熱泵熱水機(jī)組是zui近幾年新興的熱水制造設(shè)備，它以電為動(dòng)力，安裝方便、施工周期短、占地面積少、無需燃料堆放場(chǎng)所、無排渣的運(yùn)輸費(fèi)用及三廢處理開支、無需專門值班人員，對(duì)于城市密集地區(qū)的集中供熱水系統(tǒng)來說，壓縮式熱泵熱水機(jī)組表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì)[1]。另一方面，熱泵可通過吸收環(huán)境天然能源及余熱、廢熱，全年供熱、夏季供冷，是一種利用可再生能源的節(jié)能無污染的使用技術(shù)[2]。熱泵熱水機(jī)組的制熱功率達(dá)300%以上，相同的輸出，熱泵熱水機(jī)組的輸入功率只有電鍋爐的1/3～1/4，對(duì)供電容量的壓力不大，生產(chǎn)熱水的成本只有電鍋爐的1/3～1/4。熱泵熱水機(jī)組同樣可以使用蓄能裝置，利用夜間低谷電制取一定溫度的熱水，儲(chǔ)存于保溫水箱內(nèi)，供用電高峰時(shí)使用，起到削峰填谷作用。近年來，隨著我國(guó)節(jié)能和環(huán)保要求的提高，熱泵熱水機(jī)組在中央供熱水系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，尤其在我國(guó)長(zhǎng)江流域以南地區(qū)，節(jié)能效果十分顯著。
1、工程概況
深圳某酒店有客房221套，全日供應(yīng)熱水每天用熱高峰在晚上8～11點(diǎn)。按入住300人，賓館客人所用熱水按國(guó)標(biāo)每天200l/人計(jì)算，約需60t/d熱水，用量較大。原設(shè)計(jì)樓頂設(shè)有4臺(tái)立式燃?xì)忮仩t，采用兩次循環(huán)回路供熱水：21層以上兩臺(tái)，高壓循環(huán)；21層以下兩臺(tái)，低壓循環(huán)。為了降低成本、節(jié)約能源、改善酒店周圍環(huán)境，酒店決定對(duì)中央熱水系統(tǒng)進(jìn)行改造，改造方案采用5臺(tái)南京華電熱泉供熱技術(shù)有限公司生產(chǎn)的熱泵熱水機(jī)組，改造中酒店原有的熱水供應(yīng)系統(tǒng)保留不變，原來的燃?xì)忮仩t作為一個(gè)應(yīng)急設(shè)備，燃?xì)夥康墓⒒厮偣苌?，原水管仍在新系統(tǒng)中發(fā)揮作用，原有系統(tǒng)的總供、回水主管上連接熱泵熱水機(jī)組的供、回水主管，中間加一個(gè)蓄熱水箱，以利減少設(shè)備的選擇容量。系統(tǒng)還采用自動(dòng)控制，可根據(jù)需要設(shè)置水溫。新設(shè)備布置在樓頂上，不影響美觀，無噪音干擾。
2、設(shè)計(jì)參數(shù)的選定
（1）冷水溫度：夏季20℃過渡季17.5℃冬季15℃
（2）熱泵機(jī)組熱水出口溫度55℃，室內(nèi)用熱水出口溫度40℃
（3）峰期電價(jià)0.8元/kwh，儲(chǔ)冰電價(jià)0.3元/kwh
3、選型
熱泵熱水機(jī)組的選型要根據(jù)氣候條件，平均日用水量及用水溫度，用戶的補(bǔ)水溫度綜合考慮，選擇機(jī)型。機(jī)組工作時(shí)間一般取一天時(shí)間的70%左右。由于機(jī)組的能效比受環(huán)境溫度影響，因此在選擇機(jī)型時(shí)，需同時(shí)考慮zui惡劣工況和初期投資費(fèi)用問題[3]。
1冬季熱負(fù)荷
qn=60×1000×4.187×（40-15）×（1+0.1）=6908.6mj=1919.04kwh
（0.10為：系統(tǒng)熱損失系數(shù)，15為上水溫度。）
2過度季熱負(fù)荷
qn=60×1000×4.187×（40-17.5）×（1+0.1）=6217.7mj=1727.13kwh
3夏季熱負(fù)荷
qn=60×1000×4.187×（40-20）×（1+0.1）=5526.8mj=1535.23kwh
表1熱泵熱水機(jī)組能效比
環(huán)境溫度℃輸入功率kw輸出功率kw能效比cop
-57.015.62.23
07.417.52.36
57.920.22.56
108.323.22.80
158.826.93.10
209.431.53.35
2510.238.13.74
3010.843.64.04
3511.448.64.26
4012.352.54.27
表2熱泵熱水機(jī)組主要技術(shù)性能參數(shù)
類別項(xiàng)目名稱單位數(shù)值
機(jī)組技術(shù)項(xiàng)目熱水出水溫度℃55
性能參數(shù)
額定制熱量kw26.9
額定小時(shí)制熱水量l/h600
額定輸入功率kw8.8
zui大輸入功率kw12.3
安裝條件水路外形尺寸mm1290×960×1150
凈重量kg350
額定水壓力mpa0.6
zui高水壓力mpa1.0
接管管徑 dn40
運(yùn)行條件電氣使用電壓v3~/380±10%
使用頻率hz50
zui大電流a28
接地要求ω〈10
溫度環(huán)境溫度范圍℃-5~40
額定工況下參數(shù)按標(biāo)準(zhǔn)〈q/3201hdrq-01-2002〉，冷水18℃，熱水55℃，干球溫度55℃，濕球溫度12℃
