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暖通空调:空气源热泵采暖技术在寒冷地区的实践

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发表于 2018-9-2 13:21:53 |显示全部楼层
  建设工程教育网专业资料工艺工法暖通空调正文
  以空气为热泵的热源在寒冷地区进行采暖是当前研究的热点[1][2]因为它较之以往的燃煤、燃油、直接用电等取暖方式,在环保、节能、安全使用,甚至经济等方面有突出的优点,其可推广性也超过了水源、地源热泵。北京清华索兰环能技术研究所,创出了一条新思路,即在改进现有热泵低温性能的基础上,使之与低温水地板辐射采暖相结合,建立了京、津、青岛、武汉等20多个工程试点,经过两冬的详测,在保证室内18℃以上的舒适环境及无辅助热源的前提下,获得了节能50%以上的可喜结果。
  2002年3月28日在北京通过了建设部科技司主持的专家鉴定,达到了“国内首创、国际先进水平”。
  机组容量(W)=当地建筑采暖设计负荷(W/m2)×用户采暖的建筑面积(m2)÷(1-)×0.85-0.9
  2、室外机最好安装在冬季主导风的背风面,应设遮雪蓬,机组如安装在平台上,则底面应抬高至少20cm,以免化霜结冻,机组吸风口距障碍物至少25cm,双机之间距离至少20cm.
  空气热泵作为热源时,供水温度或供回水平均温度应尽可能设计得低些,以使机组效率尽可能高,又由于工程实践证明本机组的供回水温差较少仅2-3℃,所以,选择地下埋管时可参照“低温热水地板辐射供暖应用技术规程”(DBJ/T01-49-2000)附录E-1至E-3中平均水温35℃一栏,按照地板所需散热量选择间距,然后,将管道直径放大到20/16成间距缩小一档即可。
  在京、津地区建立了一些住宅用空气热泵地板采暖工程,即北京曙光花园甲11号楼405、海丰园1号楼402、天津银河公寓3号门、望京世安家园以及回龙观云趣园等住宅;现对其测试结果进行总结分析。
  曙光花园甲区11号楼405住宅建筑面积88.6m2,有南向与西向单框双玻窗、混凝土内保温外墙,估算采暖设计负荷为3101W(合35W/m2)机组设计容量为35W/m2×88.6m2÷(10.24)×0.9=3672W选用最小号机组2.5P(偏大)安装在西墙外壁龛内(冬季大风有不利影响)地板埋管用PB管,间距200mm,地板表面没装修。室内晚间1人值班,自2001年12月1日至2002年2月14号连续测试记录水温、外温、电耗、数据并经轻工业部家用电器计量中心校正,现以其中1月23日至2月6日计15天数据为例进行分析:1月23日至2月6日共15天,室外平均气温十4.8℃,室内平均气温(20.3℃温度波动<2℃),室内外温差15.5℃,以上述设计负荷为依据,得出此间总计采暖负荷为640.873KWH,总耗电量为260.5KW,则热泵的C.O.P=2.46(其间开机时供水平均湿度为33℃,说明测试结果与预测基本吻合。
  2001年冬季12月气温低于2002年1月,将气温最低-13℃的即12月1415日一天数据列于下表:由(表二可见,全天平均室温19.02℃,耗电11KWH,折合4.345元/天,全天开机仅5-6小时。
  地板采暖装置与普通铸铁散热器比,热容量大得多,因此,一般天气下,空气热泵均为间歇运行,但却使室温波动很小。以2002年1月26日至27日的结果分析,该天室外为-4.6℃~+5.6℃,全天机组共开启11小时(因在这阶段,室内定温提高到22℃),且每隔40分、50分或1小时开启一次,一次不超过一小时,这就使机组有停歇时间,延长了使用寿命。
  1.“曙光”与“天津”房面积相近,除朝向有区别外,“天津”的采暖耗电高46%,而且其室温设定比“曙光”低2℃,所以实际相差还要大,其差异就在于建筑保温与地面装修,其中,由于建筑保温的差异也大约是“天津”的负荷大60%,可见,装修地面砖对电耗影响不是很大。
  2.“望京”与“回龙观”房屋面积相近,而且两者室温设定相同,就测定时间“回龙观”还要偏冷一些,但“望京”的耗电是“回龙观”的1.9倍,其差异主要在于周围采暖情况不同,以及地面装修不同。同样道理,“海丰园”周围无采暖,其耗电也是“曙光”的2.1倍。
  3.“天津”与“海丰园”建筑面积及朝向地面装修都差不多,但“海丰园”比“天津”多耗电44%,是由于室温设定高,周围无采暖,且测试期间外温低。
  5)空气热泵地板采暖与燃气炉采暖的经济性对比:A)当燃气采暖用普通散热器时:以回龙观小区云趣园二区10#4单元202和302(燃气采暖)在控制室温下的运行费用对比数据列于下表(测试时间:2001年2月)
  表中对比房中的总耗气量为122m3,其中含住户2老人,周末有孩子回家吃饭及洗浴,最多扣除20m3,则用于采暖的耗气总量为102m3,合173.4元(21.7元/天),而热泵地暖的耗电总量为184度,合73.6元(9.2元/天),比用庆东燃气炉十森德散热器采暖节省58%的采暖运行费。
  B)当燃气采暖用辐射地板时:参考天鸿集团原已测定的燃气地板采暖费16元/m2季,以曙光花园住宅为例,作如下经济分析:
  1、多处试点及监测、详测,对风冷热泵地板采暖在寒冷地区的应用有确定可行的结论。
  2、经测试摸索获得了在地板辐射采暖情况下的最佳舒适室温,在实施建设部节能建筑设计标准后,如周围居住为正常情况,其采暖运行费应低于燃气、燃油,甚至燃煤的集中供暖收费。
  5、对于燃气管网铺设不到的区域,如别墅、平房区,本系统有无可替代的优越性,并能创造舒适的居住环境。
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