从本单位的节能实践出发，提出了分析优劣、扬长避短；取长补短、优化组合；攻克难点、稳定运行的技术措施，较好地实现了星级酒店使用空气源热泵热水器配合燃气锅炉和太阳能供应热水的节能效益。空气源热泵热水器以其良好节能效果已经在经济型快捷酒店得到了比较普遍的广泛运用，但是其在星级酒店的运用却遭到了极大的冷遇。
细究原因，主要有三：一是叫不应；星级酒店一般规模比较大，客房数量多、热水使用量大，空气源热泵热水器虽然配有保温水箱，但是有时仍然不能确保宾客在 用水高峰时的有效需求；二是不稳定；星级酒店的热水使用除了量大外，还有时段集中的特点，尤其是在三餐前后厨房用水和晚上宾客洗浴的时段，热水使用比较集 中，形成用水高峰，而其它时段的热水用量不大。峰高谷底的用水状况，往往容易引起热水系统的水温和水质出现不稳定。三是不保险；在冬季严寒的特殊恶劣天气 环境下，空气源热泵热水器的工况条件变差，使得其生产热水的产能急剧下降，而冷天又正是宾客耗用热水量最大之时，却反而得不到正常的热水供应。
叫不应、不稳定、不保险的“三不问题”成了制约空气源热泵热水器在星级酒店推广运用的瓶颈。
为了充分发挥空气源热泵热水器的节能成效，就必须解决星级酒店使用空气源热泵热水器过程中的上述叫不应、不稳定、不保险等“三不问题”。为此，我们从自身的实际出发，进行了使用空气源热泵热水器配合燃汽锅炉和太阳能供应热水的节能实践，较好地解决了空气源热泵在星级酒店使用中的“三不问题”，并取得了较好的节能效果。
这些做法可供星级酒店的同行们在论证使用空气源热泵热水器时参考和借鉴。
一、 分析优劣，发挥出空气源热泵的节能优长。
本文列举的一个实例是一家星级酒店，拥有155间各类客房。酒店原有两台二吨锅炉（型号为AYS/600/150），通过天燃气转换成蒸汽，再由蒸汽输送通过热交换器转换成热水，保障酒店正常运营所需的生活热水和冬季热空调热媒水的供应。近年来，随着天然气价格不断上涨和使用清洁能源的要求，我们先后分2期安装使用了太阳能热水设备，使得锅炉运行的天然气消耗量明显减少，年耗天然气约40万立方。但是由于太阳能热水器在安装面积方面的限制，以及仅能够在温热季节、光照充裕的晴天提供热水的局限性，对酒店经营所需热水的供应和保障能量显得不足。
为此我们考虑选用市场已经普遍采用，技术比较成熟的节能产品——空气源热泵热水系统，以实现进一步降低天然气能耗的目的。
首先，根据现有技术参数得知，空气源热泵热水系统能耗费用仅为天然气锅炉能耗费用的1/4，节能的潜力较大（见表1）。
每吨热水成本比较：以15度水加热至55度，所需40000大卡的热量为例（水泵运行成本均未计入）
其次，分析了空气源热泵热水器、天然气锅炉和太阳能热水器各自在保障能力、适用季节、运营成本等方面的优劣比较，用满意度标准，而非最优化标准，确定了使用空气源热泵热水器为最适合的节能满意度选择。（见表2）
然后，根据不同季节的气候环境，明确了使用空气源热泵热水系统配合天然气锅炉和太阳能提供热水保障的两种基本模式，即在冬季采用空气源热泵产热水与天然 气锅炉产热水的配合模式，在其它季节采用空气源热泵产热水与太阳能产热水的配合模式，以便充分发挥空气源热泵热水器的节能优长（见表3）。
二、取长补短，综合不同热水设备的优化组合。
鉴于空气源热泵热水系统在节约能源和供应热水两方面的优劣特点，结合现有酒店热水设备使用的实际情况，为发挥其优势，克服其劣势，我们特采用以空气源热泵产热水为基础，太阳能供应热水为辅助，天然气锅炉产热水作保障的供热水节能方案。
此方案的核心是利用空气源热能通过电能转换替代天然气生产热水，从而实现节能的目的。基本思路是对不同的热水设备取长补短，优化组合，实现最佳的节能效益。主要内容有三部分：
一是优化组合；即对酒店原有的天然气锅炉、太阳能热水设备与新增加的空气源热泵热水系统，根据季节和气候变化，在充分发挥各自运行特点的同时，实行节能优化组合。具体优化组合方式如下：
