空气源与太阳能投资及运行费用分析表.docx
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空气源与太阳能投资及运行费用分析表
空气源热泵与太阳能
投资及运行费用分析表
1、空气源热泵热水设备及节能原理
（1）【空气源热泵热水设备简介】
它是当今世界上最先进的制热设备之一。
它由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器及控制部件组成，以环保型制冷剂为媒介，通过逆卡诺循环原理，将空气中的热量源源不断地吸收并搬运到水中，从而实现对水的加热。
（2）【空气源热泵热水设备工作原理】
热泵热水设备开始工作时，压缩机通电运转，蒸发器中低温低压的气态介质被压缩机吸入，并被压缩成高温高压的气态介质后输送进入冷凝器。
高温高压的气态介质在冷凝器中由于受到外围低温水的冷却，介质能量被水吸收并由高温气态冷凝成低温液态。
低温高压的液态介质进一步经膨胀阀节流降压，变成低温低压的液态介质后进入蒸发器。
由于介质的蒸发温度比较低（如R22的蒸发温度为零下40℃），远远低于一般环境温度。
在这种工况下，低温低压的液态介质在蒸发器中就很容易产生蒸发现象，蒸发的同时也就吸收了外围环境中大量的热量，变成高温低压的气态介质。
至此，热泵系统完成一个周期循环，但循环并未停止。
蒸发后产生的气体再次被吸入压缩机，又开始下一轮同样的工作流程。
正是通过这种连续不断、周而复始的循环工作过程，热泵热水设备不断将热量从外围环境中搬运到水中，从而实现对水的加热，最终生产出需要的生活热水。
Q3（热水获得的热量）=Q1（输入电能转化的热量）+Q2（从环境中吸收的热量）
（3）【空气源热泵热水设备节能原理】
通过以上的文字介绍和图示说明，我们可以得出一个结论，即：
热泵热水设备不是等同于燃煤、燃油、燃气锅炉等那样的能量转化设备（把一种化学能转化为热能），而是一种热量搬运设备。
它类似于水泵，只不过它搬运的介质不是水，而是“热”。
能量在转化的过程中，不可能100%都进行转化（损耗是必然的），即热效率会小于1。
而在通过热泵获得的热量中，大部分热量是从免费的空气中获得的，只有一小部分是通过消耗电能而转化而成的，两者之比为倍数级。
因此，其产出与消耗之比（即热效率）就会大于1。
由此可见热泵的节能。
2、太阳能热水设备及节能原理
（1）【太阳能热水系统简介】
太阳能热水系统由集热器、保温水箱、连接管道及控制系统组成。
太阳能热水系统就是一种通过集热器吸收太阳的辐射热能来制取人们在生活、生产中所需要的热水的节能设备。
系统组成：
◆集热器：
系统中的集热元件。
其功能相当于电热水器中的电热管。
和电热水器、燃气热水器不同的是，太阳能集热器利用的是太阳的辐射热量，太阳能属于可再生绿色能源，因此太阳能具有高效节能特点。
◆保温水箱：
保温水箱是储存热水的容器，容积是每天用热水量的总和。
太阳能热水器保温水箱要求保温效果好，耐腐蚀，在水质清洁的情况下，使用寿命可长达20年以上。
◆连接管道：
将热水从集热器输送到保温水箱、将冷水从保温水箱输送到集热器的通道，使整套系统形成一个闭合的环路。
设计合理、连接正确的循环管道对太阳能系统是否能达到最佳工作状态至关重要。
热水管道必须做保温处理。
◆控制系统：
（2）【太阳能热水设备工作原理】
1、自然循环；2、强制循环；3、直流式；4、衍生模式。
水
箱
热水出--至用水点
辅助热源
冷水进
集热器
自然循环
自然循环中储热水箱底部必须高于集热器顶部50公分以上,循环热水管道坡度大于3度,管道无须考虑等程问题。
辅助能源处于水箱的中上部，其整体结构简单，控制方便。
强制循环
直流式
4、衍生模式：
由多种方式进行互补，由此衍生出来各种控制方式，如定温放水结合温差循环，定温补水结合温差循环，定温、温差相结合循环，其中以定温放水结合温差循环因适用范围最广而被大量采用。
.清华同方空气源热泵与太阳能设备及其它传统热水设备比较：
注：
依据北京气候计算，按热水制取量10吨/日，进水温度15度，出水温度55度
项目
热水设备
燃煤热水锅炉
燃油热水锅炉
燃气热水锅炉
太阳能
+电辅
清华同方空气源
能源
标准煤
轻柴油
液化气
天然气
电
太阳能+电辅
电
能源热值
6950kcal/kg
10200kcal/kg
24000kcal/m3
8000kcal/m3
860kcal/kw
860kcal/kw
860kcal/kw
热效率
80%
85%
85%
85%
95%
283%
400%
热负荷
将10吨冷水从15℃加热到55℃（温升40度），理论上需要消耗400000kcal的热量
消耗能源
71.9kg
46.1kg
19.6m3
58.8m3
489.6kw
199.62kw
116.2kw
能源单价
0.83元/kg
5.58元/kg
12.08元/m3
2.55元/m3
1元/kw
