空气源热泵机组供暖季节的能耗分析

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专题研讨空气源热泵机组供暖季节的能耗分析周晋‘,李树林‘,李夏莉,,,西安建筑科技大学陕西西安”福建省第五建筑工程公司福建泉州钊,指。摘要利用负荷频率法对空气源热泵机组供暖季节的能杀迷行分析出影响其能源利用系数的因素关键词空气源热泵机组能量利用系数能耗丁一一一中图分类号文献标识码文章编号,引言。,空气源泵机组具有夏季供冷和冬季供暖的双重功能,随地区及季节而异因此为了计算空气源热泵机组用,在我国相当大的地区属于夏热冬冷地区,即夏季需要供于某一地区的供暖季节能耗以及进一步评价机组在整,冷,冬季需要供暖。因此,空气源热泵在这些地区就特个采暖季节运行的热力经济性就必须用到制热季节性。能系数这别适用本文主要对空气源热泵机组在供暖季节的能耗,进行分析。一概念可表示为供热季节总勺供热最卜曰寸刁一甲。︺﹂一门自日门日日目曰门日口咙耐月川书沈翎勺门川月叫一州刊讨供热季节总的输入能显召之多供热季节总的供热举辅助电热量供热季节热泵运行电耗星渐竹助电热星一口能耗分析一从一一毛竺本文中的空气源热泵机组的供暖季节能耗分析将采打七,、、」卜一一司卜机组浏热带建筑物热负徜用负荷频率法为此作者搜集整理了西安兰州北京图,制热且和建筑物热负荷与室外温度的关系,和济南等地区的气象资料以下主要以西安地区三制热季节性能系数班制建筑物为例对空气源热泵机组的供暖季节能耗进行,。,分析并将给出其它地区的计算结果表为整理得到空气源热泵机组和性能受环境温度的影响较大特。,的西安地区的供暖季气象参数别是当冬季外温度较低时供热系数就随室外温度的下一℃,,,西安地区的冬季空调室外计算温度为假设降而减小而此时建筑物对供热的需求却增大造成室一℃时建筑物的热负荷,。,在选用某空气源热内温度无法维持因而冬季需要加辅助热源以在低温泵机组为冷热源。℃时开始供暖,。当室外温度低于巧热环境补充制热量的不足图示出空气源热泵机组的制。。负荷与室外温度成线性关系室外温度为时建筑物的热量和建筑物热负荷与室外温度的关系图中两条线交,热负荷的计算公式为点为平衡温度点在此温度下热泵的供热量等于建筑物一。一的耗热量一一当室内温度一定时,以室外空气为热源的空气源热比如,当,按上式可计算出二。按℃时泵机组的制热系数不仅与热泵本身设计和制造的精度有照空气源热泵机组的变工况性能表可查得机组的瞬时制关,还与运行时室外空气温度有关,而室外空气温度是总第期第卷 专题研讨表西安地区供暖季气象参数能耗分析结果及其一班制三班制一班制三班制一班制三班制温度℃小时数,小时数,温度,℃小时数,小时数,温度,℃小时数为小时数,讨论‘︸︸厂飞﹄曰,夕︷、内了,产、刀‘口斗‘洲只,勺石︼,了‘勺口、︵︸门一曰,︹一八曰勺亡‘勺乙一,︸,︸乙,,内兄气︺︸﹃︸产、匕只八一,︶、一了,,由图可以看出对于选八飞,门勺︼︸、︸匕、定的空气源热泵机组当建以、一筑物的热负荷较大时平衡温八乃己只度点将向右移动,这将导致飞︶,︼整个供暖季的辅助加热量的‘勺增加,从而导致的降低当建筑物的热负荷较小时平衡温度点将向左移动,,热量为并考虑到℃时机组计及除霜的制热量这将导致整个供暖季的辅助加热量的减小,但同时由于,。修正系数为则热泵机组的制热量为若负荷的减小,机组有更多的时间处于部分负荷下运行,,,热泵机组足以提供建筑物所需的热量因因此先是增大,然后会有所降低。本文利用编制此将乘以℃时的出现小时数,就得到了℃的程序对几个地区在不同和平衡温度下采用某空气源热时的供热季总负荷泵机组时的制热季节性能系数进行了计算,三班。。制和一班制的结果分别如图和图所示,同时根据机组的变工况性能表可查得℃时机抽一呀口洁甲八曰叼户八一﹄蔺︸组,℃的井的输人功率凡供暖季总耗电量为⋯三乙一睡⋯晓风⋯二··洲华扛补舜,一一一如果在计算中遇到的情况那就说明热泵机【一目一下飞毛洲勤点渴,交〔组不足以提供建筑物所需的热量,不足部分由辅助热泵,卜西汉一一济封北从一奋一,来提供在耗电量的计算中就必须加上辅助加热耗电图各地区平衡点温度对值的影响三班制量,计算与前面类似。在计算得到每一温度下的供暖季总负荷和总耗电量后,将这些值累加就可以计算出供暖季总热负荷和总耗电量。经过计算,西安地区冬季空调热负荷为,甲一南心洲泛℃,二,一卜一击一两叹州卜济南化尔一三班制时供暖季总热负荷季总耗电一,。图各地区平衡点温度对日户值的影响一班制量针对以上过程编制了程序对空气源热泵机组供暖季由图图所示可以看出,正如前面所叙述的原因,。