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  • 1 # 郭鵬學暖通

    酒店熱水系統,其實可以考慮採用空氣能熱泵製取熱水,或者結合太陽能製取熱水。

    空氣源熱泵的原理

    水泵可以把水從低處打到高處,熱泵則可以把低溫物體的熱量傳送給高溫物體。空氣源熱泵就是這種從低溫空氣中採集熱量,再把熱量輸送給高溫物體的裝置。它是利用逆卡諾迴圈原理,即藉助少量電力,推動壓縮機對製冷劑工質做功,即在常溫常壓下讓工質能透過熱交換器吸收自然環境中空氣的熱量,同時工質從液態變為氣態。再透過電力驅動的壓縮機將其氣體壓縮為較高溫高壓的氣體,最後將水透過另外一個熱交換器從而獲得熱水。由此可見,空氣源熱泵熱水機組主要由蒸發器、冷凝器、壓縮機、膨脹閥等幾大部分組成,還包括迴圈水泵和熱水箱等末端裝置。

    由能量平衡原理可知所獲熱水包含了從環境中吸收的熱以及壓縮機輸入做功的大部分。由壓縮機消耗的功轉化成的熱僅是熱泵輸出熱量的一小部分,而大部分是自然界提供的自然能,這種能量是免費和取之不盡的。所以熱泵與直接使用電能相比是一種高度節能的機械裝置。

    空氣源熱泵控制系統由空氣源熱泵機組、水箱、一次泵迴圈系統、供水系統、回水系統組成。

    空氣源熱泵機組:由多臺空氣源熱泵並聯向系統提供熱源,每臺空氣源熱泵機組可獨立開啟或關閉並有獨立的進水和出水控制閥門,便於機組的維護和管理。空氣源熱泵裝置有自動和手動兩種控制方式,同時設有切換開關,當切換開關置於“手動”位置時,只能用人工手動啟停熱泵裝置。當切換開關置於“自動”位置時,熱泵由溫控儀自動控制啟停,當水箱水溫達到設定溫度時,停止給熱泵裝置供電,反之則保持供電。

    水箱:用於儲存熱水的裝置,透過直管相接,中間設有電磁閥,透過電磁閥的開啟與閉合來控制水箱的工作。水箱與一次泵系統、供水系統和回水系統相連,完成水的加熱、供應與迴流。

    一次泵迴圈系統:一次泵迴圈系統透過主備用2臺壓力泵與水箱相連,把水箱中的水加壓後送入空氣源熱泵機組,達到設定溫度,再經回水管流回水箱中。

    供水系統:一端與保溫水箱相連,另一端與使用者相連。

    回水系統:回水系統與水箱相連,在每個使用者的末端,各有一根回水管同各個使用者的供水相連,將熱水直接送回保溫水箱中。

    系統能耗及經濟分析

    由此可見,電和燃氣或者燃油直接加熱能源的利用效率低,需要消耗大量能源,同時也存在一定的安全隱患,而熱泵熱水機組利用的效率高、無汙染。

    空氣源熱泵系統日執行費用比燃油鍋爐燃氣鍋爐大約節省費用1100元,較電熱鍋爐節省1500元;熱泵系統的使用年限一般為20年,採用全壽命週期的理念,則空氣源熱泵比燃油鍋爐燃氣鍋爐節省644.6萬元,較電熱鍋爐節省879.0萬元。另外,若合理使用谷電加熱,實現削鋒填谷,最佳化空氣源熱泵的使用控制,則節省的費用會更多。

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