某医院生活热水系统节能环保效益分析-论文.pdf

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1、第17卷第2期扬州大学学报(自然科学版)Vo1．17No．22014年5月JournalofYangzhouUniversity(NaturalScienceEdition)May2014某医院生活热水系统节能环保效益分析吴登海，倪美琴，杨秀峰，谢治祥，王斌(1

2、扬州大学水利与能源动力工程学院，江苏扬州225127；2．扬州市城市规划设计研究院有限责任公司，江苏扬州225003)摘要：结合扬州地区的气候特征，对某医院工程的生活热水系统与其他几种常规能源的热水系统在节能效益、经济效益和环保效益等方面进行了研究，该工程的生活热水供给夏季利用太阳能集热系统辅助空气源热泵部分热回收系统，

3、冬季采用蒸汽换热器辅助太阳能集热系统，经分析研究得出：该生活热水系统的运行费用最低，各种污染物排放量最少，年运行费用为2．92万元，等价标准煤为289．191GJ(1吨标准煤29．3GJ)，每年COz减排量为365．8t，在实际工程中值得推广应用．关键词：太阳能；空气源热泵；蒸汽换热器；效益分析中图分类号：TU83】．3文献标志码：A文章编号：1007—824X(2014)02—0065—05随着经济和社会的不断发展，石油、天然气和煤炭等常规能源的危机越来越严重，同时国际上减少C0：等温室气体排放的呼声也越来越高，因此，人们对利用可再生能源的意识不断增强．太阳能集热系统与空气源热

4、泵作为绿色环保的新能源系统越来越受到人们的关注和重视．我国大部分地区有丰富的太阳能和空气能，在各类建筑中这两种节能系统越来越受到建设单位和用户的认可．近几年太阳能耦合热泵系统也得到了迅速发展，研究人员已开始对太阳能耦合热泵展开多方面的研究：通过建立系统数学模型模拟了在不同地区多种典型天气该系统的运行性能[1]；分析该系统实际工况下的热力性能；对空气源热泵辅助太阳能热水系统应用的经济性、节能性进行分析。]．然而，对空气源热泵辅助太阳能热水系统环保效益的研究较少．为此，笔者就某医院利用太阳能、空气源热泵和蒸汽的生活热水系统(以下简称生活热水系统)节能环保效益进行了分析研究．1工程概况

5、本工程为扬州市第一人民医院门诊楼，建筑占地面积为3072．36m；总建筑面积为12714．07m；扬州市属于我国太阳能资源的Ⅲ类地区，年平均太阳辐射量约为4800MJ·m(江苏北部年平均太阳辐射量在4200~5000MJ·m)．该工程主要为医院提供生活用热水，设计用水量最高为6t·d_。，设计供水温度为5o℃(夏季)，其余季节为55℃．用户要求24h供水，用水高峰时间段为8：O0至23：O0．2生活热水系统简介2．1系统原理图如图1所示，热水系统由太阳能集热器和空气源热泵热回收系统以及蒸汽换热系统组成．太阳能集热器由25根全玻璃真空管(NB一25，d=58mm，z—l_8m)构成

6、，其中集热系统采用32组集热器串联，集热器朝南布置，倾角57。；空气源热泵采用部分热回收，蒸汽换热采用板式换热器，2台并联．收稿日期：2013—09—12．*联系人，E—mail：xfyang@yzu．edu．en．基金项目：江苏省高校自然科学基金资助项目(09KJB560004)．引文格式：吴登海，倪美琴，杨秀峰，等．某医院生活热水系统节能环保效益分析[J]．扬州大学学报：自然科学版，2014，17(2)：65—69．66扬州大学学报(自然科学版)第17卷2．2生活热水系统运行的5种工况1)太阳能直接加热生活热水．在日光充足的白天，热水系统所需的加热量全部来自太阳能．2)太阳能

7、与热泵机组热回收同时为生活热水提供热量．当太阳能集热系统不足以使供热水箱温度达到设计温度时，只要热泵机组处于制冷工况运行，则太阳能和热泵机组可以同时工作向热水系统供热，以确保热水不低于设定温度．3)空气源热泵机组直接加热生活热水．图1生活热水系统原理图在夏秋季连续的阴雨天气，只要热泵机组处Fig．1Schematicdiagramfordomestichotwatersystem于制冷工况运行，则热水系统所需热量完全由空气源热泵机组提供，并且此时提供的生活热水是免费．4)太阳能辅助蒸汽一水热交换器加热生活热水．在冬季日照充足的白天，充分利用太阳能，使系统最大的节能，但此工况下太阳

8、能集热系统不足以使热水温度达到设计水温，此时需要采用蒸汽加热来满足水温要求(医院有蒸汽源可利用)．5)蒸汽一水热交换器直接加热生活热水．在春、冬季连续的雨雪天气无法利用太阳能时，由蒸汽一水热交换器提供全部生活热水系统所需热量．冬季热泵机组主要用于医院空调供热．3生活热水系统节能效益分析3．1各种方案能源热值及热效率比较以扬州地区日产6t、50℃热水(冬季55℃)的用户为对象，因各种能源的计量单位不同，为了便于比较不同能源方案的运行能耗，现将各种能源转换成等价标准煤(1吨标准煤一2