太阳能热水系统辅助热源经济效益

1、 经济效益分析太阳能热水系统辅助热源经济效益分析 设计单位： 科技有限公司 编制日期： 2014 年 5 月 20 日 目 录第一章 工程概况及设计原则21. 工程概况22. 地理位置及环境2第二章 辅助热源经济效益分析31. 电加热器辅助加热功率及耗能量计算32. 空气源热泵辅助加热功率及耗能量计算43. 设备选型及成本51) 电辅助加器52) 空气源热泵53) 电辅助加热与空气源热泵辅助加热经济效益对比6附件1：甘肃省电网销售电价表7附件2：空气源热泵运行原理8附件3：空气源热泵系统参数9第1章 工程概况及设计原则1. 工程概况该工程项目位于甘肃省嘉峪关地区，主要用于酒店客房洗浴用水，计划

2、安装日产18吨55热水的太阳能热水系统，因太阳能热水系统在阴雨天和光照不足时需要通过辅助热源补充热量来满足供水需求，现就电辅助加热器和空气源热泵辅助加热两种辅助方式进行比较分析。2. 地理位置及环境 嘉峪关市位于甘肃省西北部，中心位置为东经98°17，北纬39°47。 全市海拔在14122722米之间，城区平均海拔1600米。嘉峪关市属温带大陆性荒漠气候，年均气温7.68，年日照3077.9小时。自然降水量年平均81.5毫米，蒸发量2042.0毫米，全年无霜期134天左右。当地室外气温参数表（数据来自国家气象局发布）嘉峪关市月平均气温一览表：（单位：）月份1月2月3月4月5

3、月6月平均气温-9.7-6.31.69.716.520.5月份7月8月9月10月11月12月平均气温23.121.815.77.9-0.8-7.8第2章 辅助热源经济效益分析1. 电加热器辅助加热功率及耗能量计算P=cmt/（T*3600J）=81KWP 电加热的功率 单位：KWc 水的比热容 4.18(J/kgC)m 每天所需水的质量 单位：（kg） 本项目应取值：18000kgt温升 单位： 本项目应取值：35T 电加热所需时间 单位：小时 本项目应取值：10小时 电加热的效率 90%3600J每度电的热值 单位：J本系统用电辅助加热将18吨水温升35，按加热时间10小时计算（考虑安全及设

4、备寿命因素电加热工作时间不宜超过10小时），需要配置输入功率为81KW的电加热。即完全用电辅助加热供热水每天需耗能810KW电能。阴雨天启动电辅助加热，加热18吨洗浴热水每天需用电810kw，根据国家气象局检测数据，嘉峪关地区年阴雨天数约为80天。结论：采用电加热器辅助加热全年共消耗电量：810kw×80天 = 64800kw2. 空气源热泵辅助加热功率及耗能量计算P=cmt/（T*3600J）=19KWP 电加热的功率 单位：KWc 水的比热容 4.18(J/kgC)m 每天所需水的质量 单位：（kg） 本项目应取值：18000kgt温升 单位： 本项目应取值：35T 电加热所需时

5、间 单位：小时 本项目应取值：12小时 空气源热泵的效率 310% 3600J每度电的热值 单位：J注：空气源热泵的效率：因空气源热泵是把空气中的低温热能吸收进来，经过压缩机压缩后转化为高温热能加热水温（运行原理见：附件2）。空气源热效率和当地气温条件密切相关，气温越高热效率就越高。根据嘉峪关地区气温数据计算，*超低温型空气源热泵夏季的热效率可达420%，春秋两季热效率为315%，冬季热效率为210%。*超低温型空气源热泵在嘉峪关地区全年的热效率平均值为310%。 本系统采用空气源热泵辅助加热将18吨水温升35，按加热时间12小时计算（空气源热泵机组可全天侯运行，考虑宾馆用水的及时供应，应按1

6、2小时设计），需要配置输入功率为19KW的空气源热泵机组。即完全用空气源热泵机组供热水每天需耗能228KW电能。 阴雨天启动空气源热泵机组辅助加热，加热18吨洗浴热水每天需用电228kw，根据国家气象局检测数据，嘉峪关地区年阴雨天数约为80天。结论：采用空气源热泵机组辅助加热全年共消耗电量：228kw×80天 = 18240kw3. 设备选型及成本1) 电辅助加器采用电加热器需安装81KW功率的电加热器，可选用9支功率为9KW的电加热器。设备名称功率数量使用寿命单价总价电加热器9KW9支2-3年350元2700元优点：安装方便、设备成本低。缺点：耗电量大运行成本高、寿命短故障率高、安

7、全性低。用电负荷大，对供电电缆要求高。2) 空气源热泵采用空气源热泵需安装输入功率为19KW功率的电加热器，可选用2台功率为9.4KW的空气源热泵。设备名称功率数量使用寿命单价总价空气源热泵9.4KW2台15年45000元90000元优点：1、 高效节能：COP值超过3以上，能效比高，绝对省电、省钱，制造相同的热水量，空气源热泵消耗能源的成本仅为电加热器的1/4，燃气锅炉的1/3。2、 安全：水电分离，不会有漏电危险。3、 经久耐用：精选世界名牌零配件，五重防锈技术，外壳采用耐腐蚀、超厚度的涂层钢板或不锈钢板，设备性能稳定,使用寿命达十五年。缺点：1、 设备成本高。2、 必须安装在室外，空气流

8、通性好的位置。3、 要考虑风机噪音影响。3) 电辅助加热与空气源热泵辅助加热经济效益对比辅助加热方式设备安装成本（元）热效率日耗电量（kw）年耗电量（kw）电价年维修更换费用年运行总成本（元）故障率使用寿命安全稳定性电加热器270090%810648001元900元65700高2-3年低空气源热泵90000310%228182401元无18240低15年高注：嘉峪关地区商业用电价格参考（附件1:甘肃省电网销售电价表），宾馆用水高峰一般在峰电时段，平均按每度1元计算。结论：使用空气源热泵代替电加热器做为本项目的辅助热源每年可节省电费47460元，2年内即可收回空气源热泵设备安装成本。空气源热泵使

9、用寿命为15年，共节省电费616980元。附件1：甘肃省电网销售电价表用电分类电压等级电度电价（单位：元/千瓦时）高峰平段低谷一般工商业用电不满1千伏1.20380.80770.41161-10千伏1.18880.79770.406635千伏及以上1.17380.78770.4016附件2：空气源热泵运行原理工作原理通过压缩机系统运转工作,吸收空气中热量制造热水。具体过程是：压缩机将冷媒压缩，压缩后温度升高的冷媒，经过水箱中的冷凝器制造热水。热交换后的冷媒回到压缩机进行下一循环。在这一过程中，空气热量通过蒸发器被吸收导入水中，产生热水。空气能热泵在运行中，蒸发器从空气中的环境热能中吸取热量以蒸发传热工质，工质蒸气经压缩机压缩后压力和温度上升，高温蒸气通过永久黏结在贮水箱外表面的特制环形管冷凝器冷凝成液体时，释放出的热量传递给了空气源热泵贮水箱中的水。冷凝后的传热工质通过膨胀阀返回到蒸发器，然后再被蒸发，如此循环往复。空气能热泵传热工