根據(jù)冬季熱負(fù)荷及機(jī)組性能參數(shù)，在環(huán)境溫度7℃條件下，1臺(tái)ham096型熱泵熱水機(jī)組輸出功率21.4kw，5臺(tái)總輸出功率為107kw，每天運(yùn)行18小時(shí)可滿足熱負(fù)荷需要。
4、經(jīng)濟(jì)性分析
（1）熱源的熱效率和熱值表
表3熱源熱值表
熱源燃料熱值熱效率，%實(shí)際熱值
燃?xì)忮仩t26000kcal/m36516900
熱泵860kcal/kwh3503010
（2）兩種方式加熱1噸水的成本
以1000公斤（1噸）15度的冷水，加熱至40度的熱水，需要25000千卡的熱量為例，兩種熱源的成本比較。（1000×25=25000千卡）。
表4費(fèi)用表
熱源動(dòng)力消耗單價(jià)費(fèi)用
燃?xì)忮仩t1.48m313元/m319.24元
熱泵（峰期電價(jià)）8.31kwh0.8元/kwh6.65元
熱泵（低谷電價(jià)）8.31kwh0.3元/kwh2.49元
注：燃?xì)獍船F(xiàn)貴酒店提供的13元/立方米算。
（3）費(fèi)用計(jì)算
以冬季熱負(fù)荷為計(jì)算依據(jù)，利用熱泵熱水系統(tǒng)供熱水，每天使用低谷電8個(gè)小時(shí)，產(chǎn)熱水量為27t，電費(fèi)為67.23元，每天使用峰電10小時(shí)，產(chǎn)熱水量為33t，電費(fèi)為219.45元，合計(jì)286.68元。而該酒店原來使用的燃?xì)忮仩t制熱水的費(fèi)用為每天1154.4元。改造后該酒店每天可節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用為867.72元，每年節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用31萬多元。
（4）熱泵與燃?xì)忮仩t的日常運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)比較
熱泵這一新型的節(jié)能產(chǎn)品之所以能很快的在中央供熱水系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用，主要因?yàn)槠渚哂泄?jié)能、環(huán)保、安全、舒適等諸多優(yōu)點(diǎn)受到了越來越多用戶的青睞。其日常的維護(hù)費(fèi)用也比常規(guī)的熱水系統(tǒng)低，主要體現(xiàn)在以下各方面。
1熱泵熱水機(jī)組由儲(chǔ)熱水箱組成，可以隨時(shí)使用熱水，不用專人開關(guān)機(jī)和維護(hù)。比燃?xì)忮仩t節(jié)省一個(gè)鍋爐工的費(fèi)用。
2熱泵熱水機(jī)組的維護(hù)包括：機(jī)器外殼、蒸發(fā)器散熱片的清洗。主要是清洗蒸發(fā)器散熱片上的灰塵，燃?xì)忮仩t以燃?xì)庾鳛槿剂?，屬于易燃、易爆的危險(xiǎn)物品，具有不安全因素。
3熱泵熱水機(jī)組可以放置在室外樓頂?shù)鹊胤?，不影響工作效率。而燃?xì)忮仩t要定期經(jīng)技術(shù)、安全監(jiān)督局的檢查、認(rèn)可。
4熱泵熱水機(jī)組使用電能清潔能源，絕不會(huì)造成空氣污染。燃?xì)忮仩t燃?xì)馊紵?，其排出的煙氣仍含有二氧化硫、氧化氮、一氧化碳等有害氣體，長(zhǎng)期排放，會(huì)污染周圍環(huán)境。
5熱泵熱水機(jī)組采用機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行，分別單獨(dú)控制，假如其中一臺(tái)出現(xiàn)故障，不影響其它機(jī)組的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
6熱泵熱水機(jī)組的使用壽命可高達(dá)15年，折算起來，比使用燃?xì)忮仩t成本更低。
5、結(jié)束語
通過以上分析，可以進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到熱泵熱水機(jī)組在中央熱水系統(tǒng)中應(yīng)用的前景。該項(xiàng)目投入運(yùn)行后，在一年內(nèi)收回了設(shè)備的投資成本，得到了業(yè)主的好評(píng)。照此該酒店在該套熱泵熱水機(jī)組壽命期限內(nèi)可節(jié)約費(fèi)用為470多萬元，節(jié)能效果十分明顯。熱泵熱水機(jī)組這一新型的節(jié)能產(chǎn)品必將成為我國(guó)中央熱水系統(tǒng)的。
參考文獻(xiàn)
1蔣能照，主編.空調(diào)用熱泵技術(shù)及應(yīng)用.[j]北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997
2姜益強(qiáng).空氣源熱泵冷熱水機(jī)組的選擇[j].暖通空調(diào)，2003，33（6）：30-33
3南京華電熱泉供熱技術(shù)有限公司.電工熱泵熱水機(jī)組技術(shù)手冊(cè)，2003
作者簡(jiǎn)介
劉軍，男，1976年生，陜西蒲城人，畢業(yè)于包頭鋼鐵學(xué)院供熱通風(fēng)與空調(diào)工程專業(yè)，獲學(xué)士學(xué)位，助理工程師，現(xiàn)主要從事熱網(wǎng)設(shè)計(jì)、熱泵供熱及節(jié)能方面的工作。