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1 # 暖通南社
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2 # 紐恩泰空氣能舒適系統
說到空氣能熱泵採暖,相信大家都不陌生。這兩年來,由於“煤改電”工程的推動,空氣能熱泵在採暖領域可算是風聲水起,名聲顯赫。北京、山西、山東、河北、河南等地,到處都有空氣能熱泵的影子。
實際上,除了採暖之外,空氣能熱泵在熱水供應領域也頗有建樹,尤其是賓館、酒店、學校、部隊、商場、辦公大樓這種大型建築的熱水供應,更是空氣能熱泵的強項。
比如山東協和學院240噸熱水改造專案,24臺紐恩泰低溫式G10D熱泵為全校12棟學生公寓樓提供24小時熱水服務。
又比如仁懷市人民醫院200噸熱水改造,該院佔地面積超過兩萬平方米,開放床位超過1000張,是整個仁懷市數一數二的大型醫院,集醫療、教學、科研以及保健於一體。眾所周知,對於醫院來說,住院病人的日常生活、醫生的手術及清洗等工作都需要熱水。所以在熱水供應裝置的選擇上,醫院方面在進行全方位的評估後,最終選擇了紐恩泰空氣能熱泵作為醫院的供熱裝置。
為什麼這麼多的大型建築都選擇空氣能熱泵呢?紐恩泰一位從事多年空氣能工作的技術人員表示,在常見的熱水工程中,人們更關注熱水裝置三方面的內容,分別是穩定性、經濟性以及安全性。
第一,主要是因為空氣能熱泵供水穩定。無論是白天還是黑夜、盛夏還是寒冬,空氣能熱泵都可以提供穩定熱水,並且保持一個良好的溫度,不會出現出水冷熱不均的現象。
第二,大型建築對熱水的需求量大,因此要求成本要低。而在成本開支上,空氣能熱泵早在採暖領域就證明了自己的節能性,消耗1kw電能,就能製造4kw熱能,制熱效率遠遠勝過其他熱水供應產品。
第三,對商家來說,除了盈利之外,安全是最重要的。和傳統熱水產品相比,作為新時代熱水裝置的空氣能熱泵,在安全性上有了很大的提高。它不依靠燃氣、燃油、煤驅動,換熱過程水電分離,將燃爆、漏電等安全隱患徹底消除,為消費者提供了一個最可靠的安全保障。
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使用煤鍋爐容易產生環境汙染,而電鍋爐消耗電量大,還不安全等弊端,使用太陽能又會受到氣候的影響。而空氣源熱泵由於是透過吸收空氣中的低熱能,經過壓縮機轉化為高熱能來加熱冷水,用來冬季採暖或者烘乾產品。因此空氣源熱泵在執行的過程中就不會排出汙染環境的氣體。空氣源熱泵在整個執行的過程中,只需要少量的電帶動壓縮機和風機轉化出高熱能,它是非常省電的。
空氣源熱泵三聯供:
空氣源熱泵三聯供機組是一種用電動機驅動,蒸汽壓縮迴圈,以空氣為熱源,能同時供冷與供生活熱水、同時供暖與供生活熱水、單獨供冷、單獨供暖、單獨供生活熱水的裝置。這一裝置將熱泵空調技術、熱泵熱水器技術和先進的換熱技術進行了技術整合,實現了空調和熱水器的完美結合。
1. 冬季制熱模式(生活熱水低於設定溫度5℃,生活熱水需要加熱):壓縮機排氣口→1號電磁閥關閉不通→生活熱水換熱器→3號電磁閥開啟→膨脹閥→表冷器(蒸發器)→四通閥→回壓縮機吸氣。
2. 冬季制熱模式(生活熱水達到設定溫度):壓縮機排氣口→1號電磁閥開啟(生活熱水冷凝壓力高於供暖冷凝器壓力)→四通閥→供暖換熱器→膨脹閥→表冷器(蒸發器)→四通閥→回壓縮機吸氣。
