热泵热水器系统的方案比较与分析
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“空气源热泵热水系统”与“燃气热泵热水系统”解决方案对比分析摘要 研究如何评定一个热水系统的节能性?本文对空气源热泵热水系统与燃气热泵热水系统的初投资、运行费用进行了计算分析和讨论。
关键词 燃气热泵热水系统 空气源热泵热水系统 初投资 年均热水系统运行费用 系统能效比0 引言空气源热泵热水器也称空气能热泵热水器、热泵热水器或者空气能热水器,是通过把空气中的低温热能吸收进来,经过压缩机压缩后转化为高温热能,加热水温的热泵装置。
相比于传统的电热水器和燃气热水器,空气源热泵热水器具有高效节能、运行安全等特点。
目前,空气源热泵热水机组广泛应用于室内泳池、宾馆、别墅、发廊、沐浴足疗、工厂及农场等需要热水热源的场所。
但是,空气源热泵热水系统依然存在以下不足:①耗电量大,运行成本高;②受环境影响很大,低温下制热量衰减严重;③噪音大,存在扰民现象;④机组制冷剂为氟利昂,存在破坏臭氧层污染环境的危险。
相对于空气源热泵热水机组,奇威特公司生产的燃气热泵热水机组是一种使用燃气作为能源、没有压缩机组建的吸收式热泵机组,具有如下优点:①整机实现无级变速控制,最大程度的实现节能运行,大幅度降低客户运行成本;②机组运行受环境影响很小,运行平稳可靠;③机组内天然气燃烧充分,无有害物质排放,制冷剂为MR717对臭氧层无破坏作用,属于环保产品享受政府政策补贴;④制热机组出水最高温度可达65℃,可以充分满足客户各种供暖、热水以及制冷等需求;⑤机组采用模块化设计,可以实现1-8台的自由组合整体控制,方便客户对系统的后续扩容;⑥机组智能运行,无需专人维护;⑦低噪音设计,避免噪音污染;⑧机组故障率低,使用寿命长达20年以上。
下面以福建福州地区某酒店100吨热水为例,针对初投资和系统运行费用两个方面,对空气能热泵热水系统与燃气热泵热水系统两个系统进行详细的对比分析。
1. 方案一:空气源热泵热水系统福建福州地区年平均环境温度20℃,电费单价1元/度,燃气单价为3.8元/m 3。
空气源热泵热水系统设计分析摘要:以传统能源为主要燃料制取生活热水的技术方式对环境造成不少污染,而且传统能源的一般不可再生性,促使越来越多的人们开始关注新型能源。
空气源热泵机组也称为风冷热泵机组,其节约能源和安全性使该其在民用建筑生活热水制取系统领域得到了广泛利用。
本文介绍空气源热泵热水系统的设计要点,分析了技术难点,并介绍了某后勤职工宿舍生活热水工程案例。
关键词:空气源热泵;职工宿舍;热水系统设计引言:空气源热泵技术成为近年来在建筑工程领域备受关注的新能源技术。
由于在制热在节能降耗及环保方面的良好表现,空气源热泵热水供应系统在学校、办公、公寓以及酒店工程项目中得到广发应用,全国很多城市都将空气源热泵热水技术作为建筑工程项目生活热水节能方面的要求。
本文对空气源热泵热水系统设计过程进行详细介绍,分析其要点及难点并提供笔者设计的某职校后勤职工宿舍空气源热泵热水系统工程案例,为广大给水排水工程设计人员提供参考资料和工程实践经验。
一、空气源热泵技术空气源热泵是一种热泵技术,有着使用成本低、易操作、采暖效果好、安全、干净等多重优势。
空气源热泵是由电动机驱动的,利用蒸汽压缩制冷循环工作原理,以环境空气为冷(热)源制取冷(热)风或者冷(热)水的设备。
空气源热泵利用空气中的热量作为低温热源,经过传统空调器中的冷凝器或蒸发器进行热交换,然后通过循环系统,提取或释放热能,利用机组循环系统将能量转移到建筑物内,满足用户对生活热水、地暖或空调等需求。
