太阳能-空气源热泵（共10篇）
太阳能-空气源热泵 篇1
1 引言
空气源热泵以空气作为冷热源。 冬天供热时, 空气源热泵以室外空气作为低温热源吸收热量, 向室内排放热量, 从而提高了室内的空气温度; 夏天室内的热量通过空气源热泵排向室外。 空气源热泵安装方便, 机组室内占地面积较少, 已得到了广泛的应用[1]。
空气源热泵应用也有一些限制和缺点。 首先, 夏天室外温度升高较大或者冬季室外温度降低较大时, 空气源热泵的效率就会降低。 制冷、 制冷系数随着室外空气温、 湿度, 季节等变化而变化。 室外温度下降时, 所需制冷量增加, 但是空气源热泵的蒸发温度增加, 效率下降, 制冷量下降; 室外温度升高时, 所需供热量增加, 但是空气源热泵的冷凝温度升高, 制冷效率下降, 制冷量下降[2]。 因此, 选择空气源热泵作为建筑热源时, 为了满足室外温度降低而需要更多热量的条件下, 需要选择大容量的机组或者增加辅助热源。
其次, 空气源热泵在冬季温度较低时, 室外的蒸发器就会结霜, 结霜不仅影响换热效率, 除霜也需要时间和消耗能量。 空气流过空气源热泵的室外换热器时, 换热器表面温度低于空气的露点温度且持续低于0℃时, 蒸发器的表面就会结霜, 随着霜层的增加, 换热器表面流动阻力增加, 换热系数下降[3]。 结霜到一定程度的时候, 空气源热泵就需要除霜, 除霜时四通阀转向供冷模式, 压缩机排出的高温制冷剂流向室外换热器, 用以除去霜层, 除霜时热泵只耗能不供热。 通常, 相对湿度大于75%, 室外温度小于5℃时热泵就开始结霜。
2 太阳能作为辅助热源
2.1 太阳能的利用优势
当今社会, 能源问题、 环境问题已经成为了国际国内的焦点问题之一。 随着社会的发展, 能源消耗急剧增加, 随着产生的环境污染问题也是日趋严重。 能源消耗中, 建筑能耗占得比重较大, 而建筑能耗中, 采暖、 空调、 热水占据的比例更大。 据统计, 发达国家, 建筑能耗约占总能耗的25%~40% 。 以美国为例, 建筑物消耗的能量占总消耗能量的33.6% 。 我国的建筑能耗占总能耗的比重也达15~20%[4]。 因此, 开发利用高效节能的供暖空调系统对于缓解能源紧张和减少环境污染有着重要的意义。
太阳能作为清洁的可再生能源, 有着广阔的应用前景。 我国的常规能源并不富裕, 但是我国国土幅员广阔, 年日照时间超过2000 小时的地区占了全国总面积的三分之二, 太阳能利用较为有利, 因此太阳能作为直接热源或者间接热源在我国的应用前景广阔。
2.2 太阳能- 空气源热泵的工作原理
太阳能- 空气源热泵是对空气源热泵使用局限性的一种有效弥补方式。 太阳能系统和热泵系统分开, 通过集热器吸收太阳的热能, 通过蒸发器将热量传递给制冷剂, 如果太阳能的能量大于系统所需要的热能, 则通过集热器的能量就会积蓄在蓄热器中, 当太阳能的能量小于系统所需要的热能, 则蓄热器可以释放能量以补充系统所需要的热量。
2.3 太阳能- 空气源热泵的优点
太阳能- 空气源热泵将太阳能和空气源热泵技术结合起来应用, 具有显著的优点:
1) 太阳能是清洁的可再生能源, 应用潜力巨大。
2) 太阳能具有间歇性和不稳定性的特征, 如果纯粹使用太阳能供热, 则集热器面积较大, 初投资成本也较高。 太阳能作为空气源热泵的辅助热源, 所需要的集热器面积比纯粹使用太阳能供热要小的多, 这样既节省了集热器的使用成本, 又节省了集热器的占地面积, 应用起来比较方便实惠, 结构也更加紧凑。
3) 常规空气源热泵在室外气温降低较多时, 就会产生结霜, 从而消耗能量来化霜, 但是用太阳能作为辅助热源, 在室外气温较低的情况下, 开启太阳能作为辅助热源, 就能够解决化霜及室外气温低导致热泵效率下降的问题。
4) 太阳能热泵冬季供暖, 夏季制冷, 夏季也可以提供生活用水, 一机多用, 而且在夏季电力使用峰值时开启太阳能和蓄热设备可以避开电力高峰期, 既节能, 也降低了运行的费用。
5) 太阳能- 空气源热泵在室外低温时利用太阳能供热, 及解决了空气源热泵结霜的问题, 又提高了空气源热泵的效率。
2.4 太阳能- 空气源热泵存在的问题
太阳能- 空气源热泵作为一种新型的热泵系统, 其使用也存在着相应的问题: 1) 投资的经济性问题, 因为太阳能热泵增加了集热器系统, 而且通常集热器所需面积较大, 所以增加了投资成本。 2) 系统使用的可靠性。 太阳能热量大于所需热量时, 多余的热量可以通过蓄热器储存, 如果蓄热器中的热量也不足以满足所需热量时, 则需要开启热泵供热, 各种使用模式转换的可靠性就是此系统的一大问题之一。 3) 整体美观性。 因为太阳能- 空气源热泵增加了集热器系统, 通常集热器需要布置在建筑的外部或者外表面, 因为整体建筑的美观性和系统的使用可靠性同时兼顾, 也给系统的整体美观性增加了一定的难度。
3 结论
空气源热泵的使用具有节能、 使用方便、 工作效率高等优点, 但由于其室外低温下结霜和效率下降等缺点, 采用太阳能作为其辅助热源, 既避免了空气源热泵的缺点, 又可以充分利用清洁的太阳能资源。太阳能- 空气源热泵具有弥补空气源热泵缺点的优势, 但是有不可避免的具有其局限性, 因此如何将两者有效的结合起来, 取长补短, 在以后的清洁能源发展中意义重大。
摘要：太阳能-空气源热泵的应用可以弥补单独使用空气源热泵的不足, 具有广阔的应用前景。太阳能-空气源热泵也会存在一些问题, 这就引导我们做进一步的研究。
关键词：空气源热泵,太阳能辅助系统,节能
参考文献
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[6]赵军, 马一太等.太阳能热泵供热水系统的试验研究.太阳能学报, 1993.
