低温空气源热泵中央空调挑战技术极限

信息来源:hc360慧聪网_暖通制冷频道杨丽 随着国民生活水平的提高，人们对环境的要求越来越高，我国城市结构开始调整，原有的使用燃煤锅炉供暖的方式也将面临变革。 有关方面组织专家，对全国各地的供暖方式在其经济效益、节能等方面进行了调查，结果显示：有介绍电热膜的，还有电暖气、电辐射、燃油锅炉、燃气锅炉、直燃机、水源热泵等，而有关专家对空气源热泵系统给予重点推介。 据另一组调查统计显示：截止到2002年底，北京电采暖面积达到1000万平方米，其中利用热泵采暖的不到一半。随着北京市三环路以内燃煤锅炉的强行改造，到2008年，北京电采暖面积将增至2000万平方米。如果按照每平方米100元的设备安装费计算，就是一个20亿元的市场。 社会对空气源热泵机组的需求量，以每年增加40％以上的速度迅猛扩大，大大超过了中央空调需求增长的平均速度。 低温空气源热泵中央空调为什么如此大受欢迎？ 这种新型的臀驴掌慈缺弥醒肟盏鳎?22℃的环境中仍能从低温的空气里汲取能量而实现冬季供热，夏季时又能制冷。并且它消耗电能驱动热泵从空气中取得热量，而不是直接将电能转换为热能，因而效率非常高，在－15℃的环境中仍能保持1：2.3的高能效比。这样的高效率使热泵空调只需消耗很少的电就可以满足采暖需要，更有效的利用了能源，且极大的降低了采暖费用，是非常适合应用在大型建筑中的采暖方式。 空气源热泵中央空调----技术挑战极限 热泵技术最早是一种热能回收的技术，从上世纪５０年代应用到空调产品以后，使得一台单制冷的空调可以冷暖两用。风冷热泵是利用电能做驱动，同空气进行热交换，夏季制冷，冬季制热。但是冬天制热的功能一般作为辅助功能，环境温度如在７℃以下，制热效率就会下降。在－５℃左右的时候，基本就无法工作了。 b－１５℃，对于空气源热泵中央空调，更是一种技术上的挑战。 许多公司对此进行了长时间的研究。日立公司曾推出Ｊ系列热泵空调机组，采用变频技术在低环境温度时增加转速增加工质循环量，同时通过向工作腔喷液解决低温工况制热时的排气温度过高问题。日本山神胜治也曾提出利用燃油、燃气燃烧器在低环境温度时辅助加热室外换热器来解决空气源热泵的低温工况制热不足的问题。但在实际测试中，虽然可以在－１５℃以上的条件下正常工作，但是这些方案不是使系统变得更加复杂、使成本成倍增加，就是使能源利用率下降，均没有从根本上解决问题，更谈不上市场推广。 清华同方公司在经过５年的潜心研究后，在国际上首先提出利用辅助进气口的涡旋压缩机实现准二级空气源热泵系统，并通过采用经济器来进一步提高空气源热泵在低温工况下的性能，系统简单，易于实施，同时最大限度地挖掘了涡旋压缩机系统的潜力。这项技术可使低温风冷热泵在环境温度－１５℃到４５℃的范围内高效率运行，打破了该产品长达５０年的技术极限。 它的优点如下所示： 第一：供暖与制冷兼而有之。 不用为了供冷、供热而购买制冷机和锅炉两套设备，空气源热泵机组一套主机，夏天可以制冷，冬天可以制热。在制热的时候，可以继续使用夏天供冷用的风机盘管系统，还可以与地板辐射供暖系统连接，达到更好舒适的目标。可以进行分期分批安装，对于新建工程可以减少一次性投资，对于改造工程可以方便地实施系统改造。 第二：空气源热泵中央空调系统简单，容易安装与维护。 空气源热泵的中央空调系统，是将能量的集中与转换集中处理，不需要更多辅助系统，所以使得无论面对多么复杂的安装环境（包括分区的建筑和改造工程），空调系统的设计工作都会非常容易，还可提高安装效率和成功率。 以往的中央空调主机，每台种的功率都是不一样的，从小到大有非常多的型号来供用户选择，空气源热泵的被机组设计成相同功率的机组，以单元化的形式，一台一台拼接起来，每一个单元的制冷量制热量都是相同的，这叫做模块化设计。可以根据用户的不同需要，任意选购模块的数量，模块之间由电脑连接控制。 由于这种模块化设计，机组外型又都是方方正正的，需要多少台设备，都可任意选择汽车、集装箱甚至空运、简单物流体系得以实现。 这种模块化设计的机组功能都一样，所以只要认清主模块（配有主电脑控制器的模块），其余的产品在排放上都没有顺序（要求），而且在安装时只要将机组外部的法兰接口用橡胶软接头连接好，就可以了。安装管理便捷高效。 