空氣能熱水器基本原理和設(shè)計方案
1）空氣能熱水器基本原理
空氣能熱水器，也稱“空氣源熱泵熱水器”。其基本原理是基于逆卡諾循環(huán)原理，通過利用少量高品位的電能作為驅(qū)動能源把熱量從低溫（低品位）熱源中轉(zhuǎn)移到高溫熱源中，其熱量包括高品質(zhì)熱量和從低溫源中吸收的熱量。

具體工作原理如下：空氣能熱水器把空氣中的低溫熱量吸收進來，經(jīng)過制冷劑（冷媒）氣化，然后通過壓縮機壓縮后增壓升溫，再通過換熱器轉(zhuǎn)化給水加熱，壓縮后的高溫熱能以此來加熱水溫?？諝饽軣崴骶哂懈咝Ч?jié)能的特點，能效比通?？蛇_300~400%。
2）酒店商用空氣能熱水器與燃氣鍋爐對比分析
以前期調(diào)研的雁蕩山景區(qū)雁蕩山山莊為例，該酒店現(xiàn)有客房205間，熱水月用量500噸左右，平均熱水日用量約15~20噸。該酒店目前采用的浙江盾安提供的3臺8匹空氣能熱水器。

① 設(shè)備投資
經(jīng)相關(guān)廠家的詢價，3臺8匹空氣能熱水器（含配套設(shè)備）投資視現(xiàn)場情況及工程量約12~15萬。如果采用燃氣熱水鍋爐，經(jīng)相關(guān)鍋爐廠家的詢價，1噸（0.7MW）和2噸（1.4MW）燃氣鍋爐設(shè)備投資（含鍋爐、水箱、泵組及板換等設(shè)備）分別約11~13萬和16~18萬。
以空氣能熱水器和燃氣鍋爐設(shè)備投資分別按13萬和15萬計，日熱水用量以16噸計，均按照10年使用期測算，則制備單噸熱水空氣能熱水器和燃氣鍋爐設(shè)備投資成本分別為2.3元/噸和2.7元/噸。
② 運行成本
如果以環(huán)境溫度15℃制備55℃熱水1噸為例，則需要4萬大卡熱量。分別以空氣能熱水器和1鍋爐簡單測算運行成本，如表1所示。
表1 制取1噸熱水空氣能熱水器和1鍋爐運行成本對比表
設(shè)備名稱	熱量計算	能源價格	運行成本
空氣能熱水器	40000kcal/（860kcal/kwh×3.5）=11.63 kwh	0.8826元/kwh	13.2元
1鍋爐	40000kcal/（8974kcal/Nm3×85%）=5.24 Nm3	3.40元/ Nm3	17.8元
注：空氣能熱水器能效比按平均3.5計；電價根據(jù)2016年7月最新發(fā)布的浙江省電網(wǎng)銷售電價表電度電價確定；1終端價格參考為浙江省物價局2016年6月8日最新發(fā)布的溫州市數(shù)據(jù)，非居民用氣1零售價3.40元/方確定。

③綜合成本
根據(jù)以上設(shè)備投資及運行成本的測算，單噸熱水空氣能熱水器和1鍋爐綜合成本如表2所示。
表2 單噸熱水空氣能熱水器和1鍋爐綜合成本對比表
設(shè)備名稱	設(shè)備投資成本	運行成本	綜合成本
空氣能熱水器	2.3元/噸	13.2元/噸	15.5元/噸
1鍋爐	2.7元/噸	17.8元/噸	20.5元/噸