二、空气源热泵热水系统组成2.1空气源热泵热水系统热源空气源热泵热水器是一种高效集热并转移能量的装置,根据逆卡诺循环的原理,采用电能驱动,通过传热工质,能够不断地从空气中获取免费的低品位热能,并使之转换为高品位的热能,用于制取热水,达到系统所设定的热水温度,供给用户使用。
2.2空气源热泵热水系统(1)加热内循环水系统,内含一套加热内循环水泵以及相关调节阀门,与机组联动,将水初始温度循环加热到所设定的温度;(2)热水恒温系统,内含一套恒温循环水泵以及热水放水水泵以及相关调节阀门,当热水箱里面的热水长时间不用或系统回水导致箱内水温降低时,两套泵同时开启以保持系统循环水位;(3)热水增压-回水系统,内含一套系统增压水泵、电接点压力表、电磁阀以及相关调节阀门,以保证整个系统热水正常供应。
空气源热泵热水系统的应用分析探讨随着环保理念的普及和能源问题的愈发凸显,越来越多的人开始关注绿色能源的利用。
空气源热泵热水系统便是一种注重环保的热水系统,由于其高效、环保、耐用的特点,得到了广泛的应用。
本文将通过对空气源热泵热水系统的应用进行分析和探讨。
一、空气源热泵热水系统是什么?空气源热泵热水系统是利用空气中的低品质热量经过热泵技术提升温度并传递给热水的一种热水系统。
其工作原理与空气调节器相似,通过逆向工作原理,它可以将低温低品质的环境热量通过压缩和加热转化为高品质热能,从而为热水供应提供能源。
1.高效节能:与传统的热水系统相比,空气源热泵热水系统可以节约约60%的能源,大大降低了使用成本。
2.环保节能:空气源热泵热水系统运行过程中不需要燃料燃烧,不会产生烟尘和二氧化碳等有害气体,在节能环保方面具有明显的优势。
3.改善空气质量:传统的热水系统需要大量的燃料,这不仅会产生有害气体,而且会消耗大量的氧气,导致室内空气质量下降。
空气源热泵热水系统则不需要燃料燃烧,不会对室内空气造成污染。
4.耐用性强:空气源热泵热水系统采用的是国际上最先进的技术,具有高效、稳定、可靠、耐久等优点,使用寿命长。
5.出水温度稳定:空气源热泵热水系统具有恒温功能,可以根据用户的需求来自动调整水温,出水温度稳定。
1.住宅用热水:空气源热泵热水系统适用于各类住宅,不管是别墅还是公寓都可以安装,既节能又环保,为居民提供高品质热水。
2.商业用热:空气源热泵热水系统可以满足各种商业场所的热水需求,如宾馆、度假村、餐馆、洗浴中心、医院、学校等,使用方便快捷,节省了运行成本,同时也符合环保的要求,受到了广泛的应用。
3.工业用热:空气源热泵热水系统也可以用于一些工业领域,如食品加工、电子制造、化工、纺织等行业,为生产提供稳定、高品质热水。
随着绿色能源的推广,空气源热泵热水系统也将会有更广泛的应用和发展。
在未来,空气源热泵热水系统将不仅仅是为居民提供热水的设备,还将会应用到更多的领域,如空调系统、冷库系统、供热系统等,成为替代传统能源的最佳选择。
本文以实际设计工程为实例,在洗浴及生活用热水方面提出了一种采用空气源热泵热水系统的形式,介绍了其工作原理和各组成部分的设计要求,并对设计方案进行了综合分析、比较,从而得出结论:用空气源热泵热水系统取代锅炉的确是一个经济合理的方案。
这种无需设计专用机房、无污染又安全、全年综合节能率70%以上的制热水方式,是一种实用的环保节能技术,值得大力推广。
随着经济的发展,能源紧张以及环境保护问题日益突出。
近年来,上海市的不少宾馆都实施了“煤改气(油、电)”的环保政策,但却造成了洗浴热水费用升高。
上海宝钢集团宝山宾馆冬季高峰时单此项费用每天就高达3万余元。
如何更多更好地利用自然能源,特别是低位能源,避免和减少环境污染,缓和能源紧张问题早已是人们所关注的课题。
有些宾馆为了降低洗浴热水的成本,安装了真空管式太阳能热水系统,靠太阳光的直射来产热,是解决了环保问题,也相应降低了部分时段的洗浴热水成本。
