某酒店空气源热泵热水机组可行性分析报告.docx
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某酒店空气源热泵热水机组可行性分析报告
平湖铂尔曼酒店
空气源热泵热水机组可行性分析报告
一前言2
二设计参数2
三空气源热泵热水机组的原理及组成2
四耗热量、热水量的计算3
五空气源热泵热水机组的选型3
六燃油燃气热水锅炉的选型5
七经济性分析6
八技术性分析7
九结论及建议9
一前言
本报告应业主要求，对空气源热泵热水机组及常规燃油燃气热水锅炉（燃油
为应急时使用，本报告运行及燃料费用均按燃气考虑）做经济技术比较分析，从
而为业主在决策本项目生活热水热源是否采用空气源热泵热水机组提供参考依
据。
二设计参数
1、嘉兴市最冷月为1月：
日均最低温度为2℃，日均最高温度为8℃。
2、冷水的计算温度按《建筑给水排水设计规范》GB50015表5.1.4中的浙江区域采用，取5℃。
3、根据国家电网嘉兴供电公司发布的电价表，商业用电电价为0.7879
元/千瓦时。
4、根据嘉兴物价局网站查得居民用天然气价格为3.25元/立方米，本报告参
照使用。
三空气源热泵热水机组的原理及组成
空气源热泵热水机组是根据逆卡诺循环原理，机组以少量电能为驱动力，以
制冷剂为载体，源源不断地吸收空气或自然环境中难以利用的低品位热能
（-10~45℃），转化为高品位热能，实现低温热能向高温热能的转移；再将高品
位热能释放到水中制取热水，通过热水供应管路输送给用户满足热水供应、供暖
需求。
空气源热泵热水机组一般由压缩机、水侧换热器、空气侧换热器、节流装置、低压储液罐、水路调节阀等部分组成。
四耗热量、热水量的计算
根据给排水专业提供的数据，本项目冬季生活热水小时热负荷为1750kW（冬
季自来水取5℃），夏季生活热水热负荷为1400kW（夏季自来水取20℃）。
五空气源热泵热水机组的选型
目前，市场上的空气源热泵热水机组主要分为两种：
高温直热系列和中温循
环系列。
高温直热系列空气源热泵热水机组：
冷水进水（水温5~20℃）经过机组一
次加热即出热水，出水水温可根据工程需要调整在48~60℃范围之间，然后将热
水储存在热水水箱中，经加压或者直接放在塔楼屋顶供用水点使用，此系列机组
的全年COP较高，可达到4左右。
酒店管理公司要求用水点处的冷热水压力平
衡，因此若采用此系列机组只能将机组及热水箱放在塔楼屋顶。
机组产生的震动
会对最高层总统套房产生不良影响，且本项目塔楼屋顶也没有足够的位置放置水
箱及机组，所以此系列机组不适合本项目。
中温循环系列空气源热泵热水机组：
一般出厂设定进水温度50℃，出水温
度55℃，此系列机组的全年COP为3左右。
机组产生的热水仅作为热媒，而不
直接使用，换热器的进水由冷水生活水泵提供，系统冷热同源保证了用水点处的
压力平衡，可以有效防止水温忽高忽低，提高了客人用水的舒适性并可以防止烫
伤事故的发生，所以本工程可以采用中温循环系列空气源热泵热水机组。
1、空气源热泵热水机组的设计小时供热量Qg计算如下：
Q
g
k
mqrC（trtl）r
2734834.44（kJ/h）
1
T
1
式中：
Qg—热泵设计小时供热量（kJ/h）
qr—热水用水定额
m—用水计算单位数
C—水的比热，4.187（kJ/kg℃）
tr—热水温度，60（℃）
tl—冷水温度，10（℃）
r—热水密度，0.983（kg/L）
T1—热泵机组设计工作时间，取16h。
k1—安全系数，取1.10。
2、因空气源热泵热水机组的供热能力较差，需配备较大体积的容积式换热
器，以保证在高峰期热水用量的需求。
热水供应系统中总储热水容积Vr计算如下：
（QhQg）T
25639.75L
Vrk2（trtl）Cr
式中：
Qh—设计小时耗热量（kJ/h）
Qg—热泵设计小时供热量（kJ/h）
Vr—储热水罐总容积（L）
T—设计小时耗热量持续时间，取4h。
—有效储热容积系数，取0.8
tr—热水温度，55（℃）
r—热水密度，0.986（kg/L）
k2—安全系数，取1.2。
3、根据空气源热泵热水机组的设计小时供热量Qg、换热效率的损失以及2
台机组维修时仍能保证100%生活热水负荷的要求，本项目拟选用额定制热量为
70kW的空气源热泵热水机组14台，每台价格约6~8万元，经济分析时取7万
元/台。
六燃油燃气热水锅炉的选型
1、采用燃油燃气热水锅炉作为生活热水及冬季空调采暖热源时的选型：
本项目生活热水负荷约1750kW，空调热负荷约3500kW。
考虑到两个负荷
