[摘要] 我国南北温差巨大,到冬天大部分地方都要供暖。那么,供暖方法都有哪些呢?它们互相有哪些优缺点呢?
1 惯例电制冷空调体系
现在运用较多的空调方法,经过一个多世纪的开展,制冷主机的方法多种多样,具有制冷功率高等的长处,它有如下特色。
长处:
① 体系简略,占地比其他方法的稍小;
② 功率高,COP(制冷功率)一般大于 5.3;
③ 设备出资相关于其他体系少。
不足之处:
① 冷水机组的数量与容量较大,相应地其他用电设备数量、容量也添加,加大了保护、修理作业量。
②总用电负荷大,添加了变压器配电容量与配电设备费。
③所运用电均为顶峰电,不享用峰谷电价方针,作业费用高。
④在拉闸限电时呈现空调不能运用的情况。2003/2004 年夏日就因而呈现空调主机减半作业情况,构成大部分中央空调达不到运用作用。
⑤作业方法不灵敏,在过渡时节、节假日或休息时刻单个区域供冷,需求开主机作业,构成大马拉小车,糟蹋了机组的装备才能,添加了作业费用。
⑥关于大型区域供冷体系较难完成较好的供冷(供水温度不能下降),管网的出资大、运送能耗高、空调质量差。
2 冰蓄冷空调体系
冰蓄冷空调是在惯例水冷冷水机组体系的基础上减小制冷主机容量、添加蓄冰设备,运用夜间低谷贱价电力时段将冷量经过冰的方法储存起来,白天需求供冷时开释出来。该技能在 20 世纪 30 年代开始运用于美国,在 70 年代动力危机中得到兴旺国家的大力开展。从美国、日本、韩国、我国台湾等较兴旺的国家和区域的开展情况来看,冰蓄冷已经成为中央空调的开展方向。比方,韩国明令超越 2000㎡的修建,有必要选用冰蓄冷或煤气空调,日本超越 5000㎡的修建物,就在设计时考虑选用冰蓄冷空调体系。很多国家都采取了奖励办法来推广这种技能,比方韩国搬运 1kW 顶峰电力,一次性奖励 2000 美金,美国一次性奖励 500 美金等等。
我国也加大对蓄能技能的推广力度,国家计委和经贸委特下达《节约用电办理办法》,要求各单位推广蓄能技能,并逐渐加大峰谷电差价。全国选用蓄能技能的空调体系大幅度添加,2001 年 10 月举办 APEC 会议的 10 万㎡上海科技城,浙江大学紫金港新校区 13 万㎡,广州大学城 500 万㎡等大型修建选用的便是冰蓄冷空调体系。
冰蓄冷中央空调代表当今国际中央空调的先进水平,预示着中央空调的开展方向,有如下特色。
长处:
①削减冷水机组容量(下降主机一次性出资),总用电负荷少,削减变压器配电容量与配电设备费。
②制冷主机制冷功率高(COP 大于 5.3),一起运用峰谷荷电价差,大大削减空调年作业费,可节约作业费用 35% 以上(与热泵和溴化锂空调方法比能够节约 40% 以上)。
③削减修建的配电容量,节约变配电的出资,节约约 30%(空调的配电出资); 免双线路的高牢靠性费用,节约出资。
④运用灵敏,部分区域运用空调可由融冰供给,不必开主机,节能作用显着。
⑤可认为较小的负荷 (如只用单个办公室) 融冰定量供冷,而无需开主机。
⑥在过渡时节,能够融冰定量供冷,而无需开主机,不会呈现大马拉小车的情况,作业更合理,费用节约显着。
⑦具有应急功用,进步空调体系的牢靠性。在拉闸限电时更能显现其优势:只要具有带动水泵的电力 (如发电机发电 限电减电力供电) 就能够融冰供冷,不会呈现空调不能运用的情况(2003/2004 年夏日空调主机减半作业,构成大部分中央空调达不到作用,只要冰蓄冷空调的作用没有受到影响)。
⑧制冷温度低而安稳,空调作用佳,进步大楼的舒适性和品位。
⑨有低温冷源制冷速度快,上班前发动时刻短。上班前发动时刻越长,则空调无效作业越多,无谓的糟蹋越大。
