10月刊\热泵采暖

煤改电空气能热泵取暖效果(煤改热泵采暖6个月仅50度)(1)

导读:山西宁武县忻州师范附中阳方口学校原来采用煤锅炉取暖,冬季耗煤量540吨左右,2020年改成了空气源热泵采暖,安装了10台60P的华天成超低温设备,6个月用电约50度/㎡。

西省忻州市宁武县忻州师范附中阳方口学校采暖面积约1.1万㎡,2020年进行了清洁能源改造,燃煤锅炉更换空气源热泵,一共安装了10台60P的华天成超低温热泵机组,采暖时间6个月,每平方米冬季采暖用电约50多度,得到了业主的高度好评。

煤改电空气能热泵取暖效果(煤改热泵采暖6个月仅50度)(2)

一、项目概况

山西省忻州市宁武县忻州师范附中阳方口学校采暖面积约1.1万㎡,原来使用燃煤锅炉采暖,为了响应政府清洁取暖的号召,阳方口学校2020年对原有的燃煤锅炉进行改造,把空气源热泵作为主要的替代能源。

二、项目建设难点

该项目所在地为宁武县阳方口镇,而项目所在地海拔1260米,气候低温严寒而漫长,最低气温可达-30℃左右,对空气源热泵的制热能力及能效存在一定的影响。项目技术人员深入当地了解气候特征、供暖环境,与专业技术人员沟通后,特为该项目选用超低温空气源热泵机组,确保低温工况下的制热效果和稳定性。

另外,机组距离学校较近,噪音是否打扰师生学习成为一个重要考虑的因素。项目技术人员对机组出厂前在实验室进行多番测试,调整机组配置,风机采用降风噪、隔音、机组防震等措施;项目工程人员在机组安装时,做好减震处理装置,大大地有效降低噪音,使噪音达70分贝以下。

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三、采暖改造

阳方口中学采暖室内末端均为暖气片,其中部分建筑为新建项目,保温较好,且采用的是新型高效暖气片,原来使用的是一台2T燃煤锅炉,改造后安装了10台华天成WBC-170.0H-A-S(VE-L1)制热量160kW的超低温空气源热泵机组。

四、项目安装

项目所有空气源热泵均安装在学校外面的空地上,且周围通风良好,确保制热效果。主机全部安装在约50公分高的水泥基座或槽钢支架上,减少冬季积雪以及化霜水的影响;室外管路全部做好保温措施,外包铝皮;水泵放在专用设备基站房内,室外线路全部安装在线槽内,减少故障的同时延长使用寿命。

五、节能分析

采暖改造前,使用一台2T的燃煤锅炉,每天消耗3吨煤,180天总用煤量540吨,燃煤成本为810000元(燃煤单价按照平均1500元/吨计算)。改造后空气源热泵的冬季运行用电为10台*45kW*7小时*180天=567000度电,每平方米冬季6个月采暖用电为 567000度电/11340平=50度电。

六、实际使用效果

项目运行后,2020年10月15日~2021年4月15日共6个月,对供暖系统进行了监测,包括室外温湿度、典型房间室内温度、供暖系统供回水温度、机组供回水温度、系统流量、热泵机组耗电量、辅助耗电量(水泵耗电量)。数据采集后进行了分析,分别计算分析了机组制热量、机组能耗、室外温湿度、室内温度、空气源热泵采暖机组COP、采暖系统COP、水泵耗能量、结霜情况和建筑物耗热量等。供暖期机组平均能效比COP=2.4,供暖期系统平均能效比COP=2.0;最冷月机组平均能效比COP=2.0,最冷月系统平均能效比COP=1.78;最冷日机组平均能效比COP=1.86;最冷日系统平均能效比COP=1.6。

空气源热泵供暖的效能比应是针对供暖季的平均值,除最冷月份外,空气源热泵COP相对较高。从整个采暖期计算和检测分析,在项目地区冬季供暖其平均系统COP值2.0,与大部分模拟研究相当。空气源热泵相比传统的燃煤和纯电采暖均有明显优势,总热效率高达200%,高效节能。

七、产品优势

该项目采用的是华天成红标系列空气源热泵产品,采用高效热泵专用压缩机和喷气增焓技术,在无需电辅热的情况下,突破低温瓶颈,实现在北方恶劣工况下稳定运行;采用防冻式换热器,内部容量大、空间大,避免普通换热器易冻裂风险,管路保温防冻,机组内管道及压缩机、换热器等核心部件全覆盖保温层,确保温度不易流失;采用高精度电子膨胀阀,调节范围更宽,调节精度更高,应对变化反映速度更快,系统性能更卓越;交叉齿形内螺纹铜管,通过增大内壁换热面积,并破坏冷媒流动边界层,增强扰动,提升换热效率。

采用非对称流路蒸发器,根据空气侧换热器的结构特点,专门针对换热器下方区域进行非对称设计,有效提升换热及除霜效率。突破传统定时化霜模式,采用适时智能除霜技术,根据机组运行情况并结合环境温度、结霜的厚度智能判断是否进入初霜,达到无霜不除,有霜快除,避免无效除霜,使机组运行更高效。

采用模块轮换运转技术,根据系统负荷的使用情况,轮换设置优先开启的机组,平均分配每台模块机组运行时间,与非模块机组相比,避免个别机组长期疲劳运行,从而大大提高模块机组的可靠性与使用寿命,使用一套系统中不同模块互为备用,若出现某个模块机组出现故障,后备模块机组立即启动。

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