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太阳能-空气源热泵 篇2
空气污染和资源紧张使燃煤为主的能源结构面临转型，空气源热泵因其节能环保的特点成为供暖新秀，它不仅在新建建筑中得到应用，在旧房采暖方式的改造中也发挥了重要作用，例如原有供暖方式为燃煤锅炉的家庭和工厂，在节能减排降耗的政策背景下改变供暖方式，采用空气源热泵供暖。
一般用户面临旧房采暖方式改造需求时，对于热源的考虑主要是根据自身情况来综合衡量，考虑因素有经济性、方便性、安装条件是否具备等。目前消费者面临可选择的热源有空气源热泵、地源热泵、水源热泵、电壁挂炉、蓄热式电暖器、电热膜等；针对旧房采暖方式改造的实际情况，用户一般选择不动末端，只改热源，这样可以锁定热源目标为空气源热泵、电壁挂炉、蓄热式电暖器。
消费者是很理性的，他们做选择基本上是根据自身经济条件和使用情况在初投资和运行费用上做个平衡，我们需要合理引导消费者使用正确的热源和采暖方式。末端可以更改成低水温散热器、风盘的用户，或是已经使用地暖的用户建议采用节能性比较好的空气源热泵，对于仍然使用原始铸铁类散热器末端的用户可以使用高温暖气片专用热泵或电壁挂炉，也可完全改为蓄热式电暖器或其它电暖器。
空气源热泵供暖在旧房采暖方式改造中的应用随着人们对空气源热泵的了解加上政府的引导逐年呈上升趋势。截止至2015年年底，其主要应用集中在京津冀地区，特别是北京，全国其它地区已经开始预热。
对于北京地区改造项目中大量使用空气源热泵，这得益于近几年空气源热泵在北京地区的推广及协会的大力支持，使得空气源热泵作为一种高效节能的采暖热源被政府及当地用户所认可。
对于空气源热泵目前除了在家庭独立供暖、小区集中供暖、工厂采暖这些方面，另外在学校、商场、办公楼都有使用，甚至可以在与集中供暖相配合对其余热回收或进行辅助加热等方面都可以应用。
就目前的空气源热泵应用改造中，主要以家庭采暖改造为主，其它场所改造应用均有。随着政策实施力度加大，一些公共设施的采暖改造也将成为未来改造项目的主体部分。在这些改造项目中，之所以很多项目都选择用空气源热泵，究其根源在于空气源热泵具有以下几项优势：
1、安装空气源热泵不受场地、用电等的限制,非常方便
空气源热泵的安装非常方便，只要有个空气流通的角落就可安装，好的空气源热泵占地面积小、噪音低，电力配置相当于夏季空调的配电，因此用户几乎不需要增加设备之外的额外成本，这是空气源热泵得到广泛应用的重要原因。
2、高效节能，运行费用低
空气源热泵的应用是个技术活，正确设计和安装的空气源热泵采暖系统，相比其它采暖方式，不但能节省运行费用，也降低了一次能源的消耗，对于改善我们的大气环境和降低PM2.5类颗粒物的排放都有着显著的效果。
3、使用方便，运行稳定
空气源热泵以大气为背景，以电力为驱动，正确设计和安装的空气源热泵采暖系统，其运行不需要人去干预，也不受天气的影响，机器自己会按照室内温度和室外天气变化自动调整运行，极为方便。
在改造过程中，采用空气源热泵作为热源，其配套的末端非常关键，末端的选择决定了热泵的能效及最终的使用效果。目前使用的末端有地板采暖、风机盘管、BM低水温散热器(热立方专利技术)、高效暖气片、普通暖气片。其中匹配最合适的当属地板采暖，究其原因在于它需要的水温最低(30℃-40℃)，而空气源热泵在做低水温的时候，其能效最高。
太阳能-空气源热泵 篇3
【摘 要】空气源热泵热水系统，该系统不但环保、安全、管理简单，本文针对珠海某酒店空气源热泵热水方案进行研究，从运行费用可以看出空气源热泵热水系统的年运行费用是燃油锅炉热水系统年运行费用的62.2%，燃气锅炉热水系统年运行费用的75.7%。运行不到2年就可收回投资。
【关键词】空气源热泵；设备选择；运行费用
0.工程概况
该酒店位于珠海，共有公寓500套，计算用水人数1000人，每人每日55℃卫生热水用水定额70L；考虑到该酒店的满客率（按80%计），热水日最大热水用量为56吨。该酒店要求全年提供生活卫生热水，24小时不定时供水；根据该酒店的用水要求，热水系统使用空气源热泵热水系统，该系统不但环保、安全、管理简单（全自动控制），而且是目前所有热水系统中运行经济效益最好的热水系统，使用该系统可以为用户带来十分可观的运行经济效益。
1.设计计算参数
額定工况空气干球温度：21℃/ 空气相对湿度：70%/ 室外空气平均风速：2.4m/s；低温工况空气干球温度：6℃/ 空气相对湿度： 60%/ 室外空气平均风速：1.8m/s；额定工况冷水计算温度：15℃/ 热水计算温度：55℃；低温工况冷水计算温度：10℃/ 热水计算温度：55℃。
2.设计说明
本系统拟采用“科宇牌”高效节能空气源卫生热水器供热系统。为保证稳定的沐浴热水温度，热水系统采用全蓄热搬运形式，即热水机组+加热水箱+蓄热水箱。
加热设备的选择：
（1）设计日热水用量、平均小时热水产量、设计小时高峰热水用量。
Ld=m·qr·80% =1000×70×0.8=56m3 （客满率为80%）
Lp= Ld /T1=56÷10=5. 6 m3 /h
Lh= Ld·Kh/T2=56×4÷24=9.3 m3/h
（2）加热设备的选择
设计日55℃热水用量低温工况耗热量为：56000×（55-10）=2520000kCal=2930.2kWh
设计日小时耗热量为：2930.2kWh÷10=293.02 kW
A.选用科宇空气源卫生热水器ZKFRS-60 5台。
额定工况下空气源卫生热水器制热能力：
单台产热量60kW，单台小时产55℃热水量 60 × 0.86 ÷（55-15）=1.29m3，5台机小时产热水量（ 55 ℃）共6.45 m3。机组日实际运行时间为56÷6.45=8.68小时。
低温工况下空气源卫生热水器制热能力：
单台产热量42kW，单台小时产55℃热水量42×0.86÷（55-10）=0.803m3，5台机小时产热水量（ 55 ℃）共4.015 m3。机组日实际运行时间为21.08÷4.015=13.94小时。
B.加热水箱的选择
加热箱加热时间应不大于50分钟为佳，所以选用1个5m3 圆形不锈钢内胆加热水箱。
C.蓄热水箱的选择
容积= Lh·3.5=9.3×4=37.2 m3（贮存不少于4个小时的高峰期热水用量），取整数选用4个9m3圆形不锈钢内胆蓄热水箱。额定工况加热水箱加热时间36÷6.45=5.58小时；低温工况加热水箱加热时间36÷4.015=8.96小时。
因为日最大热水用量〈蓄热箱容积+加热箱容积+最冷工况机组产热量×4h=56m3〈36+5+4×4=57 m3
所以选型能满足系统热水要求。
3.空气源热泵热水器年运行费用
4.年运行费用分析
经过计算分析，燃油锅炉年运行费用为434716元，燃气锅炉年运行费用为406750元，而空气源热泵热水器年运行费用为206041元，从运行费用我们可以看出空气源热泵热水系统的年运行费用是燃油锅炉热水系统年运行费用的62.2%，燃气锅炉热水系统年运行费用的75.7%。虽然空气源热泵热水系统在初投资高出6.7万元，但运行不到2年就可收回投资，而热泵系统的寿命在20年以上。
参考文献：
[1] 赵艳龙.空气源与燃气锅炉系统热水方案对比浅析[J].城市建设理论研究，2016，（16）.
