水源热泵热水机的应用

水源热泵热水机的应用

摘要：本文介绍了在当今燃油、燃气等不可再生能源价格不断高涨的情况下，使用水源热泵热水机是一种节能而且环保的热水设备。

关键词 ：水源热泵热水机 节能

1、项目概况
广州市某酒店面积约１万１千平方，共有客房１５４间，酒店中央空调系统采用离心式冷水机组，原热水由热水炉2台供应。酒店中央空调系统全年根据营业情况都会开启使用，中央空调水系统里水的温度夏季为33℃-38℃，冬季水系统里水温为15℃-19℃。酒店里每天日用热水量约为20吨。
考虑燃油、燃气等不可再生能源的费用不断高涨，建议采用节能的热水热泵设备——PHNIX水源热泵热水机组供应热水，满足酒店热水需求。
2、废热利用
由于本酒店中央空调系统全年都处于运行状态，夏季空调运行时都产生了大量的冷凝热经过冷却塔排放到大气空气中，一方面给大气造成了热污染；另一方面又浪费了大量的冷凝热。而PHNIX水源热泵热水机组能充分利用这部分排放到大气的冷凝废热，提取其中大部分余热来制取热水，这样可以降低夏季中央空调水系统里冷却水的温度，减少冷却塔与冷却水泵的运行时间，降低了其能耗，提高了中央空调系统的总能效。
3、设计依据
1）《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003）；
2）《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)；
3）《给水排水制图标准》（GB/T50106-2001）；
4）《建筑给排水及采暖工程施工质量验收规范》（GB50242-2002）；
5）《建筑给排水设计手册》。
6）PHNIX水源热泵热水机组技术手册。
4、热泵选型
1）日用水量
根据甲方提供日用热水量约为20吨。
2）水源热泵热水机组选型
根据机组性能曲线，PWSHW-130SB热泵机组额定制热量34kw/台。
标况下（热源进水温度为5℃）1台PWSHW-130SB水源热泵热水机组产55℃热水730L/h，2台机组每天工作14个小时可产水20.4吨，可完全满足用水需求。
当热源进水温度为15℃时， 1台PWSHW-130SB水源热泵热水机组产55℃热水900L/h，2台机组每天工作12个小时可产水21.6吨，可完全满足用水需求。
当热源进水温度为30℃时， 1台PWSHW-130SB水源热泵热水机组产55℃热水1600L/h，此时运行1台机组每天工作13个小时可产水20.8吨，可完全满足用水需求。
故选PHNIX 水源热泵热水机组 PWSHW-130SB 2台。
5、运行流程（见热水系统图）

供水系统：热泵机组→保温水箱→热水使用端
设定热水水温（设定在50～60℃），启动热泵机组工作，吸收酒店冷水机组的冷却水（或生活余热水）中热量，将进入机组的冷水直接加热至使用温度后贮入保温水箱，再经原加压水泵系统进入管网供用水单元使用。
循环系统：热水管末端→回水管→保温水箱→热泵机组
热水管末端装回水管，回水管设置电磁阀，当回水管网最不利点水温低于使用温度时，电磁阀打开，多余热水回至保温水箱；
当保温水箱水温低于使用温度时，循环泵工作，将水箱水抽回热泵重新加热，确保保温水箱、管网水温在55℃～65℃。
设备全自动运行，无须专人值守。
6、水源热泵热水机组说明
1）工作原理
运用逆卡诺循环原理，机组中的吸热介质（冷媒）从水（水冷机组的冷却水、冷冻水、生活余热废水等）中吸取能量，并通过热泵系统（压缩机、水换热器、膨胀阀、换热器），使冷水迅速升温至50～60℃。
2）技术参数表

设备型号 PWSHW130SB
直热式运行 额定制热 制热量 KW 34
输入功率 KW 9.7
输入电流 A 17.4
产水量 L/H 730
循环式运行 额定制热 制热量 KW 32
输入功率 KW 10.7
输入电流 A 19.1
产水量 L/H 2750
电源（50Hz，相－电压） 380-3-50
压缩机数量 1
压缩机形式 全封闭涡旋式
水泵 功率 W 550
扬程 m 12
噪音 db(A) 50
热源侧换热器 形式 高效套管换热器
水流量 M3/H 9.5
进水管接口 DN50
出水管接口 DN50
使用侧换热器 形式 高效套管换热器
自来水管接口 DN25
循环水进水管接口 DN25
热水出水管接口 DN25
主机尺寸（长、宽、高） mm 1030/728/1035
净重/毛重（Kg） Kg 265/285


直热式额定测试工况：热源侧进/出水温度： 5℃/-℃，自来水进水温度15℃， 出水温度为55℃；

循环式额定测试工况：热源侧进/出水温度： 5℃/-℃，循环进水温度45℃， 出水温度为55℃；

3）热泵机组性能特征
a、性能稳定
由于水源热泵热水机组的热源侧水源温度高，大于10℃，确保热组始终在最优工况下工作，解决了其它类型热泵在寒冷气候和高温气候时热泵工作的不平稳、压缩机超负荷运转的两大难题。
b、超高能效、经济节能
机组与水冷螺杆、离心、活塞制冷机组配合时，采用空调冷却水作为热源，机组产水量大，降低了空调冷却系统负荷，提高制冷能效。
c、直热供水、循环恒温
机组采用直热式供水，循环恒温，采用最新冷媒、水流量组合控制技术，具有出水量大、高能效恒温等优点。
d、模块设计、多重保护
系统采用模块化设计，微电脑控制，机组人性化操作设计，具有自动、直热、循环等模式切换功能，防冻、高低压等保护装置。

7、运行费用经济性分析

选用设备 每吨（60℃）热水费用
水源热泵热水机组 7.8元/吨
空气源热泵 9.8元/吨
燃油锅炉 17.5元/吨
燃气锅炉 15元/吨

注：按每天加热20吨20℃-60℃的生活用热水计算，电价及燃油价格由当地和时间差而有所不同。
运行时间 水源热泵热水机 空气源热泵热水机 燃油锅炉 燃气锅炉
每天运行成本（元） 156 196 350 300
每月运行成本（元） 4680 5880 10500 9000
每年运行成本（元） 56160 70560 126000 108000
十年运行成本（元） 561600 705600 1260000 1080000

可见，水源热泵热水机组运行十年的费用成本可比燃气锅炉节省了45万元。
8、结语
水源热泵热水机组在空调制冷季节（广东地区每年至少8个月以上，本项目全年制冷工况运行）均为水源热泵工况工作，热源稳定，且降低中央空调冷却系统负荷，减少冷却塔投入数量，大大提高制冷能效，节能效果非常可观。