1、在夏天（晴天）充分利用太阳能热水设备直接供应热水。当供热水量或者热水水温不足时，由空气源热泵热水系统进行补充。
2、在春秋（阴天）时节，主要由空气源热泵热水系统提供热水供应，太阳能热水设备进行补充（主要是提高进水的初始水温）。
3、在冬天主要由空气源热泵热水系统提供热水供应，由天然气锅炉保障热空调热媒水和用热水高峰时段或特殊情况热水供应不够时的补充。此时锅炉房内空间的热源能可为空气源热泵热水器提供了良好的工况。
二是部分替代；即由空气源热泵热水系统替代天然气锅炉的功能。具体来说，在春夏秋三个季节，用空气源热泵系统替代原来由天然气锅炉对太阳能热水器供应热 水不足部分进行的补充，以保障酒店正常运营的生活热水。同时保留天然气锅炉在冬季严寒环境气候条件下保障酒店生活热水和热空调热媒水的供应。
千万不要小看这9个月利用空气源热能通过电能转换替代天然气生产热水的节能效益，这是实现节能的最核心部分。根据数据测算，酒店历年热水使用的低谷夏季（5、6、7月）平均月耗用热水815吨（不含热空调热媒水），其中太阳能供应热水186吨，缺口部分由天然气锅炉补充，月消耗天然气约8103立方。（注：酒店2011年消耗生活热水12050吨，月平均1004吨。为保留节能余地和统一计算口径，本文月平均耗用热水采用夏季815吨的数据）
实行空气源热泵供热水器后，实际节约的能耗折算为金额共256836元，具体含2块节能内容。
第一块是天燃气转换成蒸汽，再由蒸汽输送通过热交换器转换成热水时的低效率多重转换和浪费部分，其折算为金额约178488元。参照理论数据，约5立方天然气产生1吨热水（详见附表4），生产815吨热水需要4075立方天然气，再除去太阳能供热186吨，仅需 3145 立方天然气。而实际酒店消耗天然气是8103立方 ，即使不除去太阳能提供的热水186吨，天然气的实际消耗量也比理论数据大了将近1倍多。
计算公式1：
吨热水实际耗气量8103立方 - 吨热水理论耗气量3145立方 = 可节约耗气量4958立方
计算公式2：
天然气量4958立方×天然气单价4元/立方=19832元
19832元×9（月）= 178488元
附表4：理论数据：天然气热水锅炉的效率计算
理论条件是：天然气热值按8400大卡/立方，热水锅炉效率80%计算
计算公式：
热水锅炉将一吨20度（平均温度）的水加热到50度所需要的天然气为： （50-20）×1000÷8400÷80%=4.46立方
第二块是由空气源热泵替代天然气锅炉供热的能源节约部分。折算为金额约78348元。由前表1：《天然气锅炉和空气源热泵热水器的效能和费用分析比较》可知，理论上生产每吨热水可节约13.84元，月平均可节约8705元，9个月为78348元。
计算公式1：
每吨热水的天然气价格23.81元 — 每吨热水的电力价格9.97元=13.84元；
计算公式2：
月平均用热水815吨—月太阳能提供用水186吨=629吨；
629吨×13.84元=8705元/月
8705元/月×9（月）=78348元
三是应急备份；即保留酒店原有的天然气锅炉供热系统，在春夏秋三个季节大约10个月时间里的正常情况下，主要由空气源热泵保障生活热水供应，天然气锅炉不需要启用。只有在冬季保障热空调热媒水供应时才需要开启天然气锅炉。
此外在应付突然出现的极端严寒气候条件下，或者是空气源热泵热水器出现故障，不能保障热水正常供应时，可应急启用天然气锅炉予以热水供应保障，起到备份的作用。
三、攻克难点，保持热水供应系统的稳定运行。
我们对使用空气源热泵热水系统的状况进行了SWOT分析，认为优势在于能够比较显著地节约能源；机会在于三种供热设备的最优化组合取得最佳效益；劣势在于三个系统的组合控制比较复杂；风险在于对原有供热系统稳定性的破坏。
根据分析的结果，并为了解决星级酒店使用空气源热泵过程中叫不应、不稳定、不保险的“三不问题”，我们首先在供热设备组合上保留原有的天然气锅炉供热系统，作为应急备份设备，解决了空气源热泵使用过程中的“不保险”问题。而后又采用多重组合、循环联控的技术攻关，逐一解决了“叫不应”和“不稳定”的难点，从而确保了星级酒店使用空气源热泵供应热水系统稳定有效地运行。
