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14種冷熱源及空調系統特點介紹(二)
2016-12-28  來源:互聯網轉載    發布者:小A

八、地源熱泵空調系統

作為自然界的現象,正如水由高處流向低處那樣,熱量也總是從高溫流向低溫,用著名的熱力學第二定律準確表述是:“熱量不可能自發由低溫傳遞到高溫”。但人們可以創造機器,如同把水從低處提升到高處而采用水泵那樣,采用熱泵可以把熱量從低溫抽吸到高溫。所以熱泵實質上是一種熱量提升裝置,它本身消耗一部分能量,把環境介質中貯存的能量加以挖掘,提高溫位進行利用,而整個熱泵裝置所消耗的功僅為供熱量的三分之一或更低,這也是熱泵的節能特點。

地源熱泵是利用水與地能(地下水、土壤或地表水)進行冷熱交換來作為熱泵的冷熱源,冬季把地能中的熱量“取”出來,供給室內采暖,此時地能為“熱源”;夏季把室內熱量取出來,釋放到地下水、土壤或地表水中,此時地能為“冷源”。

地源熱泵供暖空調系統主要分三部分:室外地能換熱系統、水源熱泵機組和室內采暖空調末端系統。其中地源熱泵機組主要有兩種形式:水—水式或水—空氣式。三個系統之間靠水或空氣換熱介質進行熱量的傳遞,水源熱泵與地能之間換熱介質為水,與建筑物采暖空調末端換熱,介質可以是水或空氣。

地源熱泵同空氣源熱泵相比,有許多優點:

1)全年溫度波動小。冬季溫度比空氣溫度高,夏季比空氣溫度低,因此地源熱泵的制熱、制冷系數要高于空氣源熱泵,一般可高于40%,因此可節能和節省費用40%左右。

2)冬季運行不需要除霜,減少了結霜和除霜的損失。

3)地源有較好的蓄能作用。

九、空氣源熱泵空調系統

空氣源熱泵熱水器是綜合電熱水器和太陽能熱水器優點的安全節能環保型熱水器,可一年三百六十五天全天候運轉,制造相同的熱水量,使用成本只有電熱水器的1/4,燃氣熱水器的1/3,太陽熱水器的1/2。高熱效率是空氣源熱泵熱水器的特點和優勢,在能源問題成為世界問題時,這是空氣源熱泵熱水器成為“第四代熱水器”的重要的法寶之一。

空氣源熱泵熱水器工作原理

空氣源熱泵熱水器內專置一種吸熱介質——冷媒,它在液化的狀態下低于零下20℃,與外界溫度存在著溫差,因此,冷媒可吸收外界的熱能,在蒸發器內部蒸發汽化,通過空氣源熱泵熱水器中壓縮機的工作提高冷媒的溫度,再通過冷凝器使冷媒從汽化狀態轉化為液化狀態,在轉化過程中,釋放出大量的熱量,傳遞給水箱中的儲備水,使水溫升高,達到制熱水的目的。

系統組成:

空氣源熱泵中央熱水機組一般由壓縮機、冷凝器、蒸發器、節流裝置、過濾器、儲液罐、單向閥、電磁閥、冷凝壓力調節水閥、儲水箱等幾部分組成

工作原理

1. 低溫低壓制冷劑經膨脹機構節流降壓后,進入空氣交換機中蒸發吸熱,從空氣中吸收大量的熱量Q1

2. 蒸發吸熱后的制冷劑以氣態形式進入壓縮機,被壓縮后,變成高溫高壓的制冷劑(此時制冷劑中所蘊藏的熱量分為兩部分:一部分是從空氣中吸收的熱量Q1,一部分是輸入壓縮機中的電能在壓縮制冷劑時轉化成的熱量Q2);

3. 被壓縮后的高溫高壓制冷劑進入熱交換器,將其所含熱量(Q1+Q2)釋放給進入熱換熱器中的冷水,冷水被加熱到55℃(達65℃)直接進入保溫水箱儲存起來供用戶使用;放熱后的制冷劑以液態形式進入膨脹機構,節流降壓,如此不間斷進行循環。

空氣源熱泵熱水器具有以下特點:

1)超大水量:水箱容量根據具體要求量身訂做,水量充足,可滿足不同客戶不同時段需求。

2)經濟節省:從空氣中獲取大量的能源,能效比高達300%~400%。根據使用規律設定熱水器自動運行時間,費用自然節省。

3)適用范圍廣:不受氣候影響,在環境溫度為-10℃~43℃下均能正常工作,可廣泛應用于家庭、賓館、酒店、學校、醫院、集體宿舍、住宅小區、桑拿等集中供熱。

4)持久恒溫:使用非常簡單,整個熱水器采用自動化智能控制系統,用戶只需在初次使用時開一下電源,在以后的使用過程中完全實現自動化運行,到達用戶指定水溫時自動停機,低于用戶指定水溫時系統自行開機運行,完全實現一天24小時隨時有熱水而不用等候。

5)安全環保:結構上水電完全分離,且無任何有害有毒氣體排放或燃燒,不受臺風等自然災害的影響,安全;

6)防凍功能:具有智能化霜功能,確保熱水器在低氣溫環境下穩定運行,它可根據室外環境溫度、蒸發器翅片溫度和機組運行時間等多個參數綜合、智能判斷自動進入和退出化箱。

7)安裝方便:體積小巧,可以安裝在任何地方,安裝在室內不占用空間,也可以安裝在室外,如屋頂、地面等露天放置,可以實現遠程監控,占地面積小、安裝簡單,無需另設機房。

8)使用壽命長,維護費用低,設備性能穩定,使用壽命可達15年以上。

與常規太陽能相比,空氣源熱泵熱水器具有四個方面優勢 :

1、從投資方面:如達到相同供水效果,資金投入空氣源熱泵熱水器比常規太陽能產品少,并且可以使用經濟電能,在用電低谷時制熱水儲備。

2、從使用方面:常規太陽能產品受天氣影響明顯,陰雨天、下雪天、夜晚就不能工作,而空氣源熱泵熱水器不管陰天、雨天、下雪天、夜晚或陽光明媚都能照常工作,全天候提供熱水,不受天氣影響。

3、從運行成本方面,常規太陽能在太陽直射下,幾乎零成本運行,可惜在陰雨雪天或夜晚只能依靠輔助系統工作,統計數據顯示,正常使用時,常規太陽能輔助系統全年耗電能比空氣源熱泵熱水器全年總耗電能要高1.5倍。

4、其它功能方面:空氣源熱泵熱水器使用不受地點限制,可以擺放在任何地方, 而且占地空間很小,而常規太陽能要達到同等供熱效果則需占用很大空間,還必須露天擺放。同時使用壽命可達15年以上,維護費用低,設備性能穩定。

空氣源熱泵熱水器與鍋爐相比的優點

1)熱效率高:產品熱效率全年平均在300%以上,而鍋爐的熱效率不會超過。

2)運行費用低:與燃油,燃氣鍋爐比,全年平均可節70%的能源,加上電價的走低和燃料價格的上漲,運行費用低的優點日益突出。

3)環保:空氣源熱泵熱水器無任何燃燒排放物,制冷劑選用了環保制冷劑,對臭氧層,是較好的環保型產品。

4)運行安全,無需值守:與燃料鍋爐相比,運行安全,而且全自動控制,無需人員值守,可節省人員成本。

高溫空氣源熱泵技術的詳細介紹:

逆卡諾循環原理建立起來的一種節能、環保制熱技術。空氣源熱泵系統通過自然能(空氣蓄熱)獲取低溫熱源,經系統高效集熱整合后成為高溫熱源,用來取(供)暖或供應熱水,整個系統集熱效率甚高。

熱泵有四大優點,第一是節能,有利于能源的綜合利用,第二點是有利于環境保護,第三點是冷熱結合,設備應用率高,節省出投資,第四因為它是電驅動,所以它調控比較方便,因此熱泵備受大家的關心。

熱泵技術就二十一世紀的一個能源技術,能通過熱泵的形式,可以提高能效的利用,能效的利用有兩個含義,從環境角度來講,可以減少溫室氣體的排放,減少對環境的有害的因素,從另外一個方面來說,就是解決電力高空負荷的一項技術。

空氣源熱泵的特點 :

?高效節能:集熱效率高,運行成本低。(同比用電量是電熱水器五分之一)

?綠色環保:高新科技的結晶,代表未來發展方向。

?安全節約:無后顧之憂,初裝費低,一元錢當五元錢花。

?四季制熱:陰雨天或寒冷冬季,均能全天候合成高溫熱源。

?時尚耐用:用料精選。(使用壽命在18年以上)