1元/kw
1元/kw
所需费用
59.7
257.2
236.9
149.9
489.6
164.3
116.2
费用趋势
↑
↑
↑
↑
↓
↓
↓
安全性能
安全
有漏油、火灾、爆炸等安全隐
有漏气、火灾、爆炸等安全隐患
水箱电热管易老化，有漏电危险
安全
环境影响
有废气排放、环境污染严重
有废气排放、对环境易污染
有燃气气体排放，对环境易污染
对环境无污染
对环境无污染
举例：
TFS-SKR480（S）机组，热泵系统输入功率4.63kW，周围环境温度20℃，输出的制热功率却达到19.6kW，这意味着热泵工作时从周围环境吸收了大量的免费热能。
在此过程中，系统仅仅只消耗了4.63kW的电能，却能等同于输入功率为4.63kW/0.95=4.87kW的传统电热水器完成的工作，系统能效系数COP高达423%（COP=制热量/输入功率）。
一般来说，空气源热泵热水设备的最高热效率可达590%，年平均热效率为400%。
空气源热泵与太阳能投资费用分析：
例如：
一家宾馆有66个标间，那么日用水量按照国家给排水标准每个标间（120-160）升60°C热水，那么取值150升水66×150=9900升水，
为了便于计算我们按照10000升水计算也就是10吨60°热水。
首先我们看一下太阳能资源分区以及集热面积选用值：
等
级
太阳能条件
主要城市
100Ｌ集热面积（m2）
△t=35℃
△t=40℃
单位面积产水量（Ｌ）
吨水面积（m2）
单位面积产水量（Ｌ）
吨水面积（m2）
Ⅰ
资源丰富区
1.2
83
12
73
14
Ⅱ
资源较富区
北京．天津．乌鲁木齐．呼和浩特．兰州
1.4
70
14
61
16
Ⅲ1
资源一般区
济南．太源．西安．郑州．长春．沈阳．昆明．广州．福州．石家庄
1.6
65
16
57
18
Ⅲ2
资源一般区
长沙．南宁．南昌．南京．杭州．上海．合肥．哈尔滨
1.8
55
18
48
21
Ⅳ
资源贫乏区
成都．贵阳．重庆
2.0
50
20
44
23
那么按照北京的条件设计太阳能的制取日用水量10吨60°C热水
16×10=160平米集热管
按照1平米太阳能真空集热管900元来计算：
160×900=144000元
那么按照同样的条件我们使用清华同方的空气源热泵;
下图是清华同方商用热水机组性能参数表：
类别
名称
单位
TFS-SKR
270（D）
TFS-SKR
480（S）
TFS-SKR
760（S）
TFS-SKR
840（S）
性能参数
制热量
kW
11
19.6
31
36
产水量
L/h
270
480
760
840
额定输入功率
kW
2.43
4.63
6.88
8.25
最高输入功率
kW
3.2
6.02
9.1
10.0
最高出水温度
℃
60
60
60
60
噪音
dB（A）
58
59
62
63
运行条件
电源
50Hz-1-220V
50Hz-3-380V
50Hz-3-380V
50Hz-3-380V
环境温度范围
℃
-10~43
-10~43
-10~43
-10~43
安装条件
接管管径
DN25
DN25
DN40
DN40
设备重量
kg
125
190
370
370
设备尺寸
mm
700×560
×1067
850×650
×1330
1400×660
×1480
1400×660
×1480
根据制取日用水量10吨60°C热水，和清华同方商用热水机组的性能条件，我们使用TFS-SKR840（s）这款机组能够满足用户的需求。
TFS-SKR840（s）这款机组价格78948元
根据上面太阳能集热器和清华同方空气源同样条件下制取同样热水
太阳能前期投资只需要144000，而清华同方空气源热泵仅需要78948元
144000-78948=65052元
同样日用水量10吨60°C热水工程前期投资，同方热水机组比较太阳能集热器节约费用65052元。
热泵热水机组安装简单，后期维护费用低。
产品运行性能稳定，不受环境影响。
清华同方热泵热水机组和太阳能集热器比较有以下优势：
太阳能热水器
清华同方空气能热泵热水机组
全天候
在雨天．阴天．雾天．黑夜等自然条件下太阳能使用受限制
一年四季全天候运行.完全不受任何自然条件影响
安全性
真空管在恶劣环境中的冻裂；而且电辅会有漏电．干烧等安全隐患．
安全的水.电分离设计．完全杜绝漏电现象的发生
稳定性
使用二年后，热水温度会明显降低，水质也会受到污染，无法保证真空管.传感器的正常工作
产品运行性能稳定.结垢率低.使用寿命长达10年以上，.维护简单
占地面积
占地面积大.安装受场地限制
可安装在屋顶.阳台.庭院.地下室等位置.不占用永久性建筑空间
灵活性
固定的设计模式
可根据用户的实际需要灵活添加模块
投资
与维护
前期投资费用高，后期维护费用高
前期投资费用低，后期维护费用低
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