空气源热泵热水系统与燃气热泵热水系统解决方案对比分析

“空气源热泵热水系统”与“燃气热泵热水
系统”解决方案对比分析
摘要 研究如何评定一个热水系统的节能性?本文对空气源热泵热水系统与燃气
热泵热水系统的初投资、运行费用进行了计算分析和讨论。

关键词 燃气热泵热水系统 空气源热泵热水系统 初投资 年均热水系统运
行费用 系统能效比
0 引言
空气源热泵热水器也称空气能热泵热水器、热泵热水器或者空气能热水器，是通过把空气中的低温热能吸收进来，经过压缩机压缩后转化为高温热能，加热水温的热泵装置。

相比于传统的电热水器和燃气热水器，空气源热泵热水器具有高效节能、运行安全等特点。

目前，空气源热泵热水机组广泛应用于室内泳池、宾馆、别墅、发廊、沐浴足疗、工厂及农场等需要热水热源的场所。

但是，空气源热泵热水系统依然存在以下不足：①耗电量大，运行成本高;②受环境影响很大，低温下制热量衰减严重;③噪音大，存在扰民现象;④机组制冷剂为氟利昂，存在破坏臭氧层污染环境的危险。

相对于空气源热泵热水机组，奇威特公司生产的燃气热泵热水机组是一种使用燃气作为能源、没有压缩机组建的吸收式热泵机组，具有如下优点：①整机实现无级变速控制，最大程度的实现节能运行，大幅度降低客户运行成本；②机组运行受环境影响很小，运行平稳可靠；③机组内天然气燃烧充分，无有害物质排放，制冷剂为MR717对臭氧层无破坏作用，属于环保产品享受政府政策补贴；④制热机组出水最高温度可达65℃，可以充分满足客户各种供暖、热水以及制冷等需求；⑤机组采用模块化设计，可以实现1-8台的自由组合整体控制，方便客户对系统的后续扩容；⑥机组智能运行，无需专人维护；⑦低噪音设计，避免噪音污染；⑧机组故障率低，使用寿命长达20年以上。

下面以福建福州地区某酒店100吨热水为例，针对初投资和系统运行费用两个方面，对空气能热泵热水系统与燃气热泵热水系统两个系统进行详细的对比分析。

1. 方案一：空气源热泵热水系统
福建福州地区年平均环境温度20℃，电费单价1元/度，燃气单价为3.8元/m 3。

基础水温为15℃。

热水温度50℃，温差为35℃。

可得出系统总负荷：
T m c Q p ∆= (式1)
其中，Q 该热水系统需要的功率KW ，Cp 水的定压热容Cp=4.18KJ/(kg.℃），△T 热水温度与基础水温之差35℃，m 水的质量100000（kg ）。

计算得：总热负荷为4064KW ，每天按8小时工作计算，热水负荷为508KW ，选择制热量85KW 的空气源热泵热水机组6台，满足用户需求。

空气源热泵热水机组参数表
用空气源热泵加热热水供给用户使用，空气源热泵主要以电能驱动，每天工作时间为8小时。

空气能热泵系统所需运行费用计算如下：
e 111e 1U T N P E ⨯⨯⨯= (式2)
其中，1E 为空气源热泵系统每天运行费用，e U 为电价1元/度，1T 运行时间8小时，
1e P 单台机组输入功率26KW ，1N 机组数量6台
则计算得：系统每天运行费用为1248元，即空气能热泵热水系统产热水价格为12.48元/吨。

2. 方案二：燃气热泵热水系统
同样以福建福州地区某酒店100吨热水项目为例。

总热负荷为4064KW ，每天按9小时工作计算，热水负荷为451KW ，选择制热量45KW 的燃气热泵机组10台，，满足用户需求。

燃气热泵热水机组参数表
用燃气热泵加热热水供给用户使用，主要以燃气驱动，消耗少量的电，每天工作时间为9小时。

燃气热泵系统所需运行费用计算如下：
g 22g e 222e 2U T N P U T N P E ⨯⨯⨯+⨯⨯⨯= (式3)
其中，2E 为燃气热泵系统每天运行费用，e U 为电价1元/度，g U 为燃气单价3.8元/m 3
，2T 运行时间9小时，2e P 单台机组输入电功率0.8KW ，g P 为单台机组耗气量2.5m ³/h ，
2N 机组数量10台
则计算得：系统每天运行费用为927元，即燃气热泵热水系统产热水价格为9.27元/吨。

3. 对比分析
备注：两个方案在水循环系统和末端系统都是一样的，区别在于主机部分。

故方案比较时只针对不同点进行比较。

4.结论
由上述分析可以得出方案一与方案二的综合分析结果如下：
1、燃气热泵热水系统方案比空气源热泵热水系统方案的初投资要高
2、燃气热泵热水系统方案比空气源热泵热水系统方案的运行更节能
3、综合考虑初投资及运行费用燃气热泵热水系统比空气源热泵热水系统多出的初投资会在2.1年内收回。

4、燃气热泵热水系统以其运行节能环保、稳定可靠、智能高效等特点远远优越于空气源热泵热水系统方案。