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14种冷热源及空调系统特点介绍(二)
2016-12-28  来源:网络冷水机组    发布者:小A

八、地源热泵空调系统

作为自然界的现象,正如水由高处流向低处那样,热量也总是从高温流向低温,用著名的热力学第二定律准确表述是:“热量不可能自发由低温传递到高温”。但人们可以创造机器,如同把水从低处提升到高处而采用水泵那样,采用热泵可以把热量从低温抽吸到高温。所以热泵实质上是一种热量提升装置,它本身消耗一部分能量,把环境介质中贮存的能量加以挖掘,提高温位进行利用,而整个热泵装置所消耗的功仅为供热量的三分之一或更低,这也是热泵的节能特点。

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,供给室内采暖,此时地能为“热源”;夏季把室内热量取出来,释放到地下水、土壤或地表水中,此时地能为“冷源”。

地源热泵供暖空调系统主要分三部分: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两种形式:水—水式或水—空气式。三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。

九、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,可一年三百六十五天全天候运转,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,太阳热水器的1/2。高热效率是空气源热泵热水器最大的特点和优势,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。

空气源热泵热水器工作原理

空气源热泵热水器内专置一种吸热介质——冷媒,它在液化的状态下低于零下20℃,与外界温度存在着温差,因此,冷媒可吸收外界的热能,在蒸发器内部蒸发汽化,通过空气源热泵热水器中压缩机的工作提高冷媒的温度,再通过冷凝器使冷媒从汽化状态转化为液化状态,在转化过程中,释放出大量的热量,传递给水箱中的储备水,使水温升高,达到制热水的目的。

系统组成:

空气源热泵中央热水机组一般由压缩机、冷凝器、蒸发器、节流装置、过滤器、储液罐、单向阀、电磁阀、冷凝压力调节水阀、储水箱等几部分组成

工作原理

1. 低温低压制冷剂经膨胀机构节流降压后,进入空气交换机中蒸发吸热,从空气中吸收大量的热量Q1

2. 蒸发吸热后的制冷剂以气态形式进入压缩机,被压缩后,变成高温高压的制冷剂(此时制冷剂中所蕴藏的热量分为两部分:一部分是从空气中吸收的热量Q1,一部分是输入压缩机中的电能在压缩制冷剂时转化成的热量Q2);

3. 被压缩后的高温高压制冷剂进入热交换器,将其所含热量(Q1+Q2)释放给进入热换热器中的冷水,冷水被加热到55℃(最高达65℃)直接进入保温水箱储存起来供用户使用;放热后的制冷剂以液态形式进入膨胀机构,节流降压,如此不间断进行循环。

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、集体宿舍、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24小时随时有热水而不用等候。

5)安全环保:结构上水电完全分离,且无任何有害有毒气体排放或燃烧,不受台风等自然灾害的影响,绝对安全;

6)防冻功能:具有智能化霜功能,确保热水器在低气温环境下稳定运行,它可根据室外环境温度、蒸发器翅片温度和机组运行时间等多个参数综合、智能判断自动进入和退出化箱。

7)安装方便:体积小巧,可以安装在任何地方,安装在室内不占用空间,也可以安装在室外,如屋顶、地面等露天放置,可以实现远程监控,占地面积小、安装简单,无需另设机房。

8)使用寿命长,维护费用低,设备性能稳定,使用寿命可达15年以上。

与常规太阳能相比,空气源热泵热水器具有四个方面优势 :

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。

4、其它功能方面:空气源热泵热水器使用不受地点限制,可以摆放在任何地方, 而且占地空间很小,而常规太阳能要达到同等供热效果则需占用很大空间,还必须露天摆放。同时使用寿命可达15年以上,维护费用低,设备性能稳定。

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。

高温空气源热泵技术的详细介绍:

逆卡诺循环原理建立起来的一种节能、环保制热技术。空气源热泵系统通过自然能(空气蓄热)获取低温热源,经系统高效集热整合后成为高温热源,用来取(供)暖或供应热水,整个系统集热效率甚高。

热泵有四大优点,第一是节能,有利于能源的综合利用,第二点是有利于环境保护,第三点是冷热结合,设备应用率高,节省出投资,第四因为它是电驱动,所以它调控比较方便,因此热泵备受大家的关心。

热泵技术就二十一世纪的一个能源技术,能通过热泵的形式,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,减少对环境的有害的因素,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五分之一)

•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年以上)

•设计精堪: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。

十、大温差低温送风空调系统的特点

1、提高了室内空气品质

低温送风系统冷冻水供水温度低,除湿量大,降低了房间的相对湿度,提高了热舒适感。从焓湿图上的等舒适线可以得出一个近似的结论:相对湿度降低15%和干球温度降低1℃给人的热舒适感是相同的,在相对湿度较低的空气环境中,人感到更凉快更舒适,并判断空气较新鲜,具有更可接受的空气品质;其次,低温送风系统可以有效的与预防“空调综合症”的产生,“空调综合症”产生的根源是室内一种称为“君兰菌”细菌的繁殖,这是一种适湿性细菌,降低空气相对湿度可以有效抑制它的繁殖,从而可以大大降低“空调综合症”产生的可能性。

