CO2空气源热泵热水机组可行性分析

CO2空气源热泵热水机组可行性研究报告

一、基本信息

二、技术可行性分析

2.1 节能原理

CO2热泵和普通热泵的工作原理基本一致，都属于蒸汽压缩式，区别在于使用的冷媒不一样。CO2热泵使用CO2作为工作冷媒，属于跨临界循环，在冷却器中的换热过程不存在相变，CO2降低的温度作为热量逐步被吸收，传热温差小，不可逆的损失小，同时因为排气温度高，最高可以制取90℃的热水。而且CO2蒸发温度较传统冷媒低，在低温条件下的效果也很好，解决了普通热泵在寒冷地区性能系数低甚至无法使用的问题。

2.2 核心技术

CO2热泵机组的基本部件和常规机组相比没有太大区别，主要有压缩机、气体冷却器/冷凝器、蒸发器、节流装置。但CO2跨临界循环的排气压力高，必须对选用的压缩机、管路、润滑油等进行专门设计，保证系统安全。

2.3 技术特点

1）CO2属于环保冷媒，无毒不燃，而且获取成本低。

2）可以制取高温热水（90℃），也可以在更低的环境下工作（-25℃）。

3）低温条件下能保持较高的性能系数。

4）系统高压运行，机组尺寸比常规机组小。

2.4 实施和维护难度

CO2热泵机组对安装环境没有特殊要求，但由于运行压力超过10Mpa, 对安

装工艺和后期维护都提出了更高的要求。

2.5 专业评价

CO2空气源热泵热水机组从技术原理上看是可行的，相对于普通热泵，其优势和先进性也是很明显的。在日本和欧洲市场，CO2热泵的发展也是比较成功的，系统使用数量在百万级，这也证明了CO2热泵技术的可行性。但由于高压运行，CO2热泵机组对设计制造、后期维护的要求都更加苛刻。

三、经济可行性分析

3.1 成本计算

根据代理商报价，制热功率70kw的机组单价为26万，加上安装调试费用，系统造价在30万左右。该机组能满足日均用水量15吨要求。

3.2 节能计算

假设某项目日均热水用量为15吨55℃热水，温升40℃，运行费用估算如下：

3.3 投资回收期计算

与柴油锅炉、燃气锅炉、电锅炉比较，CO2热泵年均节省费用分别为9.2万、3.6万、12.7万，作为改造项目使用的话，回收周期为3.2年、8.3年、2.4年。考虑到CO2热泵可以实现自动化运行，无需专人运行，也无需定期维护保养，年节省费用在3万元以上。综合起来，回收周器分别为2.5年、4.5年、1.9年。如果作为新建项目，回收周期还会明显缩短。

3.4 专业评价

单纯从节能角度考虑，CO2热泵已经很有使用价值。在寒冷地区，热水的需

求大，而且普通空气源热泵性能系数低甚至无法使用，CO2热泵的优势更加明显。

四、可行性研究结论

与锅炉热水系统比较，CO2 热泵的效率远远高出，经济性突出，与普通空气源热泵比较，其低温性能优势明显，回收周期也在合理范围。整体来看，具有可行性，使用价值高。