一.前言

近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷提高，城鄉(xiāng)建設(shè)迅速發(fā)展，能源的需求及耗費(fèi)量巨額增加。去年夏天我國(guó)出現(xiàn)大面積“電荒”，據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)30省市有19省市拉閘限電,進(jìn)入冬季又有7省市限電；11月份，自上海、廣州0#柴油告急開始，90#汽油告急，全國(guó)又出現(xiàn)一定范圍的“油荒”，在長(zhǎng)三角地區(qū)，很多加油站等待加油的卡車排起了長(zhǎng)龍；11月底，我國(guó)一些地區(qū)煤炭供應(yīng)出現(xiàn)短缺。電力、石油、煤炭是一國(guó)重要的能源資源，“電荒”、“油荒”以及煤荒在一定程度上反映出我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的不合理并將影響到我國(guó)的能源戰(zhàn)略，充分利用和開發(fā)可再生能源——太陽(yáng)能、空氣熱能等新能源勢(shì)在必行。

二.方案介紹:

結(jié)合該工程的實(shí)際情況及雙方討論結(jié)果,現(xiàn)制定兩種方案:

(一):太陽(yáng)能制熱方案:

組成:采用16管直插式集熱器串聯(lián)組成回路,充分利用太陽(yáng)能提供熱量,太陽(yáng)能采集的熱量?jī)?chǔ)存在保溫水箱中;根據(jù)屋面實(shí)際情況,共能排列176臺(tái);共分為5個(gè)系統(tǒng),其屋面布置如圖所示,每?jī)膳偶療崞鹘M成一個(gè)系統(tǒng).
原理說(shuō)明:

上水控制：根據(jù)水箱水位信號(hào)控制上水泵的開啟，進(jìn)水直接從游泳池進(jìn)水，進(jìn)水安裝進(jìn)水設(shè)備。水達(dá)到水位上限上水泵自動(dòng)停止。

集熱循環(huán)控制：集熱循環(huán)泵的開啟由TI、T2的溫差控制，當(dāng)溫差達(dá)到設(shè)定值時(shí)，集熱循環(huán)泵開啟，水箱中的水與集熱器交換熱量。

下水控制：按照事先雙方協(xié)定，下水采用手動(dòng)控制，當(dāng)游泳池需要加水時(shí)，先看控制器顯示的水箱溫度，如果達(dá)到需要溫度，即可放水。

系統(tǒng)功能：
在我國(guó)華東太陽(yáng)能熱能等級(jí)屬于較差地區(qū)，年日照時(shí)數(shù)為1400-2000（h/a）；年輻射總量4180-5016（MJ/m2·a），晴天按每天8小時(shí)日照計(jì)算，則晴天每天日照總量為16.72-28.64MJ/m2。按22 MJ/m2

該工程為游泳池?zé)崴到y(tǒng)，用水溫度為25-29℃，按此太陽(yáng)能供水溫升為10-20℃，按15℃計(jì)算。選用的集熱器集熱面積為1.13 m2，平均日效率ηd為0.5

ηd = MCp(te-ts)/ AH

式中：

M---太陽(yáng)熱水器容水量，Kg
Cp---水的定壓比熱容，J/(Kg·℃)
ts---初始貯水溫度，℃
te---終止貯水溫度，℃
A---太陽(yáng)熱水器采光面積，m2
H---累積太陽(yáng)輻射日照量，J/m2

則：M =ηdAH/ Cp(te-ts)

=0.5×1.13×22×106/4.2×103×15

=197.3 Kg

該工程共有176集熱器，其中28臺(tái)朝南，56臺(tái)和92臺(tái)分別朝西和東，

所以，該工程最大可采集熱水

28×197.3+148×197.3÷2=20.12T

所以該工程5只水箱分別為3只5.5T和2只9T。

(二):空氣源熱泵制熱方案:

空氣熱泵熱水器于二十世紀(jì)九十年代在美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家開始從試驗(yàn)室走向市場(chǎng)，成為一種完全成熟的先進(jìn)的節(jié)能產(chǎn)品。

熱泵熱水器是一種新型熱水和供暖熱泵產(chǎn)品，是一種可替代鍋爐的供暖設(shè)備和熱水裝置。與傳統(tǒng)太陽(yáng)能相比，熱泵熱水器不僅可吸收空氣中的熱量，還可吸收太陽(yáng)能。熱泵熱水器通過(guò)制冷劑溫差吸熱和壓縮機(jī)壓縮制熱后，與水換熱，大大提高熱效率，充分利用了新能源，是將電熱水器和太陽(yáng)能熱水器的各自優(yōu)點(diǎn)完美的結(jié)合于一體的新型熱水器，是開拓和利用新能源最好的設(shè)備之一。該產(chǎn)品適用于黃河以南的廣大地區(qū)，在中國(guó)南方，效果更加突出，在大中城市和人口密度較大的地區(qū)都可使用，適用于賓館、浴室、企業(yè)和房地產(chǎn)等行業(yè)，是適用度較大的熱泵產(chǎn)品。

