水源热泵系统设计
水源热泵系统设计
水源热泵系统设计一、水源热泵设备选型⒈一般情况下按空调冷负荷确定机组型号，对于热负荷高的地区要校核采暖负荷。
传统的系统——用较大的热负荷或冷负荷选择系统。
以出水温度35℃的制冷量或以出水温度18℃的制热量作为选择水源热泵机组的依据。
⒉无锅炉系统——用冷负荷选择水源热泵机组，房间的热损耗需用足够能量的电加热型加热器加以抵消。
⒊水系统进水温度选定原则：一般制冷为15～35℃，制热为10～32℃，国标规定制造商参数标定按制冷进出水温度30/35℃，热泵制热进出水温度20℃。
⒋水量及风量确定原则：一般每KW的水流量为0.19m3/h，风量为140～250m3/h。
⒌实际制冷量及制热量会因室内设计干、湿球温度的不同而有所变化，应根据室内设计干、湿球温度进行修正。
二、循环水系统设计水环系统通常有冷却塔、换热器、蓄热箱、辅助加热器、泵及相应管路组成。
水环水温控制范围一般为15～35℃，在此温度范围内，一般不需要开冷却塔或辅助加热器。
三、系统水流量设计水源热泵系统夏季需冷量的计算方法与其它系统相同。
根据需冷量和所需的冷却水温差，各台水源热泵装置的循环水量即可求出，在考虑到装置的同时使用系数，即可得到整个系统所要求的夏季总冷却循环水量。
一般来说，单一性质的建筑同时使用系数较高，综合性建筑则低一些。
另水源热泵装置的数量越多，同时使用系数越小，反之则越大。
同时使用系数可按以下原则来确定：⒈循环水量小于36 m3/h时，同时使用系数取0.85～0.9⒉循环水量为36～54 m3/h时，同时使用系数取0.85～0.85⒊循环水量大于54 m3/h时，同时使用系数取0.75～0.8以上原则中所提到的循环水量是指各装置所需水量的累计值，把此值乘以同时使用系数即可得到系统实际所需的总循环水量，并以此作为循环水泵、冷却塔的选型参数以及循环水总管径确定的依据。
四、系统形式水源热泵水路系统通常采用一次泵系统，运行简单、管理也比较方便。
30000㎡住宅小区地源热泵方案
诸城30000㎡住宅小区水源热泵系统设计方案诸城市百盛暖通工程有限公司联系人:王泽林电话:137********第一章工程概述本工程总建筑面积为30000平方米，建筑功能为节能型住宅建筑，室内采用地板辐射采暖;本工程拟采用水源热泵系统提供热源，实现冬季取暖.第二章方案设计2。
1 主机系统设计从冷热源主机初投资、辅助设备初投资、安装费用、机房土建投资、维护费用及运行费用等角度综合考虑，根据程实际情况，现提出以下设计方案：本工程建筑热负荷综合概算指标取40w/m2，则本工程空调系统的总热负荷为1200kw。
根据上面负荷设计要求,主机设备选用2台HP600型螺杆型水源热泵机组提供热源，采用电脑全自动汉字显示控制系统，根据负荷侧室内人员的增减及室外阳光直射、室内设备发热量等负荷的变化，自动确定开关机数量，将室温控制在设定的温度范围,既达到供热的舒适效果又达到节能的目的。
2台HP600A型螺杆型水源热泵机组，总制热量为1196KW，主机冬季最大总输入功率为282KW.HP600A型螺杆式水源热泵机组主要性能参数如下：在水源进出水温度:15℃/ 7℃时，名义制热量为598KW,输入功率为141KW,水源水量为50m3/h.2。
2 运行管理设计为便于管理和进一步实现节能目的,根据住宅入住率随时间变化的特点，可将系统设定按以下方式主动控制：晚上18:00—21:00和凌晨4:00—9:00时，开启1台或1.5台水源热泵；晚上21:00—次日4：00时，开启2台水源热泵机组;白天9:00-18:00时，开启1台机组在低负荷状态下运行，既满足了使用要求，又保证建筑内的水系统管道不被冻裂。
