空气源热泵热水系统论文

空气源热泵热水系统论文（共10篇）

空气源热泵热水系统论文 篇1

低碳经济已经迅速闯进人们的视野, 低碳新能源技术一时间成为投资者关注的焦点, 利用空气能、地热能及水能为产能“原料”的热泵技术成为环保节能技术新宠, 开始广泛运用于建筑、采暖、控温、热水器等方面。而传统热泵技术虽然在不同的区域被广泛地应用, 并取得较好的节能效果, 但其在冬季的应用受到了很多限制:室外温度低时, 制热量过少, 不能满足供暖的需要。当室外温度低至-10℃时甚至不能开机运行;空调室内机需要配置辅助电加热器以达到要求的室温;制热时的效率低, 而且室内温度过低。所以在北方地区, 人们还是得为夏季制冷和冬季采暖配置两套不同的设备, 又费钱又费事。

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。

采用空气源低温热泵热水技术, 避免了传统燃油、燃气能耗大、污染严重的缺点, 而今全球能源的紧缺, 空气源热泵热水器技术安全性高、低碳环保的特点将成为家庭取暖和热水的最佳解决方案可, 利用热泵低温技术来制取生活热水是当前最为可靠、经济节能、环保的方式之一。

空气源热泵热水系统论文 篇2

一、热水量及耗热量的计算

1、日耗热量的计算

依据规范《建筑给水排水设计规》GB50015-2003，全日供应热水的宿舍（I、II 类）、住宅、别墅、酒店式公寓、招待所、培训中心、旅馆、宾馆的客房(不含员工)、医院住院部、养老院、幼儿园、托儿所(有住宿)、办公楼 等建筑的集中热水供应系统的设计日耗热量应按下式计算 ：

Qdcmq(trtl)rrd式中 Q—— 日耗热量，KJ/ d ；

C —— 水的比热，4.187 KJ/ kg· ℃

q —— 热水用水定额 L/ 人·d 或 L/ 床·d r

m —— 用水计算单位数（人数或床位数）

rr —— 热水密度，kg/L

rt

—— 热水的温度，t= 60℃

tl

—— 冷水温度，℃

2、设计日用水量 qrdQcdr(tr1tl1)

式中 q—— 设计日用水量，L/ d ；

rdQd—— 日耗热量，KJ/ d ；

C —— 水的比热，4.187 KJ/ kg· ℃

 —— 热水密度，kg/L

r

m —— 用水计算单位数（人数或床位数）

tr

1—— 设计热水的温度，℃

t

—— 设计冷水温度，℃

l13、设计小时耗热量

全日供应热水的宿舍（I、II 类）、住宅、别墅、酒店式公寓、招待所、培训中心、旅馆、宾馆的客房(不含员工)、医院住院部、养老院、幼儿园、托儿所(有住宿)、办公楼 等建筑的集中热水供应系统的设计小时耗热量应按下式计算:

Q hKmqc(trtl)rhrT

式中 Q—— 设计小时耗热量，KJ/ h ；

h

C —— 水的比热，4.187 KJ/ kg· ℃

q —— 热水用水定额 L/ 人·d 或 L/ 床·d r

m —— 用水计算单位数（人数或床位数）

rr —— 热水密度，kg/L

rt

—— 热水的温度，t= 60℃

tl

—— 冷水温度，℃

T

—— 每日使用时间，h

K —— 小时变化系数，见下标6.4.2 选取

h

4、设计小时用水量

qrhQrhc(trtl)

式中 Q—— 设计小时耗热量，L/ h ；

h

C —— 水的比热，4.187 KJ/ kg· ℃

rr —— 热水密度，kg/L

t

—— 设计热水的温度，℃

tl

—— 设计冷水温度，℃

二、设备选型

1、机组小时供热量

空气源热泵热水机组小时供热量按下式计算: Q式中

gKgQ1d1T

Q —— 热泵机组设计小时供热量 KJ/ h Qd—— 最高日耗热量 KJ/d T—— 热泵设计工作时间，12～20 h 1 K1—— 安全系数，可取 1.05～1.0 所选热泵的总制热功率应在相应的工况下，大于设计小时供热量Q

g2、贮热水箱的选择

（1）全日制集中热水供系统贮热水箱有效容积，应根据日耗热量、热泵持续工作时间及热泵工作时间内耗热量等因素确定，当其因素不确定时宜按下式计算 ：

式中： Q h —— 设计小时耗热量(kJ/h)；

V r——贮热水箱有效容积（L）； T —— 设计小时耗热量持续时间（h）；

η—— 有效贮热容积系数，贮热水箱、卧式贮热水罐 η = 0.80 ～ 0.85，立式贮热水罐η = 0.85 ～ 0.90 ；

k 2 —— 安全系数，k 2 =1.10 ～ 1.20。

（2）定时热水供应系统的贮热水箱的有效容积宜为定时供应最大时段的全部热水量；

3、循环水泵的选择

水箱与热泵机组之间需要用水泵来提供循环动力。（1）循环水泵的流量计算

(1.15~1.2)Qctqxg

式中 q—— 循环流量，L / h

xQ—— 设计小时供热量 KJ/h

gt—— 热泵机组被加热水温升，一般为5~7℃

—— 热泵机组被加热水的密度，kg/L

备注：当空气源热泵机组不需再次经过换热器换热时，循环流量可乘以1.15~1.2的安全系数。（2）扬程计算

H1.3(HbHeHp)

式中 H—— 循环泵扬程，KPa

H—— 换热器阻力损失，板换时约50KPa bH—— 热泵机组内蒸发器的阻力损失KPa，由设备商提供

eH—— 连接管路损失，KPa

P

4、空气源热泵热水供应系统设置辅助热源应按下列原则确定（1)最冷月平均气温不小于10℃的地区，可不设辅助热源 ；

最冷月平均气温小于10℃且不小于0℃时，宜设置辅助热源。（2)空气源热泵辅助热源应投资省，就地获取 ；

注：经技术经济比较合理时 , 采暖季节宜由燃煤（气）锅炉、热力管网的高温水或电力作为热水供应辅助热源。

（3)当设辅助热源时，宜按当地农历春分、秋分所在月的平均气温和冷水供水温度计算；当不设辅助热源时，应按当地最冷月平均气温和冷水供水温度计算 ；

5、空气源热泵机组布置应符合下列规定 ：

（1)机组不得布置在通风条件差、环境噪声控制严及人员密集的场所 ；（2)机组进风面距遮挡物宜大于 1.5m，控制面距墙宜大于 1.2m，顶部出风的机组，其上部净空宜大于 4.5m ；

