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企业新闻
热泵技术在生产和生活中的应用
发布日期:2012-02-18

 

热泵的主要功能是制冷制热。制冷的温度为-40,制热的温度为70,在这个温度范围内其工作的能效比均大于1是最节能的新型热源。家用的冰箱空调实际上就是热泵技术的利用,只是仅利用了其制冷作用,而将热量排放到环境空气中去,造成不必要的浪费。

(一)应用于宾馆、洗浴中心、游泳馆及家庭洗浴的热泵热水器

热泵热水器制取60以下的生活用热水,根据加热水温度的高低其效率也不同,制热系数可在3-6范围内。

1 胶东地区每天产生10吨生活用热水各种能源年运行费用比较表

每天加热1050(从15加热到50)的热水需要热量10000×35 3.5×105 大卡。

各种能源每年的运行费用比较:

供热方式

燃烧值

热效率

日用量

能源单价

日运行费用

年运行费用

每吨水费用

燃煤锅炉

5000

大卡/kg

75%

94kg

1.4/kg

132

4.8

13.2/

燃油锅炉

10000

大卡/kg

88%

40kg

8.0/kg

320

14.5

32/

天然气锅炉

8650

大卡/M3

88%

46M3

3.8/M3

175

6.4

17.5/

电锅炉

860大卡/

98%

41.5

0.8/

332

12.1

33.2/

电锅炉

谷时电价

860大卡/

98%

41.5

0.31/

102.9

3.75

10.2/

平、谷电

空气能热泵

860大卡/

500%年均

81

0.31/

25.2

0.92

2.5/

全天侯

空气源热泵

860大卡/

500%年均

81

0.8/

64.8

2.4

6.5/

太阳能

受气候影响一年内约有120余天不能使用需辅助加热

加热能源可采用前面几种,年运行费用为:日运行费用×120

电炉

4.0

10.9/

空气源热泵

0.77

2.1/

注:表中所列费用不包括人工费用,热泵运行为自动控制。

    从表中可见空气源热泵最节能,空气源热泵是利用热泵技术从空气中吸热制取热水,在夏季制热系数可达7以上,在冬季可达2.5以上,年平均制热系数可达5,即热泵消耗1份电能可产生5份的热能加热热水。同样下面提到的制冷即的制冷系数也是指制冷机消耗1份电能可获得3-5份冷量

宾馆可进行的节能改造有:

1.利用海鲜房制冷机改造成双功能机组,制冷的同时可提供热水;

2.中央空调系统加装废热回收器,夏天制冷的同时也可提供热水;

3.洗衣房的废热回收利用;

4.热泵的水箱制作的大一些,利用宾馆用电的电价谷时段加热热水储存,运行费用将更低。

(二)热泵在宾馆、办公楼、住宅小区冬供暖夏制冷中的应用

目前宾馆、饭店、办公楼的空调系统通常采用下面三种供冷供暖方式:

种类型是采用分体空调式,特点是每室一机,安装使用方便,较为节约能源,但在星级宾馆安装时档次不高,供冷供暖效果差,一般用于中小型饭店或办公楼;

第二种类型是大型冷水机组制冷和配置一次性能源锅炉(或电锅炉)制热,夏季制冷采用水冷冷水机组,由于采用冷却塔散热,当主机为螺杆式(或离心式)机组时,制冷系数可达4—5是比较节能的,但在冬季供暖时使用一次性能源,不但效率低(制热系数小于1,且能源单价高,运行费用过高;

第三种类型是燃油(或燃煤)的溴化锂机组,其制冷制热系数均小于170%—80%),全年的运行费用极高。

以上几种空调系统的年运行费用都较高,且存在污染。

 

2 胶东地区各种能源每平方米供暖年运行费用比较表

按现在烟台市各设计院对住宅的供暖设计负荷为50w/m2计算,每年供暖时间为120天,供暖负荷变化系数按0.65计算,每年的总供暖负荷为0.050 kw×24×120×0.65=93.6 kwh=80496大卡

各种能源每平方米供暖费用为:

能源类型

热值

效率

当量

单价

费用(元)

500工程

1GJ

100%

0.337GJ

93.36/ m2

31.46/年㎡

(住宅24.5

燃煤锅炉

5000

大卡/kg

75%

21.4 kg

1.1/kg

23.54/年㎡

燃油锅炉

10000

大卡/kg

90%

8.94 kg

8/kg

71.52/年㎡

天然气锅炉

8640

大卡/ m3

90%

10.35m3

3.80/ m3

(住宅2.45/ m3)

39.3/年㎡

(住宅25.4

电锅炉

860大卡/

98%

95.5

0.80/

(住宅0.55/)

76.4/年㎡

(住宅51.5

电锅炉谷电贮能

860大卡/

98%

95.5

0.31/

(住宅0.55/)

29.6/年㎡

(住宅51.5

地下水源热泵

860大卡/

480%

19.5

0.80/

(住宅0.55/)

15.62/年㎡

(住宅10.7

高效风源商用热泵

860大卡/

300%

31.2

0.86/

(住宅0.55/)

24.96/年㎡

(住宅17.16

家用空调器

860大卡/

200%

46.8

0.8/

(住宅0.55/度)

37.5/年㎡

(住宅25.74/年㎡)

家用高效空气能热泵空调器

860大卡/

300%

31.2

0.8/

(住宅0.55/度)