本產(chǎn)品采用內(nèi)置式風(fēng)機(jī)盤管作為蒸發(fā)器形式，利用風(fēng)扇的強(qiáng)制換熱，使空氣中的熱能與盤管中的制冷劑交換熱量后，制冷劑汽化，經(jīng)壓縮機(jī)壓縮制熱后，通過(guò)熱交換器與水換熱，達(dá)到供暖和供熱水的目的。因?yàn)槠涔?jié)能、環(huán)保、適用面廣等效果非常顯著，得到美國(guó)、瑞典等發(fā)達(dá)國(guó)家政府的大力推廣，廣泛應(yīng)用在各行各業(yè)作熱水熱源。其原理圖如下：

熱泵熱水機(jī)產(chǎn)品性能特點(diǎn)

1、全天候使用：該產(chǎn)品不受夜晚、陰雨和下雪等惡劣天氣的影響，在-10℃以上地區(qū)均可使用，自帶除霜裝置，干燥與潮濕地區(qū)都可高效運(yùn)轉(zhuǎn)。
2、節(jié)能效果突出，投資回收短：該產(chǎn)品與各種常規(guī)產(chǎn)品相比，一噸熱水能耗可節(jié)70%左右，噸熱水耗電量全年平均在10千瓦以下。
3、環(huán)保無(wú)污染：制冷劑選用進(jìn)口新型制冷劑對(duì)臭氧層零污染，而且該制冷劑適用于北方寒冷氣候，在攝氏零度以下比R22的效率可提高15%以上。
4、使用壽命長(zhǎng)：該產(chǎn)品使用壽命長(zhǎng)達(dá)15年以上，比鍋爐和普通熱水器長(zhǎng)5-10年。
5、運(yùn)行安全可靠：該產(chǎn)品采用間接加熱方式，運(yùn)行無(wú)安全隱患，全自動(dòng)微電腦控制，不需人值守。
6、安裝方便，可隨需要增減：該產(chǎn)品為一體式結(jié)構(gòu)，占地面積小，在人口密集區(qū)均可使用，并且隨用戶用水量的增減，可關(guān)?；蛟鎏碓O(shè)備，可及時(shí)滿足用戶的需求變化。

空氣源熱泵熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案：

整個(gè)系統(tǒng)由水箱、空氣源熱泵熱水器、水管、循環(huán)泵、電磁閥、智能控制器及一些檢測(cè)控制元件組成：見(jiàn)系統(tǒng)原理圖（其中空氣源熱泵機(jī)和水箱放置雙方協(xié)定）熱泵熱水器通過(guò)高效壓縮機(jī)做功，把從蒸發(fā)器吸收的熱量通過(guò)冷媒傳到高溫水冷凝器中釋放給被加熱的水，從而實(shí)現(xiàn)“熱水”的目的。與集熱管熱水系統(tǒng)不同的是，熱泵系統(tǒng)在無(wú)陽(yáng)光照射的情況下通過(guò)熱泵的工作仍能產(chǎn)生熱水。儲(chǔ)水箱中熱水通過(guò)必要的控制可實(shí)現(xiàn)對(duì)用水點(diǎn)全天候供水。

1、設(shè)計(jì)依據(jù):根據(jù)國(guó)家規(guī)定的供熱水標(biāo)準(zhǔn)、游泳池給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)；
2、工程概況:給游泳池（水量600T）進(jìn)行保溫；
3、設(shè)計(jì)方案：給游泳池（水量600T）進(jìn)行保溫，選用QHE2-27EC型熱泵。
4、需要補(bǔ)充熱量計(jì)算：

（1）.游泳池水加熱所需熱量，應(yīng)為下列熱量的總和：

一、水面蒸發(fā)和傳導(dǎo)損失的熱量；

二、池壁和池底傳導(dǎo)損失的熱量；

三、管道的凈化水設(shè)備損失的熱量；

四、補(bǔ)充水加熱需要的熱量。

（2）. 游泳池水表面蒸發(fā)損失的熱量。按下式計(jì)算：

Qx＝α·у（0.0174vf ＋0.0229）(Pb－Pq) A(760/B)

二.運(yùn)行費(fèi)用對(duì)比

1、平均每天需要的能量：CMΔt＝1（大卡/千克℃）×50000（千克/

天）×（55－15）℃＝2000000大卡/天

熱泵平均每天需要的燃料運(yùn)行費(fèi)用(COP值選3.7)：

2000000（大卡/天）÷860大卡/度÷3.7×0.50元/度＝314.27元/天

若采用電熱水器平均每天需要的燃料運(yùn)行費(fèi)用：

2000000（大卡/天）÷860大卡/度×0.50元/度＝1162.79元/天

每年節(jié)約費(fèi)用:( 1162.79-314.27)×365=309709.8元/年

若采用燃?xì)忮仩t平均每天需要的燃料運(yùn)行費(fèi)用：

2000000（大卡/天）÷8942大卡/m3÷0.75(效率)×1.8元/ m3＝536.79元/天

每年產(chǎn)生效益: (536.79-314.27)×365+20000×2(人工費(fèi)) =121219.8元/年

若采用燃油鍋爐平均每天需要的燃料運(yùn)行費(fèi)用：

2000000（大卡/天）÷10200大卡/ Kg÷0.85(效率)×3.6元/ Kg＝830.45元/天

每年產(chǎn)生效益: (830.45-314.27)×365+20000×2(人工費(fèi)) =228405.7元/年

附錄：

熱泵技術(shù)參數(shù)：

※標(biāo)準(zhǔn)工況為環(huán)境溫度20℃

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