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注意 | 有些系统设计不好导致费电,这个黑锅空气源热泵不背

信息来源:www.lzmgny.com | 发布时间:2021年05月11日

   现在各地都在拆燃煤锅炉,北方地区更不用说,政策非常严厉。以石家庄为例,政府禁止烧煤后,冲击大的一个是三环以外没有集中供热的区域,另外就是市内的各种商业场所,比如说酒店宾馆、洗浴中心、汽车4S店、农庄、办公楼、工厂等等。

  这些地方之前都是自己烧锅炉,但现在不让烧了,全部都要进行改造,而在替代能源中,不管是烧气还是用电锅炉,后期运行费用都非常高,长期来看很不划算。因此,空气源热泵现在是燃煤替代市场上受欢迎的方式之一。

  跟客户的交流中会有这样一种情况:由于空气源热泵产品的初投资成本比较高,再加上有部分热泵项目在后期的运行过程中节能效果并不理想,导致很多客户对改造空气源热泵犹豫不决。这也成了当地热泵市场快速发展的一个严重制约。

  从空气源热泵的原理来讲,无疑是比电和气更节能的,但很多时候由于在系统设计时考虑不全或者其他原因,结果并没有达到理想中的效果。这也是很多客户对空气源热泵不置可否的原因。

  另外,对于节能,很多经销商都走进了一个误区现在很多同行都是以不变应万变,不管是什么项目,都是用一种方式在做,如果我是做空气源热泵的,那么设计系统时就只考虑空气源;如果我做水源,那么我就只考虑用水源。

  其实,要让系统更节能,要以“万变应不变”。我们在设计项目系统的时候,可以根据项目特点,采用不同的热源和不同的设计方式,会更容易做到项目的节能。比如说,同样一个宾馆,不同的位置、不同的用途,设计系统时也不一样,变化很大。

场合

节能方式

洗浴中心

利用废水池换热;

利用除湿换热;

利用管道回收热量

办公室、教室类

利用好蓄能水箱蓄热,利用电价的低点和热泵能效的高点

景区酒店类

针对淡旺季,做成多液位段控制

冷热水分成2个或3个水箱,满足酒店夏天制冷+热水

  那么,商用项目用空气源热泵如何设计更节能呢?

  一、浴池、澡堂类项目:余热回收

  先说较多的洗浴中心、泳池这类的项目,这也是市场上改造需求大的场所之一。

 (一)市场现状:90%的浴室都没有做余热回收

  澡堂、浴室在北方很常见,很多都有泡池,而且热水量很大,一般男泡池都在50吨左右,女泡池大概1015吨,另外还有淋浴区等。现在基本上90%的浴室都没有做热回收,浪费非常严重泡池的水一般少则两三天、多则一个星期就要更换一次,而换掉的热水都没有加以利用,另外,淋浴的区的热水也都是直接排走了。

  以前浴室的老板之所以对这些热量不重视,一个很重要的原因是烧煤比较便宜,便宜的就三四百元一吨,多烧点也没多大的压力。但是,现在煤不让烧了,燃煤锅炉全部都要被拆掉,不管是是煤改电还是煤改气,运行成本都大大提升了,至少是原来烧煤的23倍,如果之前每个人消费一次收15元还有盈利,可能改造后这个价格还要亏钱。这对客户来说,用什么能源或者系统更节能就非常重视了。所以,对我们来说,这个领域的市场潜力也是非常的大。

 二)余热回收的三种系统设计方式

  余热回收有好几种方式,我现在也在探讨,也做了一部分项目。具体改造,我们要根据不同形式的浴室来做。

  1.利用废水池换热

   先说比较常见的、建废水池来回收余热。这里涉及到废水池的建造,有条件限制,并不是所有浴室都适合,很多地方是不适合建废水池的。废水池的大小也要看具体情况,如果条件允许的话,能满足一日废水的排放量。假如每天的废水量是30吨,那就建个30吨的废水池。

   废水换热的方式也有很多种,有的用板换,但废水池做了过滤很容易堵,这是个很难解决的问题。我的方法是把盘管放在废水池里面,盘管里走的是氟,相当于是氟在吸热,这样不会出现堵塞的情况,可能盘管上会有些脏东西,污垢、淤泥什么的,用水压枪一冲就干净了。

  2.利用除湿换热

   我们说余热回收,其实余热的概念是很广泛的,不仅仅只是废水的余热,还有空气中的余热,浴室里的热气都是热量。而且,这个热量还须通过新风或者其他方式把湿热抽出去,否则浴室里会很湿、很闷。如果不排湿,室内的湿度会达到90%甚至更多,而一般来说,浴室湿度好是控制在60%以下,这个范围是比较舒服的。

   湿热空气直接排出去的话会损失大量的热量,其实我们可以用除湿的方法把空气中的热量收回来。我们都知道,除湿的过程就是制冷,而制冷的过程本身就是热回收。这种方式相当于把空气源热泵的蒸发器放到浴室上边,大量的吸热,这个过程会产生冷凝水,相当于把湿气也除了。

   这样一来可谓一箭三雕:不但解决了除湿问题,也把空气中的热量回收了,另外还可以用这个热量来维持浴池的恒温。如果安装条件不允许,我们也可以通过风盘和风道,把热量回收起来,再循环给到水箱里面。这样基本可以满足维持浴池恒温的热量。

