1、现状
深圳市福源电子厂热水主要供应工厂职工洗浴用。目前宿舍楼两栋，每栋入住600人，热水由烧柴加热系统供热，冬天热水供应不足；按人数估计日最大热水用量时约为36吨。
2、改造方案
采用空气源热泵型热水机组制热水，代替柴油加热锅炉。方法如下：
（1）将原热水系统的锅炉系统从原热水系统中卸除；
（2）两栋的楼顶各安装1台热泵热水器及其相关配套设备（见附件的产品明细）；
（3）该系统按每天最大生产36吨55℃热水量设计；
（4）该系统的优点及与太阳热水系统的对比见3.3和3.4；
（5）该系统的总投资为246418.2元，以为我公司为香港生产力促进局在珠三角的清洁生产合作伙伴，根据香港生产力促进局的清洁生产伙伴计划，我公司可就贵司的节能项目与贵司积极合作为贵司申请到最高16万港元的示范项目资助金，可大大减少贵公司的在该项目上的投资成本。
（6）该系统设计在电价谷期时制热水，故实际年运行费用为35020元。如采用太阳能+电辅助加热系统，在满足员工用热水的情况下每年需耗电约15万kWh，按太阳能热水系统的特性，电辅助加热器的用电不定时，故按平均电价计算，则太阳能+电辅助加热系统每年还需10.5万元的电费。
3、热水系统节能原理与选型设计
3.1 热泵原理
3.1.1热泵的概念
以消耗一部分高质能（机械能、电能等）或高温热能为代价，通过逆卡诺循环把热能由低温位物体转移到高温位物体的能量利用装置，称之为热泵。
3.1.2压缩式热泵工作原理
与压缩式制冷机的工作原理完全相同，不同点是使用目的与工作温度不同。
如“热泵”用于采暖，其冷媒水温度45～50℃，卫生热水50～60℃。
3.1.3压缩式热泵与水泵机理见图1
为了把水从低处输送到高处而采用水泵,为了把热量从低温处抽吸到高温处需采用热泵。
图1
3.1.4热泵循环的制热系数
①理论压缩热泵循环的热平衡方程式
Qc = Qe + Ne
在压缩式热泵循环中，高温热源（冷凝器）的供热量Qc由低温热源（蒸发器）取得的热量Qe与电能转变为热量Ne两部分热量之和。
压缩式热泵循环中，由于吸收了低温热源（蒸发器）的热量Qe，故与电能供热，燃料燃烧供热相比较，有十分重大的节能经济意义。
② 压缩热泵循环的制热系数εh
生活热水供应的实际制热系数：εhn＝4～8
3.2、可行性分析
众所周知：太阳能热水器是可以节能。但也有其很大的缺点：例如在春天或冬天里所需的供热量特别大时，但在这两个季节里基乎是阴雨天，用不上太阳能热水器，此时只能用电热水器或锅炉补充热量，因此耗能也非常大。按累计太阳能除春冬二季及其它阴雨天，其全年的使用效率只有20％-30％。由于【热泵式节能热水设备】采用热泵高温高压技术，制热水时能量效率比可达到1：3-5【此数值视乎环境气温高低】，即每耗电1kWh（度）可以产生3-5 kWh的热能，同等耗电量比电热水锅炉多制热水3-5倍。如果与制冷系统并用效率可达700％。
3.3、系统优点：
（一）、与太阳能热水器相比其优点是：
（1）体积小；几乎不占地方。
（2）不受时间和天气影响，可24小时生产热水。
（3）易于清理水垢，效率几乎永远保持良好。（所有热水设备使用后均有水垢，因为水中含有碳酸氢钙，受热后分解生成碳酸钙附在热交换器表面上，长时间使用后必须清理，否则效率降低。）
（4）节省投资成本；（比太阳能热水器投资成本少20%-30%。）
（6）不需附助加热；（由于太阳能受到时间及环境天气条件的影响，所以必须有附助加热系统。）
