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系统大科普:10种冷热源及空调系统介绍,赶紧收藏!

   日期:2019-12-25     来源:热泵产业资讯    
核心提示:水源热泵是具备了利用地球水体所储藏的太阳能资源作为冷热源,进行能量转换的供暖空调系统。其中可以利用的水体,包括地下水或河流、地表部分的河流和湖泊以及海洋。
  No.1:常规电制冷空调系统
 
  目前使用较多的空调形式,经过一个多世纪的发展,制冷主机的形式多种多样,具有制冷效率高等的优点,它有如下特点:
 
  优点:
 
  ① 系统简单,占地比其他形式的稍小;
 
  ② 效率高,COP(制冷效率)一般大于5.3;
 
  ③ 设备投资相对于其他系统少。
 
  不足之处:
 
  ① 冷水机组的数量与容量较大,相应地其他用电设备数量、容量也增加,加大了维护、维修工作量。
 
  ② 总用电负荷大,增加了变压器配电容量与配电设施费。
 
  ③ 所使用电均为高峰电,不享受峰谷电价政策,运行费用高。
 
  ④ 在拉闸限电时出现空调不能使用的状况。2003,2004年夏季就因此出现空调主机减半运行情况,造成大部分中央空调达不到使用效果。
 
  No.2:冰蓄冷空调系统
 
  冰蓄冷空调是在常规水冷冷水机组系统的基础上减小制冷主机容量、增加蓄冰装置,利用夜间低谷低价电力时段将冷量通过冰的形式储存起来,白天需要供冷时释放出来。该技术在20世纪30年代开始应用于美国,在70年代能源危机中得到发达国家的大力发展。中国也加大对蓄能技术的推广力度,国家计委和经贸委特下达《节约用电管理办法》,要求各单位推广蓄能技术,并逐步加大峰谷电差价。全国采用蓄能技术的空调系统大幅度增加,2001年10月举办APEC会议的10万㎡上海科技城,浙江大学紫金港新校区13万㎡,广州大学城500万㎡等大型建筑采用的就是冰蓄冷空调系统。
 
  冰蓄冷中央空调代表当今世界中央空调的先进水平,预示着中央空调的发展方向,有如下特点:
 
  优点:
 
  ① 减少冷水机组容量(降低主机一次性投资),总用电负荷少,减少变压器配电容量与配电设施费。
 
  ② 制冷主机制冷效率高(COP大于5.3),同时利用峰谷荷电价差,大大减少空调年运行费,可节约运行费用35%以上(与热泵和溴化锂空调形式比可以节约40%以上)。
 
  ③ 减少建筑的配电容量,节约变配电的投资,节约约30%(空调的配电投资);免双线路的高可靠性费用,节约投资。
 
  ④ 使用灵活,部分区域使用空调可由融冰提供,不用开主机,节能效果明显。
 
  不足之处:
 
  ① 如果主机和蓄冷装置等设备均布置于制冷机房内,蓄冰装置需要占用一定的空间(解决办法:可以埋在绿化带下,布置在汽车坡道下等无用空间)。
 
  ② 机房设备投资比常规水冷电制冷和溴化锂机组系统稍高。
 
  ③ 冰蓄冷只能夏天供冷,需要供热系统(可以采用热网换热供暖,热网容量远低于溴化锂机组所需,只有50%左右容量)。
 
  No.3:水源热泵空调系统
 
  1) 属于可再生能源利用技术
 
  水源热泵是具备了利用地球水体所储藏的太阳能资源作为冷热源,进行能量转换的供暖空调系统。其中可以利用的水体,包括地下水或河流、地表部分的河流和湖泊以及海洋。地表土壤和水体不仅是一个巨大的集热器,收集了47%的太阳辐射能量,比人类每年利用能量的500倍还多(地下的水体是通过土壤间接的接受太阳辐射能量),而且是一个巨大的动态能量平衡系统,地表的土壤和水体自然的保持能量接受和发散的相对的均衡。这使得利用储存于其中地近乎无限的或地能成为可能。所以说,水源热泵利用的是清洁的可再生能源地一种技术。
 
