壓縮式熱泵熱水機(jī)組在中央熱水系統(tǒng)中的應(yīng)用實例

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摘要:文章以工程實例分析了熱泵熱水機(jī)組在中央熱水系統(tǒng)應(yīng)用中的節(jié)能情況。采用冬季熱負(fù)荷為機(jī)組選型依據(jù),通過和燃?xì)忮仩t進(jìn)行比較,得出每年的節(jié)能費用,說明熱泵熱水機(jī)組在中央熱水供應(yīng)中的發(fā)展前景,值得大力推廣。
    關(guān)鍵詞:熱泵熱水機(jī)組 中央熱水系統(tǒng) 燃?xì)忮仩t
    熱泵熱水機(jī)組是最近幾年新興的熱水制造設(shè)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(jī)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(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(jī)組在中央供熱水系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)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(yīng)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(biāo)每天200L/人計算,約需60t/d熱水,用量較大。原設(shè)計樓頂設(shè)有4臺立式燃?xì)忮仩t,采用兩次循環(huán)回路供熱水:21層以上兩臺,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(jìn)行改造,改造方案采用5臺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,中間加一個蓄熱水箱,以利減少設(shè)備的選擇容量。系統(tǒng)還采用自動控制,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0.8元/KWh,儲冰電價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)組工作時間一般取一天時間的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,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(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 
    -5  7.0  15.6  2.23 
    0  7.4  17.5  2.36 
    5  7.9  20.2  2.56 
    10  8.3  23.2  2.80 
    15  8.8  26.9  3.10 
    20  9.4  31.5  3.35 
    25  10.2  38.1  3.74 
    30  10.8  43.6  4.04 
    35  11.4  48.6  4.26 
    40  12.3  52.5  4.27