采取上述控制方式可大大减少了设备运行时间，达到了降低运行费用的目的。
2。
3水源系统设计☆水源热泵机组对井水水温要求:水温10~30℃，冬季水温15℃.深井水温高，对冬季制热时效率高有益,但对夏季制冷时效率低不宜。
第三章工程造价概算第四章运行费用分析计算基础数据表冬季运行费用计算表第五章水源热泵系统介绍5。
水源热泵方案设计思路
水源热泵方案设计思路一、项目前期调研在设计水源热泵方案之前，需要对项目进行充分的前期调研。
这包括了解项目所在地的气候条件、地质水文情况、建筑物的用途和功能、用户的需求和期望等。
1、气候条件了解当地的气温、湿度、降雨量、太阳辐射等气候参数，这些参数将直接影响水源热泵系统的负荷计算和设备选型。
2、地质水文情况对项目所在地的地质结构、地下水水位、水质、水温等进行勘察和分析。
地下水的水量和水温是决定水源热泵系统能否稳定运行的关键因素。
如果采用地表水作为热源或热汇，还需要了解河流、湖泊的流量、水质等情况。
3、建筑物用途和功能不同类型的建筑物（如住宅、商业、工业等）对空调系统的需求和使用时间不同。
例如，商业建筑在白天的空调负荷较大，而住宅建筑在晚上的负荷较大。
了解建筑物的用途和功能有助于合理确定系统的运行模式和设备容量。
4、用户需求和期望与用户进行充分沟通，了解他们对室内温度、湿度、舒适度的要求，以及对系统运行成本、维护管理等方面的期望。
二、负荷计算负荷计算是水源热泵方案设计的基础。
准确的负荷计算可以为设备选型和系统优化提供依据，确保系统能够满足建筑物的冷热需求。
1、建筑围护结构传热计算根据建筑物的结构、材料、朝向、窗户面积等参数，计算通过墙体、屋顶、窗户等围护结构的传热量。
2、室内人员、设备、照明散热计算考虑建筑物内人员的数量、活动情况，以及设备、照明的功率和使用时间，计算室内的散热负荷。
3、新风负荷计算根据建筑物的使用功能和人员密度，确定新风量，并计算新风处理所需的冷热量。
4、同时使用系数和负荷系数的确定考虑建筑物内不同区域、不同设备的使用时间和负荷变化情况，确定同时使用系数和负荷系数，以对计算得到的负荷进行修正。
三、水源系统设计水源系统是水源热泵系统的重要组成部分，其设计的合理性直接影响系统的性能和运行效率。
1、水源类型选择根据项目所在地的地质水文条件和用户需求，选择合适的水源类型。
常见的水源类型有地下水、地表水（河流、湖泊）和城市再生水等。
某污水处理厂综合楼污水源热泵系统设计
某污水处理厂综合楼污水源热泵系统设计某污水处理厂综合楼污水源热泵系统设计一、引言随着城市化进程的加速，污水处理厂的建设和改造变得越来越重要。
为了满足综合楼对热水的需求，本文将设计一套基于污水源热泵的供暖和热水系统，提出了污水源热泵的工作原理和设计方案。
二、工作原理污水源热泵系统通过污水中所含的热能来进行供暖和热水的制备。
系统主要由水源热泵、热水储存设备、热水循环系统、热水供应系统和控制系统等部分组成。
1. 污水回收和前处理首先，通过管道将污水收集到污水处理厂。
在处理过程中，对污水进行初级、中级和高级处理，去除其中的杂质和有害物质。
2. 污水源热泵工作原理污水源热泵主要采用了压缩机、换热器、膨胀阀和冷凝器等组件。
首先，污水从储水池中通过泵送到换热器中，与循环介质（水或其他介质）发生换热作用，从而使污水中的热能传递给循环介质。