  2 )便于计量和收费
 
  空调用电负荷在用户位置,因此便于空调的计量与收费。这对于用户合理使用空调系统,节约空调系统的能耗,公平、公正、公开地摊派空调运行管理是很有利的。
 
  3 )运行安全可靠
 
  水源热泵机组的空调系统是可以基本保证全年按用户的需要开启空调系统,特别是春秋空调过渡季节均能运行,也就相当于四管制空调系统。一般,水源热泵供、回水温度一年四季相对稳定,其波动的范围远远小于空气温度的变动。水体在夏季作为空调的冷源,在冬季作为空调的热源,水体温度较恒定的特性使得热泵机组运行更可靠、稳定,也保证了系统的高效性和经济性。不存在空气源热泵的冬季除霜等难点问题。
 
  4) 高效节能
 
  水源热泵机组可利用的环境水体温度冬季为12~22℃,水体温度比环境空气温度高,所以热泵循环的蒸发温度提高,能效比也提高。而夏季水体温度为18~35℃,水体温度比环境温度低,所以制冷的冷凝温度降低,机组效率提高。
 
  No.4:电蓄热空调系统
 
  电蓄热空调是利用夜间低谷低价电力电锅炉制热,制取的热量以热水的形式储存在蓄热装置中,白天将所储存热量释放出来向空调末端供热。
 
  电蓄热空调具有稳定的供热能力,有如下特点:
 
  ① 利用蓄能技术移峰填谷,平衡电网负荷,提高电厂发电设备的利用率,降低电厂、电网的运行成本,节约电厂、电网的基础建设投入。
 
  ② 利用峰谷荷电价差,大大减少空调年运行费。
 
  ③ 使用灵活,过渡季节、节假日或者下班后部分办公室使用空调可由蓄热定量提供,无需开机组,节能效果明显,运行费用大大降低。
 
  ④ 具有应急功能,提高空调系统的可靠性。
 
  ⑤ 自动化程度高,可以作到无人值守,根据空调的变化实时跟踪,需要多少冷量供多少,不会出现大马拉小车的状况,节能明显。
 
  No.5:风冷热泵空调系统
 
  风冷热泵是靠室外空气来冷却的一种空调形式,其制冷和供暖的性能与室外环境温度密切相关,它有如下特点:
 
  ①  冷热一体,不需要另外配置热源。
 
  ② 在不考虑其对建筑外观的影响和机组运行振动影响时,可以将机组放置于屋顶,不需要专门的空调机房。在小面积无冷冻机房的建筑比较适合。
 
  ③  空气冷却,不需配置冷却塔。
 
  ④  靠空气冷却,制冷、制热性能与室外环境温度密切相关,造成性能不稳定。夏季室外温度较高、需冷量较多时,其制冷能力变差;冬季室外温度较低、需供热较多时,其供热能力变差。冬季需要采取特定的除霜手段,影响了制热效果;供热温度低,使室内的温度在天冷时达不到要求。
 
  No.6:溴化锂空调系统
 
  溴化锂机组是利用热能作为机组的能源,通过溴化锂和水之间的吸收与释放,由水作为制冷剂循环来达到制冷的目的。根据提供供热能的方式,溴化锂机组又分为直燃型(燃油、燃煤气或燃天然气)、蒸汽型(热网蒸汽或准备锅炉提供蒸汽)和热水型(热网热水或自备锅炉提供热水)。
 
  用水做制冷剂,溴化锂做吸收剂,使得制冷主机的特性完全不同于其他空调。
 
  优点:
 
  ① 系统的能源主要为热能,因此配电容量小(约为常规电制冷的1/3,冰蓄冷系统的1/2),运行耗电量小。(但在停电时仍然不能运行,采用自备发电机只能保证部分水泵,整个系统不能供冷,无法像冰蓄冷系统开水泵全融冰可以供冷;如果出现2003年夏季的限电使用开一半机组,则达不到空调效果,而冰蓄冷可以保证空调效果)。
 
  ②  用于有废热产生的场合较为可行,如钢厂、纺织厂等,欧美发达国家溴化锂机组的应用均在有废热的场合。
 
  ③ (直燃型)冷热一体,不需要另外配置采暖设备(采暖时就是一台燃气锅炉,但热效率比单独的燃气锅炉低一些)。
 
  ④ 机房占地面积比冰蓄冷稍小。
 
  不足之处:
 