（3)机组进风面相对布置时，其间距宜大于 3.0m。

空气源热泵热水系统论文 篇3

关键词：空气源热泵；中央空调技术；推广应用；效益分析

中图分类号： U260 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）27-50-2

0 引言

为促进节约型铁路建设快速发展，切实做好新技术推广应用工作，不断提高能源消耗运行的质量，以达到节能降耗的目标实现。根据铁总和路局节能减排要求，结合我段实际，以推广新技术为出发点，努力提升绿色空气源热泵中央空调新技术应用的氛围，积极推进节能新技术应用，经过实践探索和研究 ，摸索出空气源热泵中央空调节能新技术和资源综合利用的有效方法，并取得良好的效果。对铁路房舍空气源热泵中央空调节能新技术大修改造创新化提出了建议。

我段管内赵城车间洪洞线路工区位于南同蒲中段洪洞县城内，毗邻大槐树景区。担负着南同蒲587K-597K上下行20公里正线，10公里站专线，32组道岔的养护任务。桥梁工区担负南同蒲563K-610K管内的143座涵洞、41座桥梁、43座防撞架的维修保养任务，这两个工区现有职工38人（养路28人、桥梁10人），现有住房，养路工区为24间，桥梁工区11间，面积总共680平方米。

2014年以前这两个工区在冬季取暖共用0.5吨锅炉1台，用煤95吨，锅炉供暖面积680平方米，两个工区共有各式空调5台，用电容量10kW；电扇及吊扇40个（办公场所及单身宿舍），用电容量3.6kW，空调电扇制冷面积680平方米。洪洞是个旅游城市，且该工区有毗邻大槐树景区，为了保证景区范围内环保空气质量，当地环保部门对取暖锅炉的环保要求特别严格，多次下达1吨以下锅炉改造燃油、燃气或停止使用，要求必须限期整改。其次该工区所处城区限制大型货车通行，煤炭一次运送不到位，需要进行二次搬运。为改善当地环境，改善职工工作场所的质量，采用优化方案，决定采用空气源热泵中央空调系统。

1 洪洞线桥工区空气源热泵空调系统概况

洪洞线桥工区空气源热泵中央空调系统建设方案采用空气-水交换式热泵机组系统， 主要由空气源热泵室外机组、室内风机系统和室内外管道等组成。工程总投资35 万元， 2014年10 月建成并投入使用。

1.1 空调系统室内外技术参数指标情况

室外夏季计算干球温度37.2℃ 、计算湿球温度27.9℃，冬季计算干球温度- 9℃、相对湿度69% ；室内夏季25℃- 27℃， 冬季18℃-20℃。

1.2 冷、热负荷的确定

根据现场安装的实际情况以及使用功能， 经测算总需冷负荷68kW， 总需热负荷81.6kW。

1.3 热泵机组的选型

空气源热泵机组选用LSQWRF65M/A-G1美的空气源机组1台， 主要技术参数为： 供冷量21kW/台， 供热量31.5kW/台， 夏季输入功率20kW/ 台， 冬季输入功率31.5kW/台（具体见表1）。

2 效益分析

由于空气源热泵系统采用特殊的换热方式，使它具有燃煤、燃油燃气、太阳能系统不可比的优势。空气源热泵空调系统投入使用后，可一次性拆除空调5台、锅炉1台、电扇40台，并调剂到其他工区使用，每年少用煤炭、电力、维修、人工费用约计8万元左右。而空气源热泵空调系统按平均负荷26kW，年使用220天（夏季制冷期100天、冬季采暖期120天）平均每天工作12小时，年用电量为6.8万kWh，目前，洪洞工区使用的电价为0.86元，年费用计5.85万元。两项对比可以看出（如表2所示）：

3 效果

通过在洪洞工区试用， 空气源热泵技术节约效果显著， 能源利用率提高许多， 降低温室效应有害气体的排放，应用推广性强， 成本低，比燃煤锅炉节省16250元，既节能又环保。

3.1 节能

冬季运行时， COP（性能系数） 约为4， 即投入1kW电能， 可得到4kW左右的热能， 夏季运行时， COP性能系数） 可达到投入1kW电能， 可得到4kW以上的冷量， 运行费用是锅炉的60% 左右。

3.2 环保

空气源热泵系统利用冷媒在蒸发器中与空气进行热交换，吸收空气的热量，（为什么会吸收空气的热量，是因为这种物质的沸点很低，一般是零下四十几度。由于物体由液态变成气态要吸收大量的热量，所以这里的空气相对来说温度已经很高，所以一定会吸热），在蒸发器中吸热以后由液态变为气态，进入压缩机，由压缩机把这种冷媒加工成為高温高压的蒸汽，然后进入冷凝器，在冷凝器中，冷媒与水进行热交换，冷媒的温度下降，由高温高压的气态变成液态，释放大量的热量，而水就可以吸收这种热量，冷媒就又回到储液罐中，等待下一次的循环，正是因为冷媒的这种周而复始的循环，把大量的热能源源不断地从空气中带到机组循环运行的水中，散发到每个房间。制冷则反之。首先空气源是因为我们能量的大量的来源是空气，是原生态的环保能源。略去燃煤锅炉系统， 降低温度供冷比单个空调制冷面积大大增加，所有工区的房屋全部享用。

