空气源热泵燃气锅炉

随着经济的不断发展，全世界能源危机以及价格的不断上涨，各大企事业单位、宾馆酒店、学校医院等商用燃油、燃气及电锅炉加热，成为一笔很大的费用支出。为了减少费用，提高经济效益，建议使用国家倡导的太阳能或空气源热泵热水机组，实现减少常规能源的费用支出，达到提高企事业单位的经济效益最终目的。

项目名称：上海某公司员工宿舍热水系统改造工程

该宿舍楼原有燃气锅炉热水系统，现进行节能改造，初步考虑采用太阳能+空气能联共系统进行节能热水改造系统。

根据甲方提供数据：

宿舍用水统计预估量（每月）

A栋/31吨 B栋/38吨 C栋/182吨 D栋/265吨

该4栋楼目前共入住人数约为300人，由于甲方原本使用燃气锅炉热水系统，因燃气锅炉可设定热水温度为70度左右，且考虑到日后该公司业务扩展会增加一定人员，故初步设计系统日产水量如下：

1、 A栋和B栋共有房间77个，入住人数约1-2人，故该热水系统初步设计储热水箱容量为8吨；

2、 C栋共有房间47间，入住人数约4-6人，故该栋热水系统初步设计储热水箱容量为10吨；

3、 D栋共有房间75间，入住人数约4-6人，故该栋热水系统初步设计储热水箱容量为12吨；

一、燃气热水器锅炉系统全年运行费用（以日产30吨热水计算）

燃气锅炉热水系统（转换效率85%）

天燃气每立方燃烧热值取34000KJ/m，价格按3.5元/m计

根据热量公式 Q=C*M*(T2-T1)

空气源热泵燃气锅炉

故 将30吨冷水提升10℃，需要热量1256100KJ

a）夏季将30吨基础水温为19℃左右的水提升至55℃

日耗油费1256100×3.6÷（34000×85%）×3.5=547.6元

夏季总耗油费547.6×90=49284元

b）春秋季将30吨基础水温为14℃左右的水提升至55℃。

日耗油费=1256100×4.1÷（34000×80%）×3.5=624.0元

春秋季总耗油费=624.0×185=115440元

c)冬季将30吨基础水温为8℃左右的水提升至55℃。

日耗油费=1256100×4.7÷（34000×80%）×3.5=715.3元

冬季总耗油费=715.3×90=64377元

合计：采用燃气锅炉全年运行费用为

49284+115440+64377=229101元

二、电热水器锅炉系统全年运行费用（以日产30吨热水计算）

故 将30吨冷水提升10℃，需要热量1339840KJ换算成大卡即为300000kcal

电锅炉技术参数 理论热值 860kcal/kwh 热效率95%

实际热值860kcal/kwh×95%=817 kcal/kwh

计算公式：G= 300000kcal×n÷817 kcal/kwh

G---耗电度数 n---提升温度比值

该项目耗电费用：（电费按 1元/ kwh 计）

夏季将30吨基础水温为19℃左右的水提升至55℃。

日耗电费=300000 kcal×3.6÷817 kcal/kwh ×1.0元/ kwh =1322.7元

夏季总耗电费=1322.7元×90=119043元

春、秋季将30吨基础水温为14℃左右的水提升至55℃。

日耗电费=300000kcal×4.1÷817 kcal/kwh×1元/kwh =1506.3元

春秋季总耗电费=1506.3元×185=278665元

冬季30吨基础水温为8℃左右的水提升至55℃。

日耗电费=300000 kcal×4.7÷817 kcal/kwh×1元/ kwh =1840.8元

冬季总耗电费=1726.8元×90=155412元

合计：采用电锅炉全年用电费用为

119043+278665+155412=553120元

三、采用太阳能热水器+空气能热水器联供热水系统

a）夏季晴好天气，太阳能热水器系统可产55℃热水30吨左右，无需空气源热泵辅助加热，故夏季耗电费用为0。

b）春秋季晴好天气，太阳能热水器系统产55℃热水30吨左右，无需空气源热泵辅助加热，故春、秋季耗电费用也为0。

c) 冬季晴好天气，太阳能热水器系统产40℃热水30吨左右，热水洗浴温度设定为55℃左右，故需要空气源热泵辅助提高15℃左右。

（空气能热水器的平均能效比为3.6）

故日耗费用=300000 kcal×1.5÷817 kcal/kwh×1元/ kwh×1/3.6 =153.0元

冬季总耗电费=153.0元×30×3=13770元

d）考虑到在阴雨天时，太阳能不能产足够温度的热水，需要空气能热泵热水器辅助加热，阴雨天按全年25%计算：

25%*全年耗电费用=25%×553120元×1/3.6=38411元

且阴雨天气采用太阳能热水系统仍能提高水温约15℃左右，

故该项节约费用=300000×1.5÷817×1×25%×365×1/3.6=13969元

故：采用集中太阳能热水工程系统全年辅助耗电费用为：

13770+38411-13969=38212元

故日产热水30吨该太阳能热水器+空气能热水器联共热水系统全年运行运费38212元

四、各种热源全年运行费用对比表：

五、总结

燃气热水器锅炉工作时会产生NOX、SO2、CO等污染气体、且燃气锅炉属于压力容器，需要定期检查；电热水器锅炉则运行费用太高；而太阳能热水器+空气能热泵热水器系统，辅助热源空气能不是采用电热元件直接加热，不会产生任何漏电、系统消耗能源属于清洁能源，系统工作时不产生任何污染气体，且该系统水电分离、十分安全，无需安排专人值守，不产生其他费用，是目前节能的热水方式之一，建议采用。

六、安装太阳能热水器系统每年可减少CO2的排放量

年辐射强度按（上海气象数据）：年照时数在1997.5h/a以上；辐射量31度倾角表面为4716.445（MJ/m2.a），年平均日太阳辐射量斜面为12.904 MJ/m2,年平均日照时数为5.5h，年平均气温为16.0℃

集热系统的热效率按：n1=55%、热损：n2=10%

整套太阳能集热系统采光面积按：F=512M2计算，年限按15年计算

每年太阳能提供可利用的热量为：

Q太=4716.445 MJ/m2.a×480m2×55%×90%=1120633MJ

太阳热水系统的环保效益体现在因节省常规能源而减少污染物的排放，主要指标为二氧化碳的减排量。将系统寿命的节能量折算成标准煤，然后将标准煤中碳的含量折算成二氧化碳，即为太阳能热水系统二氧化碳的减排量。其计算公式为：

式中：QCO2——系统寿命内二氧化碳减排量，吨：

W —— 标准煤热值，29308kJ/kg;

2.26 ——每kg标准煤燃烧产生2.26kgCO2空气源热泵燃气锅炉

二氧化碳排放量：QCO2=[1120633000 KJ /(29308KJ/Kg×0.95)] × 2.26

=90962KgCO2/年

由以上计算可知：用太阳能系统每年可减少CO2排放量为90.9吨,则太阳能系统使用寿命15年内可减少CO2排放量为1363.5吨。