⑩作为驱动动力,清洁、环保、安稳、简略牢靠,且峰谷电差价在不久的将来势必会更优惠(周边省份在去年已大幅优惠,国外的峰谷差更大)。
⑪关于大型多修建区域供冷,能够低温供水,下降送水能耗、削减管网出资; 一起与每一修建一个供冷站的方法比能够节约出资、削减办理费用、削减机房面积。(如广州大学城 500 万㎡,浙江大学紫金港新校区 13 万㎡,杭州商学院 10 万㎡,杭州市民中心 58 万㎡等)。
⑫可认为结尾供给低温冷水,下降结尾的出资; 加强除湿才能,大幅进步空调舒适性; 假如选用低温送风体系,更是能够节约结尾的风机能耗、进步空调质量、削减风管的尺寸和出资。
⑬空调体系智能化程度高,能够完成体系的全主动作业,并且具有与大楼的 BAS 接口,是现在国际上最先进的空调体系。
不足之处:
①假如主机和蓄冷设备等设备均安置于制冷机房内,蓄冰设备需求占用必定的空间(处理办法:能够埋在美化带下,安置在轿车坡道下等无用空间)。
②机房设备出资比惯例水冷电制冷和溴化锂机组体系稍高。
③冰蓄冷只能夏天供冷,需求供热体系(能够选用热网换热供暖,热网容量远低于溴化锂机组所需,只要 50% 左右容量)。
3 水源热泵空调体系
1)属于可再生动力运用技能
水源热泵是具有了运用地球水体所储藏的太阳能资源作为冷热源,进行能量转换的供暖空调体系。其间能够运用的水体,包含地下水或河流、地表部分的河流和湖泊以及海洋。地表土壤和水体不仅是一个巨大的集热器,收集了 47% 的太阳辐射能量,比人类每年运用能量的 500 倍还多(地下的水体是经过土壤间接的接受太阳辐射能量),并且是一个巨大的动态能量平衡体系,地表的土壤和水体天然的坚持能量接受和发散的相对的均衡。这使得运用储存于其间地近乎无限的或地能成为或许。所以说,水源热泵运用的是清洁的可再生动力地一种技能。
2)便于计量和收费
空调用电负荷在用户方位,因而便于空调的计量与收费。这关于用户合理运用空调体系,节约空调体系的能耗,公平、公平、揭露地分摊空调作业办理是很有利的。
3)作业安全牢靠
水源热泵机组的空调体系是能够根本确保全年按用户的需求开启空调体系,特别是春秋空调过渡时节均能作业,也就相当于四管制空调体系。一般,水源热泵供、回水温度一年四季相对安稳,其动摇的规模远远小于空气温度的变动。水体在夏日作为空调的冷源,在冬天作为空调的热源,水体温度较安稳的特性使得热泵机组作业更牢靠、安稳,也确保了体系的高效性和经济性。不存在空气源热泵的冬天除霜等难点问题。
4)高效节能
水源热泵机组可运用的环境水体温度冬天为 12~22℃,水体温度比环境空气温度高,所以热泵循环的蒸腾温度进步,能效比也进步。而夏日水体温度为 18~35℃,水体温度比环境温度低,所以制冷的冷凝温度下降,机组功率进步。
5)运用灵敏
有的修建物内,特别在过渡时节,部分区域需求供冷,部分区域需求供热,水源热泵能够一起供冷和供热,能够完成修建内冷热量的搬运和平衡,然后体系少用动力。
水地源空调以其杰出的节能环保特色得到了广泛认可,2006 年我国科技部把修建节能作为“十一五”科技支撑计划项目,其间课题六为水地源热泵运用技能,2007 年“两会”已把全面推动节能环保技能的运用作为会议重要议题之一。在短短几年间,水地源热泵中央空调在大中城市的开展如火如荼,特别是在北京、山东、长三角等经济兴旺区域,已经成为节能环保高档空调体系的标志。现在正快速向中西部区域开展,各地纷繁树立水地源空调演示工程,政府也活跃鼓舞企事业单位选用水地源热泵空调。
当时,气候变暖严重威胁到人类的可持续开展,应对气候变化已成为全球面临的重大应战。气候变化的原因除了天然要素外,同人类的活动,特别是同运用化石燃料、排放二氧化碳的程度密切相关。
