摘要：文章以工程實例分析了熱泵熱水機組在中央熱水系統(tǒng)應用中的節(jié)能情況。采用冬季熱負荷為機組選型依據(jù)，通過和燃氣鍋爐進行比較，得出每年的節(jié)能費用，說明熱泵熱水機組在中央熱水供應中的發(fā)展前景，值得大力推廣。

　　關鍵詞：熱泵熱水機組 中央熱水系統(tǒng) 燃氣鍋爐

　　熱泵熱水機組是最近幾年新興的熱水制造設備，它以電為動力，安裝方便、施工周期短、占地面積少、無需燃料堆放場所、無排渣的運輸費用及三廢處理開支、無需專門值班人員，對于城市密集地區(qū)的集中供熱水系統(tǒng)來說，壓縮式熱泵熱水機組表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢[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高效節(jié)能無污染的使用技術[2].熱泵熱水機組的制熱功率達300%以上，相同的輸出，熱泵熱水機組的輸入功率只有電鍋爐的1/3～1/4，對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，儲存于保溫水箱內(nèi)，供用電高峰時使用，起到削峰填谷作用。近年來，隨著我國節(jié)能和環(huán)保要求的提高，熱泵熱水機組在中央供熱水系統(tǒng)中得到廣泛應用，尤其在我國長江流域以南地區(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，全日供應熱水每天用熱高峰在晚上8～11點。按入住300人，賓館客人所用熱水按國標每天200L/人計算，約需60t/d熱水，用量較大。原設計樓頂設有4臺立式燃氣鍋爐，采用兩次循環(huán)回路供熱水：21層以上兩臺，高壓循環(huán)；21層以下兩臺，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，酒店決定對中央熱水系統(tǒng)進行改造，改造方案采用5臺南京華電熱泉供熱技術有限公司生產(chǎn)的熱泵熱水機組，改造中酒店原有的熱水供應系統(tǒng)保留不變，原來的燃氣鍋爐作為一個應急設備，燃氣房的供、回水總管上，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組的供、回水主管，中間加一個蓄熱水箱，以利減少設備的選擇容量。系統(tǒng)還采用自動控制，可根據(jù)需要設置水溫。新設備布置在樓頂上，不影響美觀，無噪音干擾。

　　2、設計參數(shù)的選定

　　（1）冷水溫度： 夏季20℃ 過渡季 17.5℃ 冬季15℃

　�。�2）熱泵機組熱水出口溫度55℃，室內(nèi)用熱水出口溫度40℃

　�。�3）峰期電價0.8元/KWh，儲冰電價0.3元/KWh

　　3、選型

　　熱泵熱水機組的選型要根據(jù)氣候條件，平均日用水量及用水溫度，用戶的補水溫度綜合考慮，選擇機型。機組工作時間一般取一天時間的70%左右。由于機組的能效比受環(huán)境溫度影響，因此在選擇機型時，需同時考慮最惡劣工況和初期投資費用問題[3].

　　1、冬季熱負荷

　　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、過度季熱負荷

　　Qn=60×1000×4.187×（40-17.5）×（1+0.1）=6217.7MJ=1727.13KWh

　　3、夏季熱負荷

　　Qn=60×1000×4.187×（40-20）×（1+0.1）=5526.8MJ=1535.23KWh

　　表1 熱泵熱水機組能效比

　　額定工況下參數(shù)按標準〈Q/3201HDRQ-01-2002〉，冷水18℃，熱水55℃，干球溫度55℃，濕球溫度12℃

　　根據(jù)冬季熱負荷及機組性能參數(shù)，在環(huán)境溫度7℃條件下，1臺HAM096型熱泵熱水機組輸出功率21.4kw，5臺總輸出功率為107kw，每天運行18小時可滿足熱負荷需要。

　　4、經(jīng)濟性分析

　�。�1） 熱源的熱效率和熱值表

　　表3 熱源熱值表

　　（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 費用表

　　注：燃氣按現(xiàn)貴酒店提供的13元/立方米算。

　　（3）費用計算

　　以冬季熱負荷為計算依據(jù)，利用熱泵熱水系統(tǒng)供熱水，每天使用低谷電8個小時，產(chǎn)熱水量為27t，電費為67.23元，每天使用峰電10小時，產(chǎn)熱水量為33t，電費為219.45元，合計286.68元。而該酒店原來使用的燃氣鍋爐制熱水的費用為每天1154.4元。改造后該酒店每天可節(jié)約運行費用為867.72元，每年節(jié)約運行費用31萬多元。

　�。�4）熱泵與燃氣鍋爐的日常運行和維護費比較

　　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)中被廣泛應用，主要因為其具有節(jié)能、環(huán)保、安全、舒適等諸多優(yōu)點受到了越來越多用戶的青睞。其日常的維護費用也比常規(guī)的熱水系統(tǒng)低，主要體現(xiàn)在以下各方面。

　　1、熱泵熱水機組由儲熱水箱組成，可以隨時使用熱水，不用專人開關機和維護。比燃氣鍋爐節(jié)省一個鍋爐工的費用。

　　2、熱泵熱水機組的維護包括：機器外殼、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，燃氣鍋爐以燃氣作為燃料，屬于易燃、易爆的危險物品，具有不安全因素。

　　3、熱泵熱水機組可以放置在室外樓頂?shù)鹊胤剑�不影響工作效率。而燃氣鍋爐要定期經(jīng)技術、安全監(jiān)督局的檢查、認可。

　　4、熱泵熱水機組使用電能清潔能源，絕不會造成空氣污染。燃氣鍋爐燃氣燃燒，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，長期排放，會污染周圍環(huán)境。

　　5、熱泵熱水機組采用機組并聯(lián)運行，分別單獨控制，假如其中一臺出現(xiàn)故障，不影響其它機組的正常運轉。

　　6、熱泵熱水機組的使用壽命可高達15年，折算起來，比使用燃氣鍋爐成本更低。

　　5、結束語

　　通過以上分析，可以進一步認識到熱泵熱水機組在中央熱水系統(tǒng)中應用的前景。該項目投入運行后，在一年內(nèi)收回了設備的投資成本，得到了業(yè)主的好評。照此該酒店在該套熱泵熱水機組壽命期限內(nèi)可節(jié)約費用為470多萬元，節(jié)能效果十分明顯。熱泵熱水機組這一新型的節(jié)能產(chǎn)品必將成為我國中央熱水系統(tǒng)的首選。

　　參考文獻

　　1、蔣能照，主編。空調用熱泵技術及應用。[J]北京：機械工業(yè)出版社，1997

　　2、姜益強�？諝庠礋岜美錈崴畽C組的選擇[J].暖通空調，2003，33（6）：30-33

　　3、南京華電熱泉供熱技術有限公司。電工熱泵熱水機組技術手冊，2003