太阳能热泵热水系统资料.docx

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太阳能热泵热水系统资料

智能型太阳能热泵热水系统

系统简介

太阳能是取之不尽的可再生能源，几乎无成本地利用太阳能制取热水可以为用户最大限度的节省能耗开支，慧生能源公司特别针对宾馆酒店等用户24小时供应卫生热水的特点，专门开发出智能型太阳能热泵热水系统，该系统在极大程度地利用太阳能的同时，还借助于高效的空气源热泵保障各种天候下的热水供应，确保每天24小时都有合适温度的热水使用，智能控制系统采用最优的算法使整个系统的运行成本降到最低，是真正为用户节省能源开支，提高经济效益的节能系统。

技术原理

慧生能源公司的太阳能热泵热水系列是将热泵原理与太阳能供热体系通过电脑自动控制进行智能联合,不受阴晴、昼夜的影响，为用户全天候全自动提供50℃-55℃热水的一套高科技节能系统。

系统首先利用太阳能高效集热器吸收太阳辐射热能对冷水进行加热，当水温达到设定温度后自动进入保温水箱存贮。

当遇到日照强度不强、阴雨天时系统会智能启动热泵对水箱里水进行补水及加热。

热泵的工作是根据逆卡诺循环原理，以极少的电能通过传热工质把空气中的低温热能吸收进来，经过压缩机压缩后成为高温热能，传至水中加热热水，在不同的运行工况下热泵热水机组每消耗1度电能就可以从低温热源中吸收3-6度电的热量，节能效果非常显著。

经过热泵不断地循环加热，可以把水加热至50℃-55℃。

对于宾馆酒店来说，最重要的是系统能够保证24小时都有热水可用，而不要求每个时刻都储存有较多的水量，本系统在整个的运行过程中都会对储水箱的水位进行动态而精确的控制，会根据太阳辐射的强弱进行智能分析，在不同的时刻调节不同的进水量。

