关键词:热泵热水机组 中央热水系统 燃气锅炉
热泵热水机组是最近几年新兴的热水制造设备,它以电为动力,安装方便、施工周期短、占地面积少、无需燃料堆放场所、无排渣的运输费用及三废处理开支、无需专门值班人员,对于城市密集地区的集中供热水系统来说,压缩式热泵热水机组表现出明显的优势[1]。另一方面,热泵可通过吸收环境天然能源及余热、废热,全年供热、夏季供冷,是一种利用可再生能源的高效节能无污染的使用技术[2]。热泵热水机组的制热功率达300%以上,相同的输出,热泵热水机组的输入功率只有电锅炉的1/3~1/4,对供电容量的压力不大,生产热水的成本只有电锅炉的1/3~1/4。热泵热水机组同样可以使用蓄能装置,利用夜间低谷电制取一定温度的热水,储存于保温水箱内,供用电高峰时使用,起到削峰填谷作用。近年来,随着我国节能和环保要求的提高,热泵热水机组在中央供热水系统中得到广泛应用,尤其在我国长江流域以南地区,节能效果十分显著。
1、工程概况
深圳某酒店有客房221套,全日供应热水每天用热高峰在晚上8~11点。按入住300人,宾馆客人所用热水按国标每天200L/人计算,约需60t/d热水,用量较大。原设计楼顶设有4台立式燃气锅炉,采用两次循环回路供热水:21层以上两台,高压循环;21层以下两台,低压循环。为了降低成本、节约能源、改善酒店周围环境,酒店决定对中央热水系统进行改造,改造方案采用5台南京华电热泉供热技术有限公司生产的热泵热水机组,改造中酒店原有的热水供应系统保留不变,原来的燃气锅炉作为一个应急设备,燃气房的供、回水总管上,原水管仍在新系统中发挥作用,原有系统的总供、回水主管上连接热泵热水机组的供、回水主管,中间加一个蓄热水箱,以利减少设备的选择容量。系统还采用自动控制,可根据需要设置水温。新设备布置在楼顶上,不影响美观,无噪音干扰。
2、设计参数的选定
(1)冷水温度: 夏季20℃ 过渡季 17.5℃ 冬季15℃
(2)热泵机组热水出口温度55℃,室内用热水出口温度40℃
(3)峰期电价0.8元/KWh,储冰电价0.3元/KWh
3、选型
热泵热水机组的选型要根据气候条件,平均日用水量及用水温度,用户的补水温度综合考虑,选择机型。机组工作时间一般取一天时间的70%左右。由于机组的能效比受环境温度影响,因此在选择机型时,需同时考虑最恶劣工况和初期投资费用问题[3]。
1 冬季热负荷
Qn=60×1000×4.187×(40-15)×(1+0.1)=6908.6MJ=1919.04KWh
(0.10为:系统热损失系数,15为上水温度。)
2 过度季热负荷
Qn=60×1000×4.187×(40-17.5)×(1+0.1)=6217.7MJ=1727.13KWh
3 夏季热负荷
Qn=60×1000×4.187×(40-20)×(1+0.1)=5526.8MJ=1535.23KWh
环境温度℃ | 输入功率KW | 输出功率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 |
类别 | 项目 | 名称 | 单位 | 数值 |
机组技术性能参数 | 项目 | 热水出水温度 | ℃ | 55 |
额定制热量 | KW | 26.9 | ||
额定小时制热水量 | L/h | 600 | ||
额定输入功率 | KW | 8.8 | ||
最大输入功率 | KW | 12.3 | ||
安装条件 | 水 路 | 外形尺寸 | mm | 1290×960×1150 |
净重量 | Kg | 350 | ||
额定水压力 | MPa | 0.6 | ||
最高水压力 | MPa | 1.0 | ||
接管管径 | DN40 | |||
运行条件 | 电气 | 使用电压 | V | 3~/380±10% |
使用频率 | Hz | 50 | ||
最大电流 | A | 28 | ||
接地要求 | Ω | 〈10 | ||
温度 | 环境温度范围 | ℃ | -5~40 |
额定工况下参数按标准〈Q/3201HDRQ-01-2002〉,冷水18℃,热水55℃,干球温度55℃,湿球温度12℃
根据冬季热负荷及机组性能参数,在环境温度7℃条件下,1台HAM096型热泵热水机组输出功率21.4kw,5台总输出功率为107kw,每天运行18小时可满足热负荷需要。