?設計精堪:全自動控制,免維護運行,代表制熱高新精尖科技。

?體積小巧:可置屋頂、陽臺、庭院、室內等,并能與建筑物有機結合。

十、大溫差低溫送風空調系統的特點

1、提高了室內空氣品質

低溫送風系統冷凍水供水溫度低,除濕量大,降低了房間的相對濕度,提高了熱舒適感。從焓濕圖上的等舒適線可以得出一個近似的結論:相對濕度降低15%和干球溫度降低1℃給人的熱舒適感是相同的,在相對濕度較低的空氣環境中,人感到更涼快更舒適,并判斷空氣較新鮮,具有更可接受的空氣品質;其次,低溫送風系統可以有效的與預防“空調綜合癥”的產生,“空調綜合癥”產生的根源是室內一種稱為“君蘭菌”細菌的繁殖,這是一種適濕性細菌,降低空氣相對濕度可以有效抑制它的繁殖,從而可以大大降低“空調綜合癥”產生的可能性。

2、節省了建筑空間

采用低溫送風技術后,送風溫度降低,送風溫差拉大,輸送相同冷量的情況下,送風量減少,因而風管的尺寸減少,降低吊頂上空的高度,節省了建筑空間;

3、降低了機械系統的造價

低溫送風系統中,一次風的送風溫差和冷凍水的供回水溫差均比常規系統大很多,輸送同樣冷量的前提下,送風量和冷凍水流量顯著減少,相應的水泵、風機、水管、風管和保溫材料的投資可降低達30%-40%;

4、大大降低了空調系統的運行能耗

前已述及,達到同樣的舒適效果時,低溫送風系統可適當提高室內空氣的干球溫度,降低圍護結構的傳熱量,因而可以一定程度的減少建筑物的冷負荷;采用低溫送風后,和常溫定風量系統相比,風機和水泵的能耗可降低30%左右。

十一、變風量空調系統的特點

變風量(VAV)系統20世紀70年代初由國外研究推出,目前是歐美等發達國家主流的空調系統,它根據空調負荷的變化以及室內要求參數的變化來自動調節各末端及空調機組風機的送風量,程度地保證空調環境的舒適性,降低空調機組的運行能耗。一般來說它具有以下顯著特點:

1)舒適性。能實現各個空調區域的靈活控制,可根據負荷變化或個人的要求自行設定環境溫度。

2)節能。由于空調系統絕大部分時間是在部分負荷下運行,而變風量空調系統是通過改變送風量來調節室溫的,因此鞥夠合理的分配氣量,減少風機能耗,降低運行電費及總裝機容量。

3)不會發生過冷或過熱。由于溫度控制的靈活、有效,可避免常規空調常見的局部區域過冷或過熱,既提高舒適感,又節約能量。

4)系統噪聲低。如果風量減小是通過風機轉速降低實現的,則會使系統噪聲大幅度降低。

5)無冷凝水煩惱。變風量系統是全空氣系統,冷水管路不經過吊頂空間,可以避免冷凍水、冷凝水滴漏污染吊頂。

6)系統靈活性好。其送風管與風口之間采用軟管,送風口的位置可以根據房間的變化而任意改變,也可根據需要適當增減風口。

十二、冰蓄冷與水源熱泵的結合

熱泵技術與蓄能技術強強聯合,既可利用熱泵技術同時滿足制冷和采暖的特性,又可采用蓄能技術進行電網的削峰填谷,既使用戶使用到了廉價的采暖、空調方式,又解決了污染問題,還為電網的晝夜平衡做出了貢獻,可以大幅度降低空調系統日間電力高峰時期的用電負荷。

若采用熱泵技術和蓄能技術相結合的方式,使得該系統不但具有削峰填谷的功能,還可以一機三用(三工況熱泵機組:制熱工況、制冷工況和制冰工況),使用清潔的電能和地下免費的可再生能源,既為系統提供了穩定的冷、熱源,又解決了燃煤的污染問題和燃油、燃氣的高能耗問題。不但符合國家的環保政策,也符合用戶的根本利益。