高峰出现的时间点不同，综合总热负荷系数取0.85，酒店冬季热负荷统计，见表
2：
表2
酒店冬季热负荷统计表
空调热负荷
生活热水负荷
分项负荷（kW）
3500（2625）
1750
综合总热负荷（kW）
4375*0.85=3719
故障时总热负荷（kW）
（2275+1750）*0.85=3421
注：
上表中空调分项负荷括号内数据为75%负荷时的热负荷值；
根据表2的负荷数据，本项目拟选用3台1.75MW的热水锅炉，当1台热水
锅炉故障时，剩余2台锅炉总容量3500kW>3421kW，满足酒店管理公司的要求，
即一台锅炉故障维修时，剩余锅炉承担65%空调热负荷及100%生活热水负荷的
要求。
2、采用燃油燃气热水锅炉仅作为冬季采暖热源时的选型：
在此情况下，不需要考虑综合总热负荷系数。
项目拟选用3台1.2MW的热
水锅炉，当1台热水锅炉故障时，剩余2台锅炉总容量2400kW>2275kW，满足
酒店管理公司的要求，即当一台锅炉故障维修时，剩余锅炉承担65%空调热负荷。
3、采用燃油燃气热水锅炉作为热源时，热水供应系统中总储热水容积V计
算如下：
Qh
21433.84L
V（trtl）Cr
式中：
Qh—设计小时耗热量（kJ/h）
V—储热水罐总容积（L）
tr—热水温度，60（℃）
r—热水密度，0.983（kg/L）—有效储热容积系数，取0.8
Vr:
V1.2，即当采用空气源热泵热水机组作为生活热水热源时，热水供应
系统中总储热水容积仅增大20%，相比机组的造价来说此部分对造价影响较小，
在进行经济性分析时可暂不考虑此部分带来的变化。
4、根据厂家提供的资料，1.2MW的燃油燃气锅炉价格为12万元/台，
1.75MW的燃油燃气锅炉价格为16万元/台。
七经济性分析
空气源热泵热水机组与燃油燃气热水锅炉都是作为生活热水的热源，对生活
热水系统中的换热系统及末端均没有大的影响，所以两者的经济性对比仅考虑机
组和锅炉部分的初投资及能源消耗费用即可。
1、空气源热泵热水机组与燃油燃气热水锅炉由5℃的冷水产生1吨60℃的
热水的能源消耗费用，见表3
表3产生每吨热水所消耗能源费用
名称
理论热值
热效率
实际热值
嘉兴市能源价
产生每吨热水所
格
耗能源费用
燃气锅炉
8600Kcal/m³
90%
7740Kcal/m³
3.51元/m³
24.68元
空气源热泵
机组年平均COP按3.0
2580Kcal/kwh
0.7879元/kwh
15.35元
热水机组
计
2、空气源热泵热水机组与燃油燃气热水锅炉的经济性对比，见表4：
表4两种方案的经济性对比表
燃油燃气热水锅炉
空气源热泵热水机组
差额
初投资（万元）
12
98
86
年运行费用（万元）
174
108
66
注：
1、燃油燃气热水锅炉价格取值为3台1.2MW锅炉与3台1.75MW锅炉价格的差值。
2、年运行费用仅考虑了占运行费用比例较大的能源费用。
根据上述分析，空气源热泵热水机组的经济效益较好，投资回收期=86（万
元）/66（万元）≈1.3年，即一次投资成本在两年内即可收回。
八技术性分析
根据空气源热泵热水机组和燃油燃气热水锅炉自身性能和特点，并结合本工
程项目的条件，对两者进行技术性分析，见表5：
表5空气源热泵热水机组和燃油燃气热水锅炉技术性分析
比较项目
空气源热泵热水机组
燃油燃气热水锅炉
系统能耗
✧
机组可以吸收空气中的低品位
✧
锅炉只能利用燃料的燃烧热值，能
及能效
热能，机组全年平均COP不低
耗较高
于3，能耗低
✧
当热水负荷降低时，锅炉的燃烧效
✧
机组模块化组成，可以根据负
率会降低
荷的不同调整机组开启的台数
能效基本不变
比较项目
空气源热泵热水机组
燃油燃气热水锅炉
供热能力
✧
机组易受季节及室外环境的影
✧
锅炉供热稳定，加热速度快，能够
响，供热不稳定，加热速度慢
满足生活热水的需求
✧
提供的热源温度为55℃（出厂
✧
提供的热源温度较高，经过换热后
设定温度），最高能达到60℃，
可以保证生活热水的水温达到60℃
只能保证经换热后生活热水的
水温达到55℃，不能满足酒店
管理公司的要求，而且出水水
温升高，会造成机组COP的大
大降低，长期使用可能增加压
缩机故障率，影响机组的使用
寿命
运行及控
✧
运行安全，无需值守
✧
锅炉为承压装置，且可能发生燃料
制
✧
机组作为锅炉的替代，其后的
泄漏和产生爆炸，运行危险，需要
生活热水系统基本一致，控制
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