现在全国各地都在拆燃煤锅炉，北方地区更不用说，政策非常严厉。禁止烧煤后，影响最大的就是各种商业场所，比如泳池、浴池、宾馆、洗浴中心、汽车4S店、农庄、办公楼、工厂等项目。这些地方之前都是自己烧锅炉，但现在不让烧了，全部都要进行改造，而在替代能源中，不管是烧天然气还是用电锅炉，后期运行费用都非常高，长期来看很不划算。因此，空气源热泵现在是燃煤替代市场上最受欢迎的方式之一。
尽管空气源热泵的节能优势无可取代，但由于初投资成本比较高，再加上有部分热泵项目在后期的运行过程中，节能效果并不理想，导致很多客户对改造空气源热泵犹豫不决。从原理来讲，无疑是比电和天然气更节能的，但很多时候由于在系统设计时考虑不全或者其他原因，结果并没有达到理想中的效果。另外，对于节能，很多经销商都走进了一个误区——现在很多同行都是以不变应万变，不管是什么项目，都是用一种方式在做，如果我是做空气源热泵的，那么设计系统时就只考虑空气源；如果我做水源，那么我就只考虑用水源。其实，要让系统更节能，必须要以“万变应不变”。我们在设计项目系统的时候，可以根据项目特点，采用不同的热源和不同的设计方式，会更容易做到项目的节能。比如说，同样一个宾馆，不同的位置、不同的用途，设计系统时也不一样，变化很大。接下来，热泵商学院金牌讲师、河北经销商王树国，将以洗浴中心、办公楼及酒店宾馆等常见的商业改造项目为例，介绍如何根据项目特点来设计系统，来达到节能的目的。先说我做的比较多的洗浴中心、泳池这类的项目，这也是市场上改造需求最大的场所之一。澡堂、浴室在北方很常见，很多都有泡池，而且热水量很大，一般男泡池都在50吨左右，女泡池大概10～15吨，另外还有淋浴区等。为了了解这类项目的情况，我还特地跑了很多洗浴中心做调研。现在基本上90%的浴室都没有做热回收，浪费非常严重——泡池的水一般少则两三天、多则一个星期就要更换一次，而换掉的热水都没有加以利用，另外，淋浴区的热水也都是直接排走了。浴室的老板之所以对这些热量不重视，一个很重要的原因是烧煤比较便宜，便宜的就三四百元一吨，多烧点也没多大的压力。但是，现在煤不让烧了，燃煤锅炉全部都要被拆掉，不管是煤改电还是煤改气，运行成本都大大提升了，至少是原来烧煤的2～3倍，如果之前每个人消费一次收15元还有盈利，可能改造后这个价格还要亏钱。这对客户来说，用什么能源或者系统更节能就非常重视了。所以，对我们来说，这个领域的市场潜力也是非常的大。余热回收有好几种方式，我现在也在探讨，也做了一部分项目。具体改造，我们要根据不同形式的浴室来做。利用废水池换热：先说比较常见的、建废水池来回收余热。这里涉及到废水池的建造，有条件限制，并不是所有浴室都适合，很多地方是不适合建废水池的。废水池的大小也要看具体情况，如果条件允许的话，最好是能满足一天废水的排放量。假如每天的废水量是30吨，那就建个30吨的废水池。废水换热的方式也有很多种，有的用板换，但废水池做了过滤很容易堵，这是个很难解决的问题。我的方法是把盘管放在废水池里面，盘管里走的是氟，相当于是氟在吸热，这样不会出现堵塞的情况，最多盘管上会有些脏东西，污垢、淤泥什么的，用水压枪一冲就干净了。利用除湿换热：我们说余热回收，其实余热的概念是很广泛的，不仅仅只是废水的余热，还有空气中的余热，浴室里的热气都是热量。而且，这个热量还必须通过新风或者其他方式把湿热抽出去，否则浴室里会很湿、很闷。如果不排湿，室内的湿度会达到90%甚至更多，而一般来说，浴室湿度最好是控制在60%以下，这个范围是比较舒服的。湿热空气直接排出去的话会损失大量的热量，其实我们完全可以用除湿的方法把空气中的热量收回来。我们都知道，除湿的过程就是制冷，而制冷的过程本身就是热回收。这种方式相当于把空气源热泵的蒸发器放到浴室上边，大量的吸热，这个过程会产生冷凝水，相当于把湿气也除了。