2、节省了建筑空间

采用低温送风技术后,送风温度降低,送风温差拉大,输送相同冷量的情况下,送风量减少,因而风管的尺寸减少,降低吊顶上空的高度,节省了建筑空间;

3、降低了机械系统的造价

低温送风系统中,一次风的送风温差和冷冻水的供回水温差均比常规系统大很多,输送同样冷量的前提下,送风量和冷冻水流量显著减少,相应的水泵、风机、水管、风管和保温材料的投资可降低达30%-40%;

4、大大降低了空调系统的运行能耗

前已述及,达到同样的舒适效果时,低温送风系统可适当提高室内空气的干球温度,降低围护结构的传热量,因而可以一定程度的减少建筑物的冷负荷;采用低温送风后,和常温定风量系统相比,风机和水泵的能耗可降低30%左右。

十一、变风量空调系统的特点

变风量(VAV)系统20世纪70年代初由国外研究推出,目前是欧美等发达国家主流的空调系统,它根据空调负荷的变化以及室内要求参数的变化来自动调节各末端及空调机组风机的送风量,最大程度地保证空调环境的舒适性,降低空调机组的运行能耗。一般来说它具有以下显著特点:

1)舒适性。能实现各个空调区域的灵活控制,可根据负荷变化或个人的要求自行设定环境温度。

2)节能。由于空调系统绝大部分时间是在部分负荷下运行,而变风量空调系统是通过改变送风量来调节室温的,因此鞥够合理的分配气量,减少风机能耗,降低运行电费及总装机容量。

3)不会发生过冷或过热。由于温度控制的灵活、有效,可避免常规空调常见的局部区域过冷或过热,既提高舒适感,又节约能量。

4)系统噪声低。如果风量减小是通过风机转速降低实现的,则会使系统噪声大幅度降低。

5)无冷凝水烦恼。变风量系统是全空气系统,冷水管路不经过吊顶空间,可以避免冷冻水、冷凝水滴漏污染吊顶。

6)系统灵活性好。其送风管与风口之间采用软管,送风口的位置可以根据房间的变化而任意改变,也可根据需要适当增减风口。

十二、冰蓄冷与水源热泵的结合

热泵技术与蓄能技术强强联合,既可利用热泵技术同时满足制冷和采暖的特性,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做出了贡献,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;

►夏季可提供2~4℃低温水,可以实现大温差供水、低温送风,改善空调品质。

十三、水蓄冷系统

水蓄冷空调系统是一种较为新颖的节能空调形式,它是在水冷机组基础上增加一套蓄能装置,利用晚上的低谷电由双工况电制冷机组制冷,所制得的冷量通过冷水的形式储存在蓄冰装置中,白天再通过供应低温冷水的方式将冷量释放出来。由于实行峰谷电价,因此水蓄冷空调系统的运行费用低于其他空调形式。

水蓄冷空调系统具有以下特点:

优点:

1.减少制冷主机及冷却塔的装机容量,减少范围在30%~50%。(新建项目)

2.减少相应的电力设备的投资。如:变压器、配电柜等。

(说明:当白天空调负荷较大时,空调用电占总厂负荷的30%~50%,而夜间用电量较小时,空调主机处于闲置状态,因此配电规化时变压器的容量只能以最大负荷时的值考虑,而建设水蓄冷系统后,白天电价高峰段可降低、减少空调主机运行而采用贮藏的冷水供冷,从而降低变压器的容量)

3.提高设备的利用率和效率。由于水蓄冷空调使设备满负荷运行的比例远高于常规空调,所以设备的利用率和效率大幅提高。

4.每年能节省可观的中央空调年运行费用,分时电价差愈大,业主收益愈多。

5.减少机房设备维护管理费用。高度的自动化控制,可以实现系统的全自动运行,而且具备与大楼的BAS接口,系统的智能化程度高。

6.减少应急发电系统投资。作为应急冷源,停电时可用很少的自备电力启动水泵即可供冷。

7.提高空气品质。如水蓄冷系统和低温送风(低温送水)系统相结合,可进一步节省初期投资,提高空气品质。

8.冷水机组高效率运行,系统运行灵活,冷量一比一的配置对负荷变化的适应性很强,解决过渡季节大马拉小车的问题,间接实现变频节能,单主机工况可减少10%左右的耗电量。

9.在主机出现故障或系统断电的情况下,备用应急恒定冷源,在仅需提供驱动水泵的动力的情况下,保证大楼供冷不中断,提高了空调系统的安全性和可靠性,保证了工作的稳定性和持续性。