  ①  由于溴化锂机组的特性,制冷量存在衰减(年衰减约为3%~8%),因此溴化锂机组的容量设计时按15%的余量配置。
 
  ② 制冷主机的出水温度高,实际运行高于8℃,空调效果差、制冷速度慢、上班前启动时间长,降低了大楼的品味;同时由于供水温度高,必须加大末端设备的容量才能达到降低室内温度的效果,增大了投资。
 
  ③  溴化锂是具有腐蚀性的无机盐,容易造成机组的腐蚀和制冷量的衰减。
 
  ④ 效率低,能效比(COP)约为0.8~1.2,属于节电不节能型产品,运行能耗高、运行费用高,在能源紧张的现在,发达国家根本就不提倡使用(除非有废热)。
 
  No.7:VRV空调系统
 
  特点:
 
  ① 不是中央空调,空调品质差。
 
  ② 系统相对简单,冷热一体,不需专用空调机房。
 
  ③  系统设计灵活,可以为小的供冷区域配置独立系统。
 
  ④  投资高。
 
  ⑤  采用空气冷却,冷却效果比水冷差,机组的能效比(COP)很低(样本标定一般小于3,而实际运行时远低于2.5),空调效果差、运行费用高。在最热的天的COP更低(COP随环境温度的升高而急剧下降),运行费用很高;同样冬季采暖也存在同样的效率低的问题,且随着环境温度的下降制热量不断的降低。
 
  ⑥ 因机组放于室外靠空气冷却,时间长了冷凝器上结满灰尘,极大的影响了换热效率,机组运行效率下降,制冷量也急剧下降,3年后基本不能满足冷量的需要,需另外加配机组。
 
  No.8:地源热泵空调系统
 
  地源热泵是利用水与地能(地下水、土壤或地表水)进行冷热交换来作为热泵的冷热源,冬季把地能中的热量“取”出来,释放到地下水、土壤或地表水中,此时地为“冷源”。
 
  地源热泵供暖空调系统主要分3部分:室外地能换热系统、水源热泵机组和室内采暖空调末端系统。其中地源热泵机组主要有2种形式:水—水式或水—空气式。3个系统之间靠水或空气换热介质进行热量的传递,水源热泵与地能之间换热介质为水,与建筑物采暖空调末端换热,介质可以是水或空气。
 
  地源热泵同空气源热泵相比,有许多优点:
 
  ①  全年温度波动小。冬季温度比空气温度高,夏季比空气温度低,因此地源热泵的制热、制冷系数要高于空气源热泵,一般可高于40%,因此可节能和节省费用40%左右。
 
  ② 冬季运行不需要除霜,减少了结霜和除霜的损失。
 
  ③ 地源有较好的蓄能作用。
 
  No.9:空气源热泵空调系统
 
  空气源热泵热水器是综合电热水器和太阳能热水器优点的安全节能环保型热水器,可全年365 d全天候运转,制造相同的热水量,使用成本只有电热水器的1/4,燃气热水器的1/3,太阳能热水器的1/2。高热效率是空气源热泵热水器最大的优点和优势,在能源问题成为世界问题时,这是空气源热泵热水器成为“第四代热水器”的最重要的法宝之一。
 
  空气源热泵热水器具有以下特点:
 
  ①  超大水量:水箱容量根据具体要求量身订做,水量充足,可满足不同客户不同时段需求。
 
  ②  经济节省:从空气中获取大量的能源,能效比高达300%~400%。根据使用规律设定热水器自动运行时间,费用自然节省。
 
  ③ 适用范围广:不受气候影响,在环境温度为-10~43℃下均能正常工作,可广泛应用于家庭、宾馆、酒店、学校、医院、机体宿舍、住宅小区、桑拿等集中供热。
 
  ④  持久恒温:使用非常简单,整个热水器采用自动化智能控制系统,用户只需在初次使用时开一下电源,在以后的使用过程中完全实现自动化运行,到达用户指定水温时自动停机,低于用户指定水温时系统自行开机运行,完全实现一天24h随时有热水而不用等候。
 
  与常规太阳能相比,空气源热泵热水器具有4个方面优势:
 
