慧聪热泵网 一、空气源热泵技术概况
水不可能自发的从低位流向高位,要将低位的水输送到高处去,必须用一台水泵(消耗电能作为补偿),才能将低位的水送到高处。同理,热量不可能自发的从低温环境传送到高温环境中去,如果要实现热能从低温环境向高温环境的转移,必须通过一台设备,并消耗一部分机械功(例如电能)作为补偿,这种设备就称为“热泵”。杭州科源空气源热泵型热水机组的工作原理是通过输入小部分电力,驱动压缩机运行,整个热泵系统投入动作,通过蒸发器不断从低温环境中吸收热量,通过冷凝器将系统吸收的热量和消耗的电能传递到高温环境中。
空气源热泵热水机组
压缩机每消耗1份电能就能使工质运送2~6份热能(根据环境温度不同而定)。传统的使用电力、燃油、燃气等的热水器实质上是一种能量转换装置,它们把电能、燃料的化学能转换为热能。例如燃气热水器,通过燃气在氧气作用下燃烧,会有不完全燃烧、高温度热损耗、换热损耗等热能的损失,实际的制热学系数反在0.5~0.7之间。而热泵所消耗的电能只是供应机械(压缩机、电机等)系统做功搬运热能——把热能从低品位(低温)热源中运送到高品位(高温)热源中。因此,它不是热能的转换设备,而是热能的搬运设备,它不受热能转换效率(极限为100%)的制约。
我国热泵机组用于采暖是在上世纪80年代末90年代初,由台湾的空调公司引入并逐渐发展应用起来,2001、2002年开始发展势头很猛,目前在我国的市场上得到广泛的应用。
上世纪70年代初的全球性能源危机,促使人们开始重视能源的节约及回收利用,加速了全球范围内热泵的研究和发展。大规模的应用于商业场所则是近20年的事,经过多年的研究和探索美国谷轮公司帅先推出的低温喷气增焓强热涡旋压缩机,在低环境温度下安全可靠地运行。
二、空气源热泵主要性能特点
1高效节能
由工作原理可知,热泵机组能从周围空气获取大量的免费热量,一般情况下,每消耗1度电大约能产生3~4度电以上的热量。机组的能效比(COP)平均可达3~4以上,相当于热效率超过300%~400%,比用直接电加热方式节能67~75%以上。
运行费用是普通电热水器的1/4,燃气热水器的1/3,燃油热水器的1/2.5,太阳能热水器的1/1.5。
2经济耐用
由于效率高,运行费用低,是电锅炉的1/3~1/4还少,而且可以大大降低供电负荷,节约电力增容费。跟燃气燃油锅炉比较,无需相应的燃料供应系统,因此无需燃料输送费用和管理费用。
设备紧凑,操作、维护简单,无需人工管理费用。机组安装在室外,比如裙楼或顶层屋面、敞开的阳台等处,无需设立专门的设备房,不占用有效的建筑面积,节省土建投资。
压缩机、热交换器和主要零部件均选用名牌优质产品,运行可靠,使用寿命长。
机组外壳采用发纹不锈钢,高雅美观,经久耐用,不易生锈。
3安全环保
热泵机组对大气及环境无任何污染,而且节能效果明显,属于绿色环保类产品,符合我国目前的能源、环保
方面的基本政策。热泵机组设有高低压异常保护、压缩机过载保护、风机过热保护、缺相保护、漏电保护、传感器故障保护、限温保护等多种自动安全保护功能。与传统的热水锅炉相比,没有相应的燃料供应和烟气排放系统,系统安全、卫生、清洁,没有燃料泄露、火灾、爆炸等安全隐患。
4适应性强
空气源热泵型热水机组的工作性能随室外气候变化比较明显,室外环境温度在-~40℃范围内,热泵机组
都能正常工作。热泵机组提供可达60℃以上的热水,充分满足室内采暖、卫生热水、泳池恒温等各种需求。与水箱配套使用,充分利用夜间优惠电价时段来加热,预先储存大量的热水。可多台机组并联满足更大量的热水需求,另外,在热水需求量减少的季节或需要检修时,可以停用部分机组而不影响其他机组运行。