空气源热泵机组全部都是电脑自动控制运行，可以自行检测各种数据，根据数据由电脑来进行全部的运行管理，同时还可以配套远程管理系统，用户的运行维护人员在任何一间办公室里面都可以进行管理，摆脱了过去繁重的体力工作，（有效的避免可能的人为的失误，并有效记录工况数据）。 由于空气源热泵中央空调系统简单，又全部是电脑管理，所以维护保养就显得很容易。比如夏天不用清洗冷却塔和冷却水系统，冬天不用储备煤和油，也不用对热力管网和燃气管网进行检修。维护仅仅是紧固螺钉、冲刷风换热片等简单工作。 第三：节约成本，降低费用。 空气源热泵与空气换热，所以要安装在楼顶或室外，但不用增加任何面积，而且不需要单独建机房，更可以将原有的空调机房建成停车库或者办公室，增加经济效益。 空气源热泵机组的外型都是方方正下原，特别方便运输、吊装，可以节省运输、安装的时间和成本。 在夏天制冷时，空气源热泵与空气换热，不同于以往的冷水机组、无需冷却塔、冷却水泵和冷却水管路系统，节省不少安装材料与安装时间。 夏天制冷运行更不用耗费大量的冷却水，在水费不断上涨的今天，节省的费用是每天都看的见的-以1万平方米的办公楼为例，每天漂掉的冷却水至少6吨。 冬天也只用电能驱动，将室外空气中汇集的免费热量供给室内，（效能同等情况下），比燃油、燃气的费用低大约40％左右。 第四：使用清洁能源，有利环保。 显而易见，空气源热泵就是将空气作为能源，用热泵技术来实现的热量交换，达到制冷、制热用的目的，而空气即没增加也没减少，空气中各种成分的含量也没有任何变化，只是把能量的位置从这里转移到那里而已，（除了电能），没有任何的资源竭取和耗用发生。 使用电能作为驱动，是城市中最清洁环保的能源。同时热泵供暖比直接用电供暖的效能要高出3倍以上，真正清洁高效，安全节能。 没有污染物排放到空气中去，也没有污染物排放到水系统中去，更没有废渣形成，干净环保。 原有的水冷制冷机，需要利用冷却塔通过大量的冷却水循环，才能将建筑内的热量带到空气中去，而冷却塔的温度和湿度条件，成为一种叫"军团菌"的病菌大量滋生的最佳场所，军团菌跟着冷却水雾漂散到空气中，进入人的呼吸系统将造成严重的危害，甚至死亡。而空气源热泵机组不需要冷却水系统，真正干净，为使用都消除健康的隐患。 一机（冷暖）两用，集水冷机组、冷却塔、室内冷气系统、空调机房、供热锅炉、室内暖气系统、锅炉房、油库或煤厂于一体，系统简单，管理简单，真正环保干净。 低温空气源热泵----采暖方式的变革 目前，在全国其他省市的数十个示范项目中，低温空气源热泵要比传统制冷供热方式节能40%以上，其节能节资效果得到了各地用户的广泛赞扬。据中国水利投资公司的有关人员介绍，常规采暖方式每采暖季每平米的费用为50元左右，而1999年他们安装了清华同方第一代热泵机组，采暖费用就降到每季每平米20元。而且在这五年的使用中从来没有因为机组的问题产生过麻烦，同时简单智能的控制也方便了公司的使用。另据了解，现在在北京一些建筑项目中，低温空气源热泵已经得到了成功应用。比如密云信远大厦，总空调面积为17000平米。在建筑建设初期，他们曾考虑使用水冷冷水机组加电锅炉的方案，但因为这套方案需要占用大部分机房，并且冷却塔存在"军团菌"问题，并不环保，冬季使用电锅炉制热效率地下等原因，最终选用低温空气源热泵中央空调。一年下来，比原来的减少了一半。 据参建设部城镇供热专家组专家徐中堂介绍，国家对于能源的节约，能源的合理利用已经提到历史日程上来了。不久前，国务院发展研究中心修改了能源方针，强调能源利用应该节约优先。从这个问题上，能够看出我国的能源问题随着国民经济的发展已经成为瓶颈制约着国民经济的发展。据统计，建筑用能占到了全国耗能的24％，而建筑采暖用能又占到了建筑耗能的65％，可以说，采暖区的采暖用能也是十分突出的问题。而清华同方的这种能够在华北采暖区使用的新型中央空调，正符合国家的节约能源，推动可持续发展的能源发展方向。暖通空调技术交流网副理事长姜绍彬总工程师认为，低温空气源热泵，能够用一套机组实现制冷供热两种功能，又不占用专门的机房，非常方便。而且，它省去了冷却水系统，不但能有效节水，又能避免军团菌污染。称得上是一举多得。 现在，随着人们节能环保意识的提高，改革原有的烧煤燃气等严重浪费能源的采暖方式，追求节能环保、经济高效的采暖方式已经成为国家和社会的共识。而推广普及低温空气源热泵这种经济高效的采暖方式，将有力地推动供热改革，为国家节约能源，为用户节省资金，为北方取暖方式改革找到了一条非常好的道路。 信息来源：hc360慧聪网_暖通制冷频道