  ①  从投资方面:如达到相同供水效果,资金投入空气源热泵热水器比常规太阳能产品少,并且可以使用经济电能,在用电低谷时制热水储备。
 
  ②  从使用方面:常规太阳能产品受天气影响明显,阴雨天、下雪天、夜晚就不能工作,而空气源热泵热水器不管阴天、雨天、下雪天、夜晚或阳光明媚都能照常工作,全天候提供热水,不受天气影响。
 
  ③  从运行成本方面:常规太阳能在太阳直射下,几乎零成本运行,可惜在阴雨雪天或夜晚只能依靠辅助系统工作,统计数据显示,正常使用时,常规太阳能辅助系统全年耗电能比空气源热泵热水器全年总耗电能要高1.5倍。
 
  空气源热泵热水器与锅炉相比的优点:
 
  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、燃气锅炉比,全年平均可节70%的能源,加上电价的走低和燃料价格的上涨,运行费用低的优点日益突出。
 
  ③ 环保:空气源热泵热水器无任何燃烧排放物,制冷剂选用了环保制冷剂,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。
 
  热泵有四大优点:
 
  第1点是节能,有利于能源的综合利用。
 
  第2点是有利于环境保护。
 
  第3点是冷热结合,设备应用率高,节省出投资。
 
  第4是因为它是电驱动,所以它调控比较方便,因此热泵备受大家的关心。
 
  热泵技术通过热泵的形式,可以提高能效的利用,能效的利用有两个含义,从环境角度来讲,可以减少温室气体的排放,减少对环境的有害因素,从另外一个方面来说,就是解决电力高空负荷的一项技术。
 
  空气源热泵的特点:
 
  高效节能:集热效率高,运行成本低(同比用电量是电热水器的1/5)。
 
  绿色环保:高新科技的结晶,代表未来发展方向。
 
  安全节约:无后顾之忧,初装费低,一元钱当五元钱花。
 
  四季制热:阴雨天或寒冷冬季,均能全天候合成高温热源。
 
  时尚耐用:用料精选(使用寿命在18 a以上)。
 
  设计精湛:全自动控制,免维护运行,代表制热高新精尖科技。
 
  体积小巧:可置屋顶、阳台、庭院、室内等,并能与建筑物有机结合。
 
  No.10:冰蓄冷与水源热泵复合系统
 
  热泵技术与蓄能技术强强联合,既可以利用热泵技术,同时满足制冷和供暖的特性,又可采用蓄能技术进行电网的削峰填谷,既使用户使用到了廉价的采暖、空调方式,又解决了污染问题,还为电网的昼夜平衡作出了贡献,可以大幅度降低空调系统日间电力高峰时期的用电负荷。
 
  若采用热泵技术和蓄能技术相结合的方式,使得该系统不但具有削峰填谷的功能,还可以一机三用(三工况热泵机组:制热工况、制冷工况和制冰工况),使用清洁的电能和地下免费的可再生能源,既为系统提供了稳定的冷热源,又解决了燃煤的污染问题和燃油、燃气的高能耗问题。不但符合国家的环保政策,也符合用户的根本利益。
 
  地(水)源热泵以及冰蓄冷技术均是国家大力提倡的建筑环保节能新技术。地(水)源热泵充分利用土壤及地表水(或地下水)所含热能,改善了机组冬夏季的运行工况,并因夏天可制冷冬天可制热而提高了设备利用率。冰蓄冷系统在宏观上可为国家实现移峰填谷,降低电网负荷,延缓发电厂及输配电设施的建设,在微观上则可充分利用峰谷电电价政策,为业主大幅降低系统运行费用。
 
  地(水)源热泵+冰蓄冷的优势:
 
  一机同时解决了冬夏季空调问题,冷热站投资省;系统综合效率高,冬季制热COP达到4.0以上;电力移峰填谷,享受峰谷差价,节省运行费用;减小热泵制冷主机装机容量25%~40%;减少打井数量、埋管数量或取水量,一般可减少1/3;机组冬夏匹配性好,按照冬季选型,夏季加蓄冰可以满足大部分地区空调要求,机组利用率高;夏季可提高2~4℃低温水,可以实现大温差供水、低温送风,改善空调品质。
 
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