但据上海市近3年的气象资料表明,上海市每年有近半年时间为多云与阴雨天,此气候条件下还是要靠电热管辅助加热,而用电直接加热水的费用比锅炉还高(每吨水温度升高到40℃就得花费30多元),且需提供足够大的楼顶安装集热器,有一定的局限性。
太阳能是大自然赋予人类取之不尽的清洁能源,充分利用它服务于人类的生产、生活是人们长期以来的愿望。
空气源热泵热水系统就是比较理想的太阳潜能(空气能)的利用方式之一,为此,宝山宾馆领导责成保障部经理牵头成立了由工程技术人员组成的QC攻关小组,于2004年下半年开始进行这方面的探索。
空气源热泵热水系统的优势空气源热泵热水系统就是把空气作为低位热源,通过查阅大量的文献资料得知与常规热水产热系统相比,空气源热水系统具有以下优势:1.资源丰富。
地球上百分之九十几的能量是来自太阳的,太阳能数量巨大,且取之不尽用之不竭,一系列的常规能源,譬如煤炭、石油都是太阳能长期转换的结果,而这只是相当小的一部分能量。
另外一大部分能量都以地流热、辐射热等形式存在于空气中。
空气能热泵优劣势分析,及其最佳辅助加热设备空气能热泵(又称为空气源热泵)的工作原理是将空气中的能量吸收,变成热量转移到水箱中,把水加热起来,同时把失去大量能量的低温空气释放,用于制冷。
其内部结构主要由四大核心部件:压缩机,冷凝器,膨胀阀,蒸发器组成。
包括两个主要部分,制造冷气部分和加热热水部分。
优势:1、安全。
由于不是采用电热元件直接加热,从而杜绝了漏电安全隐患。
2、节能。
由于其耗电量只有等量电热水器的四分之一,即相当于使用同样多的热水,使用空气源热泵热水器,电费只需要电加热的四分之一。
3、绿色环保低碳。
空气源热泵只是将空气中的热量转移到水中,完且做到零排放,对环境几乎不产生影响,真正做到了低碳环保。
劣势:1、工作环境受限大因其对外界温度依赖过大,其正常工作环境温度在-5度-40度之间,故基本适用于华东、华南等长江以南地区。
在还没有真正的技术解决结霜等造成产品运行困难的问题之前,广大北方基本无人敢企及。
2、压缩机技术缺陷目前市面上的热泵热水器普遍采用循环式加热系统,该系统日益暴露出技术缺陷,即在高温高压工况下运行,容易使压缩机老化、碳化,加之系统润滑效果不好,导致压缩机易被烧坏。
空气能热水器的出水温度最高只能达到50至60摄氏度,在这个温度范围内水是最容易结垢的,如果不能定期清洗换热器,对于板式换热器而言,其内管就会破裂,从而导致整个热泵热水机组失去功能。
3、出水温度有限空气源热泵的最高出水温度一般只能达到50-60度,部分小品牌热泵甚至不及50度。
这就意味着需要高温热水的场所无法使用空气能热泵,也决定了其使用范围的小众化。
综合其工作环境在-5度-40度之间,使得空气源热泵的应用范围进一步缩小。
综上,空气源热泵虽然节能、低碳、安全,但其天生的劣势基因:难以实现供应高温热水及低温环境中的持续供热水,决定了空气能热泵,必须借助其他高性能的加热设备才能广泛应用。
辅助加热设备不仅需要满足在低温及高温环境下全自动持续供应热水,而且出水温度需要满足各种场所需求。
浅谈空气源热泵热水系统设计摘要:城镇化背景下,城市人口数量不断增多,城市规模持续扩,热水供给是人们日常生活的刚需。
但是在以传统能源为前提的生活热水制取中,也造成了不同程度的污染。
同时,传统能源一般具有不可再生性,过度的资源索取同样不利于今后可持续发展。
在此基础上,如何做好能源资源节能、生态环境保护和人们基本生活保障之间的协调成为了当前人们关注的重点。
空气源热泵热水系统也被称之为风冷热泵机组,因为具有更好的安全性和节能性,在当前民用建筑工程中得到了十分广泛地应用,具有重要意义。
因此,文章立足问题,提出几点建议,以备后续参考。