3.3 可重复使用

空气对于使用的热泵机组可以说是取之不尽，用之不竭的。

3.4 空气源热泵中央空调技术机器具有多种用途

一是可以降低温度，进行制冷，同时又可进行供暖，解决冬天取暖问题。该套装置系统可以替代原有的锅炉供暖系统和空调制冷设备，意义重大。

3.5 智能自动控制自动化

装置内外部机组与系统实现智能自动控制自动化控制。根据实际情况，进行温度调控，节能效果显著。实现了降支节耗的目的，主要表现在人力、物力方面。

3.6 节省空间

装置主要安装在室外或房顶很小的空间，不需要提供专门的机房。

通过试用，满足了空气源热泵中央空调技术在我段应用的需求，具有极高的推广价值和良好的市场前景。

4 建议

4.1 逐步实施空气源热泵中央空调技术改造

鉴于使用该技术后，电费等节约率效果明显。一次改造后数月月即可节约回投入成本，建议对段管内各工区，采取分步实施、修改结合的方式，逐步实施空气源热泵中央空调技术改造。具体实施中，可先期在运城、临汾、侯马等地区房舍应用量较大先实施改造，以求取得明显的节支降耗效果。将更换下来的空掉和锅炉装备进行入库造册，合理处置，直至全部更换完毕，达到资源综合利用的目标。

参 考 文 献

[1] 铁燕，罗会龙.空气源热泵辅助供热太阳能热水系统技术经济性分析[J].制冷与空调，2009（04）.

学生浴室空气源热泵热水系统浅析 篇4

湖滨浴室位于我校湖滨学生宿舍区, 二层独立建筑, 一楼设淋浴头88个, 二楼设淋浴头92个。浴室热源采用环保无污染且经济节能的空气源热泵加热系统, 由空气源热泵热水机组制取洗浴用热水。考虑冬季随环境温度的改变、空气源热泵机组效能衰减等因素, 冬季另配置有蒸汽混合加热器辅助加热 (其蒸气来源于燃气锅炉) , 与空气源热泵机组联合制取洗浴热水, 保证系统全天候的制热效果。系统设计热水送水温度为50℃。按全年学生用水量的平均值, 本项目洗浴热水的每天设计供应水量160吨, 分为4个40吨模块化供水单元, 采取并联供水模式。当季节变化用水量减少时, 可选择单模块 (或双模块) 运行方式, 有效地控制能耗。

二、空气源热泵系统

1、系统计算参数 (见表1)

2、热泵机组选型

根据本工程的实际情况, 空气源热泵热水机组的选型需满足热水供应, 当冬季空气源热泵热水机组出力不足时, 启动蒸汽加热器辅助加热。武汉地区最冷工况下室外湿球温度按-4.0℃计算, 热泵的制热量修正系数为0.6, 冷水计算温度为5℃。

按160吨水所需要的热量计算:若冬季冷水的温度5℃, 那么热水所提升的温差就是45℃, 根据公式Q=Lp×Δt×1.01可计算出综合热量:

若确定机组运行时间16小时为加热时间, 那么每小时所提供的热量应该为528KW。本项目的热水系统设计为4套独立系统, 则每套系统设计的小时热量为142KW。每套系统的空气源热泵机组总配置为:RBR-36F机组3台, 3台机组的平均小时产热量145.725KW, 即可满足要求。

3、热泵机组选型校核

额定工况下空气源热泵热水机组制热能力:每套系统机组制热量145.725KW, 每小时产50℃热水量:145.725KW×0.86÷ (50℃-5℃) =2.78m3;机组日实际运行时间为:160m3÷ (2.78×4) m3/h=14.39小时。

最冷工况下空气源热水机组制热能力:武汉地区最冷工况室外湿球温度为-4.0℃, 热泵的制热量修正系数为0.6, 冷水计算温度为5℃。每套系统机组产热量:145.725KW×0.6=87.435KW, , 每小时产50℃热水量:87.435KW×0.86÷ (50℃-5℃) =1.67m3;;4套系统每天产水量 (50℃) 为4×1.67×14=93.52吨。在该工况下, 学生浴室热水系统项目辅助加热需配置每小时227KW的热量。

4、系统组成

本系统由4个模块单元组成, 每个模块单元由空气源热泵热水机组、蓄热保温水箱、机组制热循环泵及管路、热水供水泵及管路、回水管路、集中控制柜等组成。

系统原理如图1所示。

系统有4个独立的制热模块单元, 每套独立模块系统中3台空气源热泵机组 (制热量40KW) 与水箱采用并联加热方式, 热水循环泵一用一备。机组开机后, 循环泵启动, 水在空气源热泵机组的换热器中加热又循环回水箱, 然后由水箱下部循环管循环回机组换热器加热, 如此周而复始循环加热直至保温水箱里的水到达设定水温。

每套独立系统模块的水箱与水箱有管道连接, 每套模块系统可独立运行, 也可并联多模块运行, 紧邻的系统可以并联组合起来作为一个整体系统制热, 满足高峰期的洗浴用水。

空气源热泵热水机组与水箱连接管道设有过滤器、水流开关、阀门。过滤器装设在机组的进水口处, 阻止进水中的杂物进入机组, 保护机组的换热器及循环管路, 防止堵塞。水流开关负责机组的正常运行, 当保温水箱中缺水或管路不通, 无循环水流时, 主机处于自动保护不开机状态。机组进出水口装设阀门主要用于机组停机检修, 当单台机组需要检修或维修时, 关闭进出水阀门, 不影响其他机组运行。其停机温控设定范围由环境温度至50℃。

5、工作原理

空气源热泵热水机组作为一种热源有着独特的功用, 在制取50℃左右的热水其能效比 (COP值) 能达到4左右, 也就是说输入功率与输出功率之间是4倍左右, 在以空气作为采热的对象连续工作中, 热泵机组能高效吸收空气中热量并转移能量, 用于制热水。其工作原理如图2所示。

由于空气源热泵式热水器消耗的能量是机组内部压缩机功率, 所以它的功耗很低, 压缩机工作的时候工质循环吸收了空气中大量的热量, 从而能有3—4倍于压缩机功率的热量输出, 这样就形成很高的能效比 (COP) 。在相同的环境条件下加热等量的水到相同的温度, 空气源热泵热水器所花的费用约是电热水器所花的费用的1/4。因此它具有节能环保优势且无任何排放, 这也就是该项目的最大优点。在该项目中, 空气源热泵热水机组在环境温度低于7℃时, 制热效率开始衰减, 根据现场观测, 其衰减曲线如图3所示。

