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民宅冬季采暖温度无法达到预期效果分析及建议

作者: 空气能制造商  

时间: 2023-05-11 15:41:53  

来源: 芬尼科技官网

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      2016年北京市助推农村住宅“煤改清洁能源”和“减煤换煤”惠民项目,提出完成全市400个村共计约15万户的“煤改电”工程。目前此项惠民工程正在如火如荼的进行中,作为从事热泵设备采暖系统几十年的工作者,就此项惠民工程的民宅冬季采暖温度无法达到预期效果提出分析与建议。      研发空气源热泵北方采暖初衷      空气源热泵北方寒冷地区采暖由来已久,严寒地区早用空气源热泵采暖技术是结合室内末端为地板低温辐射采暖设计。散热器北方俗称暖气片,其散热面积小,采暖效果差。由于室内末端形式的不同,选择供暖水温亦有不同。室内采暖末端一般分为散热器、风机盘管及地板辐射采暖。供水温度一般散热器为60℃以上,风机盘管45℃以上,地板辐射采暖40℃即可,满足以上供水温度条件时,居住类建筑室内温度可达到18℃以上要求。而供水温度不超40℃时,对空气源热泵而言,是非常理想的冷凝温度。而对于末端使用散热器的用户采用空气源热泵采暖,显然其供水温度无法达到,特别是环境温度低于-15℃工况的情况下。      空气源热泵采暖能力      北京“煤改电”空气源热泵采暖项目中,根据北京市农委要求,空气源热泵采暖与传统电采暖相比,空气源热泵采暖所占比例为80%。空气源热泵采暖的优势有目共睹,其节能环保优势显著。由于空气源热泵热源来自环境空气,运行效率的高低受环境温度影响较大。受压缩机的压缩比限制,在环境温度低于-20℃工况时(单级压缩),出水温度一般不会超过45℃,而这样的供水温度是无法满足室内为散热器的末端形式。      预计采暖效果       北京“煤改电”空气源热泵采暖项目中,室内末端为散热器的占到90%以上,偏远村庄甚至占有比例高达100%,散热器数量占大部分。今年部分空气源热泵安装在北部山区,而且室内温度市农委要求达到16℃以上,北京北部部分山区其冬季严寒程度是不适合空气源热泵采暖运行的。这样大面积的采用空气源热泵结合散热器供暖,是不合理的,已经超出了空气源热泵合理的运行工况了,大部分民宅将达不到室内温度为16℃以上的要求。      用户使用方式影响采暖效果      在农村居住特别是家有老人的住户,以往都使用燃煤炉采暖,燃煤采暖与耗电量没有关系,而对于电采暖形式比较陌生,当发现电表耗电量与以往有较大增加时,即便是政府给予电价补助,也会感觉耗电量无法接受,一向节俭的生活方式促使部分用户会在白天关闭机组停止运行,在夜晚(低谷电时)开启机组供暖。由于空气源热泵本身出水温度就不高,依靠低温持久恒温运行供暖,再被人为的启停主机,更加剧了室内采暖温度的不足问题。      供暖循环介质的问题      “煤改电”工程的空气源热泵采暖系统,大部分厂家采用水循环方式,用水循环无可厚非,只是根据多年的整村采暖改造工程的经验,对于民宅采暖系统选用防冻液可能会规避一些问题,比如在大量“煤改电”系统启动时,可能出现停电现象,再者用户人为断电停机时,此时售后服务人员如不能及时到场,可能会出现系统冻结、毁坏现象。当然采用防冻液循环会有成本的增加,而且由于防冻液的比热容小于水,对循环泵的输送能力要有所增加,至于腐蚀问题是很微小的,大可不必担忧。分体机的形式:一是减少热损,二是防冻,可是“煤改电”的项目中,大部分室内机安装在没有采暖末端的厢房内,会发生冻结问题。      空气源热泵主机与采暖面积的匹配      观察过数家空气源热泵生产厂家对机组与房间的匹配方式有出入,根据多年在北方采暖系统设计及运行的经验,部分南方厂家对空气源热泵机组与采暖房间的匹配欠妥,所选机组制热能力偏小。不知是自己的机组有超出其它厂家机组能力的过人之处,还是自己对北方建筑采暖的计算方式不了解(即使墙体与门窗做了节能处理,其实能耗也不是想象中的那么理想),其终现象可能出现机组出力不足,运转时间过长,严寒月份机组达不到要求供水温度,导致采暖效果不好。除非机组内增设大功率电加热来提高出水温度,那样的话,耗电量会大幅增加。      北京南部平原地区及城区民宅,空气源热泵COP值应选2.4为宜,北部山区应选2.1为宜,建筑负荷指标一般选100W/㎡为宜。另外空气源热泵化霜带来的影响也应考虑在内,一般至少增加5%。      结语       由于以上问题的存在,我们只能期盼2016年的冬季不会像2015年寒冷(北部山区多地出现-24.8℃的低温),这样会对空气源造成大的考验,根据实践预计大部分散热器的用户室内温度会在12℃左右(如散热器周围装修时装有木包,那室内温度会更低)。如果用户不会人为关机,机组保持恒温运行,可能会达到14℃,再者用户当初安装散热器时,选配片数有所不同,也会对散热效果及室内温度有很大影响。      总结不能达到预期采暖效果的原因主要有两条:一是空气源热泵低温环境运行,出水温度较低,不适合与散热器结合采暖;二是农村大部分人不了解该技术,不会按照正常使用方式使用。特别是北京北部山区的严寒地区用户冬季采暖室内温度更为堪忧。

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