空气源热泵系统的应用论文_刘道伟,李永贺

中建二局三公司天津分公司 天津 300000

摘要:目前全球气候形势严峻,我国作为世界大国应该对全球气候治理做出应有的贡献,实现我国可持续发展战略是一项长期而又艰巨的任务,减少油气、煤炭等不可再生资源的消耗已经是我国现阶段重要的发展战略,空气源热泵应用于临建,对大气及土壤的污染物可实现零排放,节能环保,且可周转使用,降低施工项目的投入成本。

关键词:空气源热泵;节能环保

1.引言

我国目前建筑施工临时工程(如工人宿舍、工人食堂、临时办公区等),冬季采暖多数采用冷暖空调、电暖气、锅炉,夏季多数采用冷暖空调。使用冷暖空调作为冬季供热、夏季制冷存在局限性,在极寒地区、高海拔地区(如东北、西部地区)冷暖空调制冷制热效果明显降低,制热制冷比率大幅降低。电暖气的大量使用造成资源的严重浪费。锅炉制暖在目前环保的高压严控下已然没有生存空间。

目前空气源热泵及地源热泵等技术在全国范围内开始大规模推广使用,既能在冬季制热、又能在夏季制冷,能满足冬夏两季需求,已具备成熟的施工条件。本文是中建二局第三建筑工程有限公司承建的武清名家花园项目工人生活区采用空气源热泵工艺进行冬季供暖、夏季制冷实体工程,总结而来的。

2.特点

2.1运行成本低

采用先进的全程自动化控制系统,自动设置使用时间,控制使用温度,免去复杂的手动操作;整个系统设置独立智能循环水系统,没有冬季冻涨等使用隐患,且设备整体节能省电,节省大量的人力、物力。

2.2安全

风冷模块式机组每个模块均有两套独立的工作系统,如果其中一套系统有故障,不会影响其它系统的正常运行,而且可不停机进行维修,整个空调系统不会受到影响、可靠性强。主机集中控制,电脑自动调节每个模块的运行时间,机组的使用寿命长。

2.3环保

采用热泵加热的形式,水、电万群分离,无需煤火天然气,因此可以实现一年四季全天24小时安全运行,系统吸收空气中冷热能与内部系统水流进行热交换来实现加热及制冷效果,无任何污染源排出至大气及地质环境内,不会对环境造成污染。

2.4舒适

室内空气通过水进行冷却,减小了送回风温差,使空气相对湿度保持在人体舒适性范围内。低噪音设计,大叶轮低转速轴流风机均经过严格的动、静平衡实验,以获得最佳的风机工作点、风机效率和噪声级;采用全封闭柔性涡旋压缩机,大大减小震动,降低噪音,从而使机组的振动和噪声都减至最低。

2.5结构简单,施工方便,节省空间

本系统分为空气源热泵机组主机、变频控制柜、水系统管路、末端风机盘管,安装工艺简单,机组不需要设置独立的冷冻机房、锅炉房,机组可以任意放置在屋顶或地面,不占用建筑的有效使用面积,施工安装十分简便。

2.6节能高效

通过吸收空气中的低位能转换成可以利用的高位能,从而达到节约高位能(如煤、燃气、油、电能)的目的,空气作为热泵的低位能热源,取之不尽用之不竭,可以无偿获取。系统使用1份电能,同时从室外空气中获取2份以上免费的空气能,能生产3份以上的热能,高效环保,相比电采暖每月节省75%的电费,且可周转使用,大大降低临建周转建设成本。机组均为模块式组合结构,可根据负荷变化,自动实现能量调节,保证机组始终在最经济状态下运行,节约大量的运行费用。

3.适用范围

我国疆域辽阔,其气候涵盖了寒、温、热带,按我国《建筑气候区划分标准》(GB50178-93),全国分为7个一级区和20个二级区。于此相应,空气源热泵的设计与应用方式等,各地区都应有不同。

3.1对于夏热冬冷地区:夏热冬冷地区的气候特征为夏季闷热,7月份地区平均气温为25~30℃,年日均平均气温大于25℃的日数为40-100天;冬季湿冷,1月平均温度0-10℃,年平均气温小于5℃的日数为0-90天。气温的日较差较小,年降雨量大,日照偏小。这些地区的气候特点非常适合于应用空气源热泵。

3.2对于云南大部、贵州、四川西南部,西藏南部一小部分地区:这些地区1月平均气温1-13℃,年日均气温小于5℃的日数0-90天。在这样的气候条件下,过去一般建筑物不设置采暖设备。但是,近年来随着现代化建筑的发展和向小康生活水平迈进,人们对居住和工作建筑环境要求愈来愈高,因此,这些地区的现代化建筑和高级公寓等建筑也开始设置采暖系统,选用空气源热泵系统是非常合适的。

3.3传统的空气源热泵机组在室外空气温度高于-3℃的情况下,均能安全可靠的运行。因此,空气源热泵机组的应用范围早已由长江流域北扩至黄河流域,即已进入气候区划分标准的Ⅱ区的部分地区内。这些地区气候特点是冬季气温较低,1月平均气温为-10-0℃,但是在采暖期里气温高于-3℃的时候却占很大的比例,而气温低于-3℃的时间多出现在夜间,因此,在这些地区以白天运行为主的建筑(如办公楼、商场、银行等建筑)选用空气源热泵,其运行是可行而可靠的,最冷月室外相对湿度在45%-65%左右,因此,选用空气源热泵其结霜现象又不太严重。

4.工艺原理

机组核心部件采用专利技术的喷气增焓压缩机,利用压缩机的中间吸气来提高机组的制热能力,稳定可靠。

说明:此报价以建筑面积为10000平米为例,每建筑平米设计冷负荷为110,所需总冷量为1100千瓦。

共200个房间,每个房间使用一台5.0千瓦的室内机。

价格为估值实际发生已最终图纸为准。

7.结语

空气源热泵系统构成简单,便于施工和运行维护;系统安全;应用效果好;节能高效;其经济效益和社会效益显著,此技术值得在非极寒地区(-25℃以下区域空气能热泵能效比急剧降低)中推荐使用。

参考文献:

[1]暖通空调的节能问题分析与节能减排探讨[J].绿色环保建材,2017,(02):174.

[2]民用建筑热工设计规范GB 50176-2016

作者简介:

[第一作者]刘道伟,男,1985年4月出生,中建二局三公司天津分公司天津武清名家花园项目机电经理,河北工程大学,本科。

[第二作者]李永贺,男 1987年01月02日出生,工程师,中建二局三公司天津分公司机电部。

论文作者:刘道伟,李永贺

论文发表刊物:《基层建设》2017年第33期

论文发表时间:2018/3/12

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