（7）节能效果显著；热泵制热系数（能效比）恒大于1，全年平均的能效比可达3-4，因而比任何一种矿物燃料燃烧的制热效率高，也因此是最为节能的热水机组，即使与太阳能热水系统（太阳能热水系统中必须有一套柴油或电辅助加热系统）比较，热泵热水系统的运行费用也会比较低。如果当地的太阳能全年的利用天数仅在2/3之内（太阳能的利用受昼夜、阴晴、雨雪和季节影响很大，除西藏、新疆、青海外，一般地区全年平均有效利用太阳能的天数不足全年的2/3，即不足250天），而且太阳能系统辅助加热也是用电加热的话，那么，热泵热水机组的用电、可以与太阳能热水系统还要节电，而按这两年珠三角地区的天气情况实际的日照时间为1940小时，按平均每天8小时计算年日照时间远不到250天。
（二）、与锅炉相比其优点是：
（1）节能；制冷制热效率高达700%，柴油锅炉70%左右
（2）环保；（本机没有废物排放，锅炉有废气排放，使用燃油时有污染）
（3）安全；（众所周知锅炉会有爆炸危险，使用锅炉常为不安全问题担心。）
（4）不需办年检及消防验收：（使用锅炉必须通过市锅炉管理局办理使用证及通过消防局验收，且每年必需送表检查。）
（5）维修方便；（因为锅炉炉堂内是由很多管道焊接成的，管道小而多效率高，但易于被燃烧时的炭粉倒塞。管道大而少，效率低，但易于清理，由于锅炉燃油时管道内聚积炭粉，所以必须3至4个月清理一次，否则效率下降，或因锅炉换热管倒塞，燃油不完全燃烧，炉堂内积油，易产生火灾或爆炸。）
（6）故障少；（锅炉易出现燃烧机点火棒及炉堂积炭而出现故障。）
（三）、与电热器相比优点是：
（1）节能；电热器效率为90%
（2）安全；（电热水器是使用发热丝浸在水中发换热的，而且发热丝内的乌丝与外表铜管靠得很近，使用长时间内部干粉梳松，易于短路漏电烧坏发热丝。）
3.4、热泵与太阳能比较
3.4.1、空气源热泵热水器与太阳能热水器都是利用自然环保能源产生热水的装置，但它们有着本质的区别。
（1）空气源热泵热水器是以空气热量为能源的，但它获取能量的方式是主动的，因而不受阴天下雨白天黑夜影响。
（2）太阳能热水器获得能量的方式是被动的，它依靠太阳光直接辐射才有较好的效果，因而只能在晴天里才能够产生热水，其它时间必须依赖传统加热方式如：电热辅助等。
（3）对于太阳能热水器，即使在购置费用上处于同等水平，但空气源热泵热水器比太阳能热水器的发热量更大，更节能，更方便，更便宜。在保障使用的前提下，设备运行费用只有太阳能热水器的三分之一。
3.4.2、空气源热泵热水器与太阳能热水器的优劣比较
（1）节电效果好：空气源热泵热水器平均节电65-80℅，电辅助太阳热水器平均节电40-65℅，而且只在特殊条件下才能够达到70℅。
热水供应更稳定：空气源热泵热水器几乎不受天气影响，以全天候产热水，不论刮风下雨白天黑夜24小时供应热水。而太阳热水器只能是晴天产热水，下午及晚间使用，其它天气及夜晚早晨用热水都需要靠其他能源，在珠三角地区太阳热水器的电辅助装置工作时间一年中要超过40℅。由于空气源热泵热水器是主动吸收免费热量，而太阳热水器只是被动吸收免费热量，故空气源热泵热水器热水供应更稳定。
（2）占地面积小，安装受限制少：太阳能的集热板往往要占满整个楼面，对于9层以上用户或集体宿舍用户，大楼的容积与楼面面积之比不够大，所以太阳热水器只适用于低层楼面。而空气热泵热水器系统仅需要太阳能热水器占地面积的1/9。
（3）适应性强：空气源热泵热水器几乎不受天气影响，以全天候产热水，不论刮风下雨白天黑夜，一天24小时生产供应热水。而太阳热水器只能是晴天产热水，下午及晚间使用，其它天气及夜晚早晨用热水都需要靠其他能源，在全国的很多地区太阳热水器的电辅助装置工作时间要超过40℅。
（3） 设备维护、安装更容易：太阳能的集热板由大量的集热玻璃管组成，在珠三角地区的空气环境条件下容易粘灰尘表面结垢，需要定期清洗，而集热玻璃管会经常损 坏，需经常频繁的调换，否则会影响使用效果。空气源热泵热水器基本不需要人工维护，在工程施工安装的难度和周期较之太阳热水器也小。
（4）没有建筑光污染：太阳能的集热板由大量的集热玻璃管组成，会造成大量的光污染，引起周围单位和居民的反感，从而受到有关部门监管，同时也不利于搞好各方面关系。