三、能耗对比分析
1运行成本分析
各种设备的热效率及输出有效热值
能源类型计算方法
电加热热值(860kcal/度)×热效率(95%)817kcal/度
柴油热值(10200kcal/㎏)×热效率(75%)7650kcal/㎏
液化气热值(12000kcal/㎏)×热效率(80%)9600kcal/㎏
热泵机组热值(860kcal/度)×热效率(400%)3440kcal/度
2运行费用比较
以消耗热水量为20吨为例,在相同情况下,把20吨15℃的冷水,加热至55℃的热水,水温度升高40℃,需要热量:20000升×1kcal/升·℃×40℃=800000kcal(约930kW)
则各种加热设备的运行费用如下:
电加热:800000kcal÷817kcal/度=979度
979度×1元/度=979元
柴油:800000kcal÷7650kcal/㎏=105㎏
105㎏×6.5元㎏=628元
液化气:800000kcal÷9600kcal/㎏=83㎏
83㎏×7元/㎏=581元
热泵机组:800000kcal÷3440kcal/度=233度
233度×1元/度=233元
3各种加热设备使用费用与节省费用比较
能源类型的每天费用、每每费用:
电加热:979元/天,29370元/月
柴油:628元/天,18840元/月
液化气:581元/天,17430元/月
热泵机组:233元/天,6990元/月
注:①电费1元/度、柴油6.5元/㎏、液化气7元/㎏
四、热泵与各种加热设备的对比优势
1热泵与常规太阳能产品相比的优点:
(1)适用范围广,产品适用环境温度范围在-25~40℃,热水出水温度在45~60℃并且一年四季全天候使用,不受阴、雨、雪等恶劣天气和冬季夜晚的影响,都可正常使用。
(2)可连续加热,与传统太阳能储水式相比,热泵产品可连续加热,持续不断供热水,满足用户需求。
(3)运行成本低:与常规太阳能相比,在春、夏、秋季阳光较好时,运行费用高于太阳能,但在阴雨天和夜晚,热效率远远高于太阳能的电辅助加热。全年平均下来,常规太阳能辅助系统全年耗能比产品全年总耗能还要高出很多。
(4)安装方便:空气源热泵占地空间很小,外行与空调室外机相似,可直接接保温水箱或与供暖管网连接,适合于大中城市的高层建筑,对于在型中央供热问题,热泵产品是最好的选择。
2热泵产品与锅炉相比的优点:
(1)热效率高:产品热效率全年平均在300%以上,而锅炉的热效率不会超过100%。
(2)运行费用低:与燃油、燃气锅炉相比,全年平均可节约70%的能源,加上电价的走低和燃料价格的上涨,运行费用的优点日益突出。
(3)环保:热泵产品无任何燃烧排放物,制冷剂选用了环保制冷剂R417A,在-23度的情况下正常气化挥发对臭氧层零污染,是较好的环保型产品。
(4)运行安全,无需值守:与燃料锅炉相比,运行绝对安全,而且全自动控制,无需人员值守,可节省人员成本。
(5)模块式安装,便于增添设备:产品采用多台机组并联的安装模式,当用户用水量增大时,可随时增添设备。
3热泵产品与液化气相比的优点:
(1)安全没有任何漏气、中毒、爆炸的事故发生。
(2)使用方便,要用热水时只需打开水笼头即可,没有液化气每次用水时都要开关阀门,要定时换气,要定时检查电池等烦恼。
(3)节省费用。热泵的热效率平均都在300%以上,而液化气只有75%。按成本计算下来使用热泵的成本只有液化气的1/3。
