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空气能热水器基本原理和设计方案
1）空气能热水器基本原理
空气能热水器，也称“空气源热泵热水器”。其基本原理是基于逆卡诺循环原理，通过利用少量高品位的电能作为驱动能源把热量从低温（低品位）热源中转移到高温热源中，其热量包括高品质热量和从低温源中吸收的热量。

具体工作原理如下：空气能热水器把空气中的低温热量吸收进来，经过制冷剂（冷媒）气化，然后通过压缩机压缩后增压升温，再通过换热器转化给水加热，压缩后的高温热能以此来加热水温。空气能热水器具有高效节能的特点，能效比通常可达300~400%。
2）酒店商用空气能热水器与燃气锅炉对比分析
以前期调研的雁荡山景区雁荡山山庄为例，该酒店现有客房205间，热水月用量500吨左右，平均热水日用量约15~20吨。该酒店目前采用的浙江盾安提供的3台8匹空气能热水器。

① 设备投资
经相关厂家的询价，3台8匹空气能热水器（含配套设备）投资视现场情况及工程量约12~15万。如果采用燃气热水锅炉，经相关锅炉厂家的询价，1吨（0.7MW）和2吨（1.4MW）燃气锅炉设备投资（含锅炉、水箱、泵组及板换等设备）分别约11~13万和16~18万。
以空气能热水器和燃气锅炉设备投资分别按13万和15万计，日热水用量以16吨计，均按照10年使用期测算，则制备单吨热水空气能热水器和燃气锅炉设备投资成本分别为2.3元/吨和2.7元/吨。
② 运行成本
如果以环境温度15℃制备55℃热水1吨为例，则需要4万大卡热量。分别以空气能热水器和1锅炉简单测算运行成本，如表1所示。
表1 制取1吨热水空气能热水器和1锅炉运行成本对比表
设备名称	热量计算	能源价格	运行成本
空气能热水器	40000kcal/（860kcal/kwh×3.5）=11.63 kwh	0.8826元/kwh	13.2元
1锅炉	40000kcal/（8974kcal/Nm3×85%）=5.24 Nm3	3.40元/ Nm3	17.8元
注：空气能热水器能效比按平均3.5计；电价根据2016年7月较新发布的浙江省电网销售电价表电度电价确定；1终端价格参考为浙江省物价局2016年6月8日较新发布的温州市数据，非居民用气1零售价3.40元/方确定。

③综合成本
根据以上设备投资及运行成本的测算，单吨热水空气能热水器和1锅炉综合成本如表2所示。
表2 单吨热水空气能热水器和1锅炉综合成本对比表
设备名称	设备投资成本	运行成本	综合成本
空气能热水器	2.3元/吨	13.2元/吨	15.5元/吨
1锅炉	2.7元/吨	17.8元/吨	20.5元/吨

根据测算，当1锅炉的供气价格为2.4元/ Nm3时，与空气能热水器的综合运行成本持平。即只有当1锅炉供气价格低于2.4元/ Nm3时，综合成本才较空气能热水器具有经济性。
③空间要求
空气能热水器安装相对较灵活，可以安装在屋顶或室外地面。燃气锅炉设置相对要求要严格，需满足《城镇燃气设计规范》、《锅炉房设计规范》等相关规范要求。
④运行稳定性
空气能热水器容易受周围空气环境的影响，在天气较冷、环境温度较低时，其制造热水量的多少会略有降低。特别是在-10℃下容易结霜，在-20℃以下，机组就停止工作了。但考虑到乐清地区地理位置，出现此类较端气候的概率并不高。燃气锅炉不受周围环境影响，全年可以连续运行稳定。
⑤环保要求
环保方面，空气能热水器能耗主要为电力，燃气锅炉能耗主要为1，均是符合环保要求的。
表3酒店商用空气能热水器与燃气锅炉对比一览表
对比项目	空气能热水器	1锅炉	结论
设备投资	以平均热水日用量约15~20吨的酒店为例，采用3台8匹空气能热水器投资约12~15万	采用1吨和2吨燃气锅炉价格分别约11~13万和16~18万	空气能热水器有优势
运行成本	以环境温度15℃制备55℃热水1吨为例，采用空气能热水器制备1吨热水运行成本为13.2元	采用燃气锅炉制备1吨热水运行成本为17.8元	空气能热水器有优势
综合成本	制备单吨热水综合成本15.5元	制备单吨热水综合成本20.5元	以3.40元/方价格测算，空气能热水器有优势；当1价格低于2.4元/方时，燃气锅炉综合成本有优势
空间要求	相对灵活	相对严格	空气能热水器有优势
运行稳定性	受周围空气环境的影响，冬季制热水量有所影响	全年可以连续稳定运行	燃气锅炉有优势
环保要求	符合	符合	均符合
3）市场分析
从前期调研的资料看，以雁荡山景区为例，雁荡山山庄是其中规模1的一家酒店，热水用量月需求约500吨左右，其余十余家规模较大的酒店热水用量月需求预计在200~500吨。根据雁荡山景区热水需求按照燃气锅炉测算年用气量约25万方/年（每家酒店热水用量月需求平均按400吨测算）。雁荡小城镇2030年预测气量约277万方/年，景区规模酒店热水需求占到整个雁荡小城镇预测气量的10%左右。
雁荡山景区早在几年前景区内规模较大的十余家酒店燃煤燃油锅炉均已淘汰，基本都已改为空气能用水器。对于已经改为空气能热水器的酒店来说，在1价格没有明显优势的前提下，要求酒店淘汰正在使用的空气能热水器，再投资建设燃气锅炉进行热水供应可能性不大。
从新增的酒店用户来看，以目前浙江省非居民门站价格2.19元/方，再加上管输配套成本，要求燃气企业以1以低于2.4元/方的价格进行供应，同样实施的可行性也不大。再者，从雁荡山景区来看，酒店布局已基本成熟，再有大、中型酒店入驻的可能性并不大。
因此，综合以上分析，无论是已使用空气能热水器的酒店还是从新增酒店用户用气的可能性分析，采用1供应替代空气能热水器制备热水都不具备竞争优势。
广州瑞姆新能源设备有限公司
2019年01月01日