探析酒店热泵热水系统的设计原则

    空气能热泵热水器的经济性，与它的平均使用时间紧密相关，对于热水用量较大的场合，机组的日平均工作时间往往在10小时以上，远高于家用机的0.5~2小时，所以经济效益十分显著，已经在酒店和学校等场合得到广泛应用。
    酒店和学校对使用热水的要求，有很大的区别，即供应热水的时间要求是不同的：酒店要求24小时供应热水，而学校却是定时供水，这就造成了两者的系统设计方案也有较大的区别。相同的是，它们都需要体积较大的保温水箱。

    由于大体积的承压保温水箱制造难度较大，成本较高，因此，大多数酒店和学校都采用非承压的保温水箱。利用水位控制器控制水箱的水位，酒店为了保证住客在需要热水时很快就可以得到，一般要保持循环干管的温度，在保温水箱和干管实行小流量的热水循环，多数情况下还要装设供水泵，使热水维持一定的供水压力。

    酒店热泵热水系统的设计，有较多的选择，一般应遵循如下原则：

    对于产热量较大的热泵热水系统，应该配置适当的台数，不宜低于4台。台数较少的系统，在机组出现检修和故障时，容易造成用户无法正常用水，给服务带来麻烦。

    在核算极端工况下的热泵工作时间时，不能把机组的工作时间安排得过长，根据极端气候出来的频率，不应超过12/d。选择热泵规格时，应该考虑到热泵制热能力的衰减，机组在露天条件下工作，蒸发器翅片上以及冷凝器上很快会附着污垢，降低换热器的换热效率，使机组的产热能力下降，尤其在冬天，影响比较明显，所以应该适当加大热泵的规格。

    尽一切努力降低热泵的出水温度，对于热泵热水器来讲，即使降低1摄氏度也能够带来各个方面的利益，较低的出水温度不但可以提高系统的制热效率，也使用机组的工作更加可靠。热泵的有效工作时间是有限的，压缩机转动会有磨损，热泵工作温度越高，机油的黏度越低，保护摩擦面的能力越差，寿命越短，所以在相同造价情况下，热泵设计师们应该适当增加机组的数量或者加大其规格，过大的储热系统是不必要的。

    没有进行专门设计的空气源热泵，在冬季时会大幅度降低性能，甚至完全丧失制热能力，环境温度较低时，热泵的COP较低，排气温度较高，压缩机工作环境恶化，故障倾向加重，系统设计者要正视这一点，为热水系统设计合理的电、油或燃气辅助加热装置。

    “储热是不得已的”，较大的保温水箱造价也较高，还会带来较大的散热损失，而且使系统的加热反应缓慢，供水泵和水位控制装置，也会给系统带来不稳定因素，在有条件的情况下，尽量缩水保温系统的体积（以确保使用为前提），增大机组制热能力，提高系统的反应速度。机组工作的调节能力如果足够强，基础取消保温水箱也是可能的。

    风雨、腐蚀性气体和紫外线的侵蚀比一般人想象得要严重。因此，在有条件时应尽量将机机和保温水箱置于有顶棚、朝南和通风良好的地方，对全部系统的管路做好保温，在可能出现零度以下温度的地方，机组要有完善的防冻措施。

保温水箱内存储更多的热量，但是为了使系统更为高效和稳定，应该努力降低制热温度；热泵热水器在短时间内超温工作是可以的，但是要付出效率下降和寿命缩短的代价，在冬季合理的休息是必须的，除非机组在结构上已经做了专门适应低温环境的设计。

运行费用分析

    补充水直接进入保温水箱的循环加热系统，从效率和系统的简洁方面肯定不如直热式加泵热水装置，直热式热泵热水系统要注意解决好回水降温的问题（同时直接式机组由于水流速度较慢，容易在管壁沉积污垢，可以设置起冲刷作用的循环水泵），比较适合这种24小时供应热水的系统采用。

    对于定时供应热水的系统，方案的设计要简单得多：类似学校这样的用热水场所，只要在使用时间前加热足够量的热水就可以了，因为使用时间集中，不必使用时间集中，不必采用热水回不，对于这样的使用方式，采用直热式和循环加热式在效率上也几乎没有什么差别。

    工程实例：南航时珠酒店热泵热水系统

    南航明珠酒店位于广州新白云国际机场南区空港五路，总建筑面积为5.4万平方米，是中国南方航空股份有限公司严格按照五星级标准投资兴建的现代化商务酒店。从综合节能、环保及经济性方面考虑，酒店决定安装一套全自动热泵热水系统。

    热水储存设备，采用10台4吨不锈钢卧式水箱。控制方式采用施百德可编程控制器（PLC）控制，采用施耐德彩色触摸屏进行监控，可实现远程控制。与采用燃气热水装置相比，应用空气源热泵热水系统，每年可为酒店节省能耗折合人民币约100多万元。