从图3中可以看出, 在全年工况下, 武汉市的冬季低于2℃以下的环境温度, 空气源热泵热水机组是需要第二热源来完成热水的加工任务的, 所以在该项目的第二热源设计中选用锅炉房蒸汽加热装置。在环境温度高于2℃以上工况下, 空气源热泵的制热工况还属节能状态, 效能是环境温度12℃的45%左右, 当然环境温度在一个24小时的周期是变化的, 所以以上的曲线只是作为参考。

三、系统的能耗分析和比较

1、系统能耗分析

现有设备用电功耗表:寒暑假期系统停用90天左右, 按每天用完160吨热水计算, 其实际功耗低于表2中的数值。

2、能耗比较

该项目全年的热水使用总吨位为44000吨, 实际的理论制热量为2046512KW。在现有的供热能源中, 煤、电、气、油为常规主要用能, 下面根据用能类别作分析, 详见表3。

由表3可以看出, 虽然气候条件对本系统有一定的影响, 但是显著的节能指标还是得到了充分的体现。与各种能源相比, 现在系统的日平均每吨水能耗只有10.378度电 (本系统所有的用电设施总和) , 折合人民币只有6.02元 (单价0.58元/度) 。与原来锅炉系统每天的费用相比, 能耗费用的支出大大降低, 从全年的效益分析可以看出, 本系统的节能和环保效果是稳定而显著的。

(注:表中数据为在满足全年44000吨热水, 制热量2046512KW的工况下, 各能源用量及折算价格。)

参考文献

[1]陈东、谢继红:热泵技术及其应用[M].化工工业出版社, 2006.

[2]徐伟等译:地源热泵工程技术指南[M].中国建筑工业出版社, 2007.

空气源热泵热水系统论文 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

空气源热泵热水器设计改造方案 篇6

1 项目概况

北方某高层住宅群,设计高层住宅13座,层数在21层至32层之间,定位是每户住宅配置一台太阳能热水器,原方案确定为。

1)结合建筑日照计算,冬至日仍能满足4小时日照的所有住户采用分散式太阳能热水系统。太阳能集热器及热水箱设置在南侧阳台,与建筑外形相结合,考虑一体化设计。系统采用直接式、自然循环系统。

2)结合建筑日照计算,冬至日不满足4小时日照的住户,采用集中式太阳能给水系统。将太阳能集热器集中设置在塔楼屋面,同时在屋面设置热水机房,机房内设置贮热水箱、集热器循环泵及供水泵。供热水箱分散设置于各户卫生间内。系统采用间接、强制循环系统。

根据技术要求,将设有屋面太阳能系统的楼栋由屋顶太阳能负担热水部分的低楼层居住单元的热水供应变更为由阳台分体空气能热水器提供(以设计变更形式完成),原采用分体式阳台壁挂太阳能的居住单元方案不变,经过统计太阳能热水利用率约为62%(全为阳台分散式太阳能系统),空气能热水供应率约为38%。

2 技术特点对比

(1)阳台分散式壁挂太阳能系统:建筑设计一体化完成,集热板挂在设备阳台挑板上,分户水箱挂置于两台卧式空调室外机上方,在阳台上设置设备平台约1.4m2,满足安装太阳能热水器及空调外挂机的要求。

特点:靠自来水压力自动上水,管线短,安装、维修方便,加热效果好,占用空间小。一体化设计对立面影响不大;

(2)集中式-分散式太阳能给水系统:集中采热后,要经过泵循环加热,把一个近一吨左右的水箱(按户数多少确定容量)加热后,通过泵送至各户加热每户内的分户水箱进行间接加热,使住户获得热水。

优点:辅助热源分散设置,户内贮存热水量较小或无存水量,各户可在太阳能集热量基本用完的情况下根据需要启动辅助加热热源(最大限度地利用太阳能热量),且辅助热源为快速加热用完即停,加热量相对较小。

缺点:不集中进行辅助加热,太阳能集热提供的热水水温随时间波动较大(下午水温较高,夜间水温较低),对于用水或用热时间不同的用户无法准确反映其使用的太阳能集热量,不便于分户计量和公平收费。分户水箱为间接加热时,住户只使用太阳能集热量,不使用统一供应的热水量(通过室内冷水表计量用水量)对于各户使用的太阳能集热量难以计量收费;户内循环加热系统优先利用太阳能集热量,只有在分户水箱水温过低时才使用热水器进行循环加热。

(3)空气能热水器系统:把空气中的低温热量吸收进来,经过压缩机压缩后转化为高温热能以此来加热水温。空气能热水器具有高效节能的特点,制造相同的热水量,比电辅助太阳能热水器利用能效高。

优点:不需要屋面机房系统,减少室内外的空间占用量;分户管理,减轻物业管理上的负担,只在冷水、电量计量,日常管理同阳台壁挂太阳能热水器相同;充分利用了阳台设备平台的空间;安装、检修简单方便;可利用空气能热水器的技术特点,夏天给室内降温,冬天利用室内温度提高加热热水的效率。

3 空气能热水器系统替换集中太阳能系统设计修改内容

3.1 给排水专业

户型修改:设有屋顶太阳能的相应楼栋的用户卫生间热水水箱取消,在阳台新增空气能热水器室外机及热水水箱(80L),取消卫生间热媒管井。

屋面修改:屋顶太阳能集热板及管路取消、热水机房已不需要。

3.2 建筑专业

户型修改:按照水专业调整相应户型的卫生间热水水箱至阳台位置,热媒管井取消;

剖面修改:空调机阳台剖面调整、立面剖面修改。

屋顶层修改:屋面热水机房已不需要(是否保留请建筑专业决定)、屋顶集热板取消、找坡取消、出屋顶热水管井对应户型管井取消。

3.3 电气专业

户型修改:按照水专业所提的相应户型的卫生间热水水箱预留配电插座取消,在阳台新增空气能热水器配电插座,室外机运行功率0.9kW,电辅热功率仍按1.5kW预留,需对供电回路进行调整。

3.4 结构专业

户型修改:空气能热水器荷载分为室外机+室内水箱,室外机净重80kg,室内水箱总重250kg(以建筑提供位置为参考,放置于封闭阳台,壁挂还是坐立形式待招标后确定);