根據(jù)測算，當1鍋爐的供氣價格為2.4元/ Nm3時，與空氣能熱水器的綜合運行成本持平。即只有當1鍋爐供氣價格低于2.4元/ Nm3時，綜合成本才較空氣能熱水器具有經(jīng)濟性。
③空間要求
空氣能熱水器安裝相對較靈活，可以安裝在屋頂或室外地面。燃氣鍋爐設(shè)置相對要求要嚴格，需滿足《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范》、《鍋爐房設(shè)計規(guī)范》等相關(guān)規(guī)范要求。
④運行穩(wěn)定性
空氣能熱水器容易受周圍空氣環(huán)境的影響，在天氣較冷、環(huán)境溫度較低時，其制造熱水量的多少會略有降低。特別是在-10℃下容易結(jié)霜，在-20℃以下，機組就停止工作了。但考慮到樂清地區(qū)地理位置，出現(xiàn)此類極端氣候的概率并不高。燃氣鍋爐不受周圍環(huán)境影響，全年可以連續(xù)運行穩(wěn)定。
⑤環(huán)保要求
環(huán)保方面，空氣能熱水器能耗主要為電力，燃氣鍋爐能耗主要為1，均是符合環(huán)保要求的。
表3酒店商用空氣能熱水器與燃氣鍋爐對比一覽表
對比項目	空氣能熱水器	1鍋爐	結(jié)論
設(shè)備投資	以平均熱水日用量約15~20噸的酒店為例，采用3臺8匹空氣能熱水器投資約12~15萬	采用1噸和2噸燃氣鍋爐價格分別約11~13萬和16~18萬	空氣能熱水器有優(yōu)勢
運行成本	以環(huán)境溫度15℃制備55℃熱水1噸為例，采用空氣能熱水器制備1噸熱水運行成本為13.2元	采用燃氣鍋爐制備1噸熱水運行成本為17.8元	空氣能熱水器有優(yōu)勢
綜合成本	制備單噸熱水綜合成本15.5元	制備單噸熱水綜合成本20.5元	以3.40元/方價格測算，空氣能熱水器有優(yōu)勢；當1價格低于2.4元/方時，燃氣鍋爐綜合成本有優(yōu)勢
空間要求	相對靈活	相對嚴格	空氣能熱水器有優(yōu)勢
運行穩(wěn)定性	受周圍空氣環(huán)境的影響，冬季制熱水量有所影響	全年可以連續(xù)穩(wěn)定運行	燃氣鍋爐有優(yōu)勢
環(huán)保要求	符合	符合	均符合
3）市場分析
從前期調(diào)研的資料看，以雁蕩山景區(qū)為例，雁蕩山山莊是其中規(guī)模1的一家酒店，熱水用量月需求約500噸左右，其余十余家規(guī)模較大的酒店熱水用量月需求預(yù)計在200~500噸。根據(jù)雁蕩山景區(qū)熱水需求按照燃氣鍋爐測算年用氣量約25萬方/年（每家酒店熱水用量月需求平均按400噸測算）。雁蕩小城鎮(zhèn)2030年預(yù)測氣量約277萬方/年，景區(qū)規(guī)模酒店熱水需求占到整個雁蕩小城鎮(zhèn)預(yù)測氣量的10%左右。
雁蕩山景區(qū)早在幾年前景區(qū)內(nèi)規(guī)模較大的十余家酒店燃煤燃油鍋爐均已淘汰，基本都已改為空氣能用水器。對于已經(jīng)改為空氣能熱水器的酒店來說，在1價格沒有明顯優(yōu)勢的前提下，要求酒店淘汰正在使用的空氣能熱水器，再投資建設(shè)燃氣鍋爐進行熱水供應(yīng)可能性不大。
從新增的酒店用戶來看，以目前浙江省非居民門站價格2.19元/方，再加上管輸配套成本，要求燃氣企業(yè)以1以低于2.4元/方的價格進行供應(yīng)，同樣實施的可行性也不大。再者，從雁蕩山景區(qū)來看，酒店布局已基本成熟，再有大、中型酒店入駐的可能性并不大。
因此，綜合以上分析，無論是已使用空氣能熱水器的酒店還是從新增酒店用戶用氣的可能性分析，采用1供應(yīng)替代空氣能熱水器制備熱水都不具備競爭優(yōu)勢。
廣州瑞姆新能源設(shè)備有限公司
2019年01月01日