主机除霜时间为3min时，供水温度允许降低不大于3℃。
2、系统水容量计算M2系统水容量=管道水容积+设备水容积=0.15*L (kg),L：系统管路总长（m）。
3、系统要求的最小水容积M1最小水容积m3=（末端总冷热量kw×热泵主机冷热稳定性时间要求s）÷【水定压比热容KJ/(kg.℃)×水温的波动要求温差℃】=主机制冷热量 (kｗ)×化霜时间(S)÷【水的比热取(kJ/kg℃)×水温的波动要求温差℃】；注1：水温的波动要求温差：夏季取5℃，冬季取3℃。
注2：冬季制热工况，热泵主机热稳定性要求时间=3min=3*60s。
注3：夏季制冷工况，热泵主机冷稳定性要求时间=10min=10*60s。
注4：水定压比热容=4.2*103J/(kg.℃)=4.2KJ/(kg.℃)。
4、系统水容量与最小水容积对比冬、夏季水容积计算结果中，数值最大者为空调系统对水容积的要求值。
如果：M2系统水容量＜M1最小水容积,应该设置缓冲水箱，或放大管径重新计算直至满足要求。
储能水箱有效容积M:= M1-M2 (kg)5、设置缓冲水箱的优点1）如果不设置缓冲水箱，将导致主机频繁启停。
特别是当末端系统为暖气片或风机盘管时，环路中的循环水量有限，就会引起主机在很短时间内达到设计温度，主机就会停止工作，然后又会在很短暂的时间内，水温达到主机启动的条件，这样频繁启停会大大减少主机的使用寿命和浪费电能。
加上缓冲水箱就相当于系统能量增加了，系统的温度变化平稳了，主机启动次数也自然减少了，使用寿命也就大大延长了。
（完整版）空气源热泵机组的设计选型总结
空气源热泵机组的设计选型总结一、热水量及耗热量的计算1、日耗热量的计算依据规范《建筑给水排水设计规》GB50015-2003，全日供应热水的宿舍（ I 、II 类）、住宅、别墅、酒店式公寓、招待所、培训中心、旅馆、宾馆的客房 ( 不含员工 ) 、医院住院部、养老院、幼儿园、托儿所 ( 有住宿 ) 、办公楼等建筑的集中热水供应系统的设计日耗热量应按下式计算：)(t t q Q l r r r d m c 式中Q d ——日耗热量，KJ/ d ；C ——水的比热，4.187 KJ/ kg ·℃q r ——热水用水定额L/ 人·d 或L/ 床·dm ——用水计算单位数（人数或床位数）r ——热水密度，kg/Lt r ——热水的温度，t r = 60℃t l ——冷水温度，℃2、设计日用水量)(11t t Q q l r r drd c 式中q rd ——设计日用水量，L/ d ；Q d ——日耗热量，KJ/ d ；C ——水的比热，4.187 KJ/ kg ·℃r ——热水密度，kg/Lm ——用水计算单位数（人数或床位数）t r 1——设计热水的温度，℃t l 1——设计冷水温度，℃3、设计小时耗热量全日供应热水的宿舍（ I 、 II 类）、住宅、别墅、酒店式公寓、招待所、培训中心、旅馆、宾馆的客房 ( 不含员工 ) 、医院住院部、养老院、幼儿园、托儿所 ( 有住宿 ) 、办公楼等建筑的集中热水供应系统的设计小时耗热量应按下式计算:Tc m r l r r h h t t q K Q )(式中Qh ——设计小时耗热量，KJ/ h ；C ——水的比热，4.187 KJ/ kg ·℃q r ——热水用水定额L/ 人·d 或L/ 床·dm ——用水计算单位数（人数或床位数）r ——热水密度，kg/Ltr ——热水的温度，t r = 60℃t l ——冷水温度，℃T ——每日使用时间，hK h ——小时变化系数，见下标6.4.2 选取4、设计小时用水量)(t t Q q lr r h rh c式中Q h ——设计小时耗热量，L/ h ；C ——水的比热，4.187 KJ/ kg ·℃r ——热水密度，kg/Lt r ——设计热水的温度，℃t l ——设计冷水温度，℃二、设备选型1、机组小时供热量空气源热泵热水机组小时供热量按下式计算:T Q K Q d g 11式中Q g ——热泵机组设计小时供热量KJ/ hQ d ——最高日耗热量KJ/dT 