屋面调整:根据建筑所提条件修改,可减少屋面太阳能机房的荷载量。

3.5 预算

对于本项目,单户平均一次性成本略高于集中屋顶太阳能系统,但考虑到后者的集中集热、供热循环泵的物业电费和管理费,综合评价在投资方面基本相同。

4 结论

将集中屋面太阳能热水系统替换为阳台空气能热水器系统从设计技术上可行,设计难度与阳台壁挂太阳能相当,在耗能方面如果能够保证室外机和电辅热不同时工作,在太阳日照不足的楼层,能耗与集中太阳能系统相当,同时因为分户安装可减少集中物业管理、维护、收费的压力,可以作为太阳能不足区域的热水供应替代系统考虑。

摘要：北方某高层住宅小区热水供应系统原设计方案为集中-分体(日照不足低层数区域)、单户壁挂太阳能系统(日照充足高层数区域),因考虑集中-分体系统需要设置屋顶太阳能机房、管井热媒管路较长、集热器及供热循环泵物业维护管理复杂等因素,拟采用空气源热泵热水嚣系统替代集中-分体太阳能系统,就系统的替换提出设计修改方案,以探究两种热水系统替换的互补性。

关键词：太阳能集中-分体系统,空气源热泵热水器,热水供应系统互补性

参考文献

[1]韩广田.空气能热水器的应用与扩展(下)[J].太阳能.2012(10).

[2]陈晓通.城市太阳能热水器与建筑物一体化设计[J].住宅产业.2005(08).

[3]赵磊,李满.家用太阳能热水器使用中存在的问题及解决方法[J].建筑节能.2007(11).

空气源热泵热水系统论文 篇7

1. 空气源热泵热水器简介

1.1 热泵热水器的原理

热泵热水器是一种节能、高效的供热水产品, 其主体是热泵系统, 以电能作为驱动力, 利用制冷工质吸收环境中的热量, 并通过热泵循环将该部分热量传递给水来制取热水。

热泵技术的基本原理是逆卡诺循环, 实质上是一种热量提升装置, 即从周围环境中吸取热量, 并把它传递给被加热的对象。其主要装置由蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀四部分组成。

1.2 空气源热泵热水器的优点

空气源热泵热水器具有高效节能的特点, 其节能效果是电热水器的4倍, 是燃气热水器的3倍。在运行费用上, 空气源热泵热水器的初期投资虽然较高, 是煤气、天然气、电热水器的三至五倍, 但其日常运行成本较低。据专家测算, 120升水从15℃上升到55℃, 煤气热水器所需的运行费用为1.74元, 天然气热水器为1.26元, 电热水器为3.60元, 而空气源热泵热水器约为0.95元。

2. 空气源热泵热水器系统结构的研究

空气源热泵热水器在使用中受到环境温度、进水温度、组成部件性能等的影响, 目前, 国内外的诸多学者已经在换热器的结构、节流机构、压缩机等系统结构方面开展了诸多的研究。

2.1 换热器结构研究

2.1.1 管路设计

管路设计是影响换热器换热性能的一个主要因素, 对管翅式换热器而言, 分流的支路数热泵系统中有很大差别。黄东等利用软件模拟热泵蒸发器, 指出蒸发器的换热量在管路支路数较少时受传热温差和传热系数共同影响;在支路数较多时则主要受传热系数的影响, 即适当的支路数才能保证蒸发器充分发挥换热能力。

2.1.2 换热器的研究

换热器的盘管结构对换热器换热性能有很大的影响, 目前, 盘管所采用的多是铜管, 盘管结构主要指铜管的内径、形状和盘管的形状等。目前空气源热泵热水器的铜管主要是内肋铜管如内螺纹铜管等, 室外换热器的盘管形状一般都是水平U型管。盘管结构方面的研究工作主要是铜管的内径和冷凝盘管的形状, 以及如何减少用料、降低成本。对铜管内径的研究, 主要研究是制冷剂在不同内径的各种管路中的换热系数及其关联式研究。对精度较高的冷凝、沸腾换热特性的关联式做进一步研究, 对减小铜管管径、节省材料、降低产品的试验难度有一定的帮助。

对于冷凝盘管, 其形状对储水桶的换热能力有很大的影响, 陈嘉澍等对容量为90L的立式储水桶中冷凝盘管分别采用等径螺旋盘管和非等径螺旋盘管进行对比试验研究, 发现非等径螺旋盘管的换热性能要高于等径盘旋盘管, 说明对容量较小 (100L以内) 的立式储水桶采用非等径螺旋盘管, 换热性能较优越。但对于容量较大的立式储水桶, 使用类似的盘管存在用料多、不易固定等问题, 一般采用在底部安装等径螺旋冷凝盘管, 利用自然对流加热的方法。

翅片结构也是影响换热器换热性能的一个因素, 翅片主要有平翅片、开缝翅片、波纹翅片等。目前大部分空气源热泵热水器都是采用开缝翅片, 不同开缝翅片的形状和间距会产生不同的换热效果。因此, 翅片结构也是目前国内外学者的一个重要研究课题。

2.2 节流机构的研究

对节流机构是热泵热水器系统的一个重要组成部分, 常见的节流机构有毛细管、热力膨胀阀、电子膨胀阀等。采用毛细管作为节流机构的热泵热水器, 其优势是降低了生产成本, 缺点是工况适应能力差。热力膨胀阀分为单向和双向热力膨胀阀, 热泵热水器中主要采用双向热力膨胀阀, 张良俊等实验研究了热力膨胀阀对空气源热泵热水器稳定特性的影响, 指出膨胀阀开度和制冷剂充注量是影响系统稳定特性的重要因素, 且热力膨胀阀对热泵热水器系统全年运行的流量调节有一定的局限性。电子膨胀阀拥有调节精度高、调节范围大、快速制热制冷等特点, 在变频系统中已经有了很好的应用。可以看出, 三种节流元件各有优缺点, 具有一定的适用范围, 在热泵热水器中的应用中, 应根据用户的不同要求采用不同的节流机构。

