空气源与太阳能投资及运行费用分析表.doc

空气源热泵与太阳能空气源热泵与太阳能 投资及运行费用分析表投资及运行费用分析表 1 1 空气源热泵热水设备及节能原理 空气源热泵热水设备及节能原理 1 空气源空气源热泵热水设备简介热泵热水设备简介 它是当今世界上最先进的制热设备之一 它由压缩机 冷凝器 膨胀阀 蒸发器及控制部件组成 以环保型制冷剂为媒介 通过逆卡诺循环原理 将空 气中的热量源源不断地吸收并搬运到水中 从而实现对水的加热 2 空气源空气源热泵热水设备工作原理热泵热水设备工作原理 热泵热水设备开始工作时 压缩机通电运转 蒸发器中低温低压的气态介 质被压缩机吸入 并被压缩成高温高压的气态介质后输送进入冷凝器 高温高 压的气态介质在冷凝器中由于受到外围低温水的冷却 介质能量被水吸收并由 高温气态冷凝成低温液态 低温高压的液态介质进一步经膨胀阀节流降压 变 成低温低压的液态介质后进入蒸发器 由于介质的蒸发温度比较低 如R22的 蒸发温度为零下40 远远低于一般环境温度 在这种工况下 低温低压的 液态介质在蒸发器中就很容易产生蒸发现象 蒸发的同时也就吸收了外围环境 中大量的热量 变成高温低压的气态介质 至此 热泵系统完成一个周期循环 但循环并未停止 蒸发后产生的气体再次被吸入压缩机 又开始下一轮同样的 工作流程 正是通过这种连续不断 周而复始的循环工作过程 热泵热水设备 不断将热量从外围环境中搬运到水中 从而实现对水的加热 最终生产出需要 的生活热水 Q3 热水获得的热量 Q1 输入电能转化的热量 Q2 从环境中 吸收的热量 3 空气源热泵热水设备节能原理空气源热泵热水设备节能原理 通过以上的文字介绍和图示说明 我们可以得出一个结论 即 热泵热水 设备不是等同于燃煤 燃油 燃气锅炉等那样的能量转化设备 把一种化学能 转化为热能 而是一种热量搬运设备 它类似于水泵 只不过它搬运的介质 不是水 而是 热 能量在转化的过程中 不可能 100 都进行转化 损耗是必 然的 即热效率会小于 1 而在通过热泵获得的热量中 大部分热量是从免 费的空气中获得的 只有一小部分是通过消耗电能而转化而成的 两者之比为 倍数级 因此 其产出与消耗之比 即热效率 就会大于 1 由此可见热泵的 节能 2 2 太阳能热水设备及节能原理 太阳能热水设备及节能原理 1 太阳能太阳能热水系统简介热水系统简介 太阳能热水系统由集热器 保温水箱 连接管道及控制系统组成 太阳能 热水系统就是一种通过集热器吸收太阳的辐射热能来制取人们在生活 生产中 所需要的热水的节能设备 系统组成 集热器 系统中的集热元件 其功能相当于电热水器中的电热管 和电热水器 燃 气热水器不同的是 太阳能集热器利用的是太阳的辐射热量 太阳能属于可再 生绿色能源 因此太阳能具有高效节能特点 保温水箱 保温水箱是储存热水的容器 容积是每天用热水量的总和 太阳能热水器 保温水箱要求保温效果好 耐腐蚀 在水质清洁的情况下 使用寿命可长达 20 年以上 连接管道 将热水从集热器输送到保温水箱 将冷水从保温水箱输送到集热器的通道 使整套系统形成一个闭合的环路 设计合理 连接正确的循环管道对太阳能系 统是否能达到最佳工作状态至关重要 热水管道必须做保温处理 控制系统 2 太阳能热水设备工作原理太阳能热水设备工作原理 1 自然循环 2 强制循环 3 直流式 4 衍生模式 水 箱 热水出 至用水点 辅助热源 冷水进 集热器 自然循环自然循环 自然循环中储热水箱底部必须高于集热器顶部 50 公分以上 循 环热水管道坡度大于 3 度 管道无须考虑等程问题 辅助能源处于水 箱的中上部 其整体结构简单 控制方便 强制循环强制循环 直流式直流式 4 衍生模式 由多种方式进行互补 由此衍生出来各种控制方式 如定温 放水结合温差循环 定温补水结合温差循环 定温 温差相结合 循环 其中以定温放水结合温差循环因适用范围最广而被大量采 用 清华同方空气源热泵与太阳能设备及其它传统热水设备比较清华同方空气源热泵与太阳能设备及其它传统热水设备比较 注 依据北京气候计算 按热水制取量 10 吨 日 进水温度 15 度 出水温度 55 度 举例 TFS SKR480 S 机组 热泵系统输入功率 4 63 kW 周围环境温度 20 输出的制热功率却达到 19 6kW 这意味着热泵工作时从周围环境吸收了 大量的免费热能 在此过程中 系统仅仅只消耗了 4 63 kW 的电能 却能等同 于输入功率为 4 63kW 0 95 4 87 kW 的传统电热水器完成的工作 系统能效系 数 COP 高达 423 COP 制热量 输入功率 一般来说 空气源热泵热水设 备的最高热效率可达 