1——热泵设计工作时间，12～20 hK 1——安全系数，可取 1.05～1.0所选热泵的总制热功率应在相应的工况下，大于设计小时供热量Q g2、贮热水箱的选择（1）全日制集中热水供系统贮热水箱有效容积，应根据日耗热量、热泵持续工作时间及热泵工作时间内耗热量等因素确定，当其因素不确定时宜按下式计算：式中：Q h ——设计小时耗热量 (kJ/h) ；V r ——贮热水箱有效容积（ L ）；T ——设计小时耗热量持续时间（ h ）；η——有效贮热容积系数，贮热水箱、卧式贮热水罐η = 0.80 ～ 0.85 ，立式贮热水罐η = 0.85 ～ 0.90 ；k 2 ——安全系数， k 2 =1.10 ～ 1.20 。
膨胀罐、缓冲水箱、蓄能水箱功能
膨胀罐、缓冲水箱、蓄能水箱功能缓冲水箱其实就是串联在中央空调系统中增加小型系统的水容量，存储冷量或热量，有效地解决系统过小所带来的负荷波动和主机频繁的启动问题，从而达到延长设备寿命和节能省电的目的。
膨胀罐其实大家在工程中都看到了膨胀罐，就是一个气囊加一个碳钢罐体和法兰组成。
当系统水压力大于膨胀罐碳钢罐体与气囊之间的氮气压力时，系统水会在系统压力的作用下挤入膨胀罐气囊内。
这样一是会压缩罐体与气囊之间的氮气，使其体积减小，压力增大。
二是会增加系统整个水的容纳空间，使系统压力减小，直到系统水的压力和罐体与气囊之间的氮气压力达到新的平衡才停止进水。
当系统水压力小于膨胀罐内气体压力时，气囊内的水会在罐体于气囊之间的氮气的压力作用下挤出，补回到系统，系统水容积减小压力上升，罐体与气囊之间的氮气体积增大压力下降，直到两者达到新的平衡，水停止从气囊挤压回系统，压力罐起到调节系统压力波动的作用。
压力罐由于气囊的调节作用，广泛应用在水系统的小范围压力波动控制上。
压力罐应用在热水和供暖系统上，主要用来消除由于水温变化导致的压力波动，避免损害其他的系统控制元件。
我们知道，膨胀罐在供水系统中也有应用，可以消除因水阀打开引起的水锤效应，免遭水锤的冲击，从而达到系统的动态平衡。
这个在供水系统中很常见，一般来讲膨胀罐的最大工作压力是八到十公斤，大小从两升到一两百升都有。
水是有膨胀的，水在4℃时密度最大，当小于4℃和大于4℃水都会发生膨胀。
一吨水从10℃加热到90℃大概会增加36.5升的体积，如果没有膨胀罐的存在，水就会把其他的连接件损坏，所以膨胀罐的作用是不可忽视的，尤其在小系统中。
蓄能水箱我理解就是为了达到节能的目的，在小型的中央空调中，加大缓冲水箱的储水量，也就成为了一个蓄能水箱。
总体来说，蓄能水箱、膨胀罐和缓冲水箱这三者是没有本质的区别的。
区别仅仅是从字面上的理解，实际用到什么地方他们三个是有着相同的地方。
膨胀罐主要是在小系统里边，在我们的大系统中，我认为缓冲水箱和蓄能水箱是完全相同的东西。
膨胀水箱的选型与计算
膨胀水箱的选型与计算
膨胀水箱选用
开式高位膨胀水箱
膨胀水箱设计安装
要点
1.膨胀水箱安装位置，应考虑防止水箱内水的冻结，若水箱安装在非供暖房间内时，应考虑保温。
2.膨胀管在重力循环系统时接在供水总立管的顶端；在机械循环系统时接至系统定压点，一般接至水泵入口前，
3,。
循环管接至系统定压点前的水平回水干管上，该点与定压点之间，应保持不小于1.5-3m的距离。
4膨胀管、溢水管和循环管上严禁安装阀门，而排水管和信号管上应设置阀门。
5．设在非供暖房间内的膨胀管，循环管理体制、信号管均应保温。
6.一般开式膨胀水箱内的水温不应超过95°C。
由于我选择的散热器是四柱813型（带腿）散热器
则膨胀水箱的体积为：V=0.38×7.5=2.85L
进一法
则膨胀水箱的公称面积（m³）为：3
则膨胀水箱的有效容积（m³）为：3.05
则膨胀水箱的尺寸为（mm）：2000×1400×1400。
空气源热泵设计选型与配置大全