节能必然成为衡量未来修建质量的必要目标,“低碳排放”的概念正受到环保行业学术研究机构的普遍注重。
中央空调体系作为修建耗电最大的一个设备,其节能减排的必要性应该首战之地的。依据《我国节能技能方针纲要》,开展地热源、水源、空气源热泵技能和污水源热泵技能,一般情况下不应选用直接电供暖方法。发起蓄冷、蓄热空谐和供暖,尽量运用电网低谷负荷。国务院文件 (国发(2008)03 号) 节能技能引荐选用水源热泵与蓄冰技能。
4 电蓄热空调体系
电蓄热空调是运用夜间低谷贱价电力电锅炉制热,制取的热量以热水的方法储存在蓄热设备中,白天将所储存热量开释出来向空调结尾供热。
电蓄热空调具有安稳的供热才能,有如下特色:
①运用蓄能技能移峰填谷,平衡电网负荷,进步电厂发电设备的运用率,下降电厂、电网的作业本钱,节约电厂、电网的基础建设投入。
②运用峰谷荷电价差,大大削减空调年作业费。
③运用灵敏,过渡时节、节假日或者下班后部分办公室运用空调可由蓄热定量供给,无需开机组,节能作用显着,作业费用大大下降。
④具有应急功用,进步空调体系的牢靠性。
⑤主动化程度高,能够做到无人值守,依据空调的变化实时盯梢,需求多少冷量供多少,不会呈现大马拉小车的情况,节能显着。
5 风冷热泵空调体系
风冷热泵是靠室外空气来冷却的一种空调方法,其制冷和供暖的功能与室外环境温度密切相关,它有如下特色:
①冷热一体,不需求别的装备热源。
②在不考虑其对修建外观的影响和机组作业振动影响时,能够将机组放置于屋顶,不需求专门的空调机房。在小面积无冷冻机房的修建比较合适。
③空气冷却,不需装备冷却塔。
④靠空气冷却,制冷、制热功能与室外环境温度密切相关,构成功能不安稳。夏日室外温度较高、需冷量较多时,其制冷才能变差; 冬天室外温度较低、需供热较多时,其供热才能变差。冬天需求采取特定的除霜手段,影响了制热作用; 供热温度低,使室内的温度在天冷时达不到要求。
⑤靠空气冷却,制冷功率低(名义 COP 低于 3.2,实践作业一般为 2.5 左右),作业费用高。
⑥因机组放于室外靠风冷却,时刻长了冷凝器上结满尘埃,极大的影响了换热功率,机组作业功率下降,郭鹏学暖通制冷量也急剧下降,一般 3 年后需重新查核其制冷才能,进行相应处理,有时乃至需加配机组。
⑦机组选型时需考虑环境对体系的影响,需求增大装备,出资添加,出资为几种空调方法中最高。
⑧功率低,总用电负荷大,添加了惯例空调体系自身就较大的变压器配电容量,配电设备费高,且需缴纳较多的电力贴费和电力施工费。
⑨因为机组放置于室外,作业、办理、保护难度大,机组简略损坏,修理作业量大。
⑩过渡时节,需冷量或热量削减时,其制冷或制热才能却抵达最高水平,大马拉小车,构成糟蹋,也添加了作业费用。
6 溴化锂空调体系
溴化锂机组是运用热能作为机组的动力,经过溴化锂和水之间的吸收与开释,由水作为制冷剂循环来抵达制冷的意图。依据供给供热能的方法,溴化锂机组又分为直燃型 (燃油、燃煤气或燃天然气)、蒸汽型(热网蒸汽或预备锅炉供给蒸汽) 和热水型(热网热水或自备锅炉供给热水)。
因为水做制冷剂,溴化锂做吸收剂,使得制冷主机的特性彻底不同于其他空调,
长处如下:
①体系的动力主要为热能,因而配电容量小(约为惯例电制冷的 1 /3,冰蓄冷体系的 1 /2),作业耗电量小。(但在停电时依然不能作业,选用自备发电机只能确保部分水泵,整个体系不能供冷,无法像冰蓄冷体系开水泵全融冰能够供冷; 假如呈现 2003 年夏日的限电运用开一半机组,则达不到空调作用,而冰蓄冷能够确保空调作用)。