能耗情况进行了计算计算中假定所选的空气源热泵随着平衡点温度的增大热泵机组的值先是增大,机组可,,以无级调节当部分负荷率在以下时均按,然后又随着平衡点温度的增大而减小其中存在一个最输出量下的值计算机组耗电量当部分负荷率大值,这一特点由图中西安地区的一班制值的在一之间时,按该部分输出量下相应的值计变化可以明显地看出。由图和图还可以看出,不同。算机组耗电量的室外气候条件时,对于相同的平衡点温度下在各个地急第期第卷 专题研讨。,。区使用热泵机组具有不同的值根据计算结果西值为而有的锅炉房供热的能源利用系数更,。,,安地区在大部分情况下具有较高的值然后依次低显然从能源利用观点看空气源热泵作为空调的为济南、北京和兰州。热源优于目前传统的热源供热方式。对比图和图可以发现,热泵的一班制运行值大多数情况下高于三班制运行的值,这说明运行方式的不同也对热泵机组的制热季节性能系数。。有影响图示出西安地区运行方式对的影响,运,改小洲健〔行方式对有影响是因为一班制时热泵机功制卜川制组都在白天运行,而白天的室外气温一般要高于夜间,图运行方式对值的影响西安这就使得在整个供暖季一班制运行热泵机组的值。要高于三班制运行热泵机组图中当平衡点温度低于℃时,一班制运行的值反而低于三班制,这和此时一班制运行空气源热泵机组比三班制有过多的时间处。于部分负荷运行有关由于空气源热泵机组的制热量和所使用的电能不是、二刊卜别日日匕一奋一二勺州一卜性二几卜同等品质的能量,所以要评价热泵的节能效应就必须用图发配电效率对一次能利用率的影响。到一次能利用率的概念即能量利用率空气源热泵机组。的能量利用率是指热泵的制热量与一次能耗的比值一结语次能利用率或能量利用率的计算公式为从能源利用率的表达公式可以看出,要提高空气,制热量兰旦、户源热泵机组的供暖季能源利用率值一方面有待于进一一尸次能耗月一步改进技术提高空气源热泵的值,另一方面则式中一一次能利用率取决于我国平均发配电效率月的提高。据资料介绍,国一供暖季热泵总的制热量,外发达国家利用进退临界机组和超超临界机组等先进发,一供暖季热泵总的电能消耗电技术,已经可以使供电煤耗降低到留不考虑。月一发电厂的发配电效率线损率的发电效率为的水平,而我国发电煤耗虽、一次能耗是指化石燃料如煤油和天然气等的消耗逐年有所下降,但目前仍为岁左右,图示出了。,量按照我国的有关标准规定低位发热量等于。不同发配电效率下的空气源热泵机组的一次能利用效率。的固体燃料为标准煤我国火力发电的可见如果平均发配电效率能有所提高,则应用空气源热,、平均煤耗为留线损率为用户耗电。泵机组作为建筑物冷热源的节能效应也能提高。相当于一次能耗标准煤因此全国的平均发配参考文献二。电效率月西安地区的、、、赵荣义主编赵荣义钱以明范存养等编著简明空调设计手一,一冬季空调室外计算温度为℃假设在℃时建筑物的册北京中国建筑工业出版社,热负荷,计算得到的二,此时计算得。一一到的一次利用率目前国内小型锅炉房的供热收稿日期,系统的一次能源利用率值为左右中型锅炉房的下转第页叨总第期第卷 专家撰文要,实事求是地分析各类不同居民的需求针对他们开发更合结语。理的系统如随着由毛细管加翼片组成的平板集热器的诞夏热冬冷地区从年月日起施行节能标准,、、,‘,生改进完善如果其厚度可在之间那么就可以年,开始各城镇成片推行的日程看建设节能住宅将、,将其与遮阳板阳台板一化既可提高住宅围护结构的保。林是近十年住宅建设的重点在实施和推广节能标准中不、,、温隔热性能而且能为住在小高层多层住宅的居民提供免会出现一些问题,为此需要政府部门、房产开发商、,,补偿热源再如太阳能热水供应系统设计要合理要妥善工程设计与施工技术人员、节能产品开发商等各方面的。“、解决集中供应的运营成本与供求间的矛盾系统独立分合作解决,希望通过社会各方人员的共同努力,实现节、”,户供水水温由天的纯太阳能热水供应模式由于体现了,。能标准所确定的节能目标造福子孙后代自有、自用,不会有依赖和扯皮,是与当前居民的经济水平、觉悟水平、物业管理水平于目适应的,易于推广。又如,对住参考文献范存养,林忠平住宅环境设备的现状与发展〔暖通空调,,宅区而言,别墅区看彭重用太阳能热水器,采取鼓励开发商在二,别墅安装与屋面浦本化的太阳能热水器的政策比单乡彬获龙惟定,白玮,张蓓红中国住宅空调的未来发展仁暖通空调,、,。励居民安装使用要简单易行效果显著,一一一收稿日期‘、,”””,,厂,妙,之改石月。刀。。幼,可户反夕,、夕动物即。叭,,基金项目上海市建设委员会资助项目号作者简介黄晨一,女,江苏人,博士,教授,供热通风与空调工程研究所副所长赵进军一,男,山东人,学士,高级经济师,杨浦建设集团有限公司总经济师。七接第页,一·一】’,’,厂、却可夕夕,扩汀决苗枷月二浅跄邵几飞川痴眼即、,胡尸了,司一一,一,,,作者简介周晋男湖南新邵县人博士研完生伪一,,陕,,、李树林男西人教授从事空调制冷与节能技术产曲浅总第引期第卷