空气源热泵设计选型与配置大全一、空调负荷计算1.空调负荷计算的组成(Q L)(1)由于室内外温差和太阳辐射作用，通过建筑物围护结构传入室内的热量形成的冷负荷；(2)人体散热、散湿形成的冷负荷；(3)灯光照明散热形成的冷负荷；(4)其他设备散热形成的冷负荷；(5)渗透空气所形成的冷负荷(6)新风量负荷2.空调负荷计算方法简单介绍空调动态负荷的计算显得比较繁琐，即便是采用一些简化手段，计算工作量也是比较大的。
估算最简便，捷径行路，人之通性，慢慢的被它取而代之了。
但是估算的根据并不坚定，偏于保守是不可避免的，总是顾虑怕估算的小了，这也是可以理解的。
估算法也要注意与实际相符合，要根据实际的经验以及不同建筑的各自不同的情况。
目前空调负荷的计算还是以估算为主。
3.民用建筑空调单位面积冷负荷（q L）4.负荷计算——单位面积冷负荷法Q L=q L×S式中：Q L——建筑物空调房间总冷负荷 (W) Q L——冷负荷 (W/m2)S——空调房间面积 (m2)二、空调末端（风机盘管）的计算与选择（1）根据风量：房间面积、层高（吊顶后）和房间气体循环次数三者的乘积即为房间的循环风量。
其对应的风机盘管高速风量，即可确定风机盘管型号。
（2）根据冷负荷：根据单位面积负荷和房间面积，可得到房间所需的冷负荷值。
利用房间冷负荷对应风机盘管的中速风量时的制冷量即可确定风机盘管型号一般采用第二种方法——根据冷负荷选择风机盘管，在特殊场合如对噪音要求较高的场所，可用第一种方法进行校核。
确定型号以后，还需确定风机盘管的安装方式（明装或安装），送回风方式（底送底回，侧送底回等）以及水管连接位置（左或右）等条件。
房间面积较大时应考虑使用多个风机盘管，房间单位面积负荷较大，对噪音要求不高时可考虑使用风量和制冷量较大的风机盘管。
注意：对于风管超过一定长度的风盘，应采用中、高静压的风盘，且出风管道上不宜多于两个出风口。
三、采暖负荷计算1.采暖负荷计算的组成（Q n）冬季采暖通风系统的热负荷，应根据建筑物下列散失和获得的热量确定：1）围护结构的耗热量，包括基本耗热量和附加耗热量，2）加热由门窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量3）加热由门、孔沿及相邻房间浸入的冷空气的耗热量；4）建筑内部设备得热；5）通过其他途径散失或获得的热量。
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膨胀罐、缓冲水箱和蓄能水箱，都是为了加大系统的水容量，到达使系统更稳定、更节能的目的。
从使用上来说，膨胀罐是系统的必须件，只要是有水泵的水循环系统，不管有没有缓冲水箱，一定要膨胀罐或是高位膨胀水箱。
而缓冲水箱是优化件。
系统中安装缓冲水箱对保障系统的稳定性，提高节能效果有重要作用。
而在大系统中，那么经常采用大型蓄热水箱。
目的是为实现主机在环境温度较高的时间段运行，或在选择在谷电价的时间段运行，用水箱蓄能的方式把热能储存起来，在其它的时间段释放热能，从而到达节能降低运行费用的目的。
对于他们的必要性，我们之前已经讲过无数次了，但很多经销商对于这三者之间的选型还是处于一知半解。
今天，我们少谈一些复杂的计算，从实用经历来看一下这三者的选型方法。
一、膨胀罐
水加热之后是有膨胀的，如果没有膨胀罐的存在，水就会把其他的连接件损坏，所以膨胀罐的作用是不可无视的，尤其在小系统中。
现在很多品牌的主机，都已经内置了膨胀罐。
比方把5p机里，内置一个至少5L的膨胀罐。
使用上表要注意：①膨胀罐最好选择304不锈钢法兰，碳钢镀锌比拟容易生锈。
②膨胀罐的预充压力等于补水阀的设定压力。
③建议膨胀罐每1~2年检查一下充气压力，压力低时充气。
④配套自动补水阀、泄压阀。
二、缓冲水箱
缓冲水箱是增加小型系统的水容量，存储冷量或热量，有效地解决系统过小所带来的负荷波动和主机频繁的启动问题，从而到达延长设备寿命和节能省电的目的。
在水循环系统中膨胀水箱是必须要的设备，而缓冲水箱不是必须要的设备。
比方说做一个一次系统小型户式热泵地暖系统，缓冲水箱就是多余的。
一百平方米的地暖水容量大约是120L，无需用缓冲水箱。
假设是一个二次系统，也就是说有一个二次泵的系统，缓冲水箱作为一次侧的热容池，或许是需要的。
