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      空氣源高溫熱泵熱水機組工作原理及節能分析

      發布時間:2021-01-06  點擊量:402
      一、空氣能熱水器中間機組工作原理

      空氣源高溫熱泵熱水機組是一種新型、可替代熱水鍋爐的熱水設備。與傳統太陽能相比,空氣源高溫熱泵熱水機組不只可吸收空氣中的熱量,還可吸收太陽能,它是將電熱水器和太陽能熱水器的優點完滿的結合于一體的新型熱水器。該商品以制冷劑為前言,經過制冷劑狀態、溫度的變化和壓縮機壓縮制取熱量,經過換熱設備將熱量傳遞給水,使水的溫度升高來,升高溫度的水經過水循環體系送入用戶散熱器進行采暖或直接用于清潔熱水的供應。

      空氣源高溫熱泵熱水機組技能是基于逆卡諾循環原理建立起來的一種節能、環保制熱技能??諝庠礋岜脽崴袡C組體系經過天然能(空氣蓄熱)獲取低溫熱源,經熱泵體系高效集熱整合后變成高溫熱源,用來制取供暖或清潔熱水。整個體系集熱效率較電熱水機組(鍋爐)、燃油、燃氣熱水機組有了很大進步。

      空氣源熱泵熱水中間機組遵循能量守恒定律和熱力學第二定律,運用熱泵的原理,只需要耗費一小部分的機械功(電能),將處于低溫環境(大氣)中的熱量搬運到水中,去加熱制取高溫熱水。熱泵能夠與水泵相比擬,水是不能自覺地從低處流向高處,要將低處的水輸送到高處,必須用一臺水泵,耗費一部分電力,才能將水送到高處的水箱中。同樣,依據熱力學第二定律,熱量也是不能自覺地從低溫環境向高溫環境中搬運(傳送),而要完成這個目的,必須要有一臺機器,耗費一部分機械功(例如電能),才能將低溫環境中的熱量傳送到高溫環境中去。這樣的機器就稱之為“熱泵”。熱泵的作用是將空氣中的熱量取出,連同自身所用的電能轉變成的熱能,一起送到水中。

      空氣源高溫熱泵熱水機組由壓縮機、冷凝器、蒸發器和膨脹閥等部件構成。它運用逆卡諾循環原理,經過壓縮機做功使工質發生相變(氣態—液態—氣態),在這種往復循環相變的過程中,經過蒸發器不間斷的從環境汲取熱量,經過冷凝器(換熱器)不間斷的放出熱量,使冷水逐漸升溫,制取的熱水經過熱水管網循環設備輸出到用戶運用終端。

      二、空氣源高溫熱泵熱水機組特點:

      目前市場上空氣源高溫熱泵熱水機組大部分歸于技能成熟商品,壓縮機一般選用渦旋式或活塞式,也有選用螺桿式的,每臺機組一般有單臺或兩臺,一般機組有如下特點:
      (1)高效節能:其輸出能量與輸入電能之比即能效比(COP)一般可達到3.0以上,而一般電熱水鍋爐的能效比(COP)不大于0.90,燃氣、燃油鍋爐的能效比(COP)一般只有0.7 -0.8,燃煤鍋爐的能效比(COP)更低一般只0.35-0.65。

      (2)安全有保障:加熱方式完成了完全的水電分離,從根本上杜絕了一般熱水器體系中的易燃、易爆、觸電、干燒、煤氣中毒等安全隱患。

      (3)環保:無廢水、廢渣、廢熱、廢氣排放,不會對大氣和環境發生任何污染。

      (4)安裝便利:能夠安裝在室外空地、天面、陽臺、大型停車庫、設備層等處不需專門的設備房。

      (5)模塊化操控功能:可依據用戶的實際需要靈活添加多臺機組構成的熱水供水體系,完成模塊化操控,主動操控調理每臺機組的運轉時刻和投入運轉的次序,保證每臺機組總運轉時刻一致,整個熱水供水體系的高效、優化運轉。

