家庭空调采暖、生活热水整体节能解决方案

王建良

（青岛经济技术开发区海尔热水器有限公司 青岛 266101）

为节约能源，保护环境，我国“十二五”规划纲要继续将节能减排作为国民经济和社会发展的约束性指标。其中计划推广实施节能改造和使用节能产品等技术手段实现节能3.3亿吨标准煤。有关数据显示，2011年我国家用空调销售总量6100万台。2011年我国热水器销售总量4400万台，其中电热水器销量1426万台。电热水器的能源效率为97%，而热泵生产热水的能源效率已经达到年平均300%以上。若采用热泵制热水，会对国家发展产生巨大的经济效益。在人们使用空调的时候，房间需要不断补充新风，排出污浊空气，这样造成大量的热量（冷量）被直接排失。在沐浴时，大量的余热随着废水的排放而白白浪费。有效合理回收空调换气热量（冷量）和回收洗浴废水的余热是家庭节能的重点方向。因此本文通过节能设计应用案例，探讨家庭空调、采暖及生活热水的整体节能解决方案，对国计民生具有重大意义。设计规范及GB/T 18883-2002室内空气质量标准，户内使用空调或采暖时要求新风量V=30m/h/人。

空调设计参数依据GB 50019-2003采暖通风与空气调节设计规范及GB 50176-1993民用建筑热工设计规范，夏季室内温度t 取25℃，室外温度t 取34℃，空调T 取85天，自来水温度t取22℃。春秋季T 取160天，只需要生活热水，自来水温t 取15℃。冬季室内温度t取20℃，室外温度t取1℃，采暖T 取120天，自来水温度t取9℃。

常用参数选取1度电折合0.404 kg标准煤，空气质量比热c取1.005kj/(kg·℃)，空气密度ρ取1.2kg/m ，水的质量比热c 取4.2kj/(kg·℃)，水的

1 案例用户特征及设计参数

本文案例是位于青岛胶州市区，空调面积140m 的多层住宅，四室两厅两卫。夏季使用空调，冬季使用采暖，全年使用生活热水。家庭人口4人。

根据GB 50015建筑给水排水设计规范 普通住宅t 60℃生活热水定额40～80L/人/天，可取人均热水消耗量V =60L/人/天。

根据GB 50019-2003采暖通风与空气调节密度ρ 取1kg/L。

2 工程设计方案及设备选型

该设计在用户原有的空调及采暖方案基础上，增加空气余热回收模块。采用空气源热泵热水器提供生活热水，并配置淋浴废水热回收模块。具体如下：

(1)选用海尔空气源热泵热水器KF 70/200-A（外观如图1所示），额定制热水能力70L/h。水温最高达到65℃。其工作原理是仅使用少量的电能，运转压缩机驱动冷媒流动，冷媒通过室外的换热器从室外大气中抽取几倍的热量，再通过水箱内的换热器将热量传递给水，将水箱内的水加热，如图2所示。能源效率夏季450%，春秋季350%，冬季260%。

⑵选用海尔废水余热回收模块JNMF-1（外观如图3所示）。夏季余热回收效率42%，冬季回收48%。其工作原理为沐浴时热水淋过人体表面落入余热回收模块中，预热在模块内换热管里流过的自来水，被废水预热后的自来水进入热水器水箱，变冷的废水排入地漏，如图4所示。

⑶选用海尔空气余热回收模块JNWD-1600D（外观如图5所示），额定热交换能力16kW。制冷回收80%以上显热，采暖回收90%以上显热。工作原理如图6所示

3 节能效益计算

3.1 空气热回收

(1)夏季空调换气能量节约：

Q=V×T ×ρ×c×(t －t)×4人×24h/天×80%=30m/h/人×85天×1.2kg/m×1.005kj/(kg·℃)×(34－25)℃×4人×24h/天×80%=2125Mj。

合耗电量738kWh。

(2)冬季采暖换气能量节约：

Q=V×T ×ρ×c×(t －t)×4人×24h/天×90%=30m/h/人×120天×1.2kg/m ×1.005kj/(kg·℃)×(20－1)℃×4人×24h/天×90%=7127Mj。

合耗电量1980kWh。

(3)全年换气热回收总节能：

738+1980 =2718 kWh。

3.2 废水余热回收

(1)全年热水消耗能量对应的耗电量：

合4634kWh。

(2)全年平均预热回收效率：

(85×42%+160×45%+120×48%)÷365=45.3%。

(3)全年废水余热回收总节能：

4634×45.3 %=2099.2kWh。

(4)热泵制热水全年平均效率：

(85×450%+160×350%+120×260%)÷365=343.7%。

全年使用热泵制热水耗电量：

4634÷343.7 %=1348.3kWh。

如果全年使用电热水器制热水耗电量：

4634÷0.95 =4877.9kWh。

因此全年使用热泵热水器可比使用电热水器节电：4877.9－1348.3=3529.6 kWh。

该用户采用家庭整体节能方案，凭借空气余热回收+废水余热回收+空气源热泵热水器，全年可累计节电8346 kWh，按青岛市居民电价0.55元/kWh计算，可节省支出4590元。

4 结束语

综上所述，本文探讨的家庭整体节能方案，主要体现在耗能较大的空调和生活热水两个方面，通过降低能源的消耗和浪费，一个家庭全年可累计节电8346kWh，相当于节约3372kg标准煤，减少CO 排放1088kg，经济效益十分显著。如果行业主管部门牵头制定政策，宣传、鼓励和推广该技术，促进整体方案与建筑结合，推动行业产品升级，即使全国2.1亿个城镇家庭的10%实现推广应用，则“十二五”期间即可为国家节约3.54亿吨标准煤。再加上宾馆、办公楼及公共场所的推广改造，节能减排更加顺利，必将为我国经济的绿色可持续发展做出巨大贡献。