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低温空气能热泵在高寒地区的节能效果

文章出处:空气能源网网责任编辑:源正作者:低温空气能热泵在高寒地区的节能效果人气:-发表时间:2017-10-18 16:40:39

  热泵系统作为一种可再生能源的利用模式,这些年来已受到广泛的重视和应用。空气源热泵是直接从空气中提取热量,空气中的热量主要来自太阳,因此它实际上是间接和深层次地利用了太阳能。其设置灵活,但不太稳定,受室外温度影响较大。

  目前空气源热泵在我国长江流域及西南、华南地区已 有广泛应用,这些地区冬季室外温度一般不低于-5℃,室内所需热量不大,当采用空气源热泵机组时,机组的经济性可以得到较好的保证,无需辅助热源,能够以较低的初投资、较低的能耗较好地满足该地区的采暖、空调要求,高效节能不污染环境,并可实现冬季供暖夏季制冷一机两用 。

  对于青藏高原这些地区长期以来一直依靠传统的燃煤、燃油、烧材等采暖方式,已不能适应国家节能环保发展的要求。但这些地区的城市居住存在位置分散和偏僻的特点,通常与市政的集中供热管网无法连接,而高原高寒地区也往往不具备供天然气的条件,热泵技术特别是空气源热泵在这些地区的使用也势在必行。 普通空气源热泵机组当环境温度低于-10℃,制热量和能效比 通常都大幅衰减,并出现结霜问题。在实际运行时会出现:①制热量随着环境温度的下降逐步衰减,只能采用电加热器补热的方式,但工作效率降低很大,导致在寒冷恶劣低温工况下系统的制热量不能满足要求;②在低温环境下,吸气压力低、制冷剂循环量小、压缩比大、排气温度高等问题,会使机组的可靠性降低。传统的空气源热泵机组已无法在-20℃~-30℃的环境温度下稳定有效地制热。所以在高寒地区的市场上均采用超低温型空气源热泵机组。那么低温空气能热泵在高寒地区究竟有多大的节能效果,我们以公司在那曲人民医院第二住院部供暖工程中采用的-26℃超低温空气源热泵机组的实际运行结果来分析一下。那曲地区平均海拔高度在3500-4500米之间,冬季大气压力约53.3千帕(kpa),年平均气温为-0.9℃至-3.3℃,冬季采暖室外计算温度-11.3℃,平均极端最低气温-21.3℃,平均极端最高气温16.1℃,年相对湿度为48-51%,属于气候分区中的寒冷地区。

  医院住院部供热面积1000平方米 ,建筑设计热负荷为208kW。由于热泵机组采用了喷气增焓技术,在室外湿球温度降低到4℃时,室内设计干球温度为20℃时设备制热能力率曲线不降反增至约1.13,之后随室外湿球温度的下降而下降,直到室外湿球温度降低到-15℃时,设备制热能力率仍能保持在1.0以上。应该注意,在室外湿球温度降低至4℃后,设备输入功率出现大幅增加,如室内设计干球温度为20℃时设备制热输入率曲线将由1.05上升至1.6,按此数值核算各型号设备能效比约为2.05~2.20,效率仍远高于电采暖。选择设备后配备满负荷时130%的电功率,可以使设备能力完全发挥。 该系统全年运行费用在经济上具有优势。

  通过实际工程计算说明,在高原高寒地区缺少集中热源的情况下,与燃油锅炉及电采暖系统相比,低温空气源热泵系统无论初投资还是运行费用都比较低,在高原高寒地区具有良好的适用性,值得推广。

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