慧生能源智能化热泵热水系统由6大功能模块组成，

（1）太阳能集热器模块；

（2）热泵机组模块；（3）储热水箱模块；（4）水力连接模块；（5）智能控制模块；（6）冷量回收模块。

其中冷量回收模块为可选模块。

产品特点

✧高效的热泵技术和先进的太阳能光热结合，是真正的高效节能、绿色环保系统。

✧比单纯依靠太阳能加热更能保证供热水的稳定性。

不受阴晴、昼夜的影响，提供全天候热水。

✧由于尽可能地利用太阳能，比单纯依靠热泵加热进一步降低使用成本。

✧智能化控制采用优化的控制算法，有效利用太阳能，使系统运行电耗达到最低。

并且最大限度提高运行的可靠性。

✧取代太阳能热水系统常规使用的辅助加热，如电加热器、锅炉等。

使热水系统使用更加安全可靠。

✧比常规太阳能加辅助加热节能75%，比常规热泵热水系统节能45%。

✧采用太阳能、空气热能和电能三种干净能源，没有使用油、煤、气等矿物燃料所造成的环境污染。

✧适用于具有一定采光面积，用水量较大，希望得到最少运行成本的客户。

如学校、工厂、宾馆、酒店等。

✧使用年限长，投资回报率高。

投资效益分析

■各种热源热值

热源

理论热值

热效率

实际热值

电热水器

860大卡/度

90%

774大卡/度

液化气

12000大卡/公斤

75%

9000大卡/公斤

柴油锅炉

8816大卡/公斤

75%

6612大卡/公斤

天然气

8942大卡/度

75%

6707大卡/度

热泵

860大卡/度

360%

3096大卡/度

■每吨热水成本分析

以温升40℃计算，生产1吨热水所需热量为40000大卡。

热源

生产1吨热水所需能源数量

单位成本

吨热水成本

电热水器

40000大卡÷774大卡/度＝51.7度

1元/度

51.7元

液化气

40000大卡÷9000大卡/公斤＝4.4公斤

6元/公斤

26.4元

柴油锅炉

40000大卡÷6612大卡/公斤＝6公斤

4.5元/公斤

27元

天然气

40000大卡÷6707/大卡/度＝5.9度

3.5元/度

20.7元

热泵

40000大卡÷3096大卡/度＝12.9度

1元/度

12.9元

太阳能热泵

40000大卡÷3096大卡/度×40%＝5.16度

1元/度

5.16元

注：

广东地区太阳能的全年使用率约为60%

设备选型

系统规模（日用热水量）

太阳能集热模块规格

热泵模块规格

系统参考价

10t

100m2

10HP×2

20万元

20t

200m2

10HP×3

30万元

30t

300m2

20HP×2

35万元

40t

400m2

15HP×2＋20HP

45万元

50tt

500m2

15HP×2＋20HP

50万元

60t

600m2

20HP×3

60万元

70t

700m2

20HP×3

70万元

70t以上

因采光面积的限制，需根据具体情况进行设计

可利用中央空调冷水机组余热回收免费制热水

70以上

太阳能热泵热水系统

太阳能热泵热水系统运行示意图:

太阳能热泵热水系统的优点:

1、在热泵热水机组节能的基础上，晴天能够有效利用太阳光的能量产生热水，使热水系统进一步降低能源的使用成本；

2、弥补太阳能热水器只能晴天使用的缺陷；

3、取代太阳能热水系统常规使用的辅助加热，如电加热器、锅炉等。

使热水系统使用更加安全可靠；

4、比常规太阳能加辅助加热节能75%，比常规热泵热水系统节能45%；（根据不同地区）

太阳能热泵热水系统的缺陷：

1、太阳能集热器需要的大规模安装空间的制约；

2、增加设备投入成本；

3、与热泵热水系统对比，太阳能热泵热水系统的回收期限较长；

4、太阳能设备的弱点如（漏水、破裂、冰雹、风暴等）影响热水系统整体运行的稳定性；

5、可能影响建筑的外观；

双体热泵热水系统又称为双水箱热泵系统

双体热泵热水系统示意图：

应用说明：

   热泵机组将加热水箱的低温冷水循环加热至系统设定水温，控制系统启动抽热水泵将热水抽到储热水箱储存，加热水箱水位下降到下限，系统自动进冷水到加热水箱，热泵机组继续加热

一、什么是热泵

      热泵是通过消耗一部分电能把热量从低温热源转移到高温热源中的一种设备装置。

转移到高温热源中的热量包括消耗的高品质热量和从低温热源中吸收的热量。

在上个世纪初，科学家就提出了热泵的工作原理，为人类使用低温热源指出了方向，目前热泵技术在世界上也已经有了许多方面的应用，空调产品、空气能热泵热水系统、地源热泵空调器、太阳能热泵系统等。

      热泵不是热能的转换设备，而是热量的搬运设备。

目前，常规的热水器有电热水器、燃油（气）热水器、燃油（气）锅炉等，它们都属于热转换设备。

电热水器是把电能转化成热能，燃气（油）热水器和燃油（气）锅炉则是把燃料的化学能转化成热能。

根据能量守衡定律，能量转化的理论最高效率为100%，但实际上因为不可避免的存在能量损失，电热水器的效率一般为90%，而燃气热水器，因为有高温废气的排放、不完全燃烧及换热效率方面的损失，实际的制热效率仅在60～70%之间。

　　  热泵热水器就是根据热泵原理技术设计开发的一种制取热水的设备，热泵热水器就是通过消耗少量电能，把空气中的热量转移到水中的制取热水设备。

它利用逆卡诺循环原理，以制冷剂为媒介，通过压缩机的工作，实现低温热能向高温热能的搬运。

二、热泵的工作原理：

      压缩机排出的高温高压的制冷剂气体在水换热器中冷凝成液体，同时放出大量的冷凝热，冷凝热被水吸收，使得水的温度得以升高，制冷剂液体经过膨胀阀以后压力大幅降低，在蒸发器中吸热蒸发，蒸发所需热量全部来自于空气，全部蒸发完毕的低压制冷剂气体被压缩机吸入，通过压缩机工作后，变成了高温高压的制冷剂气体，重新由压缩机排气口排出，如此往复循环。