太阳能-空气源热泵 篇4
1 工程概况
该工程为某市住宅小区会所的游泳池,长25 m,宽12 m,设计水深为1.5 m,池水温度要求为26 ℃。游泳池位于1层,室内辅助设施包括更衣室等。根据业主要求,太阳能集热器仅供游泳池加热。
2 系统分析
游泳池设置在首层,游泳池水处理设备、加热设备以及太阳能储热水箱置于地下1层,太阳能集热器置于屋面。辅助热源采用空气源热泵机组,同样置于屋面。为了尽可能最大化利用太阳热能,其太阳能加热部分采用直接加热方式,同时为保证游泳池水质安全,池水加热采用间接加热的方式。空气源热泵机组采用间接加热方式。所有间接加热换热器均采用板式换热器,既可以提高换热效率,也能减少占地面积。空气源热泵辅助加热太阳能泳池系统示意图如图1所示。该系统共有四个循环过程,分别为太阳能集热循环、游泳池水加热热媒循环、游泳池池水加热循环以及辅助热源加热循环过程。
3 基本计算
3.1 游泳池传热分析
根据国家现行游泳池的规范,游泳池的热损失主要包括泳池表面蒸发损失的热量,泳池水表面、池底、池壁、管道和设备等传导损失的热量,泳池补水加热所需要的热量等,综合上述热损失可得到游泳池的总热损失,此数据是计算太阳能集热板面积和辅助热源设备选型的依据。本工程中游泳池的总耗热量为136.4 kW,并由此可计算出太阳能集热器的加热面积。
3.2 太阳能集热器面积计算及选型
根据当地太阳能辐射资料,理想状态下采用直接式太阳能热水系统时需要设置太阳能集热板的面积为1 000 m2。实际上,由于建筑物屋面面积的限制,所设太阳能集热总面积约为300 m2,热量不足部分由辅助热源提供。
太阳能集热器按形状分为平板式和真空管式两大类。其中真空管式又分为U形管式、直插式和热管式。平板式成本低、承压高但热效率较低;而真空管式集热器成本较高,但启动快,保温好,运行更加可靠。根据本工程的特点,选用真空管式集热器。
3.3 辅助热源的选择与计算
根据当地的实际情况及与业主沟通,在无市政热网且对燃煤、燃油、燃气锅炉的使用有一定限制的前提下,采用电能作为辅助热源。空气源热泵机组采用的是热泵技术,利用电能驱动把热量从低温热源转移到高温热源的一种装置。根据逆卡诺循环原理,采用少量的电能驱动压缩机运行,高压的液态工质经过膨胀阀后在蒸发器内蒸发为气态,并大量吸收空气中的热能,气态的工质被压缩机压缩成高温、高压的液态,然后进入冷凝器放热,把水加热。在运行过程中,消耗1份的电能,同时从环境空气吸收转移了约3份～4份的能量(热量)到水中,相对于常规电能,节约了3/4的能量。空气源热泵作为辅助热源,更加节能环保,且安装方便。
系统虽然设置了太阳能储热水箱,但考虑到太阳能系统在连续阴天等光照条件不足时,为保证游泳池加热系统仍能正常运行,空气源热泵的选型依据仍按满负荷考虑,经过计算选用3台输出功率为70 kW的空气源热泵机组作为辅助热源。
4 系统运行与控制
4.1 系统形式
如图1所示,本系统采用温差循环的供热方式。系统设置低位储热水箱,用来储存太阳辐射热量,保持系统稳定运行。当太阳辐射低峰或夜晚,利用储热水箱内的热量,通过板式换热器和游泳池循环泵对池水进行加热;当储热水箱的热量不能满足游泳池加热需求时,则通过空气源热泵机组、板式换热器和游泳池循环泵对池水进行加热。
4.2 系统运行控制
本系统主要由太阳能集热器、储热水箱、循环水泵、板式换热器、空气源热泵机组以及多个水温传感器等组成,共包括四个循环过程。
1)太阳能集热循环。
太阳能热水器进出口安装温差控制器T1,当集热器出水温度≥[热水箱下部温度+温差参数(一般为5 ℃)]时,循环泵P1打开,直至集热器出水口温度≤[热水箱下部温度+温差参数(一般为1 ℃～2 ℃)]时,循环泵P1关闭。
2)游泳池水加热热媒循环。
太阳能储热水箱出水安装温差控制器T2,游泳池循环管道安装温控器T3,当池水温度不大于设定温度(一般为26 ℃～28 ℃)且太阳能储热水箱水温高于35 ℃(可调节)时,循环泵P2,P4开启,利用太阳能储热水箱对游泳池池水进行加热。
3)池水加热循环。
游泳池安装温控器T3,当池水温度不大于设定温度(一般为26 ℃～28 ℃)时,循环泵P2,P4打开,通过板式换热器1对池水进行加热,当池水温度大于设定温度(一般为26 ℃～28 ℃)时,循环泵P2,P4关闭。
4)辅助热源加热循环。
该循环由温控器T2和T3共同控制,当池水温度不大于设定温度(一般为26 ℃～28 ℃)且低位水箱水温低于35 ℃(可调节)时,循环泵P2,P3打开,通过板式换热器2对从板式换热器1出来的太阳能储热水箱的水进行加热。当池水温度大于设定温度或低位水箱水温高于35 ℃(可调节)时,循环泵P3关闭。
5 结语
1)太阳能使用方便、经济效益明显,对环境不产生污染,是节能减排的一个重要措施和方法,也是未来“低碳”生活的一个组成部分。2)太阳能系统应进行经济分析,以期在合理的初期投资下得到最大的经济和环境效益。3)空气源热泵设计灵活,安装方便,能效比高,与太阳能系统合用能够起到较好的节能效果。
摘要：通过工程实例介绍了空气源热泵辅助太阳能泳池加热系统的工作原理、系统原理图以及运行控制策略,通过节能技术的组合,以达到节能减排的效果,并尽可能实现工程投资经济和系统运行安全的最佳组合。
关键词：空气源热泵,太阳能,游泳池
参考文献
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[2]CECS 14∶2002,游泳池和水上游乐池给水排水设计[S].
