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空氣源熱泵供暖“一份電供三份熱”!院士稱贊它節(jié)能省錢!
作者: 發(fā)布于:2018-10-28 10:41:36

空氣源熱泵供暖“一份電供三份熱”!院士稱贊它節(jié)能省錢!


  近日,中國(guó)工程院院士倪維斗在接受媒體采訪時(shí),再次強(qiáng)調(diào)了推動(dòng)清潔取暖的大方向問題。倪維斗院士提到:推動(dòng)清潔取暖大方向是肯定的,但在實(shí)現(xiàn)路徑上,要認(rèn)真看待。天然氣是一種高品質(zhì)能源,潛力很優(yōu),若只將其提高幾十度用來采暖,是資源的浪費(fèi)。對(duì)于電采暖,更好的方式是選擇空氣源熱泵?諝庠礋岜靡环蓦娍梢怨┤轃,效率更高。

  憑什么熱泵“一份電供三份熱”

  空氣源熱泵在現(xiàn)在的“煤改電”市場(chǎng)已經(jīng)獲得大量的應(yīng)用,但作為一種新型采暖產(chǎn)品,很多用戶心里都沒底。好不好用?節(jié)不節(jié)能?這些都是他們非常關(guān)注的問題。尤其是空氣源熱泵為什么能做到“一份電可以供三份熱”?難道不符合能量守恒定律嗎?今天我們就來談?wù)劅岜酶咝У拿孛堋?/span>

  在自然界中,水總由高處流向低處,熱量也總是從高溫傳向低溫。但人們可以用水泵把水從低處提升到高處,從而實(shí)現(xiàn)水的由低處向高處流動(dòng),熱泵同樣可以把熱量從低溫傳遞到高溫,所以熱泵實(shí)質(zhì)上是一種熱量提升裝置,熱泵的作用是從周圍環(huán)境中吸取熱量,并把它傳遞給被加熱的對(duì)象。


  空氣源熱泵的四大部件包括蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器和膨脹閥。通過讓“冷媒”(常見的有R22、R410A等)不斷完成蒸發(fā)(吸取環(huán)境中的熱量)→壓縮→冷凝(放出熱量)→節(jié)流→再蒸發(fā)的熱力循環(huán)過程,從而將環(huán)境里的熱量轉(zhuǎn)移到媒介中。如果媒介是水,則是我們所說的水系統(tǒng),現(xiàn)在常見的熱泵采暖都是這種;還有一種是風(fēng)系統(tǒng),無水地暖和熱風(fēng)機(jī)都是此類。



  空氣源熱泵在工作時(shí),首先是輸入1份電能,驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)做功(這部分電能最終還要轉(zhuǎn)化為熱能),然后從外界環(huán)境溫度中再吸收大量的熱能,通過冷媒循環(huán)系統(tǒng)在冷凝器中進(jìn)行放熱。正是由于“能量守恒定律”的存在,輸入壓縮機(jī)的這1份電能總是能轉(zhuǎn)化成為1份熱能,而從外界環(huán)境中吸取的大量熱能就成了額外的收獲啦。也就是說,真正把水加熱的主要力量,不是輸入的那1份電能,而是空氣中免費(fèi)的“熱量”


某品牌低溫空氣源熱泵采暖機(jī)全天候性能曲線圖(出水溫度45度)

工況
(干球溫度/濕球溫度)

制熱量
(kW)

能效比
(kW/kW)

功率
(kW)

21/15.5℃

101.00 

4.56 

22.15 

7/6℃

86.00 

3.84 

22.42 

2/1℃

71.00 

3.23 

21.99 

-7/-8℃

55.50 

2.50 

22.20 

-12/-14℃

52.00 

2.35 

22.13 

-20/—℃

43.00 

1.95 

22.05 

-25/—℃

39.00 

1.85 

21.08  


         上表是業(yè)內(nèi)某企業(yè)30P低溫空氣源熱泵采暖機(jī)的“全天候性能曲線圖”,表中“能效比”,即俗稱的COP,實(shí)際就是熱泵系統(tǒng)所能實(shí)現(xiàn)的制熱量和輸入功率的比值,在相同的工況下,其比值越大說明這個(gè)熱泵系統(tǒng)的效率越高越節(jié)能。該機(jī)組在2℃環(huán)境溫度下,出水45℃,COP為3.23,也就是說輸入一份電能,得到了3.23份的熱量。即便是在比較冷的-12℃的環(huán)境溫度下,COP既然達(dá)到了2.35。遠(yuǎn)遠(yuǎn)大過直接電采暖,節(jié)能效果非常顯著。所以院士才說“空氣源熱泵一份電可以供三份熱,效率更高!