      (6)操作運用簡便:機組由微電腦操控主動運轉,依據水箱水溫和用戶用水狀況,主動啟停,不需專人值守。

      (7)主動化霜:智能柔性除霜,能夠依據不同地區的氣候條件設定除霜參數和操控計劃,使除霜更完全、更靈活、更節能。

      (8)主動定時開機功能:用戶能夠自己設定機組主動開機時刻,從而完成峰谷用電,運轉運用費更省。

      (9)主動防凍功能:保證機組在低氣溫環境條件下水體系不會被凍裂。

      (10)主動能量調理功能:依據模糊操控原理,動態檢測用戶負荷,疾速達到設定溫度后,保持負荷動態匹配,平穩運轉;保證機組夏天高溫環境條件下不會出現超負荷,冬天低氣溫環境條件下機組安穩保持較高的能效比,一年四季全天候運轉,不受夜晚、陰天、雨雪等惡劣天氣的影響。

      (11)有較廣的運用范圍:格外適用于泳池、桑拿洗浴中間、招待所、學校、工礦員工洗浴、室內泳池水加溫等場所。

      (12)質量有保障:關鍵部件一般選用世界知名品牌商品,如COPELAND、SANYO、ALCO、DANFOSS等,質量有較好的保障,用壽命在10年以上。

      (13)可24小時提供熱水:熱泵機組一般由微電腦操控主動運轉。依據水溫和用戶用水狀況主動啟停,保證用戶24小時即開水閥即有熱水。

      三、空氣源熱泵熱水機組經濟性剖析
      (一) 不同加熱設備的運轉費用對比
      按每日需熱水量10噸核算,
      以溫升40℃核算,每日耗熱量為:
      Qh= Ld(tr-tl)=10000×(55-15)=40×104kcal(Ld=10噸 tr=55℃ tl=15℃)
      以溫升50℃核算,每日耗熱量為
      Qh= Ld(tr-tl)=10000×(55-5)=50×104kcal(Ld=10噸 tr=55℃ tl=15℃)
      式中 Ld----規劃日熱水用量(L);
      tr-----熱水核算溫度(℃);
      tl-----冷水核算溫度(℃);
      Qh----------規劃日耗熱量(kcal);

      1、如果選用常規動力產熱水,不考慮其一次性出資,體系運轉按每年365天,溫升按40℃計:
      電熱水鍋爐體系:(平電價格:1.0元/kwh)
      每度電有用得熱:860kcal/kwh×90%=774kcal/kwh (電熱水鍋爐效率為90%)
      每天耗電量:400000kcal∕天÷774 kcal/kwh =516.8kwh∕天
      每天運轉費用516.8kwh×1.0元/kwh =516.8元
      全年費用:516.8元/天×365天/年=188632元/年

      燃油熱水鍋爐體系:(柴油:5.8元/Kg)
      1kg柴油有用得熱:10200 kcal/kg×80%=8160kcal∕Kg(燃油鍋爐熱效率一般為80%,柴油燃燒值為10200 kcal/kg)
      每天耗油量:400000kcal∕天÷8160 kcal∕Kg =49Kg∕天
      每天運轉費用49Kg/天×5.8元/Kg =284元
      全年費用:284元/天×365天/年=103660元/年

      燃氣熱水鍋爐體系:(液化氣:6.0元/Kg)
      1kg液化氣有用得熱:10800kcal/kg×80%=8640 Kg∕天(燃氣熱水鍋爐效率為80%,)
      每天耗油量:400000kcal∕天÷8640kcal∕Kg =46.3Kg∕天
      每天運轉費用46.3Kg/天×6.0元/Kg =277.8元
      全年費用:277.8元/天×365天/年=101397元/年

      2、選用空氣源熱泵熱水機組后,年運轉費用剖析如下:
      ①、運用平電(按照1.0元/kwh核算):
      空氣源熱泵熱水機組每度電有用得熱:860kcal/kwh×3=2580kcal/kwh (空氣源熱泵熱水機組年平均COP≥3,按3核算。)
      每天耗電量:400000kcal /天÷2580kcal/kwh =155.kwh/天
      每天運轉費用155kwh×1.0元/kwh =155元
      全年費用:155元/天×365天/年=56575元/年

      ②運用谷電: (按0.5元/ kwh核算):
      全年費用:155kwh×0.5元/kwh×365天/年=28288元/年
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