590 年平均热效率为 400 热水设备热水设备 项项 目目 燃煤热水锅燃煤热水锅 炉炉 燃油热水锅炉燃油热水锅炉燃气热水锅炉燃气热水锅炉 太阳能太阳能 电辅电辅 清华同方清华同方 空气源空气源 能 源标准煤轻柴油液化气天然气电太阳能 电辅电 能源热值 6950kcal kg10200kcal kg24000kcal m38000kcal m3860kcal kw860kcal kw860kcal kw 热 效 率 80 85 85 85 95 283 400 热 负 荷将 10 吨冷水从 15 加热到 55 温升 40 度 理论上需要消耗 400000kcal 的热量 消耗能源 71 9kg46 1kg19 6m358 8m3489 6kw199 62kw 116 2kw 能源单价0 83 元 kg5 58 元 kg12 08 元 m32 55 元 m31 元 kw1 元 kw1 元 kw 所需费用 59 7 257 2 236 9 149 9 489 6164 3116 2 费用趋势 安全性能安全 有漏油 火灾 爆炸等安全隐 有漏气 火灾 爆炸等安全隐患 水箱电热管 易老化 有 漏电危险 安全 环境影响 有废气排放 环境污染严 重 有废气排放 对环境易污染 有燃气气体排放 对环境易污染 对环境无污 染 对环境无污 染 空气源热泵与太阳能投资费用分析 空气源热泵与太阳能投资费用分析 例如 一家宾馆有 66 个标间 那么日用水量按照国家给排水标准每个标间 120 160 升 60 C 热水 那么取值 150 升水 66 150 9900 升水 为了便于计算我们按照 10000 升水计算也就是 10 吨 60 热水 首先我们看一下太阳能资源分区以及集热面积选用值 t 35 t 40 等 级 太阳能条件主要城市 100 集热 面积 m2 单位面积产 水量 吨水面积 m2 单位面积产 水量 吨水面积 m2 资源丰富区1 283127314 资源较富区 北京 天津 乌鲁 木齐 呼和浩 特 兰州 1 470146116 1 资源一般区 济南 太源 西 安 郑州 长 春 沈阳 昆 明 广州 福 州 石家庄 1 665165718 2 资源一般区 长沙 南宁 南 昌 南京 杭 州 上海 合 肥 哈尔滨 1 855184821 资源贫乏区 成都 贵阳 重庆 2 050204423 那么按照北京的条件设计太阳能的制取日用水量 10 吨 60 C 热水 16 10 160 平米集热管 按照 1 平米太阳能真空集热管 900 元来计算 160 900 144000 元 那么按照同样的条件我们使用清华同方的空气源热泵 下图是清华同方商用热水机组性能参数表 类别名称单位 TFS SKR 270 D TFS SKR 480 S TFS SKR 760 S TFS SKR 840 S 制热量 kW1119 631 36 产水量 L h270480760840 额定输入功率 kW2 434 636 888 25 最高输入功率 kW3 26 029 110 0 最高出水温度 60606060 性能参数 噪音 dB A 58596263 电源 50Hz 1 220V50Hz 3 380V50Hz 3 380V50Hz 3 380V 运行条件 环境温度范围 10 43 10 43 10 43 10 43 接管管径 DN25DN25DN40DN40 设备重量 kg125190 370370 安装条件 设备尺寸 mm 700 560 1067 850 650 1330 1400 660 1480 1400 660 1480 根据制取日用水量 10 吨 60 C 热水 和清华同方商用热水机组的 性能条件 我们使用 TFS SKR840 s 这款机组能够满足用户的需 求 TFS SKR840 s 这款机组价格 78948 元 根据上面太阳能集热器和清华同方空气源同样条件下制取同样热水 太阳能前期投资只需要 144000 而清华同方空气源热泵仅需要 78948 元 144000 78948 65052 元 同样日用水量 10 吨 60 C 热水工程前期投资 同方热水机组比较 太阳能集热器节约费用 65052 元 热泵热水机组安装简单 后期维 护费用低 产品运行性能稳定 不受环境影响 清华同方热泵热水机组和太阳能集热器比较有以下优势 太阳能热水器清华同方空气能热泵热水机组 全天候 在雨天 阴天 雾天 黑夜等自然条 件下太阳能使用受限制 一年四季全天候运行 完全不受任 何自然条件影响 安全性 真空管在恶劣环境中的冻裂 而且电 辅会有漏电 干烧等安全隐患 安全的水 电分离设计 完全杜绝 漏电