②用于有废热发生的场合较为可行,如钢厂、纺织厂等,欧美兴旺国家溴化锂机组的运用均在有废热的场合。
③(直燃型)冷热一体,不需求别的装备采暖设备(采暖时便是一台燃气锅炉,但热功率比独自的燃气锅炉低一些)。
④机房占地面积比冰蓄冷稍小。
不足之处:
①因为溴化锂机组的特性,制冷量存在衰减(年衰减约为 3%~8%),因而溴化锂机组的容量设计时按 15% 的余量装备。
② 制冷主机的出水温度高,实践作业高于 8℃,空调作用差、制冷速度慢、上班前发动时刻长,下降了大楼的品尝; 一起因为供水温度高,有必要加大结尾设备的容量才能抵达下降室内温度的作用,增大了出资。
③溴化锂是具有腐蚀性的无机盐,简略构成机组的腐蚀和制冷量的衰减。
④功率低,能效比 (COP) 约为 0.8~1.2,属于节电不节能型产品,作业能耗高、作业费用高,在动力严重的现在,兴旺国家根本就不发起运用(除非有废热)。
⑤因为选用水作制冷剂,有必要确保体系真空度,但因为工艺以及实践作业后会发生不凝性气体,导致真空度下降,制冷量衰减。
⑥溴化锂机组部分负荷作业时卸载才能差,因而部分负荷时简略构成“大马拉小车”情况,糟蹋作业费用; 假如只要部分区域冷负荷较小时机组乃至无法发动(低于机组的 40% 负荷即无法作业); 当要求的冷量很小,远低于溴化锂机组能够发动作业的容量时无法供冷; 在部分负荷下作业,假如机组调理不好,溴化锂易结晶构成体系难以作业。
⑦冷却水体系大于惯例电制冷体系,冷却塔是冰蓄冷体系的 2 倍,补水量大,在屋顶的安置更难以处理; 冷却水管大,管道井也大。
⑧因为溴化锂机组的特殊性,作业保护杂乱; 日常的保护保养作业特别重要,假如保养不好,制冷量的衰减更快,因而日常的保护办理人员要求具有较高的专业水平,费用远高于电制冷体系。
⑨溴化锂溶液有必要每年保养替换,费用大; 现场替换简略构成体系不洁制冷作用下降。
⑩机组尺寸大,需求更大的检修空间和通道。
⑪油、气的价格持续走高且供应严重,作业费用很高。
⑫油、气有必要考虑消防要素,办理不便利。
7VRV 空调体系
特色:
①不是中央空调,空调质量差。
②体系相对简略,冷热一体,不需专用空调机房。
③体系设计灵敏,可认为小的供冷区域装备独立体系。
④出资高。
⑤选用空气冷却,冷却作用比水冷差,机组的能效比 (COP) 很低(样本标定一般小于 3,而实践作业时远低于 2.5),空调作用差、作业费用高。在最热的天的 COP 更低(COP 随环境温度的升高而急剧下降),作业费用很高; 相同冬天采暖也存在相同的功率低的问题,且跟着环境温度的下降制热量不断的下降。
⑥因机组放于室外靠空气冷却,时刻长了冷凝器上结满尘埃,极大的影响了换热功率,机组作业功率下降,制冷量也急剧下降,3 年后根本不能满意冷量的需求,需别的加配机组。
⑦一个室外机与多个室内机经过铜管连接,制冷剂在管道内,因而设备时有必要确保无走漏。而因为室内室外机设备时接点较多,有一个接点走漏会构成整个体系空调失掉作用。
⑧当室内机与室外机距离过大时,会构成回油困难,影响紧缩机的作业与寿命,一起影响机组的换热才能。
⑨修理不便利,室内修理时会损坏装修。
⑩机组的数量与容量较大,保护作业量大。
⑪总用电负荷大,添加了变压器配电容量与配电设备费。
⑫需求经过加配其他冷水机组处理新风问题。
8 地源热泵空调体系
作为天然界的现象,正如水由高处流向地处那样,热量也总是从高温流向低温,用著名的热力学第二定律精确的表述是:“热量不或许自发由低温传递到高温”。但人们能够发明机器,如同把水从低处提高到高处而选用水泵那样,选用热泵能够把热量从低温抽吸到高温。所以热泵实质上是一种热量提高设备,它自身耗费一部分能量,把环境介质中储存的能量加以发掘,进步温位进行运用,而整个热泵设备所耗费的仅为供热量的三分之一或更低,这也是热泵的节能特色。