3. 夏季製冷模式(生活熱水低於設定溫度5℃,生活熱水需要加熱):壓縮機排氣口→1號電磁閥關閉不通→生活熱水換熱器→2號電磁閥開啟→膨脹閥→製冷換熱器→四通閥→回壓縮機吸氣。
4.夏季製冷模式(生活熱水達到設定溫度):壓縮機排氣口→1號電磁閥開啟(生活熱水冷凝壓力高於室外冷凝器壓力)→四通閥→表冷器(冷凝器)→膨脹閥→製冷換熱器→四通閥→回壓縮機吸氣。
優點:
普通風冷熱泵機組在製冷的同時,必須向環境中釋放大量的冷凝熱,這部分熱量加劇了城市熱島效應。以一臺制熱量為12kW的機組為例,每小時向空氣中釋放約10318千卡熱量,這些熱量在1 小時內可使1200kg水溫升10℃。很多這樣的企事業單位,生活熱水是一年四季都是需要的,如果採用三聯供餘熱回收技術,每年會節約大量的生活熱水加熱費用。
目前熱泵生產廠家及知名空調廠家已成功開發出風冷三聯供產品,該產品在製冷、制熱的同時加熱生活熱水,也可各功能獨立執行,三聯供機組實現了製冷狀態下的全熱回收,降低了初投資成本。
弊端
1. 通常採用三聯供技術的單位主要是利用其室內空氣調節功能,生活洗浴熱水功能為輔。熱泵機組一般按房間負荷選配,相比生活熱水負荷較小,機組夏季大部分時間工作在製冷模式。用在加熱生活熱水模式時間很短,包括家用三聯供熱水機。
由於各地區水質不同,洗浴熱水換熱器每天都流入新水,對換熱器的耐腐蝕能力要求很高,好多三聯供機組因洗浴熱水換熱器腐蝕穿透,造成水進入氟路系統,導致整套空調機組報廢。如想盡量杜絕蝕穿問題,洗浴熱水做二次換熱系統,冷凝溫度勢必再提高約5℃ ,加劇COP值降低,得不償失。
2. 生活熱水溫度一般設定在45℃左右,甚至更高,此溫度可視為生活熱水模式中熱泵機組的冷凝溫度。
製冷模式,以北京為例,夏季空氣調節設計冷凝溫度約為35℃,在這種環境溫度工況中執行,傳統空調機組執行正常。換做三聯供機組在製冷模式執行沒問題,如此時洗浴熱水需要加熱,同時室內需要降溫,其冷凝溫度必須升至45℃ ,冷凝溫度從35℃升至45℃,冷凝壓力提高至約2.7MPa,遠高於空氣冷卻溫度壓力1.7MPa,增大了壓縮比,耗電量加大。
在空調製冷模式下,免費得到洗浴熱水,實際是一部分(35℃冷凝溫度以上)靠提高冷凝溫度,加大壓縮機能耗換來的。
熱泵三聯供系統,概念新穎,所謂空調模式執行時可以免費加熱洗浴熱水,購買一套三聯供裝置,可以實現室內製冷、供暖及洗浴熱水。可以降低部分初投資,但執行費用與空調加空氣源熱泵熱水機的執行費用是相同的。(如圖2所示)
三聯供系統一般執行是先保證洗浴熱水溫度,夏季製冷時,如洗浴熱水溫度與室內溫度都沒有達到停機溫度,生活熱水換熱器作為空調的冷凝器時,洗浴水溫在35℃以下執行時(因夏季室外溫度(冷凝溫度)高於水箱溫度),製冷工況是節能的。可洗浴熱水一般要升至45℃甚至更高才停止執行,在35℃~45℃以上的溫度工況執行時,製冷工況是不節能的。
考慮其潛在的危險性(由於生活熱水蝕穿換熱器導致整套系統癱瘓),不如在機組內部把空氣源熱泵空調部分與生活熱水完全分離,風機可以考慮整體使用,這樣系統內部互不干擾,工作穩定。(如圖3所示)
空氣源熱泵二聯供:
空氣能熱泵二聯供是使用一套空氣能熱泵系統,提供熱水、採暖或者提供採暖、製冷兩種功能,所以空氣能二聯供是地暖空調一體機、地暖熱水一體機等的統稱。