浅谈冷回收热泵热水机组的市场发展潜力
广州恒星冷冻机械制造有限公司 李剑桥13903002580
各种统计数字显示，城市各类商业建筑生活热水能耗占总能耗的比例达到10%～40%，城市民用建筑热水能耗中仅卫生热水能耗占建筑总能耗比例就接近20%，城市家庭热水器普及率已经达到70%以上。另外，城镇食品加工、游泳馆、水产养殖、产品加工等行业需要消耗大量不同温度的热水。由此可见，目前生活、生产热水能耗在建筑总能耗中的比例越来越大，建筑生活热水节能日益受到重视。
在热水需求日益增加的今天，热泵热水机组无疑将是当今世界上******、***节能、***环保的热水产品之一，因为它是利用逆卡诺循环理论，通过大面积的吸热装置吸收空气中或者地下的能量，以制冷剂为媒介，制冷剂在蒸发器中吸收空气中或地下的能量，再经压缩机压缩制热后，将低品味的空气能源转化为高品味的热能源，通过换热装置将热量传递给水，实现制取热水，热水通过水循环水箱蓄热方式直接用于热水供应。
一、热泵热水机组的特点
由于热泵热水机组是采用制冷循环的逆向工作，从另一方面来说，它也是制冷机组系统。制冷系统通过一百多年来的发展，制冷技术和加工工艺都已相当成熟，使得热泵热水机组一产生就有相当好的技术基础和加工工艺，从而保证了热泵热水机组的性能和质量。随着“节能、环保”成为当今能源主流，电热水锅炉的低效，燃油、燃气热水锅炉的污染越来越不能满足各城市的生活要求。作为***、环保的热泵热水机组就应运而生，迅速占领生活热水器市场。
1）热泵热水机组的分类：热泵热水机组根据冷源形式，可分为空气源热泵热水机组和水源热泵热水机组
2）特点概述
A）空气源热泵热水机组是指利用空气作低温能源，直接从空气中吸取热量来生产生活热水的热泵热水机组。
B）水源热泵热水机组是指利用地下水或地表水等水源作为低温能源，直接从地下水或地表水中吸取能量来产生生活热水的热泵热水机组。
由于热泵热水机组技术成熟，原理为制冷原理的反向利用，详细的工作原理在这里不再***叙述，下面***介绍冷回收热泵热水机组的能量利用过程。
二、冷回收热泵热水机组的特点
空气源热泵热水机组、水源热泵热水机组都有着很好的经济性及环保性，是取代生活热水锅炉的理想设备。从空气源热泵热水机组系统原理可以知道，在热泵热水机组完成制造生活热水的同时，产生的冷量需要排放到大气环境中或地下水中的。而对于大部分有生活热水要求的场合，都有一定的空调要求，若能将该部分散发在大气环境中或地下的冷量加以回收利用，以达到部分空调要求。这样，就能形成在生产生活热水的同时，免费获得空调冷量，达很大的节能效果。就能以一份投入，获得两份收获，很好地将电、冷、热三联结合，创造更大的经济效益及社会效益。基于这样的一种能量综合利用理念，目前市场上已出现了冷回收型热泵热水机组。
冷回收型热泵热水机组，是将制造生活热水的同时将冷量加以回收利用，供空调系统用，使原空调系统节省原空调系统的能耗，达到***节能的目的。
同理，冷回收热泵热水机组可以分为空气源冷回收热泵热水机组和水源冷回收热泵热水机组。
1）空气源冷回收热泵热水机组
空气源冷回收热泵热水机组，是在空气源热泵热水机组基础上将冷量加以回收利用的一种新型热泵热水机组。按回收的冷量的形式分类，空气源冷回收热泵热水机组又可分为冷风型空气源冷回收热泵热水机组和冷水型空气源冷回收热泵热水机组。无论是冷风型或者是冷水型，其都是空气源热泵机组冷量回收的方式。
2）水源冷回收热泵热水机组
水源热泵冷回收热水机组，是在水源热泵热水机组基础上将冷量加以回收利用的一种新型热泵热水机组。机组主要是将水源热泵热水机组排放在地下水等地的冷量，通过管路将其转换成空调用冷冻水形式加以回收利用，直接送到原空调系统中的冷冻水系统，减少原空调系统的冷负荷，在制造生活热水的同时完成对空调系统的节能。