实验及推算表明：商用热泵热水器的使用费用低于任何类型的热水器，即低于电、气、太阳能热水器，同样也低于燃煤锅炉。
3.5、设计依据
贵司设计每天淋浴用水人数为1200人, 每人每天30kg，1200人每天用热水量为36吨；现受贵公司委托安装多功能热泵式热水机组而作出如下方案。
3.6、设计方案：
（1）、选用机组产热水计算：
①、日用55℃热水36吨：
进水温度按照15℃计；
常量：1吨水温升1℃需要吸收1000kcal热量；
则36吨水温升40℃需要的总热量为：
1000kcal×36m3×（55℃－15℃）=1440000kcal
②、环境温度为0℃时，热泵机组能效比值COP=3.5（平均按COP=4计算），36吨水温升40℃所需的总热量需要消耗的电量为：
1440000kcal÷860kcal/kWh÷4=418.6kWh
③、机组工作时间为每天8小时计算，贵公司需配置热泵机组设备功率：
418.6kWh÷8小时=52.3kW
根据上述资料，选用热泵27kW两台即可达到用户所需热水要求。
本方案设计晚上10点给热水系统送电，主机运行时间在晚上11点到早上7点的电价谷期，可大大降低系统的运行成本（电谷价为0.31元/kWh）。
按用员工用热水习惯分析，冷天每天需制热水36吨，而热天每两天制热水36吨，热泵系统的实际全年电耗为：
180天×8小时/天×52.3kW+180天÷2×8小时/天×52.3kW=112968kWh
热泵系统全年电费为：112968kWh×0.31元/kWh=35020元
（3）、工程预算
| 编号 | 名 称 | 数量 | 单价（元） | 成交金额（元） | |
| 1 | 热泵机组 | 深圳 | 2台 | 50000元/台 | 100000 |
| 2 | 5吨双层不锈钢水箱 | 304# | 8个 | 6500元/个 | 52000 |
| 3 | 循环水泵 | 合资 | 2台 | 1790元/台 | 3580 |
| 4 | 自动增压泵 | 合资 | 8台 | 1890元/台 | 15120 |
| 5 | 闸阀DN50 | 三和 | 16个 | 81.2元/个 | 1299.2 |
| 6 | 止回阀DN50 | 三和 | 2个 | 109.2元/个 | 218.4 |
| 7 | 过滤器DN50 | 三和 | 2个 | 95.2元/个 | 190.4 |
| 8 | 水泵软接头 | 10个 | 67.2元/个 | 672 | |
| 9 | 电控系统和配件 | 深圳 | 1项 | 5500元/个 | 5500 |
| 10 | PPR热水管DN75 | 广东联塑 | 200M | 46.2元/m | 9240 |
| 11 | PPR热水管DN90 | 广东联塑 | 80M | 68.6元/m | 5488 |
| 12 | PPR接管辅件 | 广东联塑 | 一批 | 4200元 | 4200 |
| 13 | 保温内25mm胶粘PEF | PEF | 一批 | 3760元 | 3760 |
| 14 | 基础 | 水泥基座 | 一项 | 2980元 | 2980 |
| 15 | 管码、支架 | 国标 | 一项 | 1372元 | 1372 |
| 16 | 电线电缆 | 金龙羽 | 110m | 110元 | 12100 |
| 线槽 | 110m | 25元/m | 2750 | ||
| 17 | 220470 | ||||
| 18 | 安装费 | 8000 | |||
| 19 | 运输吊装费 | 4000 | |||
| 20 | 小 计 | 232470 | |||
| 21 | 税金（6%） | 13948.2 | |||
| 合 计 | 246418.2 | ||||