2.3 压缩机的研究

压缩机是热泵系统中最重要的部件, 目前国内外很多企业都在进行专门应用于热泵系统的压缩机, 谷轮、大金、东芝等已经有产品推出。目前常见的压缩机如往复活塞式压缩机、滚动转子压缩机、涡旋压缩机等在热泵热水器中都有应用。

压缩机的应用一般是根据不同的工质来进行选择。目前在家用热泵热水器中, 常用的工质主要是R22、R417A、R410A等, 采用的压缩机大多是滚动转子式压缩机, 游斌等试验研究表明环境温度-7℃~43℃之间时, 转子压缩机在R22空气源热泵热水器中有很好的可靠性。涡旋压缩机在家用热泵热水器中也有所应用, 在研究出专门的热泵压缩机之前, 有专家提出用涡旋压缩机作为热泵热水器的过渡压缩机, 采用“两步换热法”来保证涡旋压缩机在热泵热水器中应用的可靠性。

参考文献

[1]黄东, 李权旭.R22与R410A热泵中蒸发器性能随支路数变化的比较[J].西安交通大学学报, 43 (7)

方兴未艾的空气源热泵热水器 篇8

2012年6月, 国家发展改革委、财务部和工信部公布了《节能产品惠民工程高效节能空气源热泵热水器 (机) 推广目录》, 首次将空气源热泵热水器纳入补贴范围。这好像一针“强心剂”, 给空气源热泵热水器行业注入新的活力, 迎来行业繁荣发展的黄金时期。

高效节能傲视群雄

目前国内热水器市场上占主导地位的产品主要有四种, 它们是燃气热水器、电热水器、太阳能热水器和空气能热水器。大多数消费者对前三种热水器都早已熟知, 而对空气源热泵热水器却不十分了解。空气源热泵热水器的是一种高效、节能、低碳的热水器, 其基本原理是利用热泵技术, 把空气中的低温热能吸收进来, 经过压缩机压缩后转化为高温热能后用于加热水温, 制取生活用水。

与燃气热水器、太阳能热水器和电热水器相比, 空气源热泵热水器在节能、减排方面具有明显优势。据测算, 空气源热泵热水器的耗电量仅为同等容量电热水器的四分之一, 是燃气热水器的三分之一。同时, 空气源热泵热水器克服了太阳能热水器所受气候条件和安装的限制, 也解决了燃气热水器的污染排放问题, 符合国家倡导的绿色低碳的理念。

虽然空气源热泵热水器的初期投资比煤气、天然气、电热水器的高, 但其日常运行成本则低的多。

市场推广步履维艰

空气源热泵热水器虽然在节能、低碳方面具有明显的优势, 但在“三足鼎立”的热水器市场上还无法与燃气、太阳能和电热水器相提并论。据有关部门统计, 我国2011年空气源热泵热水器销量在60~80万台, 仅占国内热水器市场份额的5%。空气源热泵热水器市场推广不利的因素有很多, 最主要的因素主要集中在政策、价格、宣传和市场方面。

在政策方面, 从许多先进国家的经验可以看出, 对节能减排产品、技术的推广很大程度上取决于国家政策的推力, 对空气源热泵热水器而言也是如此。政府优惠政策的进一步完善和财政补贴的制订, 能够为空气源热泵热水器打开更广阔的市场空间。

在价格方面, 空气源热泵热水器与电、天然气热水器相比具有十分惊人的节能效果, 但前期投资远远大于其它类型的热水器, 动辄数千甚至上万元, 让普通消费者敬而远之。

在宣传方面, 由于对空气源热泵热水器的宣传推广的力度不够, 许多消费者甚至从未听说过“空气源热泵热水器”一词, 即使在北京、上海等大城市, 人们对空气源热泵热水器的认知度也不高, 阻碍了市场发展。

在市场方面, 空气源热泵热水器行业内部企业水平良莠不齐, 虽然其中不乏美的、天舒等知名品牌, 但也有一些小企业靠产品组装和贴牌赚取利润, 挫伤了消费者对空气源热泵热水器质量的信任度, 干扰了市场的正常秩序。

政策推动前景广阔

空气源热泵热水器因其具有高效、节能、低碳的优势, 产品一经问世就受到业内关注和好评, 许多国家的政府部门在政策方面给予扶持, 在资金方面给予补贴。如澳大利亚政府规定, 居民购买新热水器时只能从太阳能、空气能和燃气热水器中选择, 不得购买电热水器。在日本, 普通家庭购买1台空气源热泵热水器最高可获得政府相当于3000元人民币的补贴。政府出台的优惠政策加快了空气源热泵热水器的推广步伐, 在欧美地区和日本空气源热泵热水器的普及率高达80%左右。

近几年来, 我国政府及相关部门也一直积极研究制定空气源热泵热水器的推广政策。特别是2012年6年国家发展和改革委、财政部和工信部公布的《节能产品惠民工程高效节能空气源热泵热水器 (机) 推广目录》, 首次将空气源热泵热水器列入惠民工程, 无疑为该行业注入一针“强心剂”。

此次节能产品惠民工程共有31家企业共480余款产品入选, 每台空气源热泵热水器最高可享受600元补贴。如此高额的补贴, 一方面说明空气源热泵热水器的高效节能被认可, 另一方面也预示着该行业终于“守得云开见月明”, 迎来属于自己的“春天”。

惠民工程自公布至今已近半年的时间, 空气源热泵热水器市场热销的趋势已初见端倪。以美的、天舒、纽恩泰、欧特斯等入选品牌的企业短期内的销售额均有大幅提高。据纽恩泰提供的资料显示, 该企业从今年6月份开始每月节能惠民月报都在千台以上, 8月份销量比去年同期增长95.7%。纽恩泰有关负责人透露2012年预计将完成1.8亿元的销售额, 而且有信心于明年达到3亿元的销售目标。

空气源热泵热水系统论文 篇9

随着住宅观念的更新, 人们更加注重住宅的舒适性, 面积超过100m2以上的住宅、复式住宅的增加, 使户式中央空调的市场日趋增大。户式中央空调融合了传统中央空调和家用空调的优点, 与传统的中央空调相比, 在空间利用、安装和节能等方面都具有优势。但对于任何一个完整的供暖空调系统, 其基本的组成都必须有三个部分组成, 即冷热源、管路系统和末端装置。如何合理地选择户式中央空调系统的冷热源及末端装置, 对于供热、空调系统非常重要。而采用空气源热泵+风机盘管+地板采暖系统的一热源两末端的联合系统具有其经济性和可行性。