五、杭州科源热泵的技术特点
空气热泵的基本原理有很多人都知道,在蒸发器内冷媒吸收3份空气中的热量,通过压缩机消耗一份电能做功提高冷媒的温度,再通过换热器将4份热量传递给使用水,最后冷媒通过一个膨胀阀解压降温,然后又进入蒸发器进行下一次循环。杭州科源空气热泵热水机组产品的主要特点,有一下几个方面:
1、真正的无霜运行
由于冷媒是以较低的温度进入蒸发器,在环境温度较低且湿度较大的情况下蒸发器很容易结霜,机组结霜后将影响冷媒的吸热效率,目前很多产品都没有很好解决这个问题,所以影响了热泵机组的正常使用。杭州科源空调经反复试验和改进,通过一个智能程序的监测和数字分析,控制蒸发器的回气温度,从而有效的解决了空气源热泵机组在低温高湿的环境下无霜运行。
2、国际专利的专用压缩机
空气源热泵机组运行性能的好坏,选用压缩机的性能也是至关重要的关键,杭州科源空调选用美国谷轮强热型喷气增焓涡旋压缩机,机组在低温环境下连续运转不过热,在低温环境下继续回油,有足够的制热量,制热范围宽有较高COP值,-25℃环境温度下能长期稳定运行,且COP达到2.25,从而保证了空气源热泵机组低温高湿的环境下高效可靠的运行。
制热范围宽
室外环境温度(℃) 7 0 -5 -10 -15 -20 -25 满负荷COP 3.40 3.35 3.14 2.93 2.70 2.55 2.25
低温制热强劲
室外环境温度(℃) 7 0 -5 -10 -15 -20 -25 满负荷制热量(%) 100 98.8 91.0 79.4 70.9 62.3 55.0
3、系统的优化设计
优化翅片换热器的设计,使用内螺纹高效传热铜管,正弦波弧形亲水涂膜吕片,v字型结构换热器,选用小管径,添加亲水性镀膜翅片换热器在干、湿工况下交替运行时,它对换热性能影响极小,其换热特性和阻力特性较大管径的均可极大地改善,低湿工况下空气流动阻力。
4、针对北方寒冷季节的专利技术
针对北方冬季寒冷气候杭州科源空气源热泵拥有自己的核心技术,经过市场验证,该产品为世界上-25℃环境下正常运行的领先产品,是可以在我国北方冬季正常运行的采暖产品。
杭州科源人工环境科技有限公司简介
杭州科源人工环境科技有限公司是与浙江大学制冷与低温研究所联合建办的一家有着十五年专业生产制造家用中央空调和大型中央空调系列产品,集科、工、贸一体的现代化科技型企业。生产占土地约为28000m2,其中一期生产车间约为6000m2,办公用地1500m2,生产辅助用地(原材料仓库、成品仓库、产品试验室)2000m2,员工宿舍用地2000m2。
公司以浙江大学为依托,汇集了一批有着多年设计和制造经验的高级工程技术人员,利用浙江大学的人才、科技、实验设备、文化氛围和综合科技成果,研究开发新产品,高起点进行科技优势再造;充分改进产品设计,提高产品制造技术和工艺,把先进的设计理念和制造技术、加工工艺融汇于通用空调产品。公司积极推行现代化管理,从采购、制造、检验、销售、服务各环节均严格按ISO9001质量保证体系的控制程序进行,实现公司“追求卓越、创造名牌”的目标。
目前公司已形成家用中央空调产品,空气源热泵冷热水机组、螺杆式水地源热泵机组、水地源热泵三位一体机组、水冷式螺杆冷水机组、满液式螺杆冷水机组、降膜式螺杆冷水机组、单元式空调机组、恒温恒湿机组等中央空调主机以及风机盘管、变风量、组合式空气处理机、风机箱等末端系列产品的生产研发能力。
我们本着“诚信求是,不断创新”的企业理念,为社会提供优良的产品,一流的品质,完美的服务。