學(xué)校人口數(shù)量集中,規(guī)模非常大,能源消耗大,其中學(xué)生日常生活熱水的耗能是重要之一。伴隨著我國高等教育的普及化進(jìn)程的加速,高校的規(guī)模也越來越大,人員也越來越多,高校學(xué)生日常生活熱水供需矛盾也越來越突出。為了更好地解決這一問題,各高校也想了很多辦法和措施,下面以重慶某高校為例來說明這一問題。

學(xué)校供水方式的發(fā)展過程

在學(xué)校的發(fā)展過程當(dāng)中,伴隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,學(xué)校熱水供應(yīng)方式可分為三個(gè)階段。第一階段鍋爐集中供水階段。集中供水勉強(qiáng)能滿足學(xué)生用水,但伴隨著學(xué)校的不斷擴(kuò)招,學(xué)生人員的不斷增加,常常學(xué)生熱水不夠用,甚至有時(shí)候出現(xiàn)斷水的現(xiàn)象。第二階段燃?xì)鉄崴鲉为?dú)供水階段。學(xué)生宿舍單獨(dú)安裝熱水器后,很大程度上緩解了學(xué)校用水問題,可以滿足學(xué)生增長的需要,但在用水高峰期時(shí),由于氣壓和水壓減小,使得熱水器不穩(wěn)定,出水溫度偏低。第三階段空氣能供水階段。供水溫度比較穩(wěn)定,供水時(shí)間不受限制,性價(jià)比高,很受學(xué)生的青睞。

空氣能技術(shù)

空氣能熱水系統(tǒng)遵守?zé)崃W(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律,運(yùn)用空氣源熱泵的原理,只需要消耗一小部分的機(jī)械功電能,將處于低溫環(huán)境大氣或地下水等下的熱量轉(zhuǎn)移到高溫環(huán)境下的熱水器中,去加熱制取高溫的熱水?？諝庠礋岜每梢耘c水泵相比擬,水是不能自發(fā)地從低處流向高處,要將低處的水輸送到高處,必須用一臺(tái)水泵,消耗一部分電能,才能將水送到高處的水箱中。同樣,根據(jù)熱力學(xué)第二定律,熱量也是不能自發(fā)地從低溫環(huán)境向高溫環(huán)境中轉(zhuǎn)移傳送,而要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的,必須要有一臺(tái)機(jī)器,消耗一部分機(jī)械功例如電能,才能將低溫環(huán)境中的熱量傳送到高溫環(huán)境中去。這樣的機(jī)器就被稱為“空氣源熱泵”?？諝庠礋岜玫淖饔檬菍⒖諝庵谢虻蜏厮械臒崃咳〕?連同本身所用的電能轉(zhuǎn)變成的熱能,一起送到高溫環(huán)境中去應(yīng)用。

空氣能熱泵技術(shù)是基于逆卡諾循環(huán)原理建立起來的一種節(jié)能、環(huán)保制熱技術(shù)?？諝饽軣岜孟到y(tǒng)通過空氣蓄熱獲取低溫?zé)嵩?經(jīng)系統(tǒng)高效集熱整合后成為高溫?zé)嵩?用來供暖或供應(yīng)熱水,整個(gè)系統(tǒng)集熱效率甚高?？諝饽軣岜靡詷O少的電能,吸收空氣中大量的低溫?zé)崮?通過壓縮機(jī)的壓縮變?yōu)楦邷責(zé)崮?傳輸至水箱,加熱熱水,所以它能耗低、效率高、速度快、安全性好、環(huán)保性強(qiáng),源源不斷的供應(yīng)熱水?？偨Y(jié)起來有四大優(yōu)點(diǎn),第一是節(jié)能,有利于能源的綜合利用第二點(diǎn)是有利于環(huán)境保護(hù)第三點(diǎn)是冷熱結(jié)合,設(shè)備應(yīng)用率高,節(jié)省初期投資。第四因?yàn)樗请婒?qū)動(dòng),所以調(diào)控比較方便,因此熱泵備受大家的關(guān)心。雖然作為熱水系統(tǒng)它具有無以比擬的優(yōu)點(diǎn),但空氣能熱泵也有一個(gè)致命得缺點(diǎn),供熱能力和供熱性能系數(shù)隨著室外氣溫的降低而降低,所以它的使用受到環(huán)境溫度的影響和限制,一般適用于最低溫度在一10℃以上的地區(qū)。如果將熱泵系統(tǒng)與太陽能系統(tǒng)結(jié)合起來供應(yīng)熱水,這樣空氣能熱泵無疑就是一種比較理想的加熱設(shè)備,可循環(huán)系統(tǒng)會(huì)變復(fù)雜,投資也會(huì)增加。

空氣能熱泵的遠(yuǎn)型和經(jīng)濟(jì)性分析

重慶某高?，F(xiàn)有學(xué)生8000人左右,宿舍樓六幢,平均每幢樓容納學(xué)生1400人。平均每個(gè)學(xué)生按60L/人.次熱水用量計(jì)算,每天最高熱水用量為60L/人×1400人=84噸,考慮到同時(shí)使用系數(shù),可以以日產(chǎn)80噸熱水作為標(biāo)準(zhǔn)為每幢宿舍樓選定設(shè)備。

學(xué)生集中使用熱水時(shí)間4小時(shí)（下午18：00-22：00）,熱水溫度：55℃,最冷月自來水溫度：5℃,需要熱泵提供的熱量：（55℃-5℃）×4.18kj/(kg.℃)×80t=4640kWh。由于宿舍人多,需要熱水量大,可選派沃RSJ-2400/MS-820-B系列熱泵,該系列最大制熱水額定功率為60kW,根據(jù)熱泵加熱時(shí)間為8小時(shí)假定有4640Wh/8h/60kW=10臺(tái)。最后選定10臺(tái)派沃熱泵,4個(gè)20噸聚氨醋保溫水箱可以滿足1幢宿舍樓的熱水使用。在使用過程中,考慮空氣源在冬季氣溫下降時(shí),產(chǎn)水速度會(huì)降低,應(yīng)為每個(gè)保溫水箱配備1個(gè)25kW電輔助加熱,以滿足冬季熱水供應(yīng)不足問題。

 

用水量以80噸/幢.天計(jì)算,學(xué)校日總用水量為480噸。全部按以電加熱,噸水電耗按90度/噸熱水計(jì)算,則月用電量為480噸/天×90度/噸熱水×22天=950400度/月。年耗電量以8個(gè)月算）為：950400度/月×8月=7603200度/年。熱泵平均耗電量為的熱水器的34%,那么有：7603200度/年×34%=2585088度/年。熱泵節(jié)約電量：7603200度/年-2585088度/年=5018112度/年。折合標(biāo)煤：5018112度/年×860千卡/度/5000千卡/公斤=863噸/年。年減少二氧化碳量為：863噸/年×2.493噸二氧化碳/噸煤=215噸。

 

通過以上分析可見,引入新型節(jié)能熱水系統(tǒng)為現(xiàn)有熱水供應(yīng)設(shè)施升級(jí)換代,符合國家對(duì)利用新技術(shù)節(jié)能降耗的鼓勵(lì)方向。學(xué)習(xí)引入熱泵技術(shù)后,學(xué)校不但沒有增加經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān),反而還提高了用水的安全性和用水質(zhì)量,緩解了用水供需矛盾,同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了學(xué)校的降耗節(jié)資?？諝饽軣岜眉夹g(shù)在學(xué)校的應(yīng)用是比較成功的,在現(xiàn)今能源問題日益嚴(yán)峻的情況下值得推廣和發(fā)展。