关键词:空气源;热泵;热水系统设计引言空气源热泵热水系统作为一项新能源技术,在当前建筑工程领域受到了很多人的关注。
具体来看,空气源热泵热水系统的优势主要体现在节能降耗和环境保护等方面,并同时应用于学校、办公楼、公寓楼、酒店工程等领域。
结合空气源热泵热水系统优势,全国范围内很多城市也都在结合自身需求,提出了空气源热泵热水系统在生活热水节能供应方面的要求,具有重要意义。
文章以此为前提,进行如下讨论。
一、空气源热泵热水系统概述空气源热泵热水系统应用中,其工作原理是通过能量转换的方式来完成热水制取。
具体来看,空气源热泵热水系统应用中可以实现物质气态和液态之间的相互转变,在二者循环往复的过程中,达到连续制热的效果。
太阳能和空气源热泵系统是当前城市热水系统领域中比较常见的节能技术。
其中,如果应用的是太阳能热水系统,则需要保证建筑屋面具有更大的面积,并同时也会对热水供应的稳定性与节能效果造成影响,存在一定的限制因素。
因此,空气源热泵热水系统凭借自身优势,便成为了当前城市集中供热的主要发展方向。
(一)空气源热泵热水系统机组工作原理空气源热泵热水系统应用的本质是在气态和液态相互转换、循环往复的过程中实现连续供热。
其中,循环物质一般称之为工质。
而空气源热泵热水系统中使用的工质,通常是制冷器,也可以称之为冷媒,包括R417A、R22等。
空气源热泵热水器控制系统的分析作者:朱华东来源:《科技与创新》2016年第12期摘要:主要对空气源热泵热水器的控制系统展开了分析,探讨了降低空气源热泵热水器可靠性的主要因素,并给出了一系列的解决措施,以期为相关单位的需要提供有益的参考和借鉴。
关键词:空气源热泵热水器;控制系统;加热效果;自来水中图分类号:TU822 文献标识码:A DOI:10.15913/ki.kjycx.2016.12.111空气源热泵热水器的原理为:吸收空气中的低温热量,经过氟介质的气化,通过压缩机增压升温,并通过换热器转化给水加热(压缩后的高温热能可用来加热水)。
为了更好地实现空气源热泵热水器的加热效果,需要对其的控制系统进行研究和分析。
1 影响空气源热泵热水器可靠性的因素可靠性主要是指产品在一定时间和空间中完成相关任务的能力。
空气源热泵热水器的可靠性主要是指在一定的额定功率中,在科学、合理的气温空间内(通常在5 ℃以上),将自来水加热到指定温度(通常为50~60 ℃)。
但有些空气源热泵热水器无法达到加热温度,其主要影响因素有以下5个:①空气源热泵热水器的构造比较复杂,在以往很长一段时间内,研究人员比较注重产品的效能,对其可靠性的研究较少。
值得注意的是,产品可靠性的基础是产品的实际设计。
②目前,我国空气源热泵热水器还处在不断探索的阶段,很多企业采用小批量生产的方式,大多数工作程序都采用手工作业的方式,进而对产品的可靠性造成了影响。
比如,气液分离器、蒸发器、电磁换向四通阀和压缩机都与热泵机组相连。
其中,统管弯折部分与铜管的连接是手工进行的,这可能会受到人为因素的影响,进而对机组的可能性造成影响。
③空气源热泵热水器相关制度的落实较晚。
空气源热泵热水器的大部分配件来自于空调配件,且未根据国家相关标准改造。
而空气源热泵热水器与空调的工作环境不同,这样就会对压缩机的使用寿命、可靠性造成影响。
④空气源热泵热水器的安装和后期保养存在不足,尤其是在后期保养方面,严重影响了设备的使用。
空气源热泵热水机组工作原理及节能分析一、空气能热水中心机组工作原理空气源热泵热水机组是一种新型、可替代热水锅炉的热水装置。
与传统太阳能相比,空气能源热泵热水机组不仅可吸收空气中的热量,还可吸收太阳能,它是将电热水器和太阳能热水器的优点完美的结合于一体的新型热水器。
