【暖通学院】第十九期 严冬送暖：围观“煤改电”政策下的空气源热泵

 

        伴随着今年的采暖季，各地的"煤改电"项目已轰轰烈烈进行了数月。在此期间，作为可再生能源领域新宠的“空气源热泵”实际的表现究竟如何呢？我们本次案例涉足北国千里，走近了一个个鲜活的改造项目，来为“空气源热泵”今冬的表现打个分。

 

北京通州：生活馆里的空气源热泵

雾霾下

   

       通州是北京“煤改电”项目实施过程中受到最多赞誉的区域之一。空气源热泵作为众多清洁能源中的佼佼者，在新建和改造的项目中，屡见不鲜。然而，一种能源多项应用的成功案例却是凤毛麟角。

 

       北京通州健龙森煌庭生活馆，是一种能源多项应用的综合型空气源热泵项目，将制冷供暖、泳池热水、泳池循环、高温汗蒸和新风系统五合一集于一身，极大的发挥了空气源热泵系统的应用。

 

       场馆的面积达3600平米，搭载了空气源热泵冷暖子母模块机组，2台20匹空气源热泵机组供应热水，1台20匹空气源热泵机组保障新风系统，以及1台10匹空气源热泵机组确保泳池循环的应用。

空气源热泵冷暖子母模块机组外景图

 

       坚持实测是这个案例的一大特点。针对这个项目，一共进行了四个阶段测试：第一阶段是室外0℃状况下、第二阶段是-10℃状况下，第三阶段-15℃状况下，第四阶段是夏季30℃状况下，通过一年的数据监测，确保机组能够在任何工况下完好地运行。目前生活馆已经完成了测试。帝都10月下旬，夜间室外温度探底-4℃，但是生活馆的出水温度依然坚强的达到了50℃。实测生活馆一楼的室内温度为26.5℃，三楼室内温度25℃。

 

生活馆的成功经验有以下几点：

1）针对北方环境和应用特点，运行范围宽、出水温度高的核心部件更契合实际需求。

2）保证项目不同区域的室内温度都达到要求，还要保证热水的混水温度，其实除了热泵机组以外，项目的系统设计中还要考虑水力平衡、分集水器的应用，以及末端的温度控制。此外，保温做得好坏也非常影响温度效果。

3）每个项目的运行及维护都需要规范约束。机组操作运行及维护人员必须具有一定专业知识，或由专业技术人员指导下进行操作。为保证机组正常运行，在使用一段时间后，必须进行必要的检查与维护。另外，入冬期间，组织人员提前拜访客户，告知客户空气能的防冻，特别在断电、不用的情况下对空气能排空等等细节也关系到项目的运行效果。

河北保定：宿舍楼里的空气源热泵 

        提起保定，很多小伙伴们首先想到的是“驴肉火烧”。殊不知，最近驴肉火烧四溢的飘香里夹杂了雾霾的味道。吃一口，吸一口，百感交集。

 VS 

驰名的驴肉火烧与黑烟滚滚的保定小锅炉们

 

       先来点痛心疾首的数据：早在2014年，保定跃居全国污染城市榜首。现状很残酷：保定城区，有城中村住户8.35万户，按每户冬季燃煤3吨计算，那就是需烧逾25万吨煤。且农村居民使用的均为散煤，燃烧烟气直接低空排放，没有任何治理设备与措施。而在保定市的广大居民区，由于多老旧小区，因而供暖的分散小锅炉数量庞大，分散小锅炉共456台，其中10吨以上的仅32台，共涉及居住面积1460万平米。当年的资金缺口庞大，也成为治霾的屏障。政府痛下决心，开始了拆除污染小锅炉的攻坚战，而同时也在寻求摸索一条绿色环保的治霾道路。 而今，在治霾大潮涌动下，保定也受到了特别的关注与支持。

 

       这是一个利用空气源热泵机组替代原有燃煤锅炉的住宅改造项目。河北省保定市建工集团宿舍，总面积18000平方米，此项目进行热源端空气源热泵机组的改造，同时在末端进行混水系统的设计和安装。

河北省保定市建工集团宿舍

    
      这个项目采用了9台210kW空气源热泵热水机组，其中核心部件是4台低温热泵专用涡旋压缩机,组成独立了四个系统。

 

空气源热泵外景图

空气源热泵机组外景图

 

       小区供暖系统改造，除了可靠高效的热源端供应，不可或缺的还有末端的混水系统。采用压差平衡阀和分集水器等关键部件，为项目度身定制的混水系统是项目另一个亮点。

混水系统

       让我们来看看最关键的参数：运行情况。实测值显示：室温23℃ ，55℃~60℃的出水温度，这是个非常稳妥的数据。

现场测量的“优秀”的出水温度— 70+℃

 

热泵细节，彰显工艺设计之美

 

山西：廉租房里的空气源热泵

       山西地处太行山之西，矿产丰饶，是历史上有名的煤矿大省，但这也导致了煤烟污染。临汾市乡宁县毛则渠煤炭公司职工廉租房地处山区，供热期长达五个月，在改造以前，小区245家住户，近3万平米的供热面积，每个月要烧掉200吨原煤取暖，花费超过10万元。空气污染和资源紧张使燃煤为主的能源结构面临转型，空气源热泵因其节能环保的特点成为供暖新秀，它不仅在新建建筑中得到应用，在旧房采暖方式的改造中也发挥了重要作用。

临汾市乡宁县矿藏资源丰富

低温风冷热泵机组外景图

 

      针对该小区改造，根据当地实际条件研发的定制化机型20匹低温型风冷热泵机组42台，供给保障着3万平米的职工小区。低温型风冷热泵机组搭载2台热泵专用压缩机，压缩机需保证高出水温度和高可靠性，从而贴近北方终端用户的实际需求。

 

       喷液压缩机是本项目的亮点。采用喷液压缩机，可以在较低的环境温度下，获得较高的出水温度，保证入户的水温可以达到冬季采暖的需求，其宽泛的运行图显示，即使在-15℃的环境温度下，也能将热水加热至60℃，特别适用于寒冷地区采暖和生活热水等应用项目，无论是地暖还是散热片，供暖效果极佳。

 

       自今年推广煤改电采暖以来，临汾市利用空气源热泵供热技术实现的居民供热面积已经超过18万平米，减少燃煤锅炉500多台，消费富余电力100多万度。

 

        毛则渠煤炭公司职工廉租房项目利用空气源热泵采暖改造后，现在一个月只需要花费8万元电费，整个供暖季就能节省10万元，而且小区环境也更干净了。

	燃煤锅炉	空气源热泵采暖
每月费用	10万元	8万元
供暖季费用	50万元	40万元
节约费用		10万元

 

        空气源热泵实际的效果如何呢？通过实测，环境温度-20℃时，出水温度可以达到70℃，室内温 度22℃，地表温度25℃，温暖舒适，完全满足用户要求。

 

结语

       空气源热泵技术实现了空气热能的高效利用，是可再生能源供热的重要组成部分，也为节能减排贡献了力量。在“煤改电”的东风下，空气源热泵表现的可圈可点，首战告捷。