熱泵系統作爲一種可再生能源的利用模式,這些年來已受到廣泛的重視和應用。空氣源熱泵是直接從空氣中提取熱量,空氣中的熱量主要來自太陽,因此它實際上是間接和深層次地利用了太陽能。其設置靈活,但不太穩定,受室外溫度影響較大。

目前空氣源熱泵在我國長江流域及西南、華南地區已 有廣泛應用,這些地區冬季室外溫度一般不低於-5℃,室內所需熱量不大,當採用空氣源熱泵機組時,機組的經濟性可以得到較好的保證,無需輔助熱源,能夠以較低的初投資、較低的能耗較好地滿足該地區的採暖、空調要求,高效節能不污染環境,並可實現冬季供暖夏季製冷一機兩用 。

對於青藏高原這些地區長期以來一直依靠傳統的燃煤、燃油、燒材等採暖方式,已不能適應國家節能環保發展的要求。但這些地區的城市居住存在位置分散和偏僻的特點,通常與市政的集中供熱管網無法連接,而高原高寒地區也往往不具備供天然氣的條件,熱泵技術特別是空氣源熱泵在這些地區的使用也勢在必行。

低溫空氣能熱泵在高寒地區的節能效果

那曲人民醫院低溫空氣能熱泵採暖

普通空氣源熱泵機組當環境溫度低於-10℃,制熱量和能效比 通常都大幅衰減,並出現結霜問題。在實際運行時會出現:

①制熱量隨着環境溫度的下降逐步衰減,只能採用電加熱器補熱的方式,但工作效率降低很大,導致在寒冷惡劣低溫工況下系統的制熱量不能滿足要求;

②在低溫環境下,吸氣壓力低、製冷劑循環量小、壓縮比大、排氣溫度高等問題,會使機組的可靠性降低。

傳統的空氣源熱泵機組已無法在-20℃~-30℃的環境溫度下穩定有效地制熱。所以在高寒地區的市場上均採用超低溫型空氣源熱泵機組。那麼低溫空氣能熱泵在高寒地區究竟有多大的節能效果,我們以公司在那曲人民醫院第二住院部供暖工程中採用的-26℃超低溫空氣源熱泵機組的實際運行結果來分析一下。

低溫空氣能熱泵在高寒地區的節能效果

超低溫熱泵制熱能力對比

那曲地區平均海拔高度在3500-4500米之間,冬季大氣壓力約53.3千帕(kpa),年平均氣溫爲-0.9℃至-3.3℃,,冬季採暖室外計算溫度-11.3℃,平均極端最低氣溫-21.3℃,平均極端最高氣溫16.1℃,年相對溼度爲48-51%,屬於氣候分區中的寒冷地區。

住院部供熱面積1000平方米 ,建築設計熱負荷爲208kW。由於熱泵機組採用了噴氣增焓技術,在室外溼球溫度降低到4℃時,室內設計乾球溫度爲20℃時設備制熱能力率曲線不降反增至約1.13,之後隨室外溼球溫度的下降而下降,直到室外溼球溫度降低到-15℃時,設備制熱能力率仍能保持在1.0以上。應該注意,在室外溼球溫度降低至4℃後,設備輸入功率出現大幅增加,如室內設計乾球溫度爲20℃時設備制熱輸入率曲線將由1.05上升至1.6,按此數值覈算各型號設備能效比約爲2.05~2.20,效率仍遠高於電採暖。選擇設備後配備滿負荷時130%的電功率,可以使設備能力完全發揮。

低溫空氣能熱泵在高寒地區的節能效果

數據源自鼎財能源科技:運行費用對比

該系統全年運行費用在,經濟上具有優勢。 通過實際工程計算說明,在高原高寒地區缺少集中熱源的情況下,與燃油鍋爐及電採暖系統相比,低溫空氣源熱泵系統無論初投資還是運行費用都比較低,在高原高寒地區具有良好的適用性,值得推廣。

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