一是充足配置；根据酒店每日使用热水在30—50吨用量的情况，酒店选用了2台800型空气源热泵热水器，正常情况下每天只要工作15小时就能够供应50吨热水。这样充足的选型配置，不仅保证了充足的热水生产能力，还能够维持空气源热泵主机的轮休和检修。
二是积集热能；考虑到空气源热泵热水器生产热水较慢的特点，我们新增了一只20吨容量的保温水箱，并与原有的两只容积式热交换器（每只8吨）配合，共积集了约36吨热水能量，能够基本保证正常经营的热水供应。上述两项技术措施的使用，基本解决热水供应“叫不应”的问题。
三是稳定水压。为了保证原有热水系统的稳定性，我们在保温水箱向热交供应热水的过程中采用了增压泵和稳压罐设备，并在回水管路加装了稳压阀，尽力确保供热水系统的水压稳定，较好地解决了热水供应系统“不稳定”的问题。
通过以上技术措施，使得酒店的热水供应形成了两种模式（即冬季寒冷模式和夏季常温模式）、三个循环（即空气源热泵与保温水箱的循环、保温水箱与容积式热 交的循环、容积式热交与使用端口的循环）、四点温控（既太阳能的出水温控、空气源热泵的出水温控、保温水箱的出水温控、容积式热交的出水温控）的运行系 统，能够确保热水供应系统在各种复杂情况下叫得应、又稳定、又保险的安全稳定运行。（见图1）
小结
我们采用空气源热泵热水系统配合燃气锅炉和太阳能供应热水的节能时间不到一年，已经初步取得了良好的效益，预计一年半可收回投资。然而利用热泵技术在酒 店热水或暖通系统中的节能潜力还很大，比如空气源热泵产生冷气的回收利用。特别是在配合燃气锅炉和太阳能供应热水的节能综合效益方面，还有许多工作要继续 深入，比如根据环境温度和热水用量的不同，如何科学地控制热泵主机开机时点和时间，如何合理地调整各个热水设备的出水温度，如何有效地调节保温水箱的水位 等等。从应用新技术的角度考虑，一旦条件允许也可采用地源热泵，使节能工况更稳定，节能效益更显著。这些都有待进一步研究，并形成相应的管控技术和运行规 范。
细究原因，主要有三：一是叫不应；星级酒店一般规模比较大，客房数量多、热水使用量大，空气源热泵热水器虽然配有保温水箱，但是有时仍然不能确保宾客在 用水高峰时的有效需求；二是不稳定；星级酒店的热水使用除了量大外，还有时段集中的特点，尤其是在三餐前后厨房用水和晚上宾客洗浴的时段，热水使用比较集 中，形成用水高峰，而其它时段的热水用量不大。峰高谷底的用水状况，往往容易引起热水系统的水温和水质出现不稳定。三是不保险；在冬季严寒的特殊恶劣天气 环境下，空气源热泵热水器的工况条件变差，使得其生产热水的产能急剧下降，而冷天又正是宾客耗用热水量最大之时，却反而得不到正常的热水供应。
叫不应、不稳定、不保险的“三不问题”成了制约空气源热泵热水器在星级酒店推广运用的瓶颈。
为了充分发挥空气源热泵热水器的节能成效，就必须解决星级酒店使用空气源热泵热水器过程中的上述叫不应、不稳定、不保险等“三不问题”。为此，我们从自身的实际出发，进行了使用空气源热泵热水器配合燃汽锅炉和太阳能供应热水的节能实践，较好地解决了空气源热泵在星级酒店使用中的“三不问题”，并取得了较好的节能效果。
这些做法可供星级酒店的同行们在论证使用空气源热泵热水器时参考和借鉴。
一、 分析优劣，发挥出空气源热泵的节能优长。
本文列举的一个实例是一家星级酒店，拥有155间各类客房。酒店原有两台二吨锅炉（型号为AYS/600/150），通过天燃气转换成蒸汽，再由蒸汽输送通过热交换器转换成热水，保障酒店正常运营所需的生活热水和冬季热空调热媒水的供应。近年来，随着天然气价格不断上涨和使用清洁能源的要求，我们先后分2期安装使用了太阳能热水设备，使得锅炉运行的天然气消耗量明显减少，年耗天然气约40万立方。但是由于太阳能热水器在安装面积方面的限制，以及仅能够在温热季节、光照充裕的晴天提供热水的局限性，对酒店经营所需热水的供应和保障能量显得不足。