该产品以制冷剂为媒介,通过制冷剂状态、温度的变化和压缩机压缩制取热量,通过换热装置将热量传递给水,使水的温度升高来,升高温度的水通过水循环系统送入用户散热器进行采暖或直接用于卫生热水的供应。
空气源热热泵热水机组技术是基于逆卡诺循环原理建立起来的一种节能、环保制热技术。
空气源热泵热水中机组系统通过自然能(空气蓄热)获取低温热源,经热泵系统高效集热整合后成为高温热源,用来制取供暖或卫生热水。
整个系统集热效率较电热水机组(锅炉)、燃油、燃气热水机组有了很大提高。
空气源热热泵热水中心机组遵循能量守恒定律和热力学第二定律,运用热泵的原理,只需要消耗一小部分的机械功(电能),将处于低温环境(大气)中的热量转移到水中,去加热制取高温的热水。
热泵可以与水泵相比拟,水是不能自发地从低处流向高处,要将低处的水输送到高处,必须用一台水泵,消耗一部分电力,才能将水送到高处的水箱中。
同样,根据热力学第二定律,热量也是不能自发地从低温环境向高温环境中转移(传送),而要实现这个目的,必须要有一台机器,消耗一部分机械功(例如电能),才能将低温环境中的热量传送到高温环境中去。
这样的机器就称之为“热泵”。
热泵的作用是将空气中的热量取出,连同本身所用的电能转变成的热能,一起送到水中。
空气源热泵热水机组由压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀阀等部件组成。
它运用逆卡诺循环原理,通过压缩机做功使工质产生相变(气态—液态—气态),在这种往复循环相变的过程中,通过蒸发器不间断的从环境吸取热量,通过冷凝器(换热器)不间断的放出热量,使冷水逐步升温,制取的热水通过热水管网循环装置输出到用户使用终端。
目录一、热泵热水系统设计方案二、工程设计标准及技术参数三、工程设计依据条件四、工程造价预算表五、公司简介六、机组与各加热方式的经济分析比较七、科霖热泵热水机组优特点八、工程案例九、售后服务承诺热泵热水系统设计方案一、设计要求金城酒店全年各部门热水使用量2.25万吨(见统计表),日均用热水量60吨,除餐饮部外日均用热水约50吨,原采用柴油锅炉,现购进油价约3100元/吨(重油);设计采用空气源热泵热水器,电费约0.9元/度。
系统配置KL-10H/B 6台15吨不锈钢保温水箱3个3吨不锈钢恒温水箱2个二、热泵热水系统工程设计方案1、热泵热水系统构成设备:热泵热水系统工程主要包括主体工程和辅助工程。
主体工程主要由空气热能热泵、双层不锈钢保温水箱、全自动循环控制压力泵、水箱加固支架组成。
辅助工程包括设备的全自控制工程、热水管道工程、冷水管道工程、冷水补给工程等。
2、热泵热水系统设计说明:贵公司宿舍楼六层,现设计使用科霖热泵热水机组,现设计KL-10H/B(出水量是800L/h)主机为六台,15吨不锈钢保温水箱3个,3吨不锈钢恒温水箱2个。
3、热泵热水系统工作原理设计:采用制冷剂的能量传递特点,让制冷剂在压缩机的作用下循环工作,不断地在蒸发器中被蒸发而吸收空气中的热能,同时又不断地在冷凝器中释放热量,从而使流经冷凝器的冷水升温。
由于整个系统只需要让压缩机转动而使制冷剂循环工作,所第1页共11页以大程度地减少了制冷所需的用电量,达到高效节能的目的。
4、冷水供给系统保障设计:定量、定压进补冷水,采用全自动冷水装置,当外来水压不稳定时,冷水首先进入补给水箱进行稳压(补给水箱设计有缺水和溢流装置),然后定量给主机供水,保护主机不受变压而频繁起动。
5、供热水系统设计:经过压缩机循环加热的热水从主机流入水箱进行储存,当用户使用热水时,压力循环泵接到控制信号把水箱储存的热水通过PPR热水管供给用户使用,当用户停止用热水时,压力水泵停止工作,主机照常工作,且把不断产出的热水蓄集在保温水箱中。