然后，循环介质通过蒸发器中的压缩机加热，产生高温高压气体。
高温高压气体进入冷凝器，通过与供应系统中冷水的换热，实现了热能的传递和回收。
三、设计方案基于以上工作原理，设计出某污水处理厂综合楼的污水源热泵系统如下：1. 热水储存设备综合楼采用了一组储水罐作为热水的储存设备，容量为100m³。
储水罐设计为分层结构，上层为热水，下层为冷水。
这样可以有效地减少热泵系统的运行次数，提高能源利用效率。
2. 热水循环系统热水循环系统由水泵、流量传感器和管道组成。
水泵负责将热水从储水罐中抽取出来，经过流量传感器控制流量，供给用户使用。
在夏季，系统还可将冷水通过换热器冷却供应给用户。
3. 热水供应系统热水供应系统主要由热交换器和调节阀组成。
热交换器用于将从热泵系统中提取的热能传递给热水循环系统，调节阀用于控制热能的传输。
4. 控制系统控制系统是整个污水源热泵系统的核心部分，主要由传感器、控制器、计算机和人机界面组成。
传感器负责实时监测系统的运行状态和温度变化，控制器根据传感器的反馈信息对压缩机和水泵进行控制，计算机和人机界面用于操作和监视系统。
浅谈湖水源热泵系统方案
浅谈湖水源热泵系统方案清晨的阳光洒在湖面上，波光粼粼，微风拂过，带来一丝丝湿润的空气。
我站在湖边，思考着如何将这湖水的温度转化为我们需要的能量。
于是，湖水源热泵系统方案在我脑海中逐渐浮现。
我们要了解湖水源热泵系统的工作原理。
简单来说，就是通过提取湖水中的低温热量，经过热泵的压缩机进行压缩，将低温热量转化为高温热量，再通过末端设备将热量传递给建筑物，达到供暖和供热水的作用。
与此同时，湖水吸收了热量，温度降低，再排放回湖中，形成一个良性循环。
我们来看看湖水源热泵系统的优势。
湖水温度相对稳定，不受季节和气候的影响，可以为热泵系统提供稳定的热源。
湖水源热泵系统运行过程中，无燃烧、无排放，对环境友好。
再次，湖水源热泵系统投资回报期短，运行成本低，经济效益显著。
那么，如何设计一个优秀的湖水源热泵系统方案呢？一、项目背景及需求分析1.项目背景本项目位于某湖泊附近，占地面积1000亩，建筑物总面积50万平方米。
湖泊水质清澈，水量充足，具有较高的利用价值。
项目旨在利用湖水源热泵系统为建筑物提供供暖和供热水，实现绿色、环保、高效的目标。
2.需求分析（1）供暖：冬季供暖面积为50万平方米，供暖时间为4个月。
（2）供热水：全年供热水量为1000吨/天。
二、系统设计1.热源选取根据项目背景和需求分析，本项目选用湖水作为热源。
湖水源热泵系统采用闭式环路，以防止湖水污染和生物入侵。
2.热泵机组选型根据供暖和供热水需求，本项目选用高效、稳定的湖水源热泵机组。
机组采用多台并联方式，以满足不同负荷需求。
3.管网设计4.末端设备本项目末端设备包括散热器、风机盘管和热水系统。
散热器选用高效、美观的钢制散热器；风机盘管选用低噪音、高效的风机盘管；热水系统选用高效、节能的太阳能热水器。
三、投资估算及经济效益分析1.投资估算本项目总投资约为1.2亿元，其中设备购置费用占60%，土建费用占20%，安装费用占10%，其他费用占10%。
2.经济效益分析四、结论一、湖水水质保护事项：长时间抽取湖水可能会影响水质，甚至导致湖水生态失衡。
水源热泵系统设计基础知识及节能量计算
即进行水源热泵主机选择时也不宜超过三台。
潜水泵的选择
流量的确定：
一般按照水源热泵样本中提供的制热/制冷时的井水流量 来选取，还可以按照如下公式进行计算选取，公式中的Q 为热泵机组制热/制冷量，N为机组输入功率；