地源热泵是运用水与地能 (地下水、土壤或地表水) 进行冷热交换来作为热泵的冷热源,冬天把地能中的热量“取”出来,开释到地下水、土壤或地表水中,此刻地为“冷源”。
地源热泵供暖空调体系主要分 3 部分:室外地能换热体系、水源热泵机组和室内采暖空调结尾体系。其间地源热泵机组主要有 2 种方法:水—水式或水—空气式。3 个体系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,与修建物采暖空调结尾换热,介质能够是水或空气。
地源热泵同空气源热泵比较,有许多长处:
①全年温度动摇小。冬天温度比空气温度高,夏日比空气温度低,因而地源热泵的制热、制冷系数要高于空气源热泵,一般可高于 40%,因而可节能和节约费用 40% 左右。
②冬天作业不需求除霜,削减了结霜和除霜的损失。
③地源有较好的蓄能作用。
9 空气源热泵空调体系
气源热泵热水器是归纳电热水器和太阳能热水器长处的安全节能环保型热水器,可全年 365 d 全天候作业,制作相同的热水量,运用本钱只要电热水器的 1 /4,燃气热水器的 1 /3,太阳能热水器的 1 /2。高热功率是空气源热泵热水器最大的长处和优势,在动力问题成为国际问题时,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。
空气源热泵热水器作业原理:
空气源热泵热水器内专置一种吸热介质——制冷剂,它在液化的状况下低于零下 20℃,与外界温度存在着温差,因而,制冷剂可吸收外界的热能,在蒸腾器内部蒸腾汽化,经过空气源热泵热水器中紧缩机的作业进步制冷剂的温度,再经过冷凝器使制冷剂从汽化状况转化为液化状况,在转化过程中,开释出很多的热量,传递给水箱中的储备水,使水温升高,抵达制热水的意图。
体系组成:
空气源热泵中央热水机组一般由紧缩机、冷凝器、蒸腾器、节约设备、过滤器、储液罐、单向阀、电磁阀、冷凝压力调理水阀、储水箱等几部分组成。
作业原理:
①低温低压制冷剂经膨胀机构节约降压后,进入空气交换机中蒸腾吸热,从空气中吸收很多的热量 Q1。
②蒸腾吸热后的制冷剂以气态方法进入紧缩机,被紧缩后,变成高温高压的制冷剂(此刻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 Q1,一部分是输入紧缩机中的电能在紧缩制冷剂时转化成的热量 Q2)。
③被紧缩后的高温高压制冷剂进入热交换器,将其所含热量 (Q1+Q2) 开释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运用; 放热后的制冷剂以液态方法进入膨胀机构,节约降压,如此不间断进行循环。
空气热泵热水器具有以下特色:
①超大水量:水箱容量依据具体要求量身订做,水量充足,可满意不同客户不一起段需求。
②经济节约:从空气中获取很多的动力,能效比高达 300%~400%。依据运用规律设定热水器主动作业时刻,费用天然节约。
③适用规模广:不受气候影响,在环境温度为 -10~43℃下均能正常作业,可广泛运用于家庭、宾馆、酒店、校园、医院、机体宿舍、住宅小区、桑拿等集中供热。
④持久恒温:运用非常简略,整个热水器选用主动化智能控制体系,用户只需在初次运用时开一下电源,在今后的运用过程中彻底完成主动化作业,抵达用户指定水温时主动停机,低于用户指定水温时体系自行开机作业,彻底完成一天 24h 随时有热水而不必等候。
