空气能热水器应用调查报告

王源源

摘 要：毛坝生活点A座、B座太阳能集热系统于2012年3月投产。每套系统由1座变频控制柜、1座系统控制柜、1座9m3热水蓄水罐（使用18根电加热管进行辅助加热，每根电加热管功率为3kW）、2台热水循环泵（一用一备）、2台管道增压泵（一用一备）、太阳能集热器组（每套共6组，每组4套太阳能集热器，每套30根太阳能集热管）和配套热水管线组成。

关键词：改善系统措施;效益分析

自2012年12月27日开始，太阳能集热系统陆续发生故障，至2014年8月31共更换电加热管60根，太阳能集热管81根，管道增压泵1台，控制柜电源板1块，控制柜控制面板1块。清洗管道增压泵和循环泵7次。

该系统配备2名值班人员，2小时巡检一次。当控制系统程序混乱，值班人员必须将程序调整为手动运行一段时间后，再切回自动运行。太阳能集热管内温度可达200-300度，如果出现突然断电系统停运又恢复运转情况下，集热管进出水温差超过18度，容易炸裂，遇到这种情况值班人员需要立即将系统关闭5-6小时再恢复运行。四川地区多阴雨天气，在阴雨天气及冬季主要靠电加热管加热，电热管不但耗电量增大，温度高且热量集中，易结垢、漏电，需要值班人员定期拆卸检测绝缘值，目前电热管寿命一般仅6个月。根据实际维修情况，太阳能集热系统每年维修材料费用约为3万元，且配件必须从原厂家购置。该系统故障或保养期间会间断职工热水供应。

总之，目前毛坝生活点太阳能集热系统需要专人巡视维护;四川地区阴雨天气较多，需要长时间采用电热管加热;配件必须从原厂家购置，运行维护不方便、费用高;不能确保热水供应的可靠性。

1 改善重点内容及解决措施

在A、B楼各安装空气能热水器一套，与现有太阳能集热系统配合使用，退出其电热管加热部分，充分保证职工热水供应。

空气能热水器采取热泵制热原理，平均热效率可达400%。该系统由于采用低耗电能驱动机组，通过吸热传导工质对水直接加热，真正形成水电隔离，避免了传统热水器中可能存在的易燃、易爆、中毒、腐蚀、短路等危险，所以该系统是一种运行完全可靠的热水系统。该热水系统使用方便、安装简捷，不受环境影响，是理想的生活用热水节能装置。

热泵机组选型：

日最大用热水量的确定 M，需要热泵机组输入功率计算：

P1=（M×⊿t）÷（COP×q×t）

P1-需热泵热水设备的输入功率kW;M-日最大用热水量的确定（冬季）L;⊿t-冷水温升40～45℃;COP-单台热泵热水设备的热效率（冬季）3.5;q-电的热值860kcal/kW·h;t-每天热泵热水设备理想的运行时间20H;单楼日最大用热水量按10吨计算：

P1=（M×⊿t）÷（COP×q×t）=（10000×45）÷（3.5×860×20）=7.475kW

A、B楼各安装输入功率7.475kW，日供水量10吨空气能热泵热水器一套。

2 预期效益分析

2.1 系统运行电费分析

毛坝生活点A、B两栋公寓楼共有房间109间，入住人员约200人。

按每人每天使用热水标准为40L，毛坝生活点每天用热水约8000L;电费为0.62元/kWh。根据实际运行情况，四川地区夏季阴雨天气较多，春、夏、秋三季电热管平均每天加热5小时，冬季平均每天加热9小时。电热管单根3000W，两栋公寓楼一共36根。

每年电加热消耗电费估算为：

（0.62*3*5*36*275+0.62*3*9*36*90）/10000≈14.63万元。

依据空气能热水器厂家提供参考资料：150L水从15℃加热到55℃，空气能热水器需要消耗1.74度电。

由此估算空气能热水器年用费（0.62*1.74*8000*365/150）/10000≈2.1万元

全年算下来，安装空气能热水器，每年可以节约电费约12.53万元。

2.2 人工成本分析

毛坝生活点太阳能集热系统配备2名值班人员。空气能热水器可实现全机自动化运行，不需专人值守。按照减少1名值班人员算，每年可减少人工费用18万元。

2.3 维护成本分析

太阳能集热系统集热管内温度可达200-300度，易结水垢，一旦进出水温差大容易发生炸裂。在阴雨天气及冬节，主要靠电加热管加热，电热管温度高且热量集中，易结垢烧坏。整套系统需要定期清洗、除垢。目前太阳能集热系统年维护费用约3万元。

空气能熱水器利用制冷剂吸收空气中的热能，通过压缩机压缩制热后与水交换热量来达到供热效果，实质上是空调技术。由于产生的热水出水温度一般不超过60℃，主机、储水箱、管道等不易结水垢损坏。零部件相对少，损坏概率低。2套热水器每年维护费用约1万元，使用寿命可长达8年以上。

2.4 运行可靠性分析

由于空气能热水器主要从空气中获取能量，在-5℃及以上均可正常工作，不受阴、雨等恶劣天气的不良影响，能二十四小时全天候使用，弥补了太阳能热水器受天气环境影响的缺点，可靠保障热水供应。

2.5 投资效益分析

一次性投资20万元，按照使用寿命8年计算，空气能热水器每年可综合节约费用12.53+18+3-1-2.5=30.03万元，既每年产生经济效益约30万元。