风冷热泵采暖于我国北方地区:应用现状、优势与发展前景
创始人
2024-12-11 02:17:54
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风冷热泵采暖在我国北方地区有着广泛的应用前景与重要意义。风冷热泵以空气为热源,具有安装方便、初投资相对较低等优点。在北方,其可有效利用冬季的空气能。在一些中小规模的住宅、商业建筑采暖中表现出色。它能独立为建筑提供稳定的热源,满足室内采暖需求。相较于传统的燃煤采暖,风冷热泵更加环保,有助于减少北方地区冬季的大气污染。不过,它在低温环境下制热能力会有所衰减,随着技术的不断发展,通过改进压缩机、增加辅助加热等措施,风冷热泵采暖正逐渐成为北方地区清洁采暖的重要方式之一。


    一 、我国北方地区面临的采暖问题
   
    环境保护与节约能源正挑战我国的供暖热源。各种传统采暖方式都存在不同的缺陷:
    1、燃煤锅炉采暖污染严重,必须改变。(参考《建筑中文网》
    2、集中供热收费制度正在改革,但即使解决了分户计量问题,也还存在着系统网络如何避免水力与热力的失调问题, 除非彻底解决自动化,否则,很难实现用户自主调节使用,并缴纳相应的费用。
    3、使用燃气炉采暖,一是用户支出费用高,二是仍存在污染问题。据北京市节能办公室对用这种热源分户采暖的住宅小区进行测试,证明氮氧化物明显超标,甚至还存在安全隐患。
    4、直接用电取暖(如:电暖气、电热膜、电锅炉等),由于燃料的利用率太低,运行费用很高,所以,在国标中明确规定一般情况不允许采用[1]。

    表一:几种常用能源冬季采暖费用比较

   

    方式

    燃料价格

    热转化效率

    燃料热值

    产生1KWH热所需费用

    北京地区运行费用

    特点

    燃煤集中供热

    280元/吨

    55%

    5000wh/kg

    0.102元/KWH

    13.4元/m2

    污染严重、费用低

    燃气

    1.7元/m3

    75%

    10500wh/m3

    0.216元/KWH

    28.5元/m2

    轻微污染、费用较高

    燃油

    3000元/吨

    85%

    10500wh/kg

    0.336元/KWH

    44.3元/m2

    轻微污染、费用高

    电暖气、电热膜

    0.4元/度

    100%

    1000wh/度

    0.4元/KWH

    52.8元/m2

    无污染、费用最高

    热泵

    0.4元/度

    300%

    1000wh/度

    0.133元/KWH

    17.6元/m2

    无污染、费用低

    注:根据气象资料,求得北京地区冬季采暖负荷按132KWH/m2计算

    另一方面,随着人民生活质量的提高,空调制冷的普及率大大提高,如果能创造冷暖合一的人工环境设施,将具有环保、节能的双重意义。
   
    风冷热泵是一种无需水源,只与空气换热的电驱动供冷暖设施。空气随处可得,用之不尽。因此,采用风冷热泵在更广阔的地域供冷暖可以达到保护环境、节约能源、方便管理、安全使用乃至美观的诸多目的,是众人企盼的。
   
    但是,风冷热泵在寒冷地区(采暖设计温度-5~-15℃范围)能否用于采暖?在学术界一直是众人存疑的,为此,必须明确回答以下几个问题,即:
   
    1、什么样的热泵可以在上述气候下运行?
    2、在上述的低温天气下,热泵的供热量下降多少?出风或出水的温度最高达到了多少度?其功效比为多少?
    3、除霜状况如何?给供热量带来多大影响?
    4、与哪种采暖末端结合可以达到供暖的目的?
    5、在我国采暖地区使用的经济性如何?及与其他采暖方式的比较。
    下面就上述问题加以阐述。

    二、 风冷热泵的低温性能
   
    为揭示风冷热泵的低温性能,北京清华索兰环能技术研究所建立了低温模拟实验室,于2001年8月对以下三种有代表性的热泵机组进行了人工气候下的试验,三种机组是:
    A.索兰中低温压缩机的热泵试验机组(以下称A型)
    B.某著名公司热泵机组(以下称B型)
    C.索兰现产机组(以下称C型)

    测试结果摘要于表二

   

    机组类型

    A

    B

    C

    额定功率(KW)

    8

    8

    6

    模拟外温-6~-8 ℃

    出风或出水温度(℃)

    33~38



   

    31.5~39.25,42~45

    供热量(W)

    8000



   

    4326 3756

    供热量下降百分数%

    0



   

    28 40

    耗电量(W)

    220v 3122



   

    1219 1388

    C.O.P

    2.56



   

    3.5 2.58

    外温-9~-10℃

    出风或出水温度(℃)



   

    28-38

    29~33 32~40

    供热量(W)



   

    3516

    3837 3489

    供热量下降百分数%



   

    57

    36 42

    耗电量(W)



   

    2860

    1112 1219

    C.O.P



   

    1.23

    3.45 2.86

    外温-11~-16℃

    出风或出水温度(℃)

    33~37

    41~46 46~48



   

    供热量(W)

    7075

    4369 3663



   

    供热量下降百分数%

    15

    45.4 55



   

    耗电量(W)

    3089

    3300 3480



   

    C.O.P

    2.19

    1.33 1.05



   

原文网址:http://www.pipcn.com/research/200511/1289.htm

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