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太阳能-空气源热泵 篇5
报告名称：2014-2019年中国空气源热泵市场调查与投资潜力预测报告(精编版)报告编号：310543
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正文目录 第一章空气源热泵行业界定第一节空气源热泵行业定义第二节空气源热泵行业基本特点第三节空气源热泵行业分类情况 第二章国际空气源热泵行业发展概况第一节国际空气源热泵行业发展历程第二节国际空气源热泵行业发展现状第三节国际空气源热泵行业发展走势 第三章中国空气源热泵行业发展环境分析第一节空气源热泵行业经济环境分析
一、经济发展现状分析
二、经济发展主要问题
三、未来经济政策分析第二节空气源热泵行业政策环境分析
一、空气源热泵行业相关政策
二、空气源热泵行业相关标准第三节空气源热泵行业技术环境分析 第四章中国空气源热泵行业现状分析第一节中国空气源热泵行业发展历程第二节中国空气源热泵行业发展现状第三节中国空气源热泵行业存在的问题 第五章中国空气源热泵行业市场供需状况分析第一节中国空气源热泵行业市场规模情况分析第二节中国空气源热泵行业市场需求状况分析
一、2010-2014年空气源热泵行业市场需求情况
二、空气源热泵行业市场需求特点分析
三、2015-2019年空气源热泵行业市场需求预测第三节中国空气源热泵行业市场供给状况分析
一、2010-2014年空气源热泵行业市场供给情况
二、空气源热泵行业市场供给特点分析
三、2015-2019年空气源热泵行业市场供给预测第四节空气源热泵行业市场供需平衡状况分析 第六章中国空气源热泵行业运行状况分析
一、空气源热泵行业企业规模情况
二、空气源热泵行业资产规模状况第二节空气源热泵行业财务能力分析
一、空气源热泵行业盈利能力
二、空气源热泵行业偿债能力
三、空气源热泵行业营运能力
四、空气源热泵行业发展能力 第七章中国空气源热泵行业进出口情况分析预测第一节空气源热泵行业出口情况
一、2010-2014年空气源热泵行业出口情况
二、出口国别情况分析
三、影响空气源热泵行业出口因素分析
四、2015-2019年空气源热泵行业出口情况预测第二节空气源热泵行业进口情况
一、2010-2014年空气源热泵行业进口情况
二、进口国别情况分析
三、影响空气源热泵行业进口因素分析
四、2015-2019年空气源热泵行业进口情况预测 第八章中国空气源热泵行业重点区域市场分析第一节空气源热泵行业区域市场分布情况第二节空气源热泵行业**地区市场分析
一、市场规模情况
二、市场需求分析第三节空气源热泵行业**地区市场分析
一、市场规模情况
二、市场需求分析第四节空气源热泵行业**地区市场分析
一、市场规模情况
二、市场需求分析第九章中国空气源热泵行业产品价格调研
一、空气源热泵行业产品价格特征
二、当前空气源热泵产品价格评述
三、影响空气源热泵产品价格因素分析
四、未来空气源热泵产品价格走势预测 第十章空气源热泵上游行业发展调研第一节空气源热泵上游行业发展现状第二节空气源热泵上游行业集中度分析第三节空气源热泵上游行业发展趋势预测 第十一章空气源热泵行业消费者调研分析第一节空气源热泵行业消费者认知程度分析第二节空气源热泵行业消费者需求特点第三节空气源热泵行业消费者关注因素分析 第十二章空气源热泵行业竞争格局分析第一节空气源热泵行业集中度分析
二、空气源热泵企业集中度分析
三、空气源热泵区域集中度分析第二节空气源热泵行业竞争格局分析
一、空气源热泵行业竞争分析
二、中外空气源热泵产品竞争分析
三、中国空气源热泵市场竞争分析
四、国内主要空气源热泵企业动向 第十三章空气源热泵行业重点企业调研分析第一节中国空气源热泵行业重点企业A
一、企业概述
二、近三年企业经营情况
三、近三年企业财务指标
四、企业发展战略第二节中国空气源热泵行业重点企业B
一、企业概述
二、近三年企业经营情况
三、近三年企业财务指标
四、企业发展战略第三节中国空气源热泵行业重点企业C
一、企业概述
二、近三年企业经营情况
三、近三年企业财务指标
四、企业发展战略第四节中国空气源热泵行业重点企业D
一、企业概述
二、近三年企业经营情况
三、近三年企业财务指标
四、企业发展战略 第十四章空气源热泵市场营销策略竞争分析第一节空气源热泵市场产品策略第二节空气源热泵市场渠道策略第三节空气源热泵市场价格策略第四节空气源热泵广告媒体策略第五节空气源热泵客户服务策略 第十五章空气源热泵行业风险与对策第一节空气源热泵行业SWOT模型分析
一、空气源热泵行业优势分析
二、空气源热泵行业劣势分析
三、空气源热泵行业机会分析
四、空气源热泵行业风险分析第二节空气源热泵行业风险及对策
一、市场风险及对策
二、政策风险及对策
三、经营风险及对策
五、行业其他风险及对策 第十六章空气源热泵项目投资机会分析与建议第一节空气源热泵行业市场前景分析第二节空气源热泵行业发展趋势预测第三节空气源热泵行业投资机会分析第四节空气源热泵项目投资建议
一、投资环境考察
二、投资方向建议
三、空气源热泵项目注意事项
1、技术应用注意事项
2、项目投资注意事项
3、生产开发注意事项
太阳能-空气源热泵 篇6
关键词：温室太阳能,空气源热泵,联合加热,试验研究
引言
温室太阳能在农业领域中的使用已经变得非常普遍, 温室的利用使得农作物摆脱了季节和温度的限制从而得以顺利的生长, 这对于农作物产量的提高以及我国农业的发展具有非常重要的意义。为保证太阳能温室的温度, 目前, 常用的做法是添加辅助热源或增加贮热措施, 传统设备的使用虽然能够达到加热效果, 但存在能耗高、污染严重等问题。温室太阳能- 空气源热泵联合加热方式, 不仅可以单独工作, 也可采用双热源的形式, 提高节能效果减少环境污染, 并且克服了温室太阳能加热的缺陷。
1温室太阳能- 空气源热泵联合加热系统设计
以下主要从系统的整体设计以及具体运行方式2 方面阐述温室太阳能- 空气源热泵联合加热方案。
1.1 系统的整体设计
对系统进行整体设计, 应考虑对太阳能的应用, 而空气源热泵只作为其辅助加热系统, 本文所设计的系统由3 部分组成:太阳能集热系统;热泵辅助加热系统;试验温室系统。结构组成如图1 所示:
太阳能加热系统是由5m2的平行板太阳能集热器、蓄水箱及必要的水阀组成;热泵加热系统由压缩机、蒸发器、冷凝器等组成;它们之间通过供热泵和集热阀连接, 可以实现单独和联合运行为试验温室提供热源。
1.2 系统的运行方式
温室太阳能- 空气源热泵联合加热系统的工质是热水, 工质的状态化情况是:白天阳光充足, 温度较高时, 利用集热系统吸收阳光中的热量, 这部分热量一部分对温室加热另一部分对水箱中的水进行加热, 在水箱的水温达到了一定程度之后, 供热过程便可以实现了。夜晚, 由于温度较低, 集热过程很难进行, 因此太阳能不能被应用, 这时空气源热泵便要发挥其功能, 水吸收热量后进入压缩机, 经压缩机压缩, 后进入冷凝器冷凝放热, 来实现对温室加热, 除夜晚以外, 这一加热方法在阴雨天气里同样适用。
2温室太阳能- 空气源热泵加热系统实际性能分析
对温室太阳能- 空气源热泵加热系统的实际性能进行分析需要试验验证, 同时也是判断这一系统可应用性的一个主要步骤, 因此, 在试验分析过程中, 一定要注意相关数据的准确性以及完整性, 从而使相关人员能够准确分析这一系统是否适合应用在具体的温室加热过程中, 并为生产实践提供可借鉴的理论依据。
2.1 太阳能蓄热子系统性能方面的分析
在对太阳能蓄热子系统进行分析的过程中, 要分析其集热系统以及蓄热系统的性能, 这是因为, 集热系统与蓄热系统是组成整个太阳能系统的2 个重要部分, 整个太阳能系统想要正常运行, 主要依靠的也是这2 部分。图2 为1d之内的各个时间点及时间段的连续试验, 从图中可以看出蓄热水箱的温度以及集热器出口与进口的温度都是随着时间的变化而变化的, 且它们之间呈现正相关性, 集热器进口温升越高出口温度和蓄水箱中水温也越高, 在16:00 左右达到最高点, 而后环境温度下降系统温度也在下降, 可以看出这一系统的性能还是比较稳定的, 将其利用在具体的温室供热工作中, 是可以保证温室的温度的。
2.2 空气源热泵供热系统性能方面的分析
由于太阳能需要通过集热才能被利用, 因此只能应用在可以收集到热量的白天, 一旦夜晚到来或阴雨天, 阳光不足的时候, 对温室的供热工作便需要通过空气源热泵来完成。研究空气源热泵供热系统方面的性能也是非常有必要的, 同时也是可以成为判断空气源热泵能够正常的完成供热工作的一个主要手段。空气源热泵的节能性是否能够达到一定的标准在很大程度上决定着其能否被广泛的应用, 而决定热泵节能性的主要指标则在其性能指数, 行业内, 对空气源热泵的性能指数, 既COP计算的公式为:
其中, - 系统供热量 (k J) ;- 水定压比热容 (k J/kg·℃) ;m- 加热水的质量 (kg) ;- 水在测试时间内温升 (℃) ;W- 压缩机功耗 (KJ) 。
通过测试水箱水温可计算出供热量, 通过电功率表可读出压缩机测试时间段内耗电量W。公式 (1) 的应用, 便可以很快的计算出空气能热泵的技能指标, 同时也可以判断其能否被有效的利用, 由此可见, 对空气源热泵进行性能方面的测试与试验是非常必要的, 同时也是非常值得被相关人员所重视的。
3结束语
通过上述讨论可以看出, 目前我国农业领域的温室供热系统由于供热状况不稳定, 同时还会对环境造成一定程度的污染, 因此, 针对其作出一系列的改革与创新便成为了温室发展的重中之重, 将太阳能与空气源热泵结合在一起的方式是目前出现的一种新的供热方式, 在将其系统的应用在农业领域内之前, 必须对其进行相关的试验, 这样才能更好地判断其性能, 从而判断其能否被有效地应用。
参考文献
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[4]徐众, 浦绍选.太阳能热泵干燥综述[J].农业工程技术 (农产品加工业) , 2011 (12) :37-41.