使用上表要注意：①储能水箱容易受水系统总水容量、末端同时使用台数及空调主机配置的情况影响，一般系统的总容水量为6~10L/KW制热量，同时使用台数低的选大值。
②计算总容水量〔6~10L/KW ×机组制热量KW〕－当前系统实际水容量=蓄能水箱容量。
③安装要求：安装在回水端，高进低出，顶部安装排气阀。
三、大型蓄能水箱
由于水的比热容较大4186j/kg〔即4186j/升〕，水是廉价的蓄热介质，所以工程上通常选用水箱蓄热的方式。
方式一：仅用空气源热泵加热
由于空气源热泵机组的产水温度低，水箱蓄能的最大温差是15℃左右〔水温从35℃升到50℃〕，所以1立方米水的最大蓄热量只有15000千卡=17.44kwh(忽略能量转化效率，余同)。
高位水箱的作用：为系统补水、系统水的冷热膨胀预留空间，没有蓄能的作用，不参与末端的水循环；蓄能水箱的作用是为系统储存热量〔冷量〕，参与末端的水循环。
蓄能水箱的容积=水箱需要储存的热能/温差〔此公式忽略热损失〕
如，热负荷指标是45w/㎡，1000平的建筑储存10个小时的热量，需要的水箱容积是：(450kwh×860千卡/kwh)/15=25.8立方米，考虑到水箱散热的热损失，水箱的容积应再增加15%的余量，水箱的容积应是25.8×1.15=30立方米，即盛水30吨。
由此可见，这种水箱蓄能的缺陷：增加安装本钱，占据空间大、承重超出了建筑的设计要求，散热损失大、运行费用高。
方法二：用电锅炉+热泵加热
现在介绍第二种方法，采用采用电锅炉+空气源热泵主机给水箱加热的蓄能方式。
首先把空气源热泵主机把水箱中的水温从35℃提升到50℃，电锅炉再把水温提升到95℃，合计提升温差60℃。
所以，1立方米的水蓄热量是60000千卡=69.77kwh。
水箱的容积=水箱需要储存的热能/温差
例如，热负荷指标是45w/㎡，1000㎡的建筑储存10个小时的热量，需要的水箱容积是：(450kwh×860千卡/kwh)/60=6.45m，考虑到水箱散热的热损失，水箱的容积应再增加15%的余量，水箱的容积应是 6.45×1.15=7.4m，即盛水7.4吨。
电锅炉的制热功率=水箱储存的热能×45/60÷电锅炉的工作时间〔忽略电发热转换效率〕
例如，热负荷指标是45w/㎡，1000㎡的建筑储存10个小时的热量，需要电锅炉的功率是：450kwh×45/60÷10h=33.75kw。
考虑到散热等损失，电锅炉的功率应再增加15%的余量，因此，实际上电锅炉的制热功率应是33.75×1.15=38.8kw。
由此可见，这种蓄能方式水箱的容积是前者的1/4，大幅度地减少了水箱的占地面积及建筑物的承重负担。
方式三：用峰谷电水箱蓄热
在晚间谷电价的时间段中，空气源热泵机组把蓄热水箱的水温从35℃提升到50℃，电锅炉再把水温提升到95℃。
每1kg水温度升高60℃的蓄热量为60千卡=0.06977kwh，即1T水〔容积1立方米〕的蓄热量为69.77kwh。
如，西安1000㎡非节能建筑，按热负荷指标为60W/㎡计算，储存8个小时温度升高60℃热能需要水箱的容积是：60*8kwh/69.77kwh=6.878m；所以水箱的容积约为7m(如空气源热泵机组15度温差容积为28m)。
这种蓄热方式的优势在于：
a.有效地利用了低谷电，对整个电网来讲，起到了“削峰填谷〞的作用，对用户来讲，降低了运行费用；
b.与使用蓄热电锅炉相比，设备的造价低；
c.与使用蓄热电锅炉相比，设备占据空间少，重量轻，减少了建筑的承重负荷。
此外，除了水箱蓄能，实际上更推荐利用建筑本身来蓄能。
这是因为：符合国家节能建筑标准的建筑物，维护构造热惰性指标D＞6，尤其是地暖工程，建筑物本身就是一个巨大的蓄能体。
建筑物蓄能的特点：不需要再投入其它的蓄能设备，不占建筑物空间，不用考虑建筑物的承重问题，设备的投入少，同时蓄热量大。
因此，在节能建筑的前提下，应充分利用建筑蓄能，尽量不使用水箱蓄能的方式。
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