空氣能熱水器基本原理和設(shè)計(jì)方案

1）空氣能熱水器基本原理

空氣能熱水器，也稱“空氣源熱泵熱水器”。其基本原理是基于逆卡諾循環(huán)原理，通過(guò)利用少量高品位的電能作為驅(qū)動(dòng)能源把熱量從低溫（低品位）熱源中轉(zhuǎn)移到高溫?zé)嵩粗校錈崃堪ǜ咂焚|(zhì)熱量和從低溫源中吸收的熱量。

具體工作原理如下：空氣能熱水器把空氣中的低溫?zé)崃课者M(jìn)來(lái)，經(jīng)過(guò)制冷劑（冷媒）氣化，然后通過(guò)壓縮機(jī)壓縮后增壓升溫，再通過(guò)換熱器轉(zhuǎn)化給水加熱，壓縮后的高溫?zé)崮芤源藖?lái)加熱水溫。空氣能熱水器具有節(jié)能的特點(diǎn)，能效比通常可達(dá)300~400%。

2）酒店商用空氣能熱水器與燃?xì)忮仩t對(duì)比分析

以前期調(diào)研的雁蕩山景區(qū)雁蕩山山莊為例，該酒店現(xiàn)有客房205間，熱水月用量500噸左右，平均熱水日用量約15~20噸。該酒店目前采用的浙江盾安提供的3臺(tái)8匹空氣能熱水器。

1 設(shè)備投資

經(jīng)相關(guān)廠家的詢價(jià)，3臺(tái)8匹空氣能熱水器（含配套設(shè)備）投資視現(xiàn)場(chǎng)情況及工程量約12~15萬(wàn)。如果采用燃?xì)鉄崴仩t，經(jīng)相關(guān)鍋爐廠家的詢價(jià)，1噸（0.7MW）和2噸（1.4MW）燃?xì)忮仩t設(shè)備投資（含鍋爐、水箱、泵組及板換等設(shè)備）分別約11~13萬(wàn)和16~18萬(wàn)。

以空氣能熱水器和燃?xì)忮仩t設(shè)備投資分別按13萬(wàn)和15萬(wàn)計(jì)，日熱水用量以16噸計(jì)，均按照10年使用期測(cè)算，則制備單噸熱水空氣能熱水器和燃?xì)忮仩t設(shè)備投資成本分別為2.3元/噸和2.7元/噸。

2 運(yùn)行成本

如果以環(huán)境溫度15℃制備55℃熱水1噸為例，則需要4萬(wàn)大卡熱量。分別以空氣能熱水器和1鍋爐簡(jiǎn)單測(cè)算運(yùn)行成本，如表1所示。

表1 制取1噸熱水空氣能熱水器和1鍋爐運(yùn)行成本對(duì)比表

設(shè)備名稱

熱量計(jì)算

能源價(jià)格

運(yùn)行成本

空氣能熱水器

40000kcal/（860kcal/kwh×3.5）=11.63 kwh

0.8826元/kwh

13.2元

1鍋爐

40000kcal/（8974kcal/Nm3×85%）=5.24 Nm3

3.40元/ Nm3

17.8元

注：空氣能熱水器能效比按平均3.5計(jì)；電價(jià)根據(jù)2016年7月新發(fā)布的浙江省電網(wǎng)銷售電價(jià)表電度電價(jià)確定；1終端價(jià)格參考為浙江省物價(jià)局2016年6月8日新發(fā)布的溫州市數(shù)據(jù)，非居民用氣1零售價(jià)3.40元/方確定。

3綜合成本

根據(jù)以上設(shè)備投資及運(yùn)行成本的測(cè)算，單噸熱水空氣能熱水器和1鍋爐綜合成本如表2所示。

表2 單噸熱水空氣能熱水器和1鍋爐綜合成本對(duì)比表

設(shè)備名稱

設(shè)備投資成本

運(yùn)行成本

綜合成本

空氣能熱水器

2.3元/噸

13.2元/噸

15.5元/噸

1鍋爐

2.7元/噸

17.8元/噸

20.5元/噸

根據(jù)測(cè)算，當(dāng)1鍋爐的供氣價(jià)格為2.4元/ Nm3時(shí)，與空氣能熱水器的綜合運(yùn)行成本持平。即只有當(dāng)1鍋爐供氣價(jià)格低于2.4元/ Nm3時(shí)，綜合成本才較空氣能熱水器具有經(jīng)濟(jì)性。

3空間要求

空氣能熱水器安裝相對(duì)較靈活，可以安裝在屋頂或室外地面。燃?xì)忮仩t設(shè)置相對(duì)要求要嚴(yán)格，需滿足《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》、《鍋爐房設(shè)計(jì)規(guī)范》等相關(guān)規(guī)范要求。

4運(yùn)行穩(wěn)定性

空氣能熱水器容易受周圍空氣環(huán)境的影響，在天氣較冷、環(huán)境溫度較低時(shí)，其制造熱水量的多少會(huì)略有降低。特別是在-10℃下容易結(jié)霜，在-20℃以下，機(jī)組就停止工作了。但考慮到樂(lè)清地區(qū)地理位置，出現(xiàn)此類極端氣候的概率并不高。燃?xì)忮仩t不受周圍環(huán)境影響，全年可以連續(xù)運(yùn)行穩(wěn)定。

5環(huán)保要求

環(huán)保方面，空氣能熱水器能耗主要為電力，燃?xì)忮仩t能耗主要為1，均是符合環(huán)保要求的。

表3酒店商用空氣能熱水器與燃?xì)忮仩t對(duì)比一覽表

對(duì)比項(xiàng)目

空氣能熱水器

1鍋爐

結(jié)論

設(shè)備投資

以平均熱水日用量約