为此我们考虑选用市场已经普遍采用，技术比较成熟的节能产品——空气源热泵热水系统，以实现进一步降低天然气能耗的目的。
首先，根据现有技术参数得知，空气源热泵热水系统能耗费用仅为天然气锅炉能耗费用的1/4，节能的潜力较大（见表1）。
每吨热水成本比较：以15度水加热至55度，所需40000大卡的热量为例（水泵运行成本均未计入）
其次，分析了空气源热泵热水器、天然气锅炉和太阳能热水器各自在保障能力、适用季节、运营成本等方面的优劣比较，用满意度标准，而非最优化标准，确定了使用空气源热泵热水器为最适合的节能满意度选择。（见表2）
然后，根据不同季节的气候环境，明确了使用空气源热泵热水系统配合天然气锅炉和太阳能提供热水保障的两种基本模式，即在冬季采用空气源热泵产热水与天然 气锅炉产热水的配合模式，在其它季节采用空气源热泵产热水与太阳能产热水的配合模式，以便充分发挥空气源热泵热水器的节能优长（见表3）。
二、取长补短，综合不同热水设备的优化组合。
鉴于空气源热泵热水系统在节约能源和供应热水两方面的优劣特点，结合现有酒店热水设备使用的实际情况，为发挥其优势，克服其劣势，我们特采用以空气源热泵产热水为基础，太阳能供应热水为辅助，天然气锅炉产热水作保障的供热水节能方案。
此方案的核心是利用空气源热能通过电能转换替代天然气生产热水，从而实现节能的目的。基本思路是对不同的热水设备取长补短，优化组合，实现最佳的节能效益。主要内容有三部分：
一是优化组合；即对酒店原有的天然气锅炉、太阳能热水设备与新增加的空气源热泵热水系统，根据季节和气候变化，在充分发挥各自运行特点的同时，实行节能优化组合。具体优化组合方式如下：
1、在夏天（晴天）充分利用太阳能热水设备直接供应热水。当供热水量或者热水水温不足时，由空气源热泵热水系统进行补充。
2、在春秋（阴天）时节，主要由空气源热泵热水系统提供热水供应，太阳能热水设备进行补充（主要是提高进水的初始水温）。
3、在冬天主要由空气源热泵热水系统提供热水供应，由天然气锅炉保障热空调热媒水和用热水高峰时段或特殊情况热水供应不够时的补充。此时锅炉房内空间的热源能可为空气源热泵热水器提供了良好的工况。
二是部分替代；即由空气源热泵热水系统替代天然气锅炉的功能。具体来说，在春夏秋三个季节，用空气源热泵系统替代原来由天然气锅炉对太阳能热水器供应热 水不足部分进行的补充，以保障酒店正常运营的生活热水。同时保留天然气锅炉在冬季严寒环境气候条件下保障酒店生活热水和热空调热媒水的供应。
千万不要小看这9个月利用空气源热能通过电能转换替代天然气生产热水的节能效益，这是实现节能的最核心部分。根据数据测算，酒店历年热水使用的低谷夏季（5、6、7月）平均月耗用热水815吨（不含热空调热媒水），其中太阳能供应热水186吨，缺口部分由天然气锅炉补充，月消耗天然气约8103立方。（注：酒店2011年消耗生活热水12050吨，月平均1004吨。为保留节能余地和统一计算口径，本文月平均耗用热水采用夏季815吨的数据）
实行空气源热泵供热水器后，实际节约的能耗折算为金额共256836元，具体含2块节能内容。
第一块是天燃气转换成蒸汽，再由蒸汽输送通过热交换器转换成热水时的低效率多重转换和浪费部分，其折算为金额约178488元。参照理论数据，约5立方天然气产生1吨热水（详见附表4），生产815吨热水需要4075立方天然气，再除去太阳能供热186吨，仅需 3145 立方天然气。而实际酒店消耗天然气是8103立方 ，即使不除去太阳能提供的热水186吨，天然气的实际消耗量也比理论数据大了将近1倍多。
计算公式1：
吨热水实际耗气量8103立方 - 吨热水理论耗气量3145立方 = 可节约耗气量4958立方
计算公式2：
天然气量4958立方×天然气单价4元/立方=19832元
19832元×9（月）= 178488元
附表4：理论数据：天然气热水锅炉的效率计算