  -25℃能正常制熱嗎?

  空氣源熱泵能夠制熱,靠的是壓縮機(jī)做功和冷媒“搬運(yùn)”熱量。這個(gè)問題我們需要重點(diǎn)說說“冷媒”和“壓縮機(jī)”。

  先說冷媒。熱泵要想從空氣源中吸熱,必須蒸發(fā)器內(nèi)部溫度要低于室外溫度,因?yàn)闊崃慷际歉邷叵虻蜏貍鬏數(shù)模哉舭l(fā)溫度越低,就可以在更低的工況下工作。也就是“只要有溫差,就能吸熱”。

  比較常見的冷媒,像R22的蒸發(fā)溫度大概在-25℃,那么采用R22冷媒的熱泵產(chǎn)品就有可能從-25℃以上的環(huán)境中吸熱(不是說采用R22冷媒的產(chǎn)品可以在-25℃以上的環(huán)境工作,還跟壓縮機(jī)有關(guān)),而R410A的蒸發(fā)溫度要更低,可以達(dá)到-30℃。正是如此,一般用于南方地區(qū)的熱泵產(chǎn)品以前大都用的R22冷媒,而用于北方寒冷和嚴(yán)寒地區(qū)的低溫采暖產(chǎn)品,現(xiàn)在很多都是采用R410冷媒。

  其次,決定低溫?zé)岜貌膳a(chǎn)品的工作范圍的,還有個(gè)核心部件是壓縮機(jī),因?yàn)橐専岜卯a(chǎn)品在更低環(huán)境下正常運(yùn)行,還要解決壓縮比過大、排氣溫度高導(dǎo)致的制熱不足等問題。

  近年來,隨著搭載了噴氣增焓技術(shù)、變頻技術(shù)的熱泵專用壓縮機(jī)開始普及,空氣源熱泵采暖在我國(guó)寒冷地區(qū)和大部分嚴(yán)寒地區(qū)的應(yīng)用早就沒問題了。


  業(yè)內(nèi)很多搭載了變頻+噴氣增焓兩大技術(shù)的“超低溫空氣源熱泵采暖機(jī)組”,采用R410A環(huán)保冷媒,不僅可以-25℃穩(wěn)定運(yùn)行,最大的特點(diǎn)是在-12℃工況下,可以實(shí)現(xiàn)100%制熱能力不衰減。這樣一來,哪怕遇到極端溫度,也不會(huì)影響到用戶對(duì)采暖溫度的需求,室內(nèi)溫度波動(dòng)較小。

  所以,網(wǎng)上那些攻擊空氣源熱泵產(chǎn)品,說熱泵采暖產(chǎn)品只能在南方用,北方不好用的,要么就是用老眼光在看問題,或者是人云亦云,還有的就是抱有特殊的目的。

  使用電費(fèi)貴不貴?

  空氣源熱泵采暖產(chǎn)品的初投資確實(shí)要比電暖氣高的多,但運(yùn)行費(fèi)用也要低的多,舒適性也更好,還安全。至于采暖費(fèi)多少,這個(gè)是由很多因素決定的。比如說,房子的保溫狀況,保溫好的肯定運(yùn)行費(fèi)用要低,節(jié)能建筑和非節(jié)能建筑,在計(jì)算熱負(fù)荷時(shí)甚至有50%的差異。

  另外還跟溫度設(shè)置的高低、使用習(xí)慣、系統(tǒng)設(shè)計(jì)等很多方面都有關(guān)系。26℃的室溫和18℃的室溫,運(yùn)行費(fèi)用可能差別很大。根據(jù)測(cè)試,室溫每升高1℃,能耗都有10%左右的提升。所以,用戶如果想要更省電,最好在滿足溫度的需求下,把水溫調(diào)低一點(diǎn)。


  關(guān)于空氣源熱泵供暖的運(yùn)行費(fèi)用,北京煤改空氣源熱泵已經(jīng)改造實(shí)施了三年時(shí)間了。從實(shí)地調(diào)研情況看,目前,建筑面積100平方米左右的農(nóng)戶,每戶居民每年空氣源熱泵供暖的耗電量平均在7000度左右,電費(fèi)支出是3500元左右,政府補(bǔ)貼后年取暖費(fèi)為2900元左右。這跟動(dòng)輒上萬(wàn)元的電采暖費(fèi)相比,要低上很多。