直热式空气源热泵热水系统的应用及优化选型研究

摘要

随着我国国民经济的向前发展，人民生活水平的日益提高，生活热水的使用越来越普遍，其能量消耗也越来越大，降低建筑热水能耗的行为意义重大。空气源热泵热水机组是热泵技术在热水供应方面的应用，具有节能环保、安全卫生等方面的优势，是一种值得大力推广和开发研究的产品。直热式空气源热泵热水机组以自身快捷、高效的特点在最近几年得到飞速发展，正在努力替代循环式空气源热泵热水机组。
　　本文对学生宿舍楼已有的直热式空气源热泵热水系统的热水用水规律进行了长期的监测和统计研究，分析了学生宿舍楼用水规律特性，分别为男、女生宿舍楼（Ⅲ、Ⅳ类）直热式空气源热泵热水系统设计用水定额提供了推荐值。同时，基于现有的理论研究，对直热式空气源热泵热水机组不同环境温度下的制热能力和机组能效比进行了测试分析，并对系统用水量和耗电量进行统计，计算和评价其能耗指标和系统能效比。
　　以学生宿舍楼为例，提出了系统的优化运行模式及相应的热泵机组、保温水箱的选型计算方法，并建立了对比模型，对不同的最冷月机组设计工作时间1T取值下的选型方案进行了经济性分析，结果表明：1T的取值重庆地区和郑州地区分别为20h、18h,优化控制模式的月份分别为5～10月份、3～11月份；优化控制模式下的保温水箱的有效容积为最高日用水量的80％；最冷月机组设计工作时间1T在不同地区呈现出差异性，昼夜温差是导致其差异的关键因素。
　　空气源热泵热水技术的节能性和经济性一直是人们关心的重点问题，本文以工程实例数据，将直热式空气源热泵热水方案与其他传统热源的热水方案的年CO2排放量和费用年值指标进行了对比，结果表明直热式空气源热泵热水系统拥有显著环保效益和最佳的经济效益。同时，直热式空气源热泵热水系统的经济性受能源价格的影响很大，较低电价的民用场合其经济效益显著，电价过高的商用场合可能会影响其经济效益，因此，国家和地区相关部门有必要进行相关调控，促进直热式空气源热泵热水技术在环保效益和经济效益上协调统一，在全球气候变暖的大环境下，推动该项技术的应用和更好的发展。

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1 绪 论

1.1 课题背景

1.2 空气源热泵热水系统简介

1.3 研究现状与发展前景

1.4 研究主要内容和意义

2 直热式空气源热泵热水系统运行性能及分析

2.1 工程概况

2.2 系统运行控制策略

2.3 机组性能测试

2.4 系统用水规律

2.5 系统能耗监测与诊断

2.6 本章小结

3 直热式空气源热泵热水系统最优选型方案

3.1 设备选型步骤

3.2 优化方案的提出

3.3 最优方案评价方法

3.4 案例分析

3.5 本章小结

4 直热式空气源热泵热水系统效益分析

4.1 环保效益分析

4.2 经济效益分析

4.3 本章小结

5 结论与展望

5.1 主要工作和结论

5.2 展望

致谢

参考文献

附录