转移到高温热源中的热量包括消耗的高品质热量和从低温源中吸收的热量。

三、为什么热泵的热效率可以达到６００％

      通过热泵热水器的工作过程我们可以看到，热泵热水器不是一般的热能转换设备而是先进的热量搬运设备，因此热泵制热的效率，不受能量转换定律（100%为其极限）的制约，而是受到逆向卡诺循环效率的制约，这就是其制热效率可以达到３００～６００%甚至更高的原因。

产品介绍

博浪太阳能热泵机组引进美国先进的热泵科技，是太阳能集热器与热泵热水机组有效结合的制热水节能设备。

■产品特点

采用美国领先的热泵技术和先进的太阳能光热结合；

独有S.C.L高效换热装置，换热效率高，运行更加可靠；

人性化设计智能控制系统，11道安全保障设施，水电完全分离，无漏电、中毒、燃烧担忧，使用更加方便可靠；

太阳能热泵专业整体控制系统，有效利用太阳能，并且最大限度提高运行的可靠性；

晴天能有效吸收太阳能量，进一步降低使用成本；

太阳能光谱吸收比≥0.93，热发射率≤6%；

正常使用，设备使用寿命可达12年以上；

先进的化霜、压力自动平衡功能，热泵设备在极限高温、低温工况下也能正常工作；

国家提倡的节能环保设备，无特殊限制要求无需专人管理；

■各种热源热值

名称理论热值热效率=实际热值

电热水器热值860大卡/度90%=774大卡/度

液化气热值12000大卡/公斤75%=9000大卡/公斤

柴油锅炉热值8816大卡/公斤75%=6612大卡/公斤

天然气热值8942大卡/度75%=6707大卡/度

博浪热泵热值860大卡/度360%=3096大卡/度

■每吨热水成本分析

电热水器40000大卡÷774大卡/度＝51.7×1元/度＝51.7元

液化气40000大卡÷9000大卡/公斤＝4.4×6元/公斤＝26.4元

柴油锅炉40000大卡÷6612大卡/公斤＝6×4.5元/公斤＝27元

天然气40000大卡÷6707/大卡/度＝5.9×3.5元/度＝20.7元

博浪热泵40000大卡÷3096大卡/度＝12.9×1元/度＝12.9元

太阳能热泵40000大卡÷3096大卡/度＝12.9×1元/度×60%＝7.74元

注：

浙江地区太阳能的全年使用率约为40%

■性能参数表

型号　　　　　　WES-125（58*26）

电源　　　　　　3N-380V,50Hz

额定输入功率　　12500W

最大输入功率　　16100W

额定电流　　　　21A

适用最高热水温度55℃

最高热水温度　　60℃

COP4.58

工作环境温度　　-10-40℃

制冷剂充注量　　8100g

热水补偿速度　　1160L/h,△t=40℃

内胆额定压力　　0.75MPa

噪音　　　　　　≤64dBa

热泵尺寸　　　　690mm×1380mm×1520mm

管径　　　　　　40MM

总量　　　　　　380kg

◆太阳能性能参数

名　称性能参数国标要求

太阳能光谱选择性吸收涂层吸收比α≥0.931α≥0.86（AM1.5）

半球发射比ε≤0.06ε≤0.09（80±5℃）

闷晒太阳能曝辐量H≤2.639MJ/m2H≤3.8MJ/m2

空晒性能参数Y≥240m2.℃/KwY≥175m2.℃/Kw

平均热损系数ULT≤0.78W/m2.℃ULT≤0.9W/m2.℃

太阳能集热器尺寸2000mm×2100mm

真空集热管1800mm×58mm

集热器管径　　　25MM

◆Propertiesofall-glassevacuatedsolarcollectortubes

ItemMeasuredvalueSpecificationinChinesestatestandard

Absorptanceofthesolarselectiveabsorbingcoatingsα≥0.931α≥0.86（AM1.5）

Hemisphereemittanceε≤0.06ε≤0.09（80±5℃）

SolarradianceexposureusingsunasmediumH≤2.639MJ/m2H≤3.8MJ/m2

StagnationparameterusingairasmediumY≥240m2.℃/KwY≥175m2.℃/Kw

AverageheatlosscoefficientULT≤0.78W/m2.℃ULT≤0.9W/m2.℃

*20℃标准工况；起点水温10℃，终点水温50℃

*太阳能集热器按照不同地区使用要求配置数量