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【原创】尴尬的燃气空气源热泵供热技术

发布时间:2020-08-02 00:21

  燃气空气源热泵供热是近两年新兴的节能技术,现主要由山东奇威特太阳能科技有限公司主导并推动。燃气空气源热泵供热技术将燃气供热与空气源热泵相结合,从空气中提取热量,COP达到1.8,实现了减少燃气消耗,降低供热成本的目标,但是,由于是新兴技术,定型产品和市场发展环境匹配不佳,尚不具备大规模推广的条件。

  燃气空气源热泵供热潜在市场之一是农村。目前,华北地区农村正在开展大规模的煤改清洁能源工作,主要改造方向为燃气壁挂炉和电空调。华北地区农村平均每户建筑面积120平方米左右,按照100w/平方米的热指标计算,每户需热12KW,而现有成型的燃气空气源热泵供热机组输出功率约60KW,大大超出了每户的需求量。而采取几户共用一套机组的模式在农村复杂的人际关系情况下则变成了不可能完成的任务。

  燃气空气源热泵供热另一个主供潜在市场是新建居民小区,利用其灵活安装的优势对抗新建小区入住率不稳定的风险和一次性能源投资高的风险。看起来是完美能源解决方案,但是也有三个尴尬的方面。

  以尚河明珠小区为例,建筑面积11万平方米,配套64台热泵机组露天摆放,占地面积约600平方米(燃气锅炉可在地下室安装)。

  按照《声环境质量标准》,居民住宅噪音不得超过55dB。而热泵机组的噪音达到62dB,超标。

  燃气空气源热泵为了在零下30摄氏度也能从空气中提取热能而选择了氨-水作为工质。但这也是它的问题所在。氨气易溶于水、乙醇,易挥发,有毒,对眼、鼻、皮肤有刺激性和腐蚀性,能使人窒息,空气中最高容许浓度30mg/m³。可见,在居民区使用氨水需要极其完善的管理制度和高素质的管理人员。

  燃气空气源热泵供热用于商业建筑同样面临尴尬,由于商业建筑、办公楼等既需要夏季制冷,也需要冬季采暖。燃气空气源热泵供热只解决了供热问题,商业建筑还需要在单独购买制冷空调。如此以来商业建筑的屋顶面积和荷载就紧张了。同时燃气空气源热泵供热还要面临地源热泵、燃气分布式能源等新型高效能源技术的激烈竞争。

  从机组选型上看,燃气空气源热泵供热用于别墅是较为理想的。但是由于别墅区业主更看重的是用能品质和生活质量,机组本身的噪音问题、氨水安全问题会被别墅区业主进一步放大,难以获得市场认同。

  目前,华北地区的工业区经常是烟囱林立,黑烟滚滚,随着节能环保力度的不断加大和升级,厂区内大量的工业余热、废热利用余热回收装置,回收成为可供居民采暖的热水。从这个角度看,燃气空气源热泵供热在工业上应用范围较为狭窄。

  当然,目前的五大尴尬主要是受限于机组,随着技术的进步,生产出更小型、更静音、更安全的机组,供热市场也会逐渐接收这一新的节能技术。

  热泵(Heat Pump)是一种将低位热源的热能转移到高位热源的装置,也是全世界倍受关注的新能源技术。它不同于人们所熟悉的可以提高位能的机械设备——“泵”;热泵通常是先从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热能,经过做功,然后再向人们提供可被利用的高品位热能。按照能量来源的不同可以分为空气源热泵、水源热泵、土壤源热泵等。

  空气能(源)热泵,作为热泵技术的一种,以无处不在的空气中的能量作为主要动力,通过少量做功(压缩式、吸收式),实现能量的转移,无需复杂的配置、昂贵的取水、回灌或者土壤换热系统和专用机房,能够逐步减少传统采暖给大气环境带来的大量污染物排放,保证采暖功效的同时兼顾节能环保的目的。

  热泵技术按照工作原理的不同可以分为“压缩式热泵”和“吸收式热泵”两类。吸收式热泵一般包括:发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器与热交换器五个部分组成。吸收式热泵使用的工质为溴化锂-水(LiBr--H2O)或氨-水(NH3--H2O),氨水吸收式热泵在吸收器与发生器中利用氨水溶液的吸收或发生作用对外放热或吸热,在蒸发器与冷凝器中则依靠纯物质氨的相变完成对外吸收或放热。

  燃气热泵技术是吸收式热泵技术的一种。燃气热泵技术是一种新型空气源吸收式热泵技术,以燃气作为驱动能源,在空气中吸取热量,节能环保,无污染。燃气热泵采暖具有投资低、运行费用低的特点,燃气热泵的燃气消耗量只有锅炉的40%,可以有效解决建筑用热问题,尤其是城乡结合、新农村建设等城市热网覆盖不到的区域。

  燃气热泵通过国家空调设备质量监督检验中心检测,COP达到1.8。机组在-20℃到43℃的环境下稳定运行,对外部环境有良好的适应性。机组系统本身为氨水系统,无类似溴化锂机组的防冻问题。机组采取PLC智能化控制,燃气消耗根据室内负荷采用PID无级调节,水温自动控制,达到舒适与节能的完美结合。选用新型扇叶结构,优化风场设计,大幅降低运行噪音。机组采用低噪减震设计,地面、楼顶均可安装。

  (1)节约天然气。吸收式热泵机组从空气中吸取一部分热量,实现高效供热。燃气消耗量只有燃气锅炉的一半。

  (2)燃气热泵机组采用一次清洁能源天然气,无PM2.5排放,有效防治雾霾天气。

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