太阳能热泵热水系统在酒店中的应用

在大型的太阳能中央热水系统中，空气源热泵无疑是一种比较理想的辅助加热设备，为了改善空气源热泵在低温环境下制热运行的性能，扩大它的使用区域，现将热泵技术与太阳能结合供应生活热水。该系统采用一种新型的采用低温太阳能辅 助的空气源热泵机组和太阳能集热系统结合，太阳能和热泵互为辅助热源，最大限度的利用太阳能，解决阴雨天气及冬季环境温度较低太阳能资源不足时热水供应保 证率，做到全年、全天候供应热水。

一、工程概况

本酒店为杭州速8酒店，位于浙江省杭州市繁华的上塘路,酒店高四层，共有95间标准客房，每天使用的热水量为15吨。现选用直热式空气源热泵热水机+太阳能为该酒店全天24小时供应热水。所有设备均安装在四层顶。

二、室外空气设计参数

夏季	冬季
空气调节干球温度	35.7℃	空气调节干球温度	-4℃
通风干球温度	33℃	通风干球温度	4℃
空气调节日平均干球温度	31.5℃	采暖干球温度	-1℃
空气调节湿球温度	28.5℃	相对湿度	77%
相对湿度	80%	大气压力	102.1KPa
大气压力	100.05KPa	风速	2.3m/s
风速	2.3m/s

三、设计依据

《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003）

《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）

《建筑给排水及采暖工程施工质量验收规范》（GB50242-2002）

《建筑给排水设计手册》

《太阳能热水系统设计、安装及工程验收技术规范》(GB/T18713-2002)

空气源热泵和太阳能综合应用相关资料

四、中央热水系统设计

热水需求基本状况

系统要求

用水要求：本酒店主要有95间客房，按160升/间.日计15.2吨。

加热方式：阳光充足时，采用太阳能加热；阳光不足或不够用时，启动辅助能源加热；

辅助能源：采用空气源热泵加热系统；

集热单元：采用全玻璃真空管；

系统组成：系统由太阳能集热阵列、水箱及保温、电控、自动补水、辅助连接等部分组成；

设计总量：15吨：

热水出水温度： 550C；

给水系统：根据现场要求设计供水管网；

冷水计算温度：150C：

系统原理图

空气源热泵热水机选型计算

按冬季平均气温0℃配置机组，以下计算未考虑管道及其它热量损失。

需要热量为：Q=CM△T=1×15000×（55-7）=720000大卡

冬天空气源热水机组COP值为2.8左右（气温0℃），工作时间按18小时（机组可连续工作24小时工作）计算

机组需要输入功率：P=720000÷860÷2.8÷18=16.6KW

由上计算，先选用1台PASHW130SB-2-C（10.4KW）和1台PASHW060SB-2-C（4.7KW）空气源热泵热水机组

1、 春秋两季，平均气温15℃，此时水温平均为15℃左右，机组COP值将达到平均3.6左右，那么PASHW130SB-2-C和PASHW060SB-2-C空气源热泵热水机组的制热量分别为37KW和17KW。这种情况下：

需要热量为：Q=CM△T=1×15000×（55-15）=600000大卡

机组工作时间：600000×1.163÷（37000+17000）=13小时

2、 夏季，平均气温25℃，此时水温平均为25℃左右，机组COP值将达到平均4.7左右。考虑到夏季节能，水温烧到45℃。那么PASHW130SB-2-C和PASHW060SB-2-C空气源热泵热水机组的制热量分别为49KW和22KW。这种情况下：

需要热量为：Q=CM△T=1×15000×（45-25）=300000大卡

机组工作时间：300000×1.163÷（49000+22000）=5小时

3、 冬季平均气温0℃，此时水温平均为7℃左右，机组COP值将达到平均2.8左右。那么PASHW130SB-2-C和PASHW060SB-2-C空气源热泵热水机组的制热量分别为31KW和14KW。这种情况下：

需要热量为：Q=CM△T=1×15000×（55-7）=720000大卡

机组工作时间：720000×1.163÷（31000+14000）=18.6小时

由上计算可知，1台PASHW130SB-2-C和1台PASHW060SB-2-C就能满足本酒店每天的热水需求量

太阳能集热管选型计算

1、项目设计方案概述

本着充分利用太阳能资源、减少运行费用、节能环保的设计理念和基本准则，结合本工程项目实际状况。本设计将采用集中采暖集中供热的方式为住户提供热水供应。该系统采用强制循环加热的方式使太阳能的利用达到最大化。

2、热平衡计算

生活热水热量计算：

Q1=αγ(ts-tb)V=4.19KJ/Kg.0C*1Kg/L(550C-150C) *15000L = 2514000KJ

3、太阳能集热单元的计算和确定：

杭州市的辐照度。杭州市属于我国三等太阳能辐照度地区，杭州市位于北纬30度，东经120度。年照时数大多在2200-3000h/a以上；辐射量4200-5400（MJ/m2.a）。