地(水)源熱泵以及冰蓄冷技術均是國家大力提倡的建筑環保節能新技術。地(水)源熱泵充分利用土壤及地表水(或地下水)所含熱能,改善了機組冬夏季的運行工況,并因夏天可制冷冬天可制熱而提高了設備利用率。冰蓄冷系統在宏觀上可為國家實現移峰填谷,降低電網負荷,延緩發電廠及輸配電設施的建設,在微觀上則可充分利用峰谷電電價政策,為業主大幅降低系統運行費用。

地(水)源熱泵+冰蓄冷的優勢:

? 一機同時解決冬夏季空調問題,冷熱站投資省;

?系統綜合效率高,冬季制熱COP達到4.0以上;

?電力移峰填谷,享受峰谷差價,節省運行費用;

?減小熱泵制冷主機裝機容量25%~40%;

?減少打井數量、埋管數量或取水量,一般可減少1/3;

?機組冬夏匹配性好,按照冬季選型,夏季加蓄冰可以滿足大部分地區空調要求,機組利用率高;

?夏季可提供2~4℃低溫水,可以實現大溫差供水、低溫送風,改善空調品質。

十三、水蓄冷系統

水蓄冷空調系統是一種較為新穎的節能空調形式,它是在水冷機組基礎上增加一套蓄能裝置,利用晚上的低谷電由雙工況電制冷機組制冷,所制得的冷量通過冷水的形式儲存在蓄冰裝置中,白天再通過供應低溫冷水的方式將冷量釋放出來。由于實行峰谷電價,因此水蓄冷空調系統的運行費用低于其他空調形式。

水蓄冷空調系統具有以下特點:

優點:

1.減少制冷主機及冷卻塔的裝機容量,減少范圍在30%~50%。(新建項目)

2.減少相應的電力設備的投資。如:變壓器、配電柜等。

(說明:當白天空調負荷較大時,空調用電占總廠負荷的30%~50%,而夜間用電量較小時,空調主機處于閑置狀態,因此配電規化時變壓器的容量只能以負荷時的值考慮,而建設水蓄冷系統后,白天電價高峰段可降低、減少空調主機運行而采用貯藏的冷水供冷,從而降低變壓器的容量)

3.提高設備的利用率和效率。由于水蓄冷空調使設備滿負荷運行的比例遠高于常規空調,所以設備的利用率和效率大幅提高。

4.每年能節省可觀的中央空調年運行費用,分時電價差愈大,業主收益愈多。

5.減少機房設備維護管理費用。高度的自動化控制,可以實現系統的全自動運行,而且具備與大樓的BAS接口,系統的智能化程度高。

6.減少應急發電系統投資。作為應急冷源,停電時可用很少的自備電力啟動水泵即可供冷。

7.提高空氣品質。如水蓄冷系統和低溫送風(低溫送水)系統相結合,可進一步節省初期投資,提高空氣品質。

8.冷水機組高效率運行,系統運行靈活,冷量一比一的配置對負荷變化的適應性很強,解決過渡季節大馬拉小車的問題,間接實現變頻節能,單主機工況可減少10%左右的耗電量。

9.在主機出現故障或系統斷電的情況下,備用應急恒定冷源,在僅需提供驅動水泵的動力的情況下,保證大樓供冷不中斷,提高了空調系統的安全性和可靠性,保證了工作的穩定性和持續性。

10.當因為建筑功能變化或面積增加引起冷負荷增加時,系統擴容簡單。

11.自動化程度高,管理簡單。空調系統遠程維護,網上監控。

12.符合國家產業政策發展方向,平衡電網負荷,減少電廠投資,凈化環境。

13.蓄冷水池可起到消防水池的功能,可節省用戶在消防水池上的投資。

缺點:

1.比常規水冷空調系統增加蓄水裝置面積。(可考慮利用消防水池等不占用有效面積)

2.系統相對復雜,須由專業水蓄冷集成商進行系統設計、安裝。

實踐證明,水蓄冷空調在調節電網“削峰填谷”方面有著其它技術不可比擬的優勢,也是國家鼓勵的一項成熟技術。各級政府為了使水蓄冷空調技術得到進一步發展應用,推出了一系列的優惠政策,主要集中在分時電價、提供政府貼息貸款等幾個方面,收到較好的成效。因此,水蓄冷空調系統是“政府鼓勵、業主受益”。此外,水蓄冷空調還具有運行可靠、節能環保、自動化程度高等優點。

