芬尼克兹空气源热泵热水机在学校的应用
0.引言
现阶段，国家在各行各业都在大力倡导节能环保。学校——教师育人地方，也积极响应国家的这项号召，建设“两型”学校：“环境友好型”和“资源节约型”学校。大力提倡节电、节水，积极推广和采用新技术、新产品。建设节能型校园，增强可持续发展能力。具体表现在：学生饮用水设备、生活热水设备、洗衣设备等各项设备都积极引进节能环保的产品。让“两型”学校不止停留在口号上，更是落实到每一件实事上面。
也正是在这样的环境背景下，新型节能环保空气源热泵机组走进了校园，既解决校园生活热水，又达到了节能环保。
1.空气源热泵热水机的原理
热泵用逆卡诺原理，以极少的电能，吸收空气中大量的低温热能，通过压缩机做功将周围环热能变为高温热能，加热热水，所以它能耗低、效率高、速度快、安全性好、环保性强，源源不断的供应热水，作为热水系统它具有无以比拟的优点。空气源热泵热水机组冷(热)循环系统由四大件组成：
压缩机——套管式换热器——节流元件——蒸发器(翅片)
在压缩机的作用下冷媒(也可称为热媒)循环于整个系统。首先在压缩机内完成气态的升压升温过程(温度高达100℃)，随后进入高效率换热器并释放出高品位热能传递给水，同时冷媒被冷却并变成液态，经过节流元件降压节流后进入蒸发器，液态冷媒吸收大气、阳光的低品位热能并迅速蒸发(沸腾)再次变成气态，同时温度下降，之后冷媒又被吸入压缩机重复上次循环，这就是热泵的逆卡诺循环，机组只需要消耗很少的一点能量就能源源不断的从空气和阳光中抽取到很多热量传递给水(使水从20℃上升到60℃)。
2.芬尼克兹空气源热泵热水机的特点
PHNIX空气源热泵热水机组采用直热方式供热，开机30秒就有源源不断的热水产生。
质量可靠：国内首家商用空气源热泵热水机组包修6.5年。在大部分厂家投身热泵行业还不足6.5年时，芬尼克兹凭借在热泵行业多年的潜心钻研，不断优化机组性能、优化生产工艺，从而提高产品质量，率先打破行业18个月的保修常规。
高效节能：采用柔性压缩机、国际先进的s&c高效直热式换热器，机组能效高，为用户节省客观的费用，短期可收回初投资。
使用安全：采用制冷工质加热水，完全消除了普通热水器中有易燃、易爆、触电、煤气中毒等安全隐患。
绿色环保：可选用新型制冷剂R407C工质，完全符合新时代的环保要求；在制热过程中没有任何有害废气，废渣产生，为用户提供舒适优质的生活环境。
方便舒适:24小时全天候为用户提供满意生活用热水，用户可随时随地都能享受到PHNIX空气源热泵热水机组热水的舒适。
安装方便:热泵热水机组安装简易，对安装位置要求较少，可随意安装于通风良好的室内或室外。
适用范围广:适用于-10℃～43℃工作环境。适用于学生公寓、宾馆、工厂、住宅小区、别墅、发廊、浴足、桑拿等集中需要热水的场所。
智能全自动化:设备紧凑，操作、维护极为简单，每台机组对应一个小巧的全自动触摸按键点阵式液晶屏控制器，外形美观，功能强大，只需轻松一点，便可随时随地的监控每台机组工作情况，状态一目了然，无需专人管理。
3.工程案例
3.1 项目概况
西南交通大学，坐落在成都市，是教育部直属、以工为主，工、理、管、经、文、法多学科综合发展、首批进入国家高等教育重点建设项目“ 211工程”和“985工程”“优势学科创新平台”建设的全国重点大学。 2000年学校通过了教育部本科教学工作优秀评价，被评为全国本科教学优秀学校，是西南地区首家、也是全国16所本科教学优秀学校之一。
项目名称：西南交通大学九里堤校区公共浴室工程
项目地点：四川省成都市西南交通大学九里提校区
设计用水量：100吨/天
在校人数：10000人
3.2 校方需求
1)在现有条件下，寻求一种理想的热水设备，既能满足学校学生公寓的热水要求，又能节约运行费用，保护环境，建立和谐的校园环境。