⑤安全环保:结构上水电彻底分离,且无任何有害有毒气体排放或焚烧,不受飓风等天然灾害的影响,肯定安全。
⑥防冻功用:具有智能化霜功用,确保热水器在低气温环境下安稳作业,它可依据室外环境温度,蒸腾器翅片温度和机组作业时刻等多个参数归纳,智能判断主动进入和退出化箱。
⑦设备便利:体积小巧,能够设备在任何地方,设备在室内不占用空间,也能够设备在室外,如屋顶、地面等露天放置,能够完成远程监控,占地面积小、设备简略,无需另设机房。
⑧运用寿命长:保护费用低,设备功能安稳,运用寿命可达 15 a 以上。
与惯例太阳能比较,空气源热泵热水器具有 4 个方面优势:
①从出资方面:如抵达相同供水作用,资金投入空气源热泵热水器比惯例太阳能产品少,并且能够运用经济电能,在用电低谷时制热水储备。
②从运用方面:惯例太阳能产品受气候影响显着,阴雨天、下雪天、夜晚就不能作业,而空气源热泵热水器不论阴天、雨天、下雪天、夜晚或阳光明媚都能照常作业,全天候供给热水,不受气候影响。
③从作业本钱方面:惯例太阳能在太阳直射下,几乎零本钱作业,可惜在阴雨雪天或夜晚只能依托辅佐体系作业,统计数据显现,正常运用时,惯例太阳能辅佐体系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其他功用方面:空气源热泵热水器运用不受地点限制,能够摆放在任何地方,并且占地空间很小,而惯例太阳能要抵达平等供热作用则需占用很大空间,还有必要露天摆放。一起运用寿命可达 15 a 以上,保护费用低,设备功能安稳。
空气源热泵热水器与锅炉比较的长处:
①热功率高:产品热功率全年平均在 300% 以上,而锅炉的热功率不会超越 100%。
②作业费用低:与燃油、燃气锅炉比,全年平均可节 70% 的动力,加上电价的走低和燃料价格的上涨,作业费用低的长处日益突出。
③环保:空气源热泵热水器无任何焚烧排放物,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作业安全,无需值守:与燃料锅炉比较,作业肯定安全,并且全主动控制,无需人员值守,可节约人员本钱。
高温空气源热泵技能的具体介绍:
逆卡诺循环原理树立起来的一种节能、环保制热技能。空气源热泵体系经过天然能 (空气蓄热) 获取低温热源,经体系高效集热整合后成为高温热源,用来取 (供) 暖或供应热水,整个体系集热功率甚高。
热泵有四大长处:
第 1 点是节能,有利于动力的归纳运用。第 2 点是有利于环境保护。第 3 点是冷热结合,设备运用率高,节约出出资。第 4 是因为它是电驱动,所以它调控比较便利,因而热泵备受大家的关怀。
热泵技能经过热泵的方法,能够进步能效的运用,能效的运用有两个含义,从环境视点来讲,能够削减温室气体的排放,削减对环境的有害要素,从别的一个方面来说,便是处理电力高空负荷的一项技能。
空气源热泵的特色:
高效节能:集热功率高,作业本钱低(同比用电量是电热水器的 1 /5)。
绿色环保:高新科技的结晶,代表未来开展方向。
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:阴雨天或寒冷冬天,均能全天候组成高温热源。
时髦耐用:用料精选(运用寿命在 18 a 以上)。
设计精湛:全主动控制,免保护作业,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,并能与修建物有机结合。
以上便是修建界暖通频道为您带来“冬天太冷,这 9 种供暖制冷方案你家合适哪种?”内容,修建界暖通频道分享暖通设计相关内容,寻找修建之美,探究修建之路,欢迎重视咱们~