10.当因为建筑功能变化或面积增加引起冷负荷增加时,系统扩容简单。

11.自动化程度高,管理简单。空调系统远程维护,网上监控。

12.符合国家产业政策发展方向,平衡电网负荷,减少电厂投资,净化环境。

13.蓄冷水池可起到消防水池的功能,可节省用户在消防水池上的投资。

缺点:

1.比常规水冷空调系统增加蓄水装置面积。(可考虑利用消防水池等不占用有效面积)

2.系统相对复杂,须由专业水蓄冷集成商进行系统设计、安装。

实践证明,水蓄冷空调在调节电网“削峰填谷”方面有着其它技术不可比拟的优势,也是国家鼓励的一项成熟技术。各级政府为了使水蓄冷空调技术得到进一步发展应用,推出了一系列的优惠政策,主要集中在分时电价、提供政府贴息贷款等几个方面,收到较好的成效。因此,水蓄冷空调系统是“政府鼓励、业主受益”。此外,水蓄冷空调还具有运行可靠、节能环保、自动化程度高等优点。

近年来,我国大部分地区尤其是经济发达地区电力缺口严重,国务院一再下达文件要求各地采取削峰填谷来缓解用电压力,而水蓄冷空调项目正是最好的移峰填谷措施,同时极大地为业主节约中央空调运行费用,无论社会效益还是经济效益都十分明显。这也正是国务院及各地方政府大力推广水蓄冷空调的原因。

十四、温湿独控空调系统系统

温湿独立控制空调介绍

1、温湿独控空调系统原理

与传统空调系统的对温度、湿度联合处理不同,温湿度独立控制空调系统,采用温度与湿度两套独立的空调系统,分别控制、调节室内的温度与湿度,从而避免常规空调系统中热湿联合处理所带来的损失。我们称之为柔性空调。柔性空调系统的基本组成为:处理显热的系统与处理潜热的系统,两个系统独立调节,分别控制室内的温度与湿度。

柔性空调原理介绍

处理显热的系统包括:高温冷源、余热消除末端装置(本项目采用地板辐射制冷/制热),采用水作为输送媒介。由于除湿的任务由处理潜热的系统承担,因而显热系统的冷水供水温度不是常规冷凝除湿空调系统中的7℃供水温度提高到17℃左右,从而使制冷机的性能系数也有大幅度的提高。处理潜热的系统,同时承担去除室内CO2、异味,以保证室内空气质量的任务。此系统由新风处理机组、送风末端组成,采用新风作为能量输送的媒介。

通过独立的温度控制系统排除室内余热,由于无需除湿,可利用较高温度的冷源。

排除室内余湿与排除CO2、异味所需要的新风量与变化趋势一致,即可以通过新风同时满足排除余湿、CO2与异味的要求。

2、空调系统节能优点

显热消除末端装置

末端消除显热装置常用采用是吊顶金属板辐射系统、干式分机盘管和地板辐射制冷采暖三种形式。

通过辐射的形式作为末端装置可以减少普通风机盘管的风机的能耗,节约室内末端的能耗,避免传统风机盘管的冷凝湿表面,有效防止空调病。通过辐射末端消除显热负荷不仅能减少噪声的影响,人体无吹风感,室内温度均匀,而且能大幅度提高人体的舒适性。由于考虑到石家庄冬季采暖的要求,因此选择地板辐射采暖/制冷的方式。

潜热消除装置

潜热消除装置采用带带热回收的的空气处理机组承担,带热回收式空气处理机组是一种功能齐全的空调机组,具有通过全热回收装置,可回收排风能量,另外通过低温送风可以减小送风管的尺寸,同时减小输配能耗。

室内送风口采用低温送风形式,减少送风量,从而减少风管的输配能耗,室内总的送风量通过送风机变频控制系统,进一步减少空气处理机组风机的能耗。室内的风量通过室内湿度控制进行调节,最大限度的减少不必要的能源消耗。室内的排风通过全热交换设备,减少能源的浪费,降低系统能耗。

冷热源

空调系统的冷热源在夏季采用冰蓄冷系统,在冬季采用电锅炉加热同时利用蓄热槽进行蓄热,同时跟据现场条件可以利用湖水源和地源的天然冷源。

由于显热消除末端不承担除湿任务,因此供水温度可以由常规空调的7℃供水温度提高到17℃,利用水系统串联的方式,将通过空气处理机组的冷冻水通过调节进入地板辐射系统,形成大温差,小流量的运行系统,大幅度的提高制冷机的性能系数,从而达到节能的目的。

水系统输配

水系统的输配系统采用大温差的形式,在相同的能量输送情况下,大温差的输配形式能减少水量的输送,从而减少水泵的能耗。

利用温湿度独立控制空调系统能耗和常规的空调系统相比其运行能耗量仅为常规空调的60%~90%。

1:常规空调系统能耗

2:温湿度独立控制空调系统能耗

3:利用天然冷热源的温湿度独立控制空调系统能耗系统能耗比较系统运行费用低,仅为常规空调系统的60%~90%

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