天普新能源科技有限公司/刘文庆杨晓敬
0前言
传统热泵空调机在冬季只能采用风机盘管以热风形式向室内供暖,出风温度较高,造成室内空气湿度很低,空气干燥舒适度下降。室内风机盘管制热模式运行时,附带大功率电热管,耗电量增加。
如今冬季采暖大部分室内末端采用地板低温辐射采暖,该方式由于要求供暖循环水温度低,适合采用热泵技术供暖,对热泵高效运行有利。一般室内供暖循环水温度38℃,出水温度44℃,室内温度可达到20℃以上。
空气源热泵采用直供式无水供暖在持有制冷功能的情况下,较之水循环式地板采暖有以下几点优势:
1. 没有循环水泵功耗;
2. 避免停电或停用会冻坏地下盘管及管道;
3. 可以小型化(100平米以下建筑)安装节省投资;
4. 热泵主机由于冷凝温度更低(介质出口温度35℃),其能效比得到进一步提升。
1系统运行能效
系统运行能效如图1所示。红线为水循环式地板采暖;绿线为毛细管式地板采暖。
该技术采用室内铺设毛细管(外径4mm)直接向室内地板加温达到室内供暖条件。由于地板采暖要求介质温度较低,传统水循环系统介质出口温度约44℃,直供式无水供暖要求介质出口温度低于35℃。对于热泵供暖系统而言,降低室内供暖介质温度就是降低冷凝温度,减小压缩机压差,介质温度越低其效率越高,即运行费用越少,与水循环式地板采暖相比运行费用可降低约10%。该技术对热泵耐低温方面及在北方采暖推广起着积极影响。
2不同形式的室内末端,直接影响热泵系统的运行效率
传统以水作为介质的地板采暖技术,必须配备循环水泵带动介质循环,而直供式无水地板采暖无需配备水泵,不仅去除了水泵的功耗,而且规避了防冻难题,同时还具备夏季制冷功能。
热泵采暖系统,冷凝温度的高低会直接影响运行费用的多少。同样采用热泵采暖技术供暖,由于采用室内末端形式的不同,会直接影响热泵运行效率的高低,导致运行费用的不同。不同的室内末端其供暖介质温度高低不同(也就是冷凝温度高低不同),介质温度越高热泵效率越低,反之便低。与其它热泵采暖系统相比,直供式无水采暖技术有效的降低了冷凝温度,即降低了运行费用。取消了水路循环系统,没有水泵功耗,能耗更低。
3主要指标对比(如图2所示)
4系统运行原理(如图3所示)
冬季采暖模式:热泵高温介质通过毛细管均匀的向室内供暖。介质温度设定回液30℃,室内温度可达到22℃。
夏季制冷模式:低温介质通过室内风机盘管吹风制冷。
5系统运行案例
5.1项目概括
北京市平谷区鱼子山镇胡庄村(如图4所示)采暖项目电价0.5 元/kW·h,平谷区鱼子山镇位于平谷以东山区,冬季最低温度-20℃,夏季32℃。
图4平谷区鱼子山镇胡庄村采暖项目
该用户建筑面积约120m2,墙体370mm 厚砖墙内抹灰,普通中空门窗,冬季建筑负荷120W/m2,东面主卧室与西面卧室选配TP-DKXRS-3.5直供式机组各1套,制热量3500W;输入功率1150W,客厅选配TP-DKXRS-5.1直供式机组1套,制热量5100W;输入功率1500W,用户要求其它房间不做采暖(冬季其它房间如把门打开,可辐射无采暖房间温度不低于10℃)。该采暖及制冷设备总投资16800元。西屋卧室每个冬季运行费用461元、东屋卧室596元、客厅925元,2013年冬季全年运行费用1982元。系统运行原理如图5所示。
5.2经济效益
项目运行费用可购买燃煤约2000kg,每季度可减少排放二氧化碳880kg、二氧化硫40kg、灰渣520kg、烟尘30kg。并且无需人工管理,自动恒温运行。
6结论
从2013 年截止到目前已在平谷区、通州区及顺义区安装试点35家,共120余套直供式无水采暖系统,实际测试数据理想,运行非常稳定,得到试点用户的普遍认可。直供式无水采暖,其节能性、环保及初投资方面对消费水平相对较低的农村市场,实为非常理想的采暖系统,该系统将成为农村采暖无可替代的首选系统,当然也包括其它相对较小的采暖系统用户。