总之，无论是空气源冷回收热泵热水机组或者是水源冷回收热泵热水机组机组，其主要都是将热泵热水机组排放在大气中或者是地下的冷量，通过冷回收器将其转换成空调用冷冻水形式或者冷风的形式加以回收利用，直接送到原空调系统中的冷冻水系统或风管风系统，减少原空调系统的冷负荷，在制造生活热水的同时完成对空调系统的节能。
3) 冷回收热泵热水机组的工程示意图，如下图所示
冷回收热泵热水机组的工程示意图
从上图可以看出，冷回收热泵热水机组的工程示意图安装较为简单，在热水循环系统不变的前提下，只是增加冷冻水管和冷冻加压水泵，系统以制热工况为主要目的，在保证蓄热水箱温度一定的情况下，***大限度地回收冷量（冷水），原来空调系统主机可以少投入工作或不需要工作，节省大量的运行费用，达到***大节能的目的。
三、冷回收热泵热水机组案例分析
例：广州某宾馆每天生活热水用量为100吨55℃生活热水，试用冷回收空气源热泵热水机组80HW400SR完成热水的生产，算出在空调季节采用冷水冷回收时的综合性能系数，并分析热泵热水机组制取相当等量的热水时相对燃油锅炉以及对原宾馆空调系统的节能情况，取广州地区空调季节4～11月共8个月空调，全年供应生活热水。
查80HW400SR在热水温度55℃，冷回收冷水温度7℃/12℃时的性能参数曲线得：制热量Qh=270KW，压缩机输入功率Pc=80KW，总输入功率P=87KW。
解：㈠综合性能系数的计算
由能量守恒定律可知：Qh=Qo+P
得热水机组在制热时所产生的制冷量为：
Qo=Qh-P=270-80=190 KW
总能量Q=Qh+Qo=270+190=460 KW
也即是说该热水机组在输入87KW的能量时，就能收获到460KW的能量，综合性能系数
COP=Q/P=460/87=5.3
㈡节能分析如下：
在满足该宾馆的生活热水需要的同时，采用空气源热泵热水机组后，可以为贵方节约大量的燃油费用及空调运行费用，这些费用主要由以下两部分组成：
①采用空气源热泵热水机组相对于燃油热水锅炉节约的燃料费
②采用空气源热泵热水机组后，获得免费冷量所能节约的费用
***、采用空气源热泵热水机组制取相当等量的热水时相对于燃油锅炉节约的燃料费
⑴在制冷空调季节，采用空气源热泵热水机组制取热水需要消耗电，燃油锅炉制取热水需要消耗柴油，两种之差即为节约的费用：
空气源热泵热水机组制取热水需要的电费
热水机组每小时产生的热水量：
G=Q/△T/1000 =270*860/（55-20）/1000=6.6m3/h
(注:Q为该机组在冷回收运行时的热量，即在蒸发温度为2℃、冷凝温度为60℃的工况下机组产生的热量,Kcal/h；△T为冷热水温差，℃)
每天制取100吨生活热水所需要的时间
100/6.6=15小时
在制冷空调季节，如果采用热水机组，那么所需要的费用：
87×15×240×0.8=250560元
（注：87为空气源热水机组输入总功率KW；0.8为每度电费用；15为每天制热水小时数；240为制冷空调季节制热水的天数）
采用燃油锅炉制取生活热水需要的燃料费：
100×1000×(55-20)×5.8×240/(10200×0.85)
=561938元
（注：100为每天需要热水量；55-20为冷热水温差；5.8为每kg燃油费用；10200×0.85为每kg燃油可利用热量，240为制冷空调季节制热水的天数）
在制冷空调季节，采用热水机组制取生活热水跟燃油锅炉制取相当等量的生活热水比较，所需要的电费与燃油费用差：
561938－250560=311378元
⑵同理可以计算，在冬天采暖季节，采用空气源热泵热水机组制取热水需要消耗电，燃油锅炉制取热水需要消耗柴油，两种之差即为节约的费用：
空气源热泵热水机组制取热水需要的电费
热水机组每小时产生的热水量：
G=Q/△T/1000 =270*860/（55-15）/1000=5.8m3/h
(注:Q为该机组在广州地区冬季较寒冷时运行时的热量，按环境温度为10℃计算,Kcal/h；△T为冷热水温差，℃)
每天制取100吨生活热水所需要的时间
100/5.8=17.2小时
在冬天季节，如果采用空气源热泵热水机组，那么所需要的费用：