太阳能-空气源热泵 篇7
关键词：蛇形管蓄能换热器,蓄能,空气源热泵,实验分析
目前,空气源热泵存在着低温结霜的问题,而分散性、不稳定性、效率低和成本高又是太阳能热泵的突出问题,随着蓄能技术[1]的发展,把蓄能技术、空气源热泵和太阳能热泵有机地结合起来可以有效克服上述缺陷。笔者设计并搭建了蓄能型蛇形管太阳能——空气源复合热泵系统实验台,通过实验分析了该系统在常规空气源热泵供热模式、蓄冷模式、取冷模式、蓄能热泵供热模式和边蓄热边供热模式下的性能特性。实验结果证明蓄能型蛇形管太阳能——空气源复合热泵系统运行高效、安全、稳定可靠。
1 系统实验台的基本组成
蓄能型蛇形管空气源热泵系统实验台主要有空气源热泵系统、蛇形管蓄能换热器、太阳能热水和用户用水水源模拟设备和温度、压力等数据采集系统组成。图1是实验台示意图,图2是实验台的部分实物照片。
蛇形管蓄能换热器如图2b所示,其中一组蛇形管走制冷剂,另一组走水,两组蛇形管交叉组合放在箱子中,然后把液体相变蓄能材料倒入箱子里面。在夏天,通过制冷剂与蓄能材料之间换热可以蓄冷,在冬天,可以把蓄能材料吸收的低位热源——太阳能取出来供热;而通过蓄能材料与水之间的换热,夏天可以把蓄冷量取出,冬天可以对蓄能材料蓄热。笔者选择的相变蓄能材料为德国进口的Rt6,其相变温度为6～8 ℃,相变潜热为175 kJ/kg,导热系数为0.2 W/(m·K)。
通过控制该实验台角阀的启闭来改变制冷剂的流向从而可以实现十种运行模式[2],功能广泛,可以全年运行。与文献[2]中的运行模式不同的是:本文采用了电热管加热制取低温热水,用来模拟从太阳能集热器出来的热水;并通过蛇形管蓄能换热器蓄热。其既可以作为制取生活热水的热源,又可以作为空气源热泵的低温热源,有效地解决太阳能的间歇性、不稳定和空气源热泵在低温工况下制热效率低等问题。蛇形管蓄能换热器是本系统中最关键的部件,本系统能否可靠运行的关键是看能否有效地实现蓄能、释能等功能,所以做了大量相关模式下的实验,并且为了做比较,增加了在常规空气源热泵模式下的实验。
1—压缩机,2—四通换向阀,3—风冷冷凝器,4—7—热力膨胀阀,8—套管式蒸发器,9、10—蓄能蒸发器, 11—13—玻璃转子流量计,14—25—角阀, 26—28—干燥过滤器,29—36—水阀门, 37、38—水泵,39、40—电加热管,41、42—水箱
2 实验结果分析
2.1 蓄能热泵供热模式与常规空气源热泵供热模式
图3反映了在供水温度、流量(80 L/h)相同的情况下,蓄能热泵供热模式下系统的COP比常规空气源热泵模式下要高;且前一种模式的压缩比比后一种模式要略低。在流量一定,随着供水温度的升高,两种模式下的COP都下降,压缩比都升高。图3说明通过蓄能材料Rt6吸收的热量可以有效地释放出来,在室外温度很低的恶劣情况下导致空气源热泵运行效率很低甚至无法运行时,可以采用蓄能热泵供热模式向用户供热。随着供水温度的升高,冷凝温度也会提高,导致冷凝压力增大,压缩比继而增大,而压缩机输气系数减小,因此制冷剂流量减少,削弱了换热效果,制热量减少。由于压缩比的提高导致压缩机耗功增加,所以系统的COP随着供水温度的升高而降低。
2.2 蓄冷模式
实验时的环境温度为14 ℃,冷凝器供水温度为37 ℃,流量为90 L/h。
图4a给出了在蓄冷模式下压缩机排气压力(近似等于冷凝压力)、吸气压力(近似等于蒸发压力)随时间变化曲线。启动压缩机,冷凝压力迅速提高,蒸发压力迅速降低,约1 min后冷凝压力停留在1.7 MPa附近,蒸发压力停留在0.42 MPa附近,系统进入稳定运行。随着实验进行,蛇形管周围的相变材料逐渐降温并缓慢凝固结冰,增加了传热阻力,削弱了换热效果,导致蒸发压力进一步下降,蒸发温度继而下降,压缩比缓慢增大,但是其范围在3～4.5之间,系统运行状况良好。
图4b给出了蓄冷模式下能量随时间变化曲线。在实验起初,制冷循环刚开始,冷凝器进出口水温变化不大。根据冷凝热是由冷凝水流量、进出口水温逐时值计算所得,因此冷凝热较小,近似等于压缩机耗功。随后,冷凝热达到最大,因为蛇形管中制冷剂首先吸收相变材料的显热,温差大,热交换效果好;但是两者温差会慢慢减小,冷凝热也随之减小。实验进行一段时间后,相变材料逐渐降温并进入相变温度区间,放出相变潜热,这时的冷凝热减少放缓。在40 min后,蓄能箱的相变材料全部凝结并放出固相潜热,此时冷凝热稳定在990 W左右;压缩机耗功随着压缩比的增大略有升高,维持在330 W左右,但系统COP可达2.1左右。
2.3 取冷模式
做完上述蓄冷模式后,马上开始取冷模式,如图5所示,为蛇形管蓄能热泵系统模拟夏季用户为13 ℃时的取冷模式下,蛇形管换热器出口水温及取冷量随时间变化曲线,其中蛇形管换热器进口水温为13 ℃,水流量为120 L/h。在初始4 min,由于水温与相变材料温差大,显热换热量大,取冷量也达到最大1 100 W,所以换热器出口水温下降迅速,随着相变材料温度升高,温差减小,导致换热量变小,出口水温逐渐上升;随后相变材料处于固液共存状态,释放相变潜热,相变材料温度变化趋缓,换热器出口水温温升亦减慢,取冷量亦平缓下降,这个阶段平均取冷量为400 W;19 min后,当相变材料已完全融化,换热过程以显热换热为主,取冷量也逐渐降低,出口水温逐渐上升,接下来的20 min平均取冷量扔维持在200 W左右。把总的取冷量和上述蓄冷模式的蓄冷量相比较,除去在实验过程中的热损失等因素影响,可以认为蛇形管相变换热器在蓄冷、释冷过程中的能量是平衡的。
2.4 边蓄热边供热模式
如图6所示,为模拟太阳能热泵供热模式和空气源热泵供热模式(简称边蓄热边供热模式)下压缩比、能量随时间变化曲线,相变材料初始温度为25 ℃,蛇形管换热器进口水温为20 ℃,流量为120 L/h。
实验开始2 min后系统的压力基本达到稳定,压缩比维持在3.7左右,系统运行良好。实验开始4 min后,系统冷凝热量达到最大值1 400 W,随后冷凝热在1 350 W上下小幅波动,并且冷凝热基本等于相变材料吸收低温热水的热量与压缩机耗功之和。这说明实验台保温效果好、运行过程热损失小。压缩机耗功和相变材料从低温水吸收的热量全程稳定不变,所以系统的COP变化趋势与冷凝热变化趋势一致,4 min内,COP快速上升到最大值4.0;随后变化缓慢,全程COP稳定在3.8左右,说明系统可以高效运行。