制热时： L(m3/h) =
Q热-N热
温差x1.163
X(1.15~1.2)
制冷时： L(m3/h) =
取： V=1.2.0m/s 则：集管应有断面积为：F’=20612×2.0/1.2=34353mm2
相应直径：D=
=209mm，选择φ=219×6mm
4x34353/3.1416
集分水器尺寸确定
长度确定
L1=d1+60 L3=d2+d3+120
L2=d1+d2+120 Ln=dn-1+60
运行费用计算
工业锅炉燃烧1吨标准煤污染物排放量：
CO2 2620Kg
SO2 18.5Kg
NXO 7.4Kg
基础知识
各种能源折合成标准煤系数：
能源名称 原煤 原油 汽油 柴油
液化石油气 油田天然气 气田天然气
焦炉煤气
平均低位发热量 20908千焦（5000千卡）/千克 41816千焦（10000千卡）/千克 43070千焦（10300千卡）/千克 42552千焦（10200千卡）/千克 50179千焦（12000千卡）/千克 38931千焦（9310千卡）/立方米 35544千焦（8500千卡）/立方米 16726～17081千焦（4000～4300千卡）立 方米
表格要求：
表格：外框使用双实线，内部使用虚线； 段落：表格内字体内容一律采用单倍行距；字体内容上下居中；
1万平方米小区水源热泵方案(冷暖)
一、建筑概况本工程为1万平方米小区中央空调+生活热水系统。
项目所在地吉林省。
本方案设计采用水源热泵系统，设置一个集中冷热源机房，满足用户冬季供暖，夏季制冷及24小时生活热水的需求。
二、空调方案及相关系统比较（一）常规的能源方式燃气及燃煤锅炉供热，燃气燃烧后会产生CO2等温室物质，煤燃烧后燃烧产物包括CO2、CO、NOX、SO2烟尘等有害物质，排入大气，对环境造成污染。
两者都消耗传统的一次能源，受能源危机影响，当今一次能源价格不断上涨，造成后期运行成本的增加。
燃气锅炉需设调压站等设备，燃煤锅炉需设煤场，两种锅炉都需设消防设施，因此机房面积较大。
据世界能源委员会(WEC)2004年能源调查表明，石油可开采年限40年、天燃气60年、煤炭200年。
市政热力国家前期投入很大，大量消耗一次能源，供热时间受制于市政热力。
直燃机本身体积较大，而且要设置调压站等，机房面积与冷水机组＋燃气锅炉类似，也需消耗传统的一次能源，供热与燃气锅炉类似。
冷水机组需配备冷却塔，冷却塔耗水量较大，水份蒸发对周边环境有一些影响。
其与燃气燃煤等供热方式结合提供冷热负荷，机房总体面积大。
家用空调安装于各个室内，供冷热能力小，可以单个房间进行温度调控，但其室外机影响建筑美观。
另其无法满足大空间建筑的冷热需求。
（二）可再生的能源方式利用太阳能可实现采暖，但太阳能的利用受天气限制，在阴雨天、雪天、雾天等其他阳光较弱的条件无法利用，会导致供暖系统无法持续运行，达不到正常采暖的需求。
为了防止这类情况发生需另加辅助供暖系统，这样就造成初投资的增加。
另利用太阳能需很大的空间来铺设太阳能板，中大型建筑无法满足其要求。
风能的利用目前暂时停留在发电项目上。
若要采用风能发电来驱动制冷或采暖设备，在风力发电设备投资及占地面积上需要很大的投入，以目前的项目规划来看，利用风能来实现供热及供冷是不现实的。
潮汐能仅能用于发电。
本项目不紧挨海岸，潮汐能的利用无法实现。
生物质能对农村及郊区有农作物的地区有重要意义，但不适宜作为城市供暖能源大面积推广。
三用型水源热泵系统的设计实例