2、空气源热泵与地板辐射采暖系统简介

2.1 空气源热泵技术

空气源热泵技术是基于逆卡诺循环原理建立起来的一种节能、环保制热技术。空气源热泵系统通过自然能 (空气蓄热) 获取低温热源, 经系统高效集热整合后成为高温热源, 用来取 (供) 暖或供应热水, 整个系统集热效率甚高。

空气源热泵机组由室外机和室内机两部分组成, 它在冬季作为热源, 提供热水给地板采暖。热泵有以下优点: (1) 高效节能, 运行成本低, 有利于能源的综合利用; (2) 绿色环保, 代表前沿发展方向; (3) 冷热结合, 设备应用率高, 初投资低; (4) 全自动控制, 调控比较方便; (5) 体积小巧, 安装方便, 能与建筑物有机结合。

热泵技术是二十一世纪的一个能源技术, 能通过热泵的形式, 可以提高能效的利用。能效的利用有两个含义, 从环境角度来讲, 可以减少温室气体的排放, 减少对环境的有害因素。从另外一个方面来说, 就是解决电力高空负荷的一项技术。

2.2 地板辐射采暖系统

低温地板辐射供暖是一种利用建筑物内部地面进行采暖的系统, 该系统以整个或部分地面作为散热面, 其地板散热面主要以辐射热的形式 (约占总热量的61.25%) 向室内散热。低温地板辐射采暖作为冬季的一种采暖形式, 具有高效节能 (与普通散热器采暖系统相比节能可达50%以上) , 运行费用低, 舒适卫生, 使用寿命长, 便于热力计量和收费, 可利用热源多、节约建筑有效使用面积等优点。

随着我国塑料化工工业的发展, 出现了耐高温、高压、抗老化、易弯曲的PEX、PPR、PB、XPAP等塑料管道, 为低温地板辐射供暖技术提供了可靠的材料保证。与金属材料相比塑料管具有耐腐蚀、抗老化、成本低、地面下无接口、不易结垢、阻力小等优点, 一般塑料管道使用寿命可达50年以上。低温地板辐射供暖系统常用的管道铺设方式有旋转型、直列型和往复型等几种。

3、空气源热泵与地板辐射采暖联合系统分析

3.1 可行性分析

空气源热泵夏季可制冷, 冬季可提供低温热水。但冬季的低温热水在传统的空气—水空调系统中难以发挥出令人满意的采暖效果, 而低温热水 (一般在40—45℃左右) 理论上却恰好满足地板辐射采暖系统的需要, 从而有可能使能源得到梯级利用, 提高能源的利用效率。空气源热泵地板采暖系统通过空气源热泵从空气中提取热能, 冬季用贴近地板铺设的换热管加热地板辐射放热采暖, 构成一种以空气为热源的清洁、安全、节能的采暖系统。

3.2 经济性分析

根据国家发改委节能信息传播中心发布案例研究82, 以北京地区为例, 住宅类建筑采暖空调系统综合比较如下:

(1) 传统型集中热源+装饰性暖气+分体空调方式

其特点为两源两末端, 舒适性较差, 节能性较差, 调节性较难, 初投资为250元/m 2, 运行费为35元/m 2。

(2) 公寓式燃气炉+风机盘管+户式空调方式

其特点为两源一末端, 舒适性一般, 节能性较差, 调节性较易, 初投资为320元/m2, 运行费为35元/m2。

(3) 集中或分户热源+地板采暖+户式空调方式

其特点为两源两末端, 舒适性较好, 节能性一般, 调节性较难, 初投资为390元/m2, 运行费为29元/m2。

(4) 空气源热泵+地板采暖+风机盘管方式

其特点为一源两末端, 舒适性较好, 节能性较好, 调节性较易, 初投资为300元/m2, 运行费为24元/m2。

3.3 影响因素分析

3.3.1 围护结构的保温

单层窗和大面积未作保温的外墙温度受室外温度影响较大, 窗和外墙内表面温度即便是在室内地面热辐射作用下仍成明显的周期性变化。除窗以外, 室外温度和太阳辐射的影响远小于室内地面热辐射对其余围护结构内表面的影响。因此, 冬季外窗的保温在围护结构中对提高供暖系统效率意义重大。

3.3.2 围护结构蓄热能力

停机后室内温度变化对系统运行起着影响作用。在冬季采用风机盘管系统室内温度下降速率是地板采暖系统的7.3倍。这是因为风机盘管系统直接加热室内空气, 围护结构的蓄热量却非常少, 而地板采暖系统在运行期间加热了地板各构造层及循环热水, 在停机后积蓄的能量仍可持续向室内供暖, 室温降低较慢。因此, 在运行模式上可采用夜间开机, 白天停机的蓄热运行模式, 从而体现其经济舒适性。

3.3.3 供水模式

空气源热泵地板采暖受室外气温影响较大, 随室外气温的变化, 会出现三种工况并影响供水模式, 即 (1) 发生除霜的连续运行; (2) 无除霜的连续运行; (3) 过热保护间歇运行。可采取除霜间隔时间适当拉长的方式, 避免频繁融霜。由于地板采暖对水温不敏感, 可以将水温的下限降低, 调节幅度加大, 避免频繁开关机, 影响机组寿命。

在能源可持续发展的趋势下, 空气源热泵与地板采暖相结合, 不仅保证了地板采暖的供暖连续性, 而且相对于其他采暖方式更为节能, 解决好运行中的影响因素, 为小型用户供热供冷方式提供了方便舒适的选择。

空气源热泵热水系统论文 篇10

关键词：空气源,热泵,节能环保

空气源热泵热水机组自20世纪40年代发明至今, 其技术已日趋完善, 空气源热泵热水机组是当今世界上最节能的供热水设备之一, 它是利用吸取空气中的热量, 制取55℃~60℃ (最高可达65℃) 的高品质生活热水。