3 结论
笔者设计并搭建了蓄能型蛇形管太阳能——空气源复合热泵系统实验台,着重研究了在蓄能热泵供热、常规空气源热泵供热、蓄冷、取冷和边蓄热边供热模式下的运行特性。通过大量的实验表明,蓄能热泵供热模式下COP可达3.8,比常规空气源热泵模式下要高10%,蓄冷模式下COP可达2.1,取冷模式下取冷量可达到蓄冷量的90%以上,边蓄热边供热模式下COP可达3.6,整个实验过程,压缩比在3～4.5之间,压缩机能够稳定正常运行,证明了蓄能型蛇形管空气源复合热泵系统运行高效、安全、可靠。
参考文献
[1] Mehmet Esen.Thermal performance of a solar-aided latent heat storeused for space heating by heat pump.Solar Energy,2000;69(1):15—25
空气源低温热泵热水技术 篇8
而空气源低温热泵热水技术很好地解决了这些问题。应用这一技术, 现在即使在寒冷的北方地区, 人们也能象在华东地区一样, 选用一套系统, 提供全年的舒适室内环境。作为一种新技术, 空气源低温热泵热水技术的应用已经成熟且可行, 并且将引领北方地区夏天供冷、冬天采暖技术的新潮流。
空气源低温热泵热水技术的工作原理
这一技术的精髓就是低温涡旋热泵压缩机。低温涡旋热泵压缩机的结构如图1所示。在固定涡旋盘上设置第二个吸气口, 连接蒸汽喷射管。这样涡旋压缩机就具有2个吸气口和1个排气口。
如图2所示, 系统工作原理为:带辅助进气口的涡旋压缩机排出的高温、高压制冷剂蒸气, 经板式换热器将热量传递给冷却介质后变为高温、高压的液体, 升温后的冷却介质可作采暖使用。从冷凝器出来的高压制冷剂液体后分为2路:主路为普通热泵回路, 辅路为补气回路的制冷剂液体经电子膨胀阀节流后直接进入中间换热器, 辅路的制冷剂液体经电子膨胀阀降压后变为低压的气液混合物, 也同时进入经济器, 二者在经济器中进行热交换后, 辅路的制冷剂变为气体后被压缩机的辅助进气口吸入, 主路的制冷剂变为过冷液体经膨胀阀降压后进入风侧换热器。主路和辅路的制冷剂在压缩机工作腔内混合, 被压缩后排出压缩机, 从而形成闭合的工作回路。而且, 在夏天的时候, 此机组原理还可以制冷, 一年四季都可以使用。
以下是低温热泵与普通热泵实验的对比:
按照国家标准, 在水温40℃进水, 45℃出水测得以下数据:
从以上图中可以看出, 采用空气源低温热泵技术, 可以在-15℃环境温度可靠运行, 且排气温度适中, 不需要辅助电加热, 而且有更高的低温制热性能, 在-15℃环境温度的制热COP有1.96, 而采用普通的热水器能效比最高才达95%, 整整相差一倍。
从以上图表中可以看出, 与普通热泵用涡旋压缩机相比, 空气源低温热泵在环境温度为-5℃的工况下, 制热COP提高17%, 在环境温度为-10℃的工况下, 普通热泵运行不了, 可见在低温工况下运行时, 空气源低温热泵在提高制热性能系数和降低压缩机的排气温度方面效果很明显。
空气源低温热泵热水技术解决了传统的热泵技术存在的在低环境温度下运行的两个关键问题:吸气口的制冷剂量比压缩机的容量要小很多导致压缩机的容量没有充分利用;室外机电子膨胀阀之前的液态制冷剂的焓值很高, 影响换热器的效率。
因此该项技术能成功应用于我国北方大部分地区。同时喷射蒸汽有助于增加主循环中的制冷剂流量, 增加流经室外换热器的液体制冷剂焓差, 从而增加制热量。
空气源低温热泵热水技术的特点
先进的补气增焓技术
空气源低温热泵采用先进的补气增焓技术, 即使在-15℃下也能正常运行, 且能效比能达到1.9以上, 在严寒的北方地区只需要一套冷暖空调系统, 就能同时满足冬季采暖和夏季制冷的需求。
电子膨胀阀技术
采用电子膨胀阀节流, 与热力膨胀阀相比, 电子膨胀阀具有比较宽的温度调节范围, 能够通过控制阀门开度将温度控制在某一范围内调节;电子膨胀阀能将过热度控制的非常平稳且数值较小, 具有明显的节能效果, 尤其是在低温装置热负荷偏小的情况下, 电子膨胀阀具有通过自身调节使过热度恢复正值的特性, 这是热力膨胀阀所不具备的。采用电子膨胀阀节流, 更可提升系统的可靠性。
精密的系统控制技术
机组在-15℃时能正常工作, 对机组控制系统有很高的要求, 先进的控制系统确保室内温度控制在+/-0.5℃。基于空气源低温热泵压缩机技术的可靠平台, 使得压缩机的故障率小于0.005%, 确保了全年的可靠运行。
采用高效的板式换热器技术
板式换热器有传热效率高、热损失小、结构紧凑和体积小、使用安全可靠等特点, 使机组的性能得到很大提升。
空气源低温热泵技术的经济效益
1、空气源低温热泵机组的批量生产不需要额外的投资, 现有的设备能够满足要求, 不存在投资风险的问题。
2、完全按需供暖, 避免了房间无人时供暖的浪费。每个采暖季节每平方米的费用低于20元, 比传统的集中供热节省费用。如果配置节能运行模式, 费用节省更明显。制冷工况下延续了空气源低温热泵技术一贯的高效率, 实现全年的节能。
3、不受季节的限制, 采用空气源低温热泵技术, 不但能实现在低温环境下供暖, 且在夏天的时候还可以制冷, 免除了夏天装空调的费用, 节省开资。
4、空气源低温热泵的诞生彻底解决了传统空气源热泵机组低温制热可靠性差和能效比低的问题, 尤其适用于黄河流域, 华北地区 (包括北京地区) 、西北地区。大大提高了风冷热泵的应用区域, 市场前景广阔。
空气源低温热泵热水技术的社会效益
安全性
因为空气源低温热泵机组仅用少量的电能和空气中或水中的热量, 根本不用燃油、燃气、燃煤或液化石油气等矿物燃料, 没有燃烧生成物, 也没有任何有害气体排放, 没有火灾、爆炸的危险, 因此十分安全。
健康性
因为有良好的控制系统和蓄热水箱, 可以做到每日充沛的供水量和满足每日高峰供水的需要。设有液位和温度的控制, 保证水温低了, 热泵启动制热;液位低了, 自动补充冷水;热水多了, 可以由蓄热水箱调节储存;系统回水温度低了, 会自动开启循环水泵以及热泵再加热储存的温水, 出口水温长期过低, 可以启动辅助电加热器作短期加热, 因而, 热泵热水系统的供水温度稳定可靠, 供水水量充足, 供水质量有保证。保证人体健康。
