空气源热泵集中热水系统在康复医院项目中的应用及经济性分析

周鹏瑞

广州市城市更新规划研究院，广东 广州 510000

空气源热泵通过大量吸收空气中的免费能源制热，高效节能，能效比（COP）可达3～5，因此空气源热泵在热水系统中的应用也越来越多。文章以广西梧州市某康复医院热水系统设计为例，介绍空气源热泵在热水系统中的应用，并对其经济性进行分析。

1 项目介绍

1.1 项目概况

该医院位于广西梧州市，为二级康复医院，总建筑面积约2.5万m2，地下1层设有车库、设备房及厨房，地上共11层。1层为康复治疗室；2层有康复水疗、办公室和2间小型手术室；3～11层为病房，共有床位200张，其中康复医院床位100张，养老床位100张（以介助为主）。

1.2 当地气候条件

梧州市属亚热带季风性湿润气候，年平均气温21.1℃，最冷月（1月）平均气温11.9℃，最热月（7月）平均气温28.9℃，全年平均日照为1915h。

2 热水负荷计算及设备选型

2.1 医院用水特点及热水用量

医院热水用水特点：医院热水用水主要来自洗衣房、厨房、水疗室等配套功能用水，洗手盆、手术室（刷手池、洗涤盆和淋浴器）等诊室用水及病房和工作人员淋浴用水。手术室用水可靠性要求较高，刷手池需水压较大；洗衣房、厨房、水疗室用水量大且集中，对水压要求相对不高；病房用水时间相对分散，水压要求稳定。通过分析，此项目热水分2区供应，-1～2层为功能房用水，3～11层为病房用水，因手术室较少，热水采用即热式电热水器；考虑有陪住人员，故实际用水人数大于床位数。按每个康复医疗床位均有1名陪护人员，即按200张床位计算，则共有床位300张。

此项目设计热水量如表1所示。

表1 设计热水量

2.2 耗热量计算及设备选型

梧州市冷水温度取10℃，该项目热水日耗热量按下式计算：

式中：Qrd为日耗热量，kcal；C为水的比热，取1kcal/kg·℃；M为热水质量，kg；∆T为水终温与水初温的差值。耗 热 量 为1×77.15×1000×(60-10)=3857500kcal；日制热量为3857500kcal÷860kcal/h=4485kW。热泵热水机组设计日工作时间宜8～16h，此项目选用机组每天运行14h，不设辅助热源，以当地最冷月平均气温（11.9℃）和冷水供水温度（10℃）计算，修正系数取0.8，则最不利环境条件下设计小时制热量为4485kW÷(14h×0.8）=400kW/h。高区和低区分开设置空气源热泵，低区制热量为175kW/h，高区制热量为225kW/h。该项目空气源热泵采用纽恩泰空气源商用低温型热水机，型号为NERS-G30D，单台制热量为95kW/h，额定功率为21.5kW，高低分区设备参数如表2所示。

表2 空气源热泵选用参数表

3 空气源热泵与其他热源设备的比较

不同能源的能源消耗量、运行费用、热源设备造价及其他指标对比如表3、表4所示。

表3 各热源热值对比表

表4 各热源设备其他指标对比

通过表3、表4对比可得如下结论：

（1）空气源热水机组年运行费用最低，约为42.1万元，电热水器年运行费用最高，约为155.1万元，燃气锅炉年运行费用约为70万元。

（2）空气源热泵设备费用最高，初次投入约为40万元，电热水器设备费用最低，约为5万元，燃气锅炉设备费用约为12万元（以上设备费用不含热水箱、水泵等）。

（3）空气源热泵年运行费用+初投资费用约为82.1万，电热水器年运行费用+初投资费用约为160.1万元，燃气锅炉年运行费用+初投资费用约为82万元，柴油锅炉年运行费用+初投资费用约为112.1万元。可见，与电热水器、燃气锅炉相比，选用空气源热泵1～2年时间即可收回初投资费用，经济性较好。

4 结论

（1）空气源热泵机组具有高效节约、安全环保的优点，缺点是初次投入较大，与锅炉机组相比，空气源热泵可全自动运行，无须人员管理，不占用设备空间（空气源热泵一般设在天面，锅炉一般设在地下室，占用建筑面积）。

（2）空气源热泵选型建议不少于2台，低负荷时1台开启运行，最大负荷时全部开启，节能效果更好。

（3）空气源热泵建议在华东、华南等长江以南地区，如广东、福建、浙江、湖南、江西、云南、海南等省份应用，冬季最冷气温低于-5℃的北方地区不建议选用。