24.96/年㎡

(住宅17.16/年㎡)

注:表中各种能源运行费用不含水泵的运行费用。

 

3 供冷费用比较表

    供冷用制冷空调机组制冷空调机组有四种机型可供选择:

1VRV一拖多空气能制冷机组,不适用大酒店,仅适用于中小型商务酒店,也叫氟机直接供冷式机组,制冷系数达3,可制冷制热;

2)空气能冷(热)水模块机组,可作为机型选用,但需较大的安装空间且制冷系数为3左右,可制冷制热;

3)螺杆式冷水机组,可安装在机房内,制冷系数较高,可达4以上;

4)离心式冷水机组,同上可安装在机房内,制冷系数可达5以上。

按每平方米酒店的供冷负荷80 w/m2,每年供冷时间为120天,供冷变化系数为0.5计算,每年的供冷负荷为80×120×0.5×24=115.2kwh=104大卡。

 

供冷机型

制冷系数

用电量

正常费用

(电价0.8/度)

谷时段贮能

运行费用

VRV空调或分体空调

300%

38.4kwh

30.1/㎡年

不能用

高效空气源冷(热)水机组

400%

28.8kwh

23.0/㎡年

11.9/㎡年

螺杆式冷水机组

400%

28.8kwh

23.0/㎡年

8.9/㎡年

离心式冷水机组

500%

23.04kwh

18.4/㎡年

7.2/㎡年

 

从上面两个比较表可见,合理选用能源及设备同时考虑利用电价的低谷时段贮能,可以达到供暖供冷质量高又节约运行费用的目的。可根据宾馆、饭店的地理位置和所能提供的条件,选用适合的热泵进行改造,有如下几种热泵供参考选择:

1.风源热泵模块机

将风源热泵制成模块机,几个模块机或几十个模块机组合成一个或几个中央空调系统,为宾馆、饭店、办公场所供冷供热。由于风源模块机组冬天制热时吸收环境中的热量,而冬天环境温度较低且变化大则制热系数较小不稳定,现在的空调可做到2.5;而到夏天需要制冷时,热泵在室内吸收的热量需要排到空气中,而夏天环境温度较高,则制冷系数只能做到3.3左右。但用风源热泵模块机代替溴化锂机组是比较理想可行的,当年节约的运行费用即可收回改造成本。

2.地下水源热泵

我们知道地下水源(30m以下的井水)的水温是非常稳定的,在烟台地区常年稳定在14以上。冬天利用热泵吸收地下井水的热量制热供暖,制热系数可达5左右,实践证明供暖费用在12/m2以内(500工程供暖费用为24/ m2);夏天热泵制冷时可利用井水冷却,冷却效果好制冷系数可高达5以上。可见,地下水源热泵作为中央空调系统是最理想的,但需要一定出水量的出水井和回灌井,出水量每千平方米需7 m3/h以上。

3.污水源热泵

城市的生活用污水、工厂工业废水一般温度都高于20,污水源热泵也是非常理想的,但要考虑到设备的腐蚀问题和污水的过滤问题。

4.地表水热泵

地表水有河水、湖水、水库水、海水等,这些水源冬天水温较低,但只要不结冰,热泵制热时的制热系数就比风源热泵的制热系数高且制热稳定。

5.地埋水管式热泵

地表面的土壤在1.5m以下时,温度就在4以上,比较稳定,且地层越深地温越高。在地表深埋水管(横埋或竖埋),热泵吸收地热制热,制热系数也可达4以上,且效果非常好,但投资成本较高。

(三)在水产养殖业、农业中的应用

众所周知,海参是一种经济价值很高的海产品,但其养殖温度要求严格,最适合海参生长的温度是10-17,所以人工控温成为养殖海参能否成功的关键。传统的做法一般是采用过滤温控、循环流水及更换新水培育法来解决参池温控的问题。但对于大容量、大面积的养殖池,冬天海水升温、夏天海水降温、水循环流动等都需要消耗能源,运行成本过高。因此,可以采用热泵技术使养殖池水与深水井水进行热交换,来进行制冷制热,从而降低成本:

冬季深井水温度在12-13左右,夏季为15-16左右,利用换热器直接使井水与养殖池海水进行热交换,可保持池水为10-17:利用热泵原理,在冬季从井水中吸收热量加热海水,制热系数高达7以上;在夏季从养殖池海水中吸收热量排放给井水,制冷系数也在7以上,控温、节能效果明显。

热泵技术蔬菜大棚、保鲜库,利用水源或风源等可再生资源,真正实现了消耗低、无污染、费用低、效果好。将热泵技术应用在果蔬大棚养植中,可显著提升大棚温度。热泵技术果蔬保鲜库比一般技术保鲜库产品节能30%-50%,可应用于樱桃、苹果等果蔬产品的贮藏保鲜。

(四)烘干作用

    用热泵进行物品的烘干比用燃煤锅炉节省60%的费用,多用于烘干食品、海珍品及其他物品的干燥处理。

 

                          烟台明辉热泵节能科技有限公司

 

烟台明辉热泵节能科技有限公司主要产品和服务:空气源热泵 水源热泵 双源多功能热泵 铝排管冷库 冷风机冷库 冷藏展示柜  节能冷库设备 从事冷库节能改造 冷库设计安装工程 中央空调设计安装 (烟台 青岛 威海

 

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