节能性
空气源低温热泵机组的系数 (能效比) 全年恒大于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比较, 热泵热水系统的运行费用也会比较低。
环保性
空气源低温热泵热水机组无任何CO2、NOX等温室气体和有害气体排放, 对地球的温室效应无任何影响。其制冷工质是按蒙特利尔公约规定, 可以允许应用的HFC工质;其使用的热源是清洁的空气、水以及少量的电能, 因而, 热泵热水机组运行时, 不会破坏周围环境的生态, 是符合环境保护的, 有利于环境保护。
寒冷地区空气源热泵实验研究 篇9
1 热泵热回收型新风机组的运行原理
热泵热回收型新风机组是以热泵机组的蒸发器(冷凝器)取代空调新风机组中的以水为加热(冷却)介质的空气加热器(冷却器)。排风能量的热泵热回收系统组成很简单,它由压缩机、节流机构、两台分别放置在排风系统和新风系统中的空气/制冷剂换热盘管和四通换向阀所组成。在夏季工况,排风侧的盘管为冷凝器,冷却新风(即从新风中提取热量),并充分利用排风的冷量,从而减小热泵机组负荷。在冬季工况,四通换向阀使制冷剂流向改变,这时排风侧的盘管为蒸发器,新风侧的盘管为冷凝器;系统从排风侧吸热(冷却了排风),加热新风,从而降低热泵机组负荷,提高热泵机组在寒冷地区使用的效率和运行时间[1,2]。该实验系统的空气源热泵是由分体式房间空调器改制而成。
2 热泵热回收型新风机组的实验研究
为了更好地了解热泵热回收型新风机组在实际运行时的效果,实验主要从送风温度、制热量、COP值、热回收效率等方面进行分析。
2.1 实验原理
根据热平衡原理,空气源热泵的制热量用空气温差法测定。热泵热回收型新风机组的空气处理过程如图1所示。O为室外新风状态点;O'为新风预热后的状态点;R为室内状态点;M为混风状态点;S为冬季送风状态点。
如图1所示,空气源热泵的实际制热量为:
式中,Q为空气源热泵的制热量(k W);Mo为新风量(kg/s);Cp为空气的定压比热(k J/(kg·℃));to为冬季空调室外空气的计算温度(℃);ts为送风温度(℃);
空气源热泵的能效比COP值可以用实际的制热量与实际输入功率表示。
2.2 实验测点布置及测量方法
本次测量数据点主要选取在吉林建筑工程学院的实验室,实验室保温、保湿性能良好。本次测量主要对新风进出口温湿度,排风温湿度,室内温湿度,蒸发器和冷凝器进出口温度,风速和机组耗电量进行测试,测量过程采用间歇测量。测试方法如下:
2.2.1 新风进出口温湿度,排风温湿度的测量
在同一断面设置两个彼此垂直的测孔,并将管道断面分成一定数量的等面积同心环,同心环的环数确定,由于风管直径为300 mm,同心环环数为2[3]。各测点至管道边缘的距离为:
点1 x1=0.933D=279.9 mm
点2 x2=0.75D=225 mm
点3 x3=0.25D=75 mm
点4 x4=0.067D=20.1 mm
测量时采用TES-1364温湿度测量仪对各点进行间歇测量,以每个面上4个测点温湿度的平均值作为该面的温湿度。
2.2.2 室内空气温湿度的测量
在房间中央位置垂直方向上悬挂4个博洋数显温湿表,测量时取某时刻4个温湿表读数的平均值作为室内空气温湿度。
2.2.3 蒸发器和冷凝器进出口温度的测量
蒸发器和冷凝器进出口温度直接由XMT系列数字显示调节仪的显示屏上读数,进出口温度由紧贴在盘管进出口上的探头读数,外面用保温材料包裹,以减少读数误差。
2.2.4 风速的测量
风速的测量由EY3-2A电子微风仪进行读数,以每个面上4个测点风速的平均值作为该面的风速。
3 实验结果及分析
机组每天8∶00—22∶00间歇运行,运行时间为1月16日到3月19日。测量其在间歇运行工况下各测点温湿度以及能耗情况。
3.1 热泵热回收型新风机组运行期间温度变化情况
由图2可以看出,运行阶段送风温度能保持在10℃以上,即回收排风热量可将新风预热到10℃以上,这样就能有效地解决寒冷地区冬季新风机组冻裂问题,延长寒冷地区新风机组的运行时间。
3.2 运行期间空气源热泵的制热量和COP的变化情况
从图3可以看出,热泵热回收型新风机组与普通的空气源热泵相比制热量和COP值都有显著提高。热泵热回收型新风机组的COP值可达4.1以上。
3.3 热泵热回收型新风机组的热回收效率
从图4可以看出,热泵热回收型新风机组的热回收效率达到62%以上,最高可达85%。
3.4 运行能耗及经济性分析
如图5所示,采用电加热器为新风加热平均每小时耗电量在1.5 kWh左右,而采用热泵热回收型
新风机组平均每小时耗电量在0.566 kWh左右,可节省62.3%的运行费用。
4 结论
通过对热泵热回收型新风机组的实测研究,初步掌握了热泵热回收型新风机组系统的运行特征和实际运行效果。通过分析计算可知:
(1)采用此机组运行,不但可以节约能源,而且还可以减少对周围环境的“热”污染,减轻城市的“热岛效应”。
(2)系统运行时,送风温度和室内温度比较稳定,波动较小。当室外气温在-23.4℃时,送风温度可达到13.3℃,即回收排风热量可将新风加热到13.3℃,解决了新风机组冻裂问题,加强了机组的可靠性,延长了空气源热泵的使用时间。
(3)热泵热回收型新风机组的COP值达到4.1以上,符合国家标准。
(4)热泵热回收型新风机组的热回收效率最高可达到85%,热回收量可观。
(5)与采用电加热器为新风加热相比,热泵热回收型新风机组可节省62.3%的运行费用。
摘要：研制了以回收排风热量为热源来预热室外新风的空调实验系统,解决了在寒冷地区冬季空气源热泵不能正常运行和新风机组冻裂的问题,为实际工程应用奠定了技术基础。研究结果表明,该系统各项技术指标稳定,满足建筑物冬季供热的负荷要求;测得COP值在4.10以上,热回收效率最高可达85%,具有良好的节能性和经济性。
关键词：空气源热泵,热回收效率,COP
参考文献
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[2]陆亚俊,马最良,邹华平,等.暖通空调[M].北京:中国建筑工业出版社,2002.345-350.