87×17.2×120×0.8=143654元
（注：87为空气源热水机组输入总功率KW；0.8为每度电费用；17.2为每天制热水小时数；120为冬天季节制热水的天数）
采用燃油锅炉制取生活热水需要的燃料费：
100×1000×(55-15)×5.8×120/(10200×0.85)
=321107元
（注：100为每天需要热水量；55-15为冷热水温差；5.8为每kg燃油费用；10200×0.85为每kg燃油可利用热量，120为冬天季节制热水的天数）
在冬天季节，采用热水机组制取生活热水跟燃油锅炉制取相当等量的生活热水比较，所需要的电费与燃油费用差：
321107－143654=177453元
全年节省费用合计：311378+177453=488831元
第二、采用空气源热泵热水机组后，获得免费冷量所能节约的费用：
由于采用冷回收，将冷量回收到原空调冷水系统，代替了原空调系统部分负荷，降低了原空调系统的设备负荷，从而达到节电省钱的目的。取原空调设备负荷的性能系数COP=5.0。得在制生活热水同时将所产生的190KW冷量回收利用可节省的输入功率为：
P=Qo/COP=190/5=38 KW
由条件及上述案例分析可知，每天要生产100吨55℃生活热水，热水机组每天需运行时间为15小时
即每天可产生的冷量回收可节省的电能为：
E=P*h=38×15=570KW*h
取电费b=0.8元/KW*h，得在空调季节正常生产生活热水时，冷回收可节省原空调系统运行费用每天为：
B=E*b=570×0.8=456 元。
全年空调按8个月，每月按30天计算，在热水机组正常供应生活热水的同时将冷量回收，全年可节省原空调系统的运行费用为：
A=B×8×30=456×8×30=109440 元
在全年季节，采用冷回收热水机组制取生活热水所能节省的运行费用合计：
488831+109440=598271元
四、冷回收热泵热水机的市场发展潜力
通过以上的节能分析可以看出，冷回收热泵热水机有着巨大的市场发展潜力，可以预见，冷回收热泵热水机在酒店行业将会担当着重要的冷热能角色。这是因为：
1、***节能：制热是利用热泵原理，充分利用空气或地下能量，能效比高。在制热的同时，只要将冷回收系统接到用户的空调系统中，就可以承担空调的部分负荷，从而使空调设备功耗大大降低，***终达到节能的效果。
2、适用范围广：机组主要应用在有需要使用热和冷的环境，如酒店、宾馆、工矿、学校、***、***浴室、美容院、游泳池、温室、养殖场、洗衣店、家庭等等使用生活热水和冷气的场合，特别是它取代锅炉的趋向，具有节能，环保的优势。
3、运行安全可靠，使用寿命长：常规热水机组可提供50～55℃的出水温度，基本上能满足生活用水的大部分要求,一定程度上可以替代锅炉。采用冷回收的热水机组，在冷回收不工作时不影响制热机组的正常工作，并且机组的使用寿命长。
4、符合环保的高要求：一次能源利用率低，造成环境污染；环境保护政策。城市能源结构的改变，限制煤炭等有形能源的使用。而冷回收的热水机组智能热水机组是通过吸收环境中的热量来制取热水，所以与传统型的煤、油、气等燃烧加热制取热水方式相比，无任何燃烧外排放物，环保制冷剂对臭氧层零污染，是一种低能耗的环保产品，具有良好的社会效益，是一种可持续发展的环保型产品。
5、能源价格的调整，热泵机组市场发展空间更大。随着有形能源的枯缺，有形能源的价格在不断上升，使得热水锅炉的运行成本不断加大。而随着水力发电、风力发电、太阳能发电及***的广泛应用，使得热泵型热水机组有更大的市场优势，有更大的发展空间。
综上所述，冷回收热泵热水机由于具有***节能、符合环保的高要求、运行安全可靠以及使用寿命长等优点，可以预见，在同时需要***空调和卫生热水的场所，冷回收热泵热水机将会有着广阔的市场发展空间。
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