热水热源分类&空气源热泵机组选用分析

  市场上的热水器种类繁多，而且技术参数各不相同。那么设计师在选择热源时，该如何选择，遵循哪些规定，本文对热源的优先使用原则作了梳理，并对空气源热泵的设置作出了分析。

集中生活热水的热源分类

热源的优先使用原则如下

①工业余热、废热、地热；

②太阳能；

③热泵，包括空气源、地下水源、地表水源；

④热力管网，需能保证全年供热；

⑤锅炉供给高温水作为热媒，热交换供热；

⑥燃气、燃油热水机组；

⑦电蓄热设备；

解读

①工业余热、废热，需结合城市的性质确定，如果是工业城市，且存在有余热、废热，则要优先选用。地热也要根据城市所处位置确定，如广州、福州等地均有利用地热水作为热水供应的水源。

②当日照时数大于1400h／年且年太阳辐射量大于4200MJ／m2及年极端最低气温不低于—45℃的地区，宜优先采用太阳能作为热水供应热源。全国许多地区已制定了太阳能使用的地方强制性标准，具体做项目时需对当地的标准进行了解。

③空气源、水源是一种新型能源，也是一种可再生低温能源，具体介绍详见第2节。

④一般的城市热网为热电联产，其能源使用效率比直接燃气加热高，更高于直接电加热，因此它的能源利用率是很高的。

⑤锅炉供给蒸汽并通过热交换供热的形式，已经被限制使用，这是由于蒸汽的热焓比热水高得多；低温水加热至蒸汽，再热交换转化为生活热水是能量的高质低用，能源浪费。除非建筑内有蒸汽使用要求，如医院供应中心、酒店洗衣房需要用蒸汽，可采用汽-水热交换器。

⑥燃气、燃油热水机组，也是常压热水锅炉。

⑦因相同热值的电能换算成耗费的标煤量约是燃气相当标煤量的3.3倍，限制电能作为主体热源。当最高日生活热水量大于5m3时，尽可能避免采用直接电加热作为主热源或集中太阳能热水系统的辅助热源。除非当地的电力供应充足、能利用夜间低谷用电蓄热且给予较大的优惠政策时，允许采用低谷电加热的蓄热式电热水炉。

空气源热泵分析

1.空气源热泵的适用地区

表1 代表城市建筑热工设计分区

1）在夏热冬暖地区，宜采用空气源热泵热水供应系统。

GB50015-2003（2009年版）5.2.2B条要求。

2）夏热冬冷、夏热冬暖、温和地区，若采用高效的空气源热泵，需满足《热泵热水机（器）能效限定值及能效等级》GB29541中的能效等级2级。

GB/T 50378-2019中7.2.9规定，满足能效等级2级，绿建本条方可得分。

表2 热泵热水机性能系数（COP）（W/W）

3）寒冷地区，不宜使用。

寒冷地区在室外温度较低的工况下，机组制热COP太低，失去热泵机组节能优势，不宜采用。同样根据DB11/891中5.3.1条，对于寒冷地区的北京，空气源热泵冬季放在室外难以满足供热要求且效率很低，不适宜采用；放在室内占据面积较大，消费者不易接受，冬季还使室温降低增加供暖负荷。

2.空气源热泵的设计要求

1）空气源热泵热水供应系统设置辅助热源应按下列原则确定：

最冷月平均气温不小于10℃的地区，可不设辅助热源；

最冷月平均气温小于10℃且不小于0℃时，宜设置辅助热源；

2）空气源热泵辅助热源应就地获取，经过经济技术比较，选用投资省、低能耗热源；

注：经技术经济比较合理时，采暖季节宜由燃煤(气)锅炉、热力管网的高温水或电力作为热水供应辅助热源。

3）空气源热泵的供热量计算；当设辅助热源时，宜按当地农历春分、秋分所在月的平均气温和冷水供水温度计算；当不设辅助热源时，应按当地最冷月平均气温和冷水供水温度计算；

4）空气源热泵水加热贮热设备的有效容积，可根据制备热水的方式确定。

5）空气源热泵热水机组的出水温度一般低于60℃，故需考虑措施抑制细菌繁殖。如：一，每隔1周~2周采用65℃的热水供水一天，抑制细菌繁殖生长，但必须有用水时防止烫伤的措施；二，采用安全有效的消毒杀菌措施。杀菌措施可采用，紫外光催化二氧化钛灭菌措施、银离子灭菌措施、二氧化氯灭菌措施。

3. 空气源热泵的布置

1）机组不得布置在通风条件差、环境噪声控制严及人员密集的场所；

2）机组进风面距遮挡物宜大于1.5m，控制面距墙宜大于1.2m，顶部出风的机组，其上部净空宜大于4.5m；

3）机组进风面相对布置时，其间距宜大于3.0m。

注：小型机组布置时，本款第2）项、第3）项中尺寸要求可适当减少。

针对空气源热泵需要良好的气流条件，且风机噪声大的特点，建议机组布置在屋顶或室外。

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