1 工作原理

空气源热泵热水器 (机组) 是运用逆卡诺循环原理, 通过热泵做功使热媒 (冷媒) 产生物理相变 (液态-气态-液态) 利用往复循环相变过程中不间断吸热与放热的特性, 由吸热装置 (蒸发器) 吸取低温热源空气中的热量, 通过专用热水交换器 (冷凝器) 向冷水中不断放热, 使水逐渐升温, 达到制热水的目的。制热过程中的电热能量转换效率最高可达450%以上。热泵只需要消耗一小部分的电能满足空气压缩机和风机等设备做功, 就可将处于低温环境空气中的热量转移到高温环境下的热水。空气源热泵热水器一般由压缩机、冷凝器、蒸发器、节流装置、过滤器、储液罐、单向阀、电磁阀、冷凝压力调节水阀、储水箱等几部分组成。

2 高效节能

空气源热泵热水机组能把空气中的低温热能吸收进来, 经过压缩机压缩后转化为高温热能, 加热水温。这种热水器具有高效节能的特点, 其耗电量是同等容量电热水器的1/4, 是燃气热水器的1/3, 常规太阳能的1/1.5。空气能是一种广泛存在, 可自由利用的低价位能源, 利用热泵循环提高其能源品质, 因此是一项极具开发和应用潜力的节能、环保新技术, 具有很高的实用价值。其高效节能由工作原理可知, 热泵机组能从周围空气获取大量的免费热量, 一般情况下, 每消耗1度电大约能产生3度~4度电以上的热量。机组的能效比 (COP) 平均可达3~4以上, 相当于热效率超过300%~400%。

3 经济耐用

由于效率高运行费用低, 是电锅炉的1/3~1/4还少, 而且可以大大降低供电负荷, 节约电力增容费。跟燃气燃油锅炉比较, 无需相应的燃料供应系统, 因此无需燃料输送费用和管理费用。设备紧凑, 操作、维护简单, 无需人工管理费用。机组安装在室外, 比如裙楼或顶层屋面、敞开的阳台等处, 无需设立专门的设备房, 不占用有效的建筑面积, 节省土建投资。运行可靠, 使用寿命长。外壳采用镜面不锈钢, 高雅美观, 经久耐用, 不易生锈。空气源热泵热水机组加热时间短, 水电完全分离, 无触电危险;无废烟、废气排出, 因而无中毒危险;同时也克服了太阳能热水器阴雨天不能工作的缺点。空气源热泵热水机组的初期投资是煤气、天然气、电热水器的3倍~5倍, 但由于它特殊的节能效果, 一般会在一年半以内通过节能方式将成本收回, 锅炉等其它供热方式一般使用寿命只有五年, 而热泵机组的使用寿命可长达15年。

4 特点

1) 设计先进

通过计算机仿真测试实验室, 模拟各种恶劣环境的运行, 调试评估出机组系统的最优化配置方案及机组最合理的COP值。运用现代计算机仿真技术结合设计风道系统, 有效减少高频噪音。

2) 智能控制

强大的微电脑控制功能, 彻底解决系统运行的安全问题, 能够智能化的向终端用户提供连续、稳定的卫生热水。

3) 高效节能的制热系统

空气能热泵是以空气作为能源来源的, 受环境影响很小。采用全新高效制热系统, 优化的系统设计, 运行平稳, 系统稳定, 综合效能比达到3.6-6。

4) 高端配置

电子膨胀阀本身具有很大的调节能力, 从而更保证了更强的节流能力;管翅片热交换器采用内螺纹铜管, 翅片采用亲水铝箔, 具有高效的热交换性能, 从而增大其换热量;机组冷凝器采用进口高效优质的螺旋铜管制作, 换热能力充足, 能效比更高;拥有专利的融霜控制技术, 保证机组具有良好的制热性能, 除霜更快更彻底;确保机组能够稳定运行。

5) 低温运行

能在恶劣天气下使用, 机组具有智能化霜功能, 但是一般适用于最低温度在-20℃以上的地区

6) 全方位保护

机组有全方位的保护系统、各种参数查询、故障查询、系统参数查询等功能, 动行安全可靠、方便, 真正做到无需人员值守, 节省开支。

7) 绿色环保

因不使用燃气所以不会产生废气, 不会破坏臭氧层。同时COP至少为3以上, 比电热水器节省2/3甚至3/4电费, 比燃气热水器及太阳能热水器年辅助加热节省1/2甚至2/3费用。而每减少消耗一度电量, 可以减少发电时的1.5磅的二氧化碳产生, 也就可以减少对大气层破坏。同时空气源热泵抽取空气中的热量制热后, 排出的是冷风, 有利于改善环境温度, 降低温室效应。属于高效节能产品, 符合我国能源产业和环境保护政策。

5 优势

1) 从投资方面:如达到相同供水效果, 资金投入热泵热水机组比常规太阳能产品少, 并且可以使用经济电能, 在用电低谷时制热水储备;

2) 从使用方面:常规太阳能产品受天气影响明显, 阴雨天、下雪天、夜晚就不能工作, 而热泵热水机组不管阴天、雨天、下雪天、夜晚或阳光明媚都能照常工作, 全天候提供热水;

3) 从运行成本方面, 常规太阳能在太阳直射下, 几乎零成本运行, 可惜在阴雨雪天或夜晚只能依靠辅助系统工作, 统计数据显示, 正常使用时, 常规太阳能辅助系统全年耗电能比热泵机组全年总耗电能要高;

4) 其它功能方面:热泵机组使用不受地点限制, 可以摆放在任何地方, 而且占地空间很小, 而常规太阳能要达到同等供热效果则需占用很大空间, 还必须露天摆放;热泵机组在制热水的同时可产生冷气, 可用于除湿、降温及空气滤清等辅助功能。

6 结论

随着能源需求日益紧张, 节能减排、低碳环保显得尤为重要。空气源热泵热水器作为新型的节能设备, 不仅能改善国家电网的供电压力, 也能为用户节省大量的运行管理费用, 所以该系统值得我们不断地深入研究、完善和推广, 为国家的节能减排做出贡献。

参考文献

[1]陈耀庆.实用供热空调手册.

[2]建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范 (GB50243-2002) .