湖南省肿瘤医院大型中央热水系统方案分析
随着经济的发展，能源紧张以及环境保护问题亦日益突出。如何更好地利用自然能源，特别是低品位能源，避免和减少环境污染，缓和能源紧张问题早已是人们所关注的课题。空气能是低品位热源，且空气能热泵热水系统与常规热水产热系统相比具有以下优势：
·资源丰富，来自太阳的一大部分能量以地流热、辐射热等形式存在于空气中；
·优越的经济性，空气源热水系统利用很少的电搬运几倍的热量，年节约率高达70%以上；
·良好的实用性，空气源热泵热水系统采用的是容积式储热方式，在短时间停电停水的情况下可连续供热水；
·无以伦比的环境效益，空气源热能是无污染能源，这是其他能源所无法比拟的，在环境污染日趋严重的今天，这一点显得更为重要。
下面以一空气能热泵热水系统的工程实例来体现其在现实中应用的优势。
1.项目概述
湖南省肿瘤医院是集医疗、科研、教学、预防、康复为一体的三级甲等肿瘤专科医院。湖南省肿瘤防治中心、省肿瘤防治研究所、省肿瘤防治研究办公室、省抗癌协会、国家临床药物试验机构均设在院内，是全省肿瘤防治研究的中心。医院始建于1972年，位于长沙市岳麓山西北咸嘉湖畔。医院占地165.3亩，建筑面积近18.1万平方米，其中医疗用房14万平方米，编制床位1300张，固定资产9.2亿元。本项目热水系统设计最大日用水量为250吨(按60℃计算)，全天供水。
该项目原计划采用燃气锅炉，在方案论证时，经长沙市多位权威专家学者反复分析论证，详细比较了燃气锅炉和空气能热水机两个方案在节能环保、维护管理等多方面的优缺点，并进行了初投资和运行费的经济比较，最终各专家一致赞成采用空气能热水机作为热源。
空气源热泵热水机方案，根据空气源热泵热水系统工况设计法进行计算选型，该项目按照气象统计资料极端工况(室外温度-7℃)进行设计，不配置辅助电加热装置。
在投标过程中，美的空气能热水机以其优秀的设备品质，精细的施工组织，完善的售后体系，合理的方案报价，在众多投标品牌中脱颖而出。该项目于2010年安装运行，共采用36台美的热泉系列高温直热循环式空气能热水机RSJ-380/S-820-C，安装于屋顶；另外配置6台热水机安装于地下车库作为地下室储热水箱热水保温之用。该项目是全国医院行业最大的空气源热泵热水项目。
燃气锅炉方案，需采用250万大卡燃气锅炉一台。
项目实际运行效果表明，美的空气能热水机在冬季极端工况下的产水量、运行费用、噪音、控制便捷性等指标均达到或者超过设计要求。2011年6月，该项目荣获长沙市十大优秀节能工程奖。
2.运行费用比较
由于空气源热泵热水机的制热量以及能效比与气温紧密相关，所以将最冷月以及最热月两个月份的运行费用单列计算。
2.1 用水量的确定
该项目设计最大日用水量为250吨。最大日用水量一般出现在冬季极端情况，春、夏、秋季，随着自来水温度的升高，热水用水量会降低。现假定用水点40℃热水的用量全年保持不变，因此根据不同季节自来水温度便可计算出每个季节60℃热水的用量。最冷月的平均日用水量按照216立方计算。为简化计算，假定水的密度为1kg/L不变。
2.2 时段的划分
查长沙市1951年-1980年30年间的气象统计资料可知，长沙市每年12月1日至次年1月30日三十天的平均温度为5.0℃，为最冷月；最热月7月份的月平均温度为28.5℃。同时长沙市年平均温度为17.2℃，由此可以计算出其余303天的平均温度为17.3℃。将全年分为3个气温时段分别进行计算分析。
2.3 自来水温度
因气象参数数据有限，现假定自来水平均温度与当期的平均气温相同。
2.4 配水管道的热损失
热水管路会不断向空气中散热，其所消耗的热量最终都需要由热水制取设备来补充。热水管网总散热量功率按照系统设计小时耗热量的4%估算(见《给水排水设计规范》P116)，由此可以计算出最冷月时配管损耗热量为热水耗热量的12%。在室温范围内，热水管道以及保温层的热阻基本固定不变，因此可以假定管道散热量与热水和空气的温差成线性正比。同时，假定管道井中的气温比室外温度高5℃。因此可以计算出春秋季节配水管道的热损失为热水耗热量的9%，最热月时配水管道热量损失为7%。
2.5 燃气锅炉的热效率
不同的资料提供的数据不尽一致，大多在80%-85%之间，现取燃气锅炉热效率为85%。
2.6 热水机的制热功率
热水机的制热量随气温的升降而变化，同时其输入功率也有变化。由产品技术资料可以查到不同工况下热水机的输入功率及制热量等参数。
2.7 电加热器工作时间的确定
本项目未设置辅助电加热器，电加热耗电量为零。
通过比较计算可知，采用空气源热泵热水系统与采用燃气锅炉相比，每年可减少运行费40余万元。
3.节能分析
通过燃气锅炉与空气源热泵热水系统两种方案的运行费用计算，可以得出每种方案全年运行所消耗的燃气量和耗电量，从而折算出相应所消耗的标准煤数量。通过比较可知，空气源热泵热水系统方案与燃气锅炉方案相比，每年可节约标准煤439吨。正因为美的空气源热泵热水机优异的节能性，使得湖南省肿瘤医院在2011年6月11日-13日举行的中国(长沙)节能科技产品交易博览会中被评选为长沙市重点节能工程，并获得了由长沙市能源综合利用协会颁发的2010年长沙市十大优秀节能工程奖牌。
