空氣能熱水器基本原理和設計方案

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，通過利用少量高品位的電能作為驅(qū)動能源把熱量從低溫（低品位）熱源中轉(zhuǎn)移到高溫熱源中，其熱量包括高品質(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熱量吸收進來，經(jīng)過制冷劑（冷媒）氣化，然后通過壓縮機壓縮后增壓升溫，再通過換熱器轉(zhuǎn)化給水加熱，壓縮后的高溫熱能以此來加熱水溫?？諝饽軣崴骶哂泄?jié)能的特點，能效比通?？蛇_300~400%。

2）酒店商用空氣能熱水器與燃氣鍋爐對比分析

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8匹空氣能熱水器。

1 設備投資

經(jīng)相關廠家的詢價，3臺8匹空氣能熱水器（含配套設備）投資視現(xiàn)場情況及工程量約12~15萬。如果采用燃氣熱水鍋爐，經(jīng)相關鍋爐廠家的詢價，1噸（0.7MW）和2噸（1.4MW）燃氣鍋爐設備投資（含鍋爐、水箱、泵組及板換等設備）分別約11~13萬和16~18萬。

以空氣能熱水器和燃氣鍋爐設備投資分別按13萬和15萬計，日熱水用量以16噸計，均按照10年使用期測算，則制備單噸熱水空氣能熱水器和燃氣鍋爐設備投資成本分別為2.3元/噸和2.7元/噸。

2 運行成本

如果以環(huán)境溫度15℃制備55℃熱水1噸為例，則需要4萬大卡熱量。分別以空氣能熱水器和1鍋爐簡單測算運行成本，如表1所示。

表1 制取1噸熱水空氣能熱水器和1鍋爐運行成本對比表

設備名稱

熱量計算

能源價格

運行成本

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；電價根據(jù)2016年7月新發(fā)布的浙江省電網(wǎng)銷售電價表電度電價確定；1終端價格參考為浙江省物價局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3.40元/方確定。

3綜合成本

根據(jù)以上設備投資及運行成本的測算，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鍋爐綜合成本對比表

設備名稱

設備投資成本

運行成本

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)測算，當1鍋爐的供氣價格為2.4元/ Nm3時，與空氣能熱水器的綜合運行成本持平。即只有當1鍋爐供氣價格低于2.4元/ Nm3時，綜合成本才較空氣能熱水器具有經(jīng)濟性。

3空間要求

空氣能熱水器安裝相對較靈活，可以安裝在屋頂或室外地面。燃氣鍋爐設置相對要求要嚴格，需滿足《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范》、《鍋爐房設計規(guī)范》等相關規(guī)范要求。

4運行穩(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，其制造熱水量的多少會略有降低。特別是在-10℃下容易結霜，在-20℃以下，機組就停止工作了。但考慮到樂清地區(qū)地理位置，出現(xiàn)此類極端氣候的概率并不高。燃氣鍋爐不受周圍環(huán)境影響，全年可以連續(xù)運行穩(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，燃氣鍋爐能耗主要為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氣鍋爐對比一覽表

對比項目

空氣能熱水器

1鍋爐

結論

設備投資

以平均熱水日用量約