热 水 热 负荷 、 季空调 热 负荷 和生 活 热水 热负 荷 的要 冬 求 “。压缩机 生产厂 家提供 了《 ’ 。 涡旋式压 缩机选 型和 应 用 指 南 》指 南 给 出 了制冷 量 、 入 功率 、Ｏ ， 输 Ｃ Ｐ值 和
冷凝 温度 、 蒸发 温度 的关系 。
如图 １ 所示 用潜水 泵将地 下水 经旋 流除沙器 除砂
室、 厅、 房、 餐 包 厨房 、 洗浴 ， ２层设 有休 息厅 、 客房 。该 建筑 夏 天需 要 空 调 制 冷 ， 天 需 要 空调 采 暖 ， 年 四 冬 一 季需 要 热 水 供应 。该 Ｔ 程设 计 为三 用 型 水 源 热 泵 系
统 ， 工时 间为 ２ ０ 竣 ０ ３年 ， 从竣 工起 运行 一直 良好 。
一 ●
・ ：
● ●
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●
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３ ６
Ｉ 卷
工 程 设 计
冷凝 器是 １ ＃热 泵 和 ２ ＃热 泵
打 至水箱 （ 设水 箱 的 目的是 防用水 高峰 时地下水 量不
足 ）再 用 地下 水循 环 泵打 至水 源热 泵 机组 ， 热 后排 ， 换
至 回灌 井 。本设 计 的取水井 设一 口， 井深 ７ ｍ， ０ 出水量
３ ｍ ／， ６ 常年水 温 １ｃ 。静水位 距地 面 １ ｍ， ｈ ２ｃ ２ 动水 位距
－
： 生活 热水 负荷 ， 配备 了三 台水 源热 泵机 组 ， 析 了空调 、 暖 、 活热 水三 用 型水 源 热泵 工作 原 ： 分 采 生
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系统水循环泵的选择 扬程确定：
循环水泵扬程的组成：
1.热泵机组换热器水阻力：一般为6～7.5mH2O；(具体值可参看产品样本) 2.末端设备（空气处理机组、风机盘管等）表冷器或蒸发器水阻力：
一般为6～7mH2O； （据体值可参看产品样本）
3.回水过滤器阻力，一般为3～5mH2O； 4.分水器、集水器水阻力：一般一个为3mH2O；
L2=d1+d2+120 Ln=dn-1+60
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运行费用计算
计算公式：
运行费用=额定功率×开机台数×每天运行时间 ×实际运行天数×日运行系统× 年运行系数×电价
计算条件：
1、运行时间：冬季 天，日平均运行 小时； 2、日运行系数：0.75（查《实用供热空调设计手册》在一日中由于室外温度及 气候条件的不同，末端系统负荷随之调节变化）。
工业锅炉燃烧1吨标准煤污染物排放量：
CO2
2620Kg
SO2
18.5Kg
NXO
7.4Kg
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基础知识
各种能源折合成标准煤系数：
能源名称 原煤 原油 平均低位发热量 20908千焦（5000千卡）/千克 41816千焦（10000千卡）/千克 折标准煤系数 0．7143千克标准煤/千克 1．4286千克标准煤/千克
集分水器尺寸确定
管径的确定
按并连接管的总流量通过集管断面流速V=1.0-1.5m/s确定，最大不
宜超过4m/s。分支管管内流速一般为V=2.0m/s。
【例】集管上拟连接4根DN80管道，这些管内的流速均等于2m/s，试确定集管
的直径.