近年來,我國大部分地區尤其是經濟發達地區電力缺口嚴重,國務院一再下達文件要求各地采取削峰填谷來緩解用電壓力,而水蓄冷空調項目正是好的移峰填谷措施,同時大地為業主節約中央空調運行費用,無論社會效益還是經濟效益都十分明顯。這也正是國務院及各地方政府大力推廣水蓄冷空調的原因。

十四、溫濕獨控空調系統系統

溫濕獨立控制空調介紹

1、溫濕獨控空調系統原理

與傳統空調系統的對溫度、濕度聯合處理不同,溫濕度獨立控制空調系統,采用溫度與濕度兩套獨立的空調系統,分別控制、調節室內的溫度與濕度,從而避免常規空調系統中熱濕聯合處理所帶來的損失。我們稱之為柔性空調。柔性空調系統的基本組成為:處理顯熱的系統與處理潛熱的系統,兩個系統獨立調節,分別控制室內的溫度與濕度。

柔性空調原理介紹

處理顯熱的系統包括:高溫冷源、余熱消除末端裝置(本項目采用地板輻射制冷/制熱),采用水作為輸送媒介。由于除濕的任務由處理潛熱的系統承擔,因而顯熱系統的冷水供水溫度不是常規冷凝除濕空調系統中的7℃供水溫度提高到17℃左右,從而使制冷機的性能系數也有大幅度的提高。處理潛熱的系統,同時承擔去除室內CO2、異味,以保證室內空氣質量的任務。此系統由新風處理機組、送風末端組成,采用新風作為能量輸送的媒介。

通過獨立的溫度控制系統排除室內余熱,由于無需除濕,可利用較高溫度的冷源。

排除室內余濕與排除CO2、異味所需要的新風量與變化趨勢一致,即可以通過新風同時滿足排除余濕、CO2與異味的要求。

2、空調系統節能優點

顯熱消除末端裝置

末端消除顯熱裝置常用采用是吊頂金屬板輻射系統、干式分機盤管和地板輻射制冷采暖三種形式。

通過輻射的形式作為末端裝置可以減少普通風機盤管的風機的能耗,節約室內末端的能耗,避免傳統風機盤管的冷凝濕表面,有效防止空調病。通過輻射末端消除顯熱負荷不僅能減少噪聲的影響,人體無吹風感,室內溫度均勻,而且能大幅度提高人體的舒適性。由于考慮到石家莊冬季采暖的要求,因此選擇地板輻射采暖/制冷的方式。

潛熱消除裝置

潛熱消除裝置采用帶帶熱回收的的空氣處理機組承擔,帶熱回收式空氣處理機組是一種功能齊全的空調機組,具有通過全熱回收裝置,可回收排風能量,另外通過低溫送風可以減小送風管的尺寸,同時減小輸配能耗。

室內送風口采用低溫送風形式,減少送風量,從而減少風管的輸配能耗,室內總的送風量通過送風機變頻控制系統,進一步減少空氣處理機組風機的能耗。室內的風量通過室內濕度控制進行調節,限度的減少不必要的能源消耗。室內的排風通過全熱交換設備,減少能源的浪費,降低系統能耗。

冷熱源

空調系統的冷熱源在夏季采用冰蓄冷系統,在冬季采用電鍋爐加熱同時利用蓄熱槽進行蓄熱,同時跟據現場條件可以利用湖水源和地源的天然冷源。

由于顯熱消除末端不承擔除濕任務,因此供水溫度可以由常規空調的7℃供水溫度提高到17℃,利用水系統串聯的方式,將通過空氣處理機組的冷凍水通過調節進入地板輻射系統,形成大溫差,小流量的運行系統,大幅度的提高制冷機的性能系數,從而達到節能的目的。

水系統輸配

水系統的輸配系統采用大溫差的形式,在相同的能量輸送情況下,大溫差的輸配形式能減少水量的輸送,從而減少水泵的能耗。

利用溫濕度獨立控制空調系統能耗和常規的空調系統相比其運行能耗量僅為常規空調的60%~90%。

1:常規空調系統能耗

2:溫濕度獨立控制空調系統能耗

3:利用天然冷熱源的溫濕度獨立控制空調系統能耗系統能耗比較系統運行費用低,僅為常規空調系統的60%~90%

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