当然,如果有条件,废水池还是要建的,因为淋浴也需要热量供应。

  3.利用管道回收热量

   如果不能建废水池,还有一个比较好的回收余热的方法,就是在地下铺管来回收热量,热水淋浴的时候过程中,就把热量给回收了,然后给到水箱。这种方式在北方冬天效果特别明显。一般石家庄冬季水温在89℃,如果采取这样的方式,可以把水温提高到30℃左右。

  二、办公室、教室类项目:水箱蓄热

   办公室、学校教室还有工厂、写字楼、商用办公这些地方有一个特点,那就是白天用而晚上几乎不怎么用,所以在设计的时候可以根据这个特点来让系统更加节能。

 (一)学校等场所等用能特点

   白天使用,晚上停用商用办公场所基本都是白天使用,而晚上只要维持不冻就可以了。这样的场所很多,像写字楼、工厂车间、学校教室等大多数还是自己烧锅炉采暖,而制冷基本都是用的氟空调,所以改造的潜力非常大。

   北方大多数城市都有峰谷电,晚上的电价很便宜,这和这些商业办公场所的使用时间刚好相反。所以,我们在设计系统时可以把这个因素考虑进去,利用电价的低点和空气源热泵产品能效的高点,来做到系统更加节能。要做到这点也不难,用蓄能水箱就是一个很好的方法。

 (二)利用电价的低点和热泵能效的高点

   先说夏天制冷,这个也是节能效果明显的时候。在夏天,晚上是室外温度和室内温度温差小的时候,也是空气源热泵一日中工作效率高的时候,而且,这时候还是一日当中电价便宜的时候。

 

   如果能让机组在这个时间工作,把冷量储存起来,然后在次日白天需要冷量的时候释放出来,机组的的能效比可以想象高!而实施起来也不复杂,做一个大的蓄能水箱,水箱的保温做好一点,让机组在晚上的时候工作,设置定时开机,就能够把大量的冷量蓄到水箱里面。要知道,水箱的保温只要做到位了,  一日下来温度的变化幅度基本没什么变化的。

   而在冬天制热的时候,由于冬天晚上温度低,这时候和室内的温差是大的,也是空气源热泵机组工作能效低的时候,所以,这时候需要进行核算一种是利用电价的低点也就是谷电加热,一种是利用空气源热泵能效的高值加热,就是温度高的时候加热看哪种方式更节能。

   如果晚上电价是白天的一半,而热泵机组白天COP的能效不能满足是晚上COP的两倍,那么,让热泵机组在晚上利用谷电工作就节能一些;反之,则是让热泵在白天温度高的时候工作更节能。

   一般来说,晚上只要温度在-5℃以上,空气源热泵机组的COP可以达到2.2以上,这时候机组工作来蓄热是比较值的。

 (三)水箱配多大比较合适?

   既然是利用水箱来蓄能,那么水箱要配多大才有蓄能的效果呢?水箱配小了,储存的能力可能维持不了  一日的使用,配大了则性价比降低,而且还浪费。一般来说,水箱的大小可以根据建筑需要多少的能耗来设计。

   比如说,石家庄一栋1000㎡的节能建筑需要5个小时(假如办公时间是8个小时,释放5个小时的热量就可以,建筑有保温作用)的热量,那么按我们就可以按节能建筑60W/㎡的热负荷取值,计算出每小时建筑需要的能耗是60KW5小时就是300KW,也就是说要蓄300KW的热量。

   制热温差一般设置是10℃(55-45℃),而1吨水每升高或降低1℃,需要活着散出来的热量是1.17KW1吨水降低10℃提供的热量就是11.7KW。那么,水箱的大小就等于300KW除以11.7KW/吨,结果是25吨左右。(这里讨论的是利用水箱来蓄能,而不是普通的小缓冲水箱。

   1000平的建筑,热负荷按60W/㎡取大概配个30P机就够了。可以用310P,这样的好处是万一有一台坏了其他两台还可以用,另外用三台机组一起用还有变频的作用。

举例:正常的配置,为何客户觉得费电?

   据了解,客户对空气源热泵的反馈还是比较费电。空气源热泵本身肯定是节能的,之所以费电,一个重要的原因就是设计不当,没考虑到细节的东西。

举个例子,一个景区宾馆,大概30来个房间,设计的3吨水箱,用5P机组来带,从配置上来说是够了的。

   但问题也出来了,这样配置是针对宾馆全部入住的情况下设计的,但淡季的时候,除了周末人多点外,其他时候的人很少,可能就只有10来人洗澡,而在设计的时候大都是用水箱的高液位来控制补水,当液位低于设定值时就开始补水,这样一来3吨的热水就严重浪费了,因为水箱在不停散热,可能比用电热水器能耗还高。所以,客户会说空气能一点都不省。这其实不是产品不节能,而是设计更耗能。

   针对这个例子,其实改一点就可以了,把液位控制做成多液位段控制就行。这样一来,淡季的周一到周五可以只维持烧一吨水,不需要全部加热,而旺季来临时,逐步往上加,这样就能减少浪费,也会更加节能。

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