空气源热泵供暖系统的研究与应用 篇10
随着我国经济不断发展, 城镇化率的不断提高, 在我国能源的使用结构中, 建筑能源消耗已经占到社会能源消耗的35%以上, 城市中的办公、商业、医院、住宅、学校、营房等建筑依赖制冷、制热设施用能已经成为一个必不可少的环节。
在过去的城市乡镇的供暖方式中, 最常见和较普遍应用的的供暖能源方式有:集中供暖、燃煤锅炉、燃气锅炉、燃油锅炉、电加热供暖、水 (地) 源热泵、地热深井、太阳能, 空气源热泵等九种能源形式。其中最普遍应用的有集中供暖:虽然具有美化住宅小区环境, 集中管理等优点, 但弊端是管道铺设投资大、远距离供暖热损耗大;燃油取暖的费用高;燃气取暖的费用大燃气源紧张;水 (地) 源热泵受地质水因素困扰, 有很多城市缺少地下水;单单用电取暖的设备消耗大、费用高。多种能源形式都各自有利有弊, 适应区域、建筑物类别有所不同。这些因素严重困扰着能源的合理使用。
合理利用是清洁环保、可再生能源等多种能源方式供暖将是解决城乡建筑供暖的问题的主要途径。空气源做为新能源的一种, 环保、节能、可再生的能源应用方式逐步进入人们的视野和生活当中, 空气源热泵超导辐射供暖系统也越来越受到业界的普遍欢迎。
2、空气源热泵供暖
2006年1月1日实施的《中华人民共和国可再生能源法》, 要求全社会要充分、合理, 尽可能多的利用清洁能源和可再生能源。逐步减少一次性能源的使用, 促进我国节能减排和经济的可持续发展。
空气源热泵超导辐射供暖系统不消耗水和煤、石油等不可再生的资源。并且无环境污染, 无燃烧、无尾气排放, 无污染气体和温室气体排放, 有利于保护环境, 提高城市绿色生态环境质量。
3、空气源热泵超导辐射供暖系统简介
空气源热泵超导辐射供暖系统是大温差高温热泵热源机和超导辐射的供暖系统。空气源热泵超导辐射主机能在夏热冬冷地区能保证工作, 而且能在黑龙江等寒冷地区照常工作, 在南方供暖呼声日益高涨的时候。这一新能源具有广阔的市场空间。
1.工作原理
空气源热泵超导辐射供暖系统是通过消耗小部分的电能, 搬运空气中部分免费热能制取热量, 并把热媒通往地板下的室内毛细盘管, 热媒通过冷凝相变换热的形式, 直接将热量传递给地板, 然后热量再通过地板表面以辐射的方式散发到室内, 以达到室内供暖的目的。
空气源热泵超导辐射供暖系统既带来了舒适的家庭环境, 也有效降低了运行费用。加热室内空气, 与其它形式的地板采暖相比, 少了一次中间传热过程, 有效提高了供热效率。与其它形式的采暖相比, 具有舒适、节能、简介、安全、环保的特点。
2.特点突出
1) 舒适
在辐射、传导和对流这三种方式中, 辐射供暖是最科学最舒适的供暖方式, 而空调属于对流供暖, 当热风吹过人体皮肤的时候, 会带走人体身上的水分, 所以人会感觉到干燥。其舒适性没有空气源热泵超导辐射供暖好, 而且该系统平均一天只需要开启8～12个小时就能保证一天24小时实现均匀供暖, 而空调如果要实现全天候供暖的话, 就必须时刻处于开启状态, 且供热还不够均匀。
地板采暖采用辐射方式供暖, 供暖符合人体生理需求曲线。温度梯度为负温度梯度, 热量主要集中在人体活动的区域, 无效热损失小。普通的采暖方式, 一般都是通过对流换热, 热风直接吹过人体皮肤, 带走水份, 所以人会感觉到干燥。而地暖以辐射的形式向房间散发热量, 不会把人体内的水份带走, 创造一个舒适的环境。
地板采暖室内空气流速小, 减少了空气中的扬尘跟浮游病菌, 具有较好的空气洁净度, 有益于人体健康。
空气源热泵超导辐射供暖系统能够根据当地室内温度的情况, 自动启停, 将室内温度始终保持在一个设定温度正负2度内, 并且具有便于管理、舒适性高、节能等特点。
2) 节能
空气源热泵超导辐射供暖系统, 只需要消耗1kW的电能, 将空气中的一部分热能搬运到室内得到3至6kW的热量, 达到室内升温的目的, 所以它的运行中能效比较高。比空调更节能;空气源热泵超导辐射供暖通过把地板作为冷凝器, 以超细无氧铜管作为高效换热管, 把超导液 (R410A) 作为热媒介质, 可以有效降低冷凝温度12～18度, 且空气源热泵超导辐射供暖可以选择工况, 分时段运行。这相对于普通对流供暖来说, 能节能40%～50%。其能效比 (COP值) 平均可以达到1:4.5。
3) 安全性
该供暖系统构成仅是室外的主机加上室内地板铺设的的毛细化盘管, 系统非常简单。
室内地板下主要毛细紫铜管埋在水泥里边。如果不遇地震、重物硬砸等不可预见的灾害, 可以保证70年不损坏。
该系统从工艺上, 措施上, 保证该系统万无一失, 整个系统的建设工程项目设计、工程质量、安装工程保险由中国太平洋、平安、阳光等六家保险公司进行质量担保, 担保期限70年, 如果达不到设计和合同规定的要求, 可以随时得到保险公司索赔, 每平方米的索赔金额300元。消除了客户的疑虑, 能够使客户用的省心、放心。
4) 简洁
空气源热泵超导辐射供暖系统非常简洁, 系统运行无需阀门、过滤器等诸多管件部件。
5) 控制方式灵活
本系统可以实现一户单独供暖。为住户安装一个自己可以控制的供暖系统, 不受整个小区供暖入住率的影响, 一户也可以实现供暖。
也可以为整个小区供暖, 进行集中控制。集中控制系统的主要功能是实现对空气源热泵超导辐射供暖系统进行集中管理与控制。以一栋楼或一个小区为一个管理系统, 对50～1000套空气源热泵超导辐射供暖系统主机及其对应的房间温度进行实时监控与管理。
4、投资与应用的经济性分析
空气源热泵超导辐射供暖系统能不受地域等限制随时安装到位并立即发热, 投资少。
运行费用低:郑州、石家庄等北方一些城市集中供暖的收费大都是22～30元之间。空气源热泵超导辐射供暖系统比集中供热每个供暖季节至少要节省10元钱费用。该系统已经实践运行五年, 根据运行的实际情况, 测算观测得出的数据, 在郑州、石家庄等中原区域, 每个供暖季节7.84元/m2, 最大上限也就是14元/m2。
管理和维护费用低:室内地埋毛细管部分永远不用维护管理。室外主机安全运行20年, 就是个别原因部件或压缩机部件更换, 均可以忽略不计。
使用寿命长:该供暖系统非常环保, 没有一次能源的燃烧, 没有化学反应, 应该争取到国家政策的补贴资金。该技术支持在-12℃的时候, 能效比保持在2.7。零上温度运行, 在郑州中原区域能效比是4, 比水源热泵还要节省30%。