这样一来可谓一箭三雕：不但解决了除湿问题，也把空气中的热量回收了，另外还可以用这个热量来维持浴池的恒温。如果安装条件不允许，我们也可以通过风盘和风道，把热量回收起来，再循环给到水箱里面。这样基本可以满足维持浴池恒温的热量。当然，如果有条件，废水池还是要建的，因为淋浴也需要热量供应。利用管道回收热量：如果不能建废水池，还有一个比较好的回收余热的方法，就是在地下铺管来回收热量，热水淋浴的时候过程中，就把热量给回收了，然后给到水箱。这种方式我也尝试过，在北方冬天效果特别明显。一般石家庄冬季水温在8～9℃，如果采取这样的方式，可以把水温提高到30℃左右。办公室、学校教室还有工厂、写字楼、商用办公这些地方有一个特点，那就是白天用而晚上几乎不怎么用，所以在设计的时候完全可以根据这个特点来让系统更加节能。商用办公场所基本都是白天使用，而晚上只要维持不冻就可以了。这样的场所很多，像写字楼、工厂车间、学校教室等大多数还是自己烧锅炉采暖，而制冷基本都是用的氟空调，所以改造的潜力非常大。北方大多数城市都有峰谷电，晚上的电价很便宜，这和这些商业办公场所的使用时间刚好相反。所以，我们在设计系统时完全可以把这个因素考虑进去，利用电价的最低点和空气源热泵产品能效的最高点，来做到系统更加节能。要做到这点也不难，用蓄能水箱就是一个很好的方法。先说夏天制冷，这个也是节能效果最明显的时候。在夏天，晚上是室外温度和室内温度温差最小的时候，也是空气源热泵一天中工作效率最高的时候，而且，这时候还是一天当中电价最便宜的时候。如果能让机组在这个时间工作，把冷量储存起来，然后在第二天白天需要冷量的时候释放出来，机组的的能效比可以想象会有多高！而实施起来也不复杂，做一个大的蓄能水箱，水箱的保温做好一点，让机组在晚上的时候工作，设置定时开机，就能够把大量的冷量蓄到水箱里面。要知道，水箱的保温只要做到位了，一天下来温度的变化幅度基本没什么变化的。而在冬天制热的时候，由于冬天晚上温度低，这时候和室内的温差是最大的，也是空气源热泵机组工作能效最低的时候，所以，这时候需要进行核算——一种是利用电价的最低点也就是谷电加热，一种是利用空气源热泵能效的最高值加热，就是温度最高的时候加热——看哪种方式更节能。如果晚上电价是白天的一半，而热泵机组白天COP的能效不能满足是晚上COP的两倍，那么，让热泵机组在晚上利用谷电工作就节能一些；反之，则是让热泵在白天温度高的时候工作更节能。一般来说，晚上只要温度在-5℃以上，空气源热泵机组的COP可以达到2.2以上，这时候机组工作来蓄热是比较值的。既然是利用水箱来蓄能，那么水箱要配多大才有蓄能的效果呢？水箱配小了，储存的能力可能维持不了一天的使用，配大了则性价比降低，而且还浪费。一般来说，水箱的大小可以根据建筑需要多少的能耗来设计。比如说，石家庄一栋1000㎡的节能建筑需要5个小时（假如办公时间是8个小时，释放5个小时的热量就可以，建筑有保温作用）的热量，那么按我们就可以按节能建筑60W/㎡的热负荷取值，计算出每小时建筑需要的能耗是60KW，5小时就是300KW，也就是说要蓄300KW的热量。制热温差一般设置是10℃（55-45℃），而1吨水每升高或降低1℃，需要的热量是1.17KW，1吨水降低10℃提供的热量就是11.7KW。那么，水箱的大小就等于300KW除以11.7KW/吨，结果是25吨左右。1000平的建筑，热负荷按60W/㎡取大概配个30P机就够了（可以用3台10P，这样的好处是万一有一台坏了其他两台还可以用，另外用三台机组一起用还有变频的作用）。现在全国都很流行农庄，李克强总理也说要发展农村经济，发展农村旅游、观光经济。石家庄周围也有很多农庄，这样的项目有一个特点，一般都是4、5月份开始，然后10月份就结束了，淡旺季比较明显——跟景区酒店比较类似。这个特点在秦皇岛我感受最明显。