2)热水系统应智能化运行，不需专人看管，不需年检，遇到故障时自动报警。
3)机组出现故障时能及时进行维修，确保热水供应正常；并定期对系统维护和保养。
4)设备运行应可靠性、安全性、稳定性高，确保学校的办学条件。
5)设备使用寿命要长。
3.3 热水系统构思
1)本方案须考虑产热水设备、贮水设备、自控电气系统、管道动力系统、管道对接系统及相应的安装、调试、维修便捷性、防雷措施。
根据用户需求，拟建议采用芬尼克兹(PHNIX)直热式空气能热泵热水机组制取生活热水，供学生日常使用。芬尼克兹(PHNIX)该产品为直热、循环双系统机组。
直热产水系统：产热水时，自来水直接进入主机，加热到设定温度(如55℃)后进入保温水箱储存，当末端使用热水，水箱水位下降时，机组再自动开启向水箱中补充高温热水，该系统用于直接产生热水。
循环保温系统：当水箱水温下降后，机组自动开启，将水箱中的水循环到主机，加热至设定温度，该系统用于对水箱的二次保温。
2)机组拟安装在室外场地。
3)拟采用开式保温水箱。
3.4 计算选型
3.4.1 设计依据
1)《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019-2003)；
2)《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)；
3)《给水排水制图标准》(GB/T50106-2001)；
4)《建筑给排水及采暖工程施工质量验收规范》(GB50242-2002)；
5)《建筑给排水设计手册》；
6)所了解的现场的相关资料；
7)成都气候条件；
8)芬尼克兹空气能热泵机组性能参数。
3.4.2 气候参数
成都属亚热带季风气候，具有春早、夏热、秋凉、冬暖的气候特点，年平均气温16摄氏度，年降雨量1000mm左右。夏天虽然气温不高(最高温度一般不超过35℃)，却显得闷热；冬天气温平均在5℃以上，但由于阴天多，空气潮，却显得很阴冷。
表1.夏季室外主要参数
3.4.3 热水用量计算
由以上“用水情况分析表”可知公共浴室学生人均日用水量为28~44L/人。并考虑到学生用热水的习惯：打水回宿舍洗澡的类似这样的情况，每天大约有35%的学生使用公共浴室淋浴。
设计学生人均用水量：30L
学校人数：10000人
同时使用率：35%
那么学生的日用水量就为10000×30×35%=105吨，圆整设计100吨热水。
3.4.4 机组选型
1)机组参数
2)机组变工况曲线图
结合用水需求、当地气候条件以及机组在当地气候条件下的能力变化，选择机组。机组满足冬季最不利环境温度时热水的需求，就可保证全年的热水供应。
冬天气温平均在5℃以上，但由于阴天多，空气潮，却显得很阴冷。那么冬季最不利环境温度取5℃，自来水温度5℃。此时将1度自来水加热至55℃做需要的热量为：
Q=CM△T=1T×(55-5)℃/860≌58kW
那么将100吨自来水加热至55℃所需要的热量为：
Q=CM△T=1T×(55-5)℃/860=58×100=5800kW
根据机组的变工况曲线图可知，此时机组的制热量为：32kW
机组连续运行的时间在18小时内为宜。那么所需机组数量为：5800÷32÷18=10台。
选型结果：芬尼克兹空气源热泵水机组PASHW130S-2-C，10台。
启用时间：2009年
“该系统为学校减少学校开支，达到国家规定的节能减排目标起到重要的辅助作用”业主对该系统的运行非常满意。
4.结束语
通过对校园生活热水需要的理解分析，建议采用直热式空气能热泵热水机组作为产热水设备。其特点完全符合建设方的需要，以及国家政策导向。(芬尼克兹集团 李海艳)
