珠海某宿舍空气能热水系统工程案例解析

　　一、工程概况

　　根据甲方要求，本项目主要为员工宿舍提供生活用热水，日均用水量40吨，拟采用空气能热水系统，供水温度55℃，全天候不定时供水。

　　二、气象参数

　　珠海市地理位置为北纬22°16‘，东经113°34’，属亚热带海洋性气候区。具有四季分明，光能充足、热量丰富、雨水充沛、雨热同季、无霜期长等特点。全市太阳年辐射总量为4651.6MJ/m2，年日照时数1910小时，年平均气温为22.4℃，冬天极端温度水温为10℃。年无霜期242~263天。多数年份降雨量在1100-1300毫米之间，4~10月份降水量占全年80％，太阳辐射量占全年75％，≥10℃的积温为全年80％，具有水热同步和与农业生产季节一致的良好气候条件，适宜多种农作物的生长发育。

　　三、设计规范

　　《热泵供热系统设计、安装及工程验收技术规范》GB/T18713-2002

　　《空气能热泵技术条件》GB/T6424

　　《空气能热泵性能实验方法》GB/T4271-2000

　　《空气能热泵系统安装标准》QB/T15816-2004

　　《建筑给水排水设计规范》GB/50015-2009

　　《民用建筑电器设计规范》JBJ/T16

　　《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》GB50242-2002

　　四、系统设计

　　结合甲方提供的设计资料以及实地勘察，本项目水箱采用40m3的不锈钢矩型保温水箱，放置于屋顶预留位置，保温水箱分隔为两部分，一部分为加热水箱，一部分为保温水箱，系统配备4台10P空气源热泵，以此来满足全天候供水需求。

　　此配置根据国家规范要求及系统定时段供55℃的热水所需制热时间不超过12小时计算，因此无论阴雨天还是气候温度低（-5℃以上）的情况下都能完全满足用户用水需求。当某台空气源热泵检修时，其余空气源热泵至少能满足制供≥50%的热水量，保证系统正常运行。

　　标准工况：环境干球温度20℃，湿球温度15℃。

　　所选用空气源热泵有如下特点：

　　1）该空气源热泵能效比高。

　　2）压缩机采用国际优质名牌“谷轮”涡旋式压缩机，效率高、噪声低、能耗低、维修方便。

　　3）采用四通阀换向化霜，除霜功能系统采用PID三态化霜技术。

　　4）机组设有压力、温度等显示装置，其功能具备：自动启停，掉电记忆功能（停电自动恢复运行）、高低压保护、压缩机过流过载保护、热水超温保护，缺水停机保护，高压保护等多重安全保护。

　　5）制热温度可达55℃，满足国际热水输出标准的要求。

　　6）机组采用智能化设计，无需安排专职人员看守，自动调节，智能运行。

　　7）机组使用寿命长。

　　8）适用于酒店宾馆、健身场所以及医院、学校等企事业单位洗浴取暖。

　　五、系统原理

　　本系统设计主要采用空气源热泵加热，集中贮热，全天候供应热水。

　　1.补水工作原理：系统采用定时定温定水位补水方式补水，在设定时间内，当加热水箱水温大于等于设定温度上限且保温水箱水位低于设定水位下限时，冷水电磁阀自动打开补水。

　　2.加热工作原理：系统自动定温启动加热，当水箱水温低于设定温度下限时，空气源热泵启动工作，直到达到设定温度时停止。

　　3.加压供水工作原理：采用恒温恒压控制，供水泵自行根据管网压力启动加压供水，以确保各用水终端有足够的水压。

　　六、效益分析

　　本项目以全年365天供应热水，使用空气源热泵每天将40m3水（平均初始冷水温度22℃）加热到55℃，需耗能量为：

　　Q＝m△T＝40000kg×（55-22）℃

　　＝1320000kcal

　　△T———水的温差（产热水温度-初始冷水温度）

　　M———水的质量（kg）

　　采用空气源热泵耗电量为：

　　1320000/（860kcal/kg×350％）+438.5（kW/h）

　　采用电加热耗电量为：

　　1320000/（860kcal/kg×95％）

　　+1615.7（kW/h）

　　与电加热相比，每年节省电量：

　　（1615.7-438.5）×365=429678（kW/h）

　　与电加热相比每年节约费用：

　　429678×0.68元/kW/h+29.2（万元）

　　（注：1度电产生的热值为860kcal，空气源热泵年平均热效率为350%，电加热管年平均热效率为95%，电价暂定0.68元每kW/h取费）

　　结语

　　采用空气源热泵系统，具有安全、稳定、经济等特点，与电加热相比，本项目每年大约节约43万度电，可节约费用约29.2万元/年，从本工程案例可以看出，节能效果非常显著，经济实用。

　　文/珠海兴业新能源科技有限公司 吕龙龙