【解】DN80钢管内径81mm，其断面积 F=1/4πd2n=1/4×3.1416×812=5153mm2 连接管断面积和：∑F=5153×4=20612mm2 取： V=1.2.0m/s 则：集管应有断面积为：F’=20612×2.0/1.2=34353mm2 相应直径：D=
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潜水泵的选择 流量的确定：
一般按照水源热泵样本中提供的制热/制冷时的井水流量
来选取，还可以按照如下公式进行计算选取，公式中的Q 为热泵机组制热/制冷量，N为机组输入功率；
选取1m3/h处理量处理仪。
软化水箱大小的确定： 根据软化水小时处理水量来确定水箱的大小。
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YANTAI LAND AIR-CONDITIONING INDUSTRY CO.,LTD台热泵机组对应一台旋流除砂器，在系统较大时，不受此
系统水循环泵的选择 流量的确定
一般按照水源热泵样本中提供的制热/制冷时的水
流量来选取，可以按照如下公式进行计算选取，
公式中的Q为热泵机组制热/制冷量中的较大值。
L(m3/h) =
Q(kW)
温差x1.163
X(1.15~1.2)
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基础知识
标煤量折算：
燃煤系统标煤折算量：
标煤量=总制热量÷标煤发热量÷锅炉效率 =总制热量÷8.14÷70%÷1000
式中8.14KW为标煤发热量7000大卡/千克折算值
热泵系统标煤折算量： 标煤量=热泵耗电量÷单位电量标煤耗量
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水源热泵机房系统设计
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水源热泵系统的主要设备
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补水定压装置的选择
补水定压装置的方式：
1、高位膨胀水箱补水定压； 2、变频补水定压； 3、落地式膨胀水箱（膨胀罐）补水定压；
系统补水量的确定：
制热时： L(m3/h) =
Q热-N热
温差x1.163
X(1.15~1.2)
制冷时： L(m3/h)
=
Q冷+N冷
温差x1.163
X(1.15~1.2)
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原则限制； 以热泵机组井水需求量的大小确定旋流除砂器的型号及台数。
快速除污器的选择
根据系统水总管路管径大小确定快速除污器型号，一个系统仅用一 台快速除污器，在地下水含沙量较高的情况下，建议井水系统也装设快 速除污器。
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根据建筑的空调面积和房间功能进行空调冷、热负荷计 算，统计建筑空调总冷、热负荷 大部分建筑需要考虑房间的同时使用率，一般建筑的同 时使用率为70~80%，特殊情况需根据建筑功能和使用 情况确定。 根据计算出的总冷、热负荷，以其中较大值来确定主机
型号，注意机组在偏离额定工况时需进行参数修正。
水处理设备的选择
水处理设备总类： 电子水处理仪；（5000㎡以下建筑及卫生热水系统采用电子水处理仪） 软化水处理仪（钠离子交换器）（10000㎡以上建筑采用软化水处理） 电子水处理仪的选取：
根据系统水水流量或者系统水管径选取。
软化水处理仪的选取： 根据系统水补水量选取，系统补水量一般为系统中总水容量的2%～3%确 定，系统中水容量按照建筑面积每平方米1.3L计算；一般10000㎡建筑
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水源热泵机组 冷（温）水循环泵 潜水泵 旋流除砂器 水处理设备 定压补水设备 过滤器/除污器
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水 源
热
泵
系
统
流
程
图
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热泵机组的选择
汽油
柴油 液化石油气 油田天然气 气田天然气
43070千焦（10300千卡）/千克
42552千焦（10200千卡）/千克 50179千焦（12000千卡）/千克 38931千焦（9310千卡）/立方米 35544千焦（8500千卡）/立方米 16726～17081千焦（4000～4300千卡）立 方米 3596千焦（860千卡）/千瓦小时
1．4714千克标准煤/千克
1．4571千克标准煤/千克 1．7143千克标准煤/千克 1．3300千克标准煤/立方米 1．2143千克标准煤/立方米
焦炉煤气
电力（当量）
0．5714～0．6143千克标准煤/立方米
0．1229千克标准煤/千瓦小时
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3、年运行系数：0.8（查《实用供热空调设计手册》在一年中由于室外温度及
气候条件的阶段性变化，末端系统负荷随之调节变化）。 4、电价： 元/KW·h。
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系统水循环泵的选择 水泵并联运行情况
水泵 台数 1 2 3 4 5 流量 流量的 增加值 / 90 61 33 16 与单台泵运行比较 流量的减少 5% 16% 29% 40%
100 190 251 284 300
由上表可见：水泵并联运行时，流量有所衰减；当并联台数超 过3台时，衰减尤为厉害。建议：1.选用多台水泵时，要考虑 流量的衰减，留有余量。2.空调系统中水泵并联不宜超过3台， 即进行水源热泵主机选择时也不宜超过三台。
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基础知识
标准煤：
我国把每千克含热量为7000大卡（29306焦耳）的定为标准煤,也称
标煤。国家发改委提供的数据:火电厂平均每千瓦时供电煤耗由2000年 的392g标准煤降到360g标准煤,2020年达到320g标准煤。即一吨标准 煤可以发三千千瓦时(3000度)的电。
=热泵耗电量÷360÷1000
式中360g为发一度电标煤耗量 以上计算二者之差即为标煤节约量
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