理论条件是：天然气热值按8400大卡/立方，热水锅炉效率80%计算
计算公式：
热水锅炉将一吨20度（平均温度）的水加热到50度所需要的天然气为： （50-20）×1000÷8400÷80%=4.46立方
第二块是由空气源热泵替代天然气锅炉供热的能源节约部分。折算为金额约78348元。由前表1：《天然气锅炉和空气源热泵热水器的效能和费用分析比较》可知，理论上生产每吨热水可节约13.84元，月平均可节约8705元，9个月为78348元。
计算公式1：
每吨热水的天然气价格23.81元 — 每吨热水的电力价格9.97元=13.84元；
计算公式2：
月平均用热水815吨—月太阳能提供用水186吨=629吨；
629吨×13.84元=8705元/月
8705元/月×9（月）=78348元
三是应急备份；即保留酒店原有的天然气锅炉供热系统，在春夏秋三个季节大约10个月时间里的正常情况下，主要由空气源热泵保障生活热水供应，天然气锅炉不需要启用。只有在冬季保障热空调热媒水供应时才需要开启天然气锅炉。
此外在应付突然出现的极端严寒气候条件下，或者是空气源热泵热水器出现故障，不能保障热水正常供应时，可应急启用天然气锅炉予以热水供应保障，起到备份的作用。
三、攻克难点，保持热水供应系统的稳定运行。
我们对使用空气源热泵热水系统的状况进行了SWOT分析，认为优势在于能够比较显著地节约能源；机会在于三种供热设备的最优化组合取得最佳效益；劣势在于三个系统的组合控制比较复杂；风险在于对原有供热系统稳定性的破坏。
根据分析的结果，并为了解决星级酒店使用空气源热泵过程中叫不应、不稳定、不保险的“三不问题”，我们首先在供热设备组合上保留原有的天然气锅炉供热系统，作为应急备份设备，解决了空气源热泵使用过程中的“不保险”问题。而后又采用多重组合、循环联控的技术攻关，逐一解决了“叫不应”和“不稳定”的难点，从而确保了星级酒店使用空气源热泵供应热水系统稳定有效地运行。
一是充足配置；根据酒店每日使用热水在30—50吨用量的情况，酒店选用了2台800型空气源热泵热水器，正常情况下每天只要工作15小时就能够供应50吨热水。这样充足的选型配置，不仅保证了充足的热水生产能力，还能够维持空气源热泵主机的轮休和检修。
二是积集热能；考虑到空气源热泵热水器生产热水较慢的特点，我们新增了一只20吨容量的保温水箱，并与原有的两只容积式热交换器（每只8吨）配合，共积集了约36吨热水能量，能够基本保证正常经营的热水供应。上述两项技术措施的使用，基本解决热水供应“叫不应”的问题。
三是稳定水压。为了保证原有热水系统的稳定性，我们在保温水箱向热交供应热水的过程中采用了增压泵和稳压罐设备，并在回水管路加装了稳压阀，尽力确保供热水系统的水压稳定，较好地解决了热水供应系统“不稳定”的问题。
通过以上技术措施，使得酒店的热水供应形成了两种模式（即冬季寒冷模式和夏季常温模式）、三个循环（即空气源热泵与保温水箱的循环、保温水箱与容积式热 交的循环、容积式热交与使用端口的循环）、四点温控（既太阳能的出水温控、空气源热泵的出水温控、保温水箱的出水温控、容积式热交的出水温控）的运行系 统，能够确保热水供应系统在各种复杂情况下叫得应、又稳定、又保险的安全稳定运行。（见图1）
小结
我们采用空气源热泵热水系统配合燃气锅炉和太阳能供应热水的节能时间不到一年，已经初步取得了良好的效益，预计一年半可收回投资。然而利用热泵技术在酒 店热水或暖通系统中的节能潜力还很大，比如空气源热泵产生冷气的回收利用。特别是在配合燃气锅炉和太阳能供应热水的节能综合效益方面，还有许多工作要继续 深入，比如根据环境温度和热水用量的不同，如何科学地控制热泵主机开机时点和时间，如何合理地调整各个热水设备的出水温度，如何有效地调节保温水箱的水位 等等。从应用新技术的角度考虑，一旦条件允许也可采用地源热泵，使节能工况更稳定，节能效益更显著。这些都有待进一步研究，并形成相应的管控技术和运行规 范。
