一、现状分析

    广州中医药大学三元里校区目前共有12栋学生宿舍，分别为学生宿舍1栋至10栋和综合楼(原港澳生楼)以及护理楼，学生宿舍6栋为留学生楼，除学生楼有热水供应外，其他学生宿舍目前都没有热水供应。除了学生宿舍6栋，广州中医药大学三元里校区现有学生大约4662人。根据供电供水条件可达到安装热水装置系统要求的楼宇有学生宿舍：2、3、4、5、6、7、8、9栋、护理楼、综合楼共9栋楼。

    其中，楼宇设有独立卫生间的楼宇有：男生宿舍有3栋B、7栋、5栋（男女博士生住）、女生宿舍有8栋、9栋、护理楼、综合楼；设有公共卫生间的楼宇有：学生宿舍2栋、3A栋、4栋。如下表所示。

二、热水系统的介绍与比较

（1）热水系统的介绍

1）按照加热方式的不同主要分为三大类：储水式，即热式，速热式。

储热式是指将水加热的固定式器具，它可长期或临时储存热水，并装有控制或限制水温的装置。即热式是指利用高功率的加热管，对流经加热杯的冷水进行快速加热，迅速提升冷水的温度，达到即可即热的效果。速热式是指采用无缝纯钢加热舱，加热过程中，热水形成螺旋对流，启动后2.5分钟或8分钟后可用。如采用即热式或速热式，由于加热原理和功率的影响，必须做到安装到户，即每个房间的每个热水器为一个单独的主体，这样不利于统一的控制和节能的管理，且初次投入的成本和后续的管理、维护成本较高，故不建议采用。

目前，绝大多数高校均采用储水式供热模式，统一加热，分户定时供应（一般为17:00-24:00），这种方式较容易实现统一的控制和节能的管理，故建议采用这种方式。

2）热水系统按照热源来源的不同主要分成四大类：天然气热水系统、太阳能热水系统、电热水系统和空气能热水系统。下面将这四种方式的主要优缺点简单如下：

1、天然气热水系统

优点：加热快、出水量大、温度稳定，结水垢少。
缺点：使用过程中会因燃烧不充分而排出有毒气体，有较大的安全隐患；起动水压高，若楼层较高，需装增压泵否则无法起动；不同的燃气，其燃烧器形状、喷嘴大小、燃气通道截面积均不同；安装不方便，该校天然气管道铺设至教师生活区，学生宿舍楼无天然气管道。

2、太阳能热水系统

优点：安全，避免了燃气热水器和电热水器存在的安全隐患，不存在中毒和触电的隐患，十分安全。节能，太阳能热水器可节省日常用于加热水电费、气费90%，减少地球有限能源的消耗，使这些能源用于工农业生产上，生产更大的社会效益。环保，减少由于燃煤向大气排放的二氧化碳、一氧化碳、粉尘、二氧化硫、氮氢化合物等。

缺点：安装较复杂，室外维护较麻烦；普通的落水式太阳能热水器的出水靠落差水压，如果楼顶与出水点的距离小于三米的话，出水压力不大；对上水时间有限制，中午暴晒后不允许上水，否则有可能炸管；由于广州地区的气候特点，冬季光照强度不够，往往需要空气能和电辅热，在对广外、美院、广药等高校的调研中了解到太阳能的投资较大，收回成本周期较长，且冬季制热效果不理想，均不推荐。

3、电热水系统

优点：能适应于任何天气变化，长时间通电可以大流量供热水。目前市场上销售的电热水器多数还带有防触电装置。

缺点：占用室内空间较大，易结水垢，对电能浪费大；最新型的电热水器内置了阳极镁棒除垢装置，解决了该产品容易结垢的问题，但阳极镁棒需两年更换一次，保养难度大；防触电漏电工作需严格到位，否则将会出现极大的安全隐患。

4、空气能热水系统

优点：超大水量，水箱容量根据具体要求量身订做，水量充足；经济节省，从空气中获取大量的能源，能效比高达300%~400%；适合范围广，不受阴雨天等气候影响，在环境温度为-25℃~43℃下能正常工作；持久恒温，使用非常简单，整个热水系统配套自动化智能控制系统；安全环保，结构上水电安全分离，且无任何有害有毒气体排放或燃烧，不受以台风等自然灾害的影响；防冻功能，具有智能化霜功能，确保热水器在低气温环境下稳定运行；使用寿命长，维护费用低，设备性能稳定，使用寿命一般可达15年以上。

缺点：冬季气温低时制热能力衰竭严重，与其它热水系统相比较，初次投入成本较高；体积较大，安装地方有限制。

（2）热水系统的比较

以热水量为80吨/天方案为例，各种制热设备性价比较参考：

注：表中每天用水量为80吨，热水温度为55℃，升温40℃为例计算，燃料价格按市场价为参考，太阳能按每年30%~40%阴雨天气用电辅助加热或热泵热水器加热。

根据上述分析的内容和调研时其它高校的经验，以及在广州冬季日照差的气候特点，再结合我校的具体情况，空气能热水系统较为适合该校的实际需注。

主要理由如下：

1）安全性：不用燃气，不会产生任何废气，避免了“煤气中毒”的安全隐患；不用电加热棒加热，避免了“漏电”的安全隐患。安全性是空气能系统对于公共机构用热最为突出的优点。

2）经济性：空气能热泵以环境空气作为冷热源，通过热泵夏季制冷，冬季制热。下表为制取1吨热水所需能源费用对比。

太阳能热水器受日照影响明显，在广州冬季日照差，其单位面积产水量低，与产水量与热水需求量不一致，其只能与其它加热方式配合使用，因此存在重复投资建设的可能，根据调研学校的实际应用情况，效果并不理想。由以上分析可知，空气能热泵在经济性优势比较明显。

3）水垢问题的考虑

一般情况下温度越高结垢会越严重，因空气能热泵热水系统出水温度55℃，不容易产生水垢。而电热水器高温280~300℃加热，很容易产生水垢，继而造成热效率降低，耗电量增加，出水压力减少，甚至引发安全事故。

三、投资回报分析

（1）总投资估算

1)热泵主要设备总价的估算（热泵机组、保温水箱）

根据现有数据，初步估算各区域空气能热泵机组制热量能力理论选取值如下表所示：

以8栋宿舍为例，其计算过程如下所示：

环境温度取5℃，自来水温度按冬季冷水温度10℃计算，则每天将42.6吨10℃冷水加热成55℃热水所需的热量：

Q=CM△=1Kcal/L℃x42.6Tx(55-10)℃=1917000Kcal

设计机组平均运行时间为12小时，最不利天气条件下，不超过16小时，此次估算取16小时计算，则8栋宿舍选定的主机效率应不小于：

19170010Kcal÷860Kcal/KW÷16小时=139.32Kw/h

以10匹空气能热泵机组为例进行估算，10p空气能热泵机组理论制热量为33kw/h，故理论需要的机组数量为：

139.32kw/h÷33kw/h≈4.22，故需选取5台10匹空气能热泵机组。