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空气能热泵热水节能系统

  

空气能热泵热水原理

热泵热水机组是目前世界上最先进、能效比最高的热水设备之一,它根据逆卡诺循环原理,采用电能驱动,通过传热工质把自然界的空气、水、土壤或其它低温热源中无法被利用的太阳能潜热有效吸收,产生能用的高品位热能,并将收集的热量释放到水中,对水进行加热的设备。

热泵热水机组一般由压缩机、蒸发器、膨胀阀、过滤器、储液罐、冷凝器、储水箱等几部分组成。

 

热泵热水机组系统工作过程如下:处于低压液态循环工质(如R22及R134A)流经蒸发器时蒸发,此时从低温热源处吸收热量,变成蒸气后,流进压缩机,经过压缩机压缩后升温升压,变成高温、高压蒸气,排出压缩机,蒸汽流经冷凝器,在冷凝器中,将从蒸发器中吸取的热量和压缩机耗功所相当的那部分热量排出,传递给冷水,使其温度提高。循环工质蒸汽冷凝降温后变成液相,高压液体流经膨胀阀后,压力下降,变成低压液体,低压液相工质流入蒸发器,由于沸点低,因而很容易从周围环境吸收热量而再蒸发,又形成低温低压蒸汽,依此不断地进行重复循环。就能使低温热量连续不断地传递到高温热源(水)处,以满足热水需求。

传热工质是一种特殊的物质,在实际运行当中,热泵中传热工质的蒸发极限温度为-20℃左右,因此即使-5℃的环境温度相对于它来说也是“热”的,也就是说热泵热水机组可以100%将所有的热能包括压缩机运转的机械能与周围环境的能量传递给冷水,而绝对不会浪费任何能源。

制取50吨热水能耗节能对比

根据郑州气象气候条件,对于热水使用全年可分为三种季节,各季节热量计算如下(按自来水的温度变化):

序号

季节

时段

天数

冷水平均温度()

加热所需热量(kJ)

1

夏季

7月~10

110

20

146510.0

2

过度季节

3月~6月、11

118

10

188370.0

3

冬季

12月、1月、2

137

5

209300.0

各种热源实际可利用热值(即单位量能源产热量的实际可利用值)

名称

热值

 

热效率

 

实际可利用热值

电热水器

3600kJ/度

×

热效率90%

=

3240kJ/

柴油锅炉

40000kJ/kg

×

热效率80%

=

32000kJ/kg

液化气

45000kJ/kg

×

燃烧率80%

=

36000kJ/Kg

节能热水机组不同,能效比不同。

夏季

3600kJ/度

×

热效率400%

=

14400kJ/

过度季

3600kJ/度

×

热效率360%

=

12960kJ/

冬季

3600kJ/度

×

热效率300%

=

10800kJ/

不同设备制取每吨热水成本

名称

能耗量

能源单价

 

金额

电热

水器

夏季

146510kJ÷3240kJ/=45.22

0.70元/

=

31.65

过度季

188370kJ÷3240kJ/=58.13

0.70元/

=

40.69

冬季

209300kJ÷3240kJ/=64.59

0.70元/

=

45.21

柴油

锅炉

夏季

146510kJ÷32000kJ/kg=4.58kg

6.0元/Kg

=

27.48

过度季

188370kJ÷32000kJ/kg=5.89kg

6.0元/Kg

=

35.34

冬季

209300kJ÷32000kJ/kg=6.54kg

6.0元/Kg

=

39.24

液化气

夏季

146510kJ÷36000kJ/kg=4.06kg

5.6元/Kg

=

22.74

过度季

188370kJ÷36000kJ/kg=5.23kg

5.6元/Kg

=

29.29

冬季

209300kJ÷36000kJ/kg=5.82kg

5.6元/Kg

=

32.59

节能热水机组

夏季

146510kJ÷14400kJ/=10.17

0.70元/

=

7.12

过度季

188370kJ÷12960kJ/=14.53

0.70元/

=

10.17

冬季

209300kJ÷10800kJ/=19.38

0.70元/

=

13.57

各热水制取设备年燃料(电)费用计算

本热水工程位于郑州市,设计热水用量50m3/天。一般天气越冷热水用量越大,天气越热热水用量越小;为便于计算和尽量接近实际情况,运行费用中实际热水用量按如下数据估算。

夏季(120天)热水用量50m3/天,过度季节(150天)热水用量50m3/天,各热水制取设备年燃料(电)费如下表。

热水制取方式

费用计算

燃料(电)费用

电热水器

夏季:    50×31.65×110 =174075

过度季节50×40.69×118= 240071

 

414146/

柴油锅炉

夏季:   50×27.48×110 = 151140

过度季节50×35.34×118= 208506

 

359646/

液化气设备

夏季:  50×22.74×110 = 125070

过度季节50×29.29×118= 172811

 

297881/

节能热水机组

夏季:50×6.19×110=34045

过度季节:50×10.17×118 = 60003

 

94048/

注:(1)热水费用 = 每天热水用量 × 制取热水单价 × 天数。

 (2)特别说明:当贵公司有低谷电价时段时,节能热水机组可以设定在低谷电价时运行,全年累计电费将大大小于94048元/年。

节能热水机组效益分析

该宿舍最高日均用水量50T,燃油单价6.0/kg,液化气单价按5.6/kg,电力单价0.70/度。

年燃料(电)费用比较

采用热水机组比采用燃油锅炉年节省燃料费用:359646-94048 =265598/

采用热水机组比采用液化气炉年节省燃料费用:297881 -94048=203833/

采用热水机组比采用电热水器年节省燃料费用:414146-94048 =320098/ 

项目

内容

备注

使用参数

总热水用量

50

按实际人数计算

主机选型

WBC-39.5H-A-SBC8

喷涂外壳

水箱匹配

1+9吨不锈钢保温水箱8

发泡保温层50mm(冬季温降5/天)

使用成本

每天的用电量

735

 

每天的电费

510

0.7/度计算

投资回收期

 

与燃油锅炉比

保修期

1.5

验收合格之日起