我曾对河北周围的很多农庄和季节性酒店做过调研，这些酒店，尤其是小酒店，在制热水和制冷上——由于冬天游客少，采暖需求不大——不外乎这几种方式：一是用电热水器洗澡，用常规空调制冷；还有部分酒店升级了一部分，热水用空气源热泵，制冷还是用氟空调。据我所了解的，客户对空气源热泵的反馈还是比较费电。空气源热泵本身肯定是节能的，之所以费电，一个最重要的原因就是设计不当，没考虑到细节的东西。举个例子，一个景区宾馆，大概30来个房间，设计的3吨水箱，用5P机组来带，从配置上来说是够了的。但问题也出来了，这样配置是针对宾馆全部入住的情况下设计的！但淡季的时候，除了周末人多点外，其他时候的人很少，可能就只有10来人洗澡，而在设计的时候大都是用水箱的高液位来控制补水，当液位低于设定值时就开始补水，这样一来3吨的热水就严重浪费了，因为水箱在不停散热，可能比用电热水器能耗还高。所以，客户会说空气能一点都不省。这其实不是产品不节能，而是设计更耗能。针对刚才举的例子，其实改一点就可以了，把液位控制做成多液位段控制就行。这样一来，淡季的周一到周五完全可以只维持烧一吨水，不需要全部加热，而旺季来临时，逐步往上加，这样就能减少浪费，也会更加节能。当然，这还不是最佳的设计方式。我会设计成一个标准的水源热泵。很多人一想到水源就是从地下抽水，其实从上面抽水也是一样的，要从热泵的本质上去思考。原理也很简单，把原来的一个水箱，做成两个水箱（假设为A、B水箱），我们可以把A水箱里的水的热量抽出来给B水箱，这样B水箱就成了热水箱，而A水箱由于热量被提取出来就成了冷水箱，然后用B水箱来供热水，A水箱用来制冷，就相当于一份电做了两份功。如果系统设计恰当，这样设计节能效果会非常明显，投资成本很快就能够收回来。我们可以计算一下：一般酒店房间空调也就1.5P或者1.2P，大概就1KW，每天工作10个小时也就是10度电，一个月按25天算就是250度电，6个月（旺季）就是1500度电，酒店电价一般是1.2元/度，也就是说每个房间一个旺季下来是1800元。如果用我刚才说的方式去设计，在满足热水量的同时，一个房间就能省下1800元的制冷费用。这样算下来，能效是非常高的。比如说，天气很热，大家都开了空调，但这时候洗澡的不多，这样热量就多了，冷量不够；或者下雨了，大家都不开空调，但是需要洗澡，这时候可能热水就不够了。这里就涉及到冷量和热量的平衡问题，只有把这两个问题解决掉，系统才算比较完美。一种很简单，就是加大水箱的吨量，把水箱做的相对大点，做到可以满足酒店一天的制冷量和热水量。这样一来，不管这样，冷、热量都是够的，但成本上要增加。另外一种方式，是继续在水箱上做文章——把原来的A、B两个水箱，再细化成A、B、C三个水箱，其中，A还是制冷水箱，B是中间过渡水箱，C是热水箱。A、B水箱相对做大点，C水箱做成恒温水箱，假如C水箱一直维持55℃，那么B水箱的水温加热到40℃或者45℃。而水箱大概做多大，我们也可以根据酒店用水量算出来，加热一吨水升高1℃需要1.17KW，根据这个可以算出要储备多少的热量。其实，这样的做法可以应用到任何酒店的夏天制冷+热水上。现在大部分酒店都是做一个水箱，需要5吨的水量就做一个5吨的水箱，这样其实有一个很不好的现象，比如说大家都是到一定液位就停了，当有5℃温差的时候就会把水箱加热，当晚上12点后，温差小于5℃时还是会启动热泵加热，其实这个时候加热是没有必要的，一是不需要，二是能效比低，但主机就是这么设计的，没办法。我们可以再做个小水箱，比如说30吨水，可以做成1个25吨和1个5吨的，5吨是恒温水箱，当洗澡的时候热量不够了，可以迅速把水加热，设定的10℃温差。这样就不用维持一个大的水箱的温度，系统会很节能。
版权：本文首发于《热泵市场》杂志2017年4月刊。为热泵商学院王树国老师的演讲实录，在此鸣谢！
