人类进入二十一世纪,首先面临的是这样的矛盾,一方面,人民对生活品质的要求日益提高,另一方面是日益高涨的环保压力和能源价格。如何化解这个矛盾,是关系着人类可持续和谐发展的大问题。热泵作为一种可再生能源的利用模式,节能环保,受到越来越广泛的重视和应用。根据热量的来源,热泵可分为空气源热泵,土壤源热泵,(污水,海水,地下水)源热泵等,上述热泵各有优缺点,土壤源热泵和水源热泵的热源稳定,无结霜化霜过程,但受自然条件的约束,空气源热泵热源灵活,对环境的影响小,不受自然条件的限制,但热源不太稳定,有结霜和化霜的过程,在环境温度较低(小于-5℃)的情况下,制热量和能效比都大幅衰减。如何开发出在-15℃的环境温度条件下能够稳定有效地制热空气源热泵机组,是每一个的热泵生产厂家和开发人员面临的一个艰巨的问题。PHNIX(芬尼克兹)北极星系列高温热泵机组的开发成功,使空气源热泵推广应用到高寒地区成为可能。
人类进入二十一世纪,首先面临的是这样的矛盾,一方面,人民对生活品质的要求日益提高,另一方面是日益高涨的环保压力和能源价格。如何化解这个矛盾,是关系着人类可持续和谐发展的大问题。热泵作为一种可再生能源的利用模式,节能环保,受到越来越广泛的重视和应用。根据热量的来源,热泵可分为空气源热泵,土壤源热泵,(污水,海水,地下水)源热泵等,上述热泵各有优缺点,土壤源热泵和水源热泵的热源稳定,无结霜化霜过程,但受自然条件的约束,空气源热泵热源灵活,对环境的影响小,不受自然条件的限制,但热源不太稳定,有结霜和化霜的过程,在环境温度较低(小于-5℃)的情况下,制热量和能效比都大幅衰减。如何开发出在-15℃的环境温度条件下能够稳定有效地制热空气源热泵机组,是每一个的热泵生产厂家和开发人员面临的一个艰巨的问题。PHNIX(芬尼克兹)北极星系列高温热泵机组的开发成功,使空气源热泵推广应用到高寒地区成为可能。
2 工作原理
下图是PHNIX北极星系列高温热泵机组的工作原理:
高温喷气增焓系统,是由喷气增焓压缩机、喷气增焓技术、高效过冷却器组成的新型系统,这三个技术的组合可提供高效的性能。这是一个有机的整体,即高效的喷气增焓压缩机、高效过冷却器及电子膨胀阀形成的经济器、高效换热器共同构成了高效节能的喷气系统。
高温喷气增焓压缩机是谷轮最新一代涡旋压缩机专利技术,高温喷气增焓技术是指以喷气增焓压缩机为基础,优化了中压段冷媒喷射技术。原理是过中间压力吸气孔(Vapour Injection)吸入一部分中间压力的气体,与经过部分压缩的冷媒混合再压缩,实现以单台压缩机实现两级压缩,增加了冷凝器中的制冷剂流量,加大了主循环回路的焓差,从而大大提高了压缩机的效率。
高效过冷却器在整个系统中也起到了关键性的作用,一方面对主循环回路冷媒进行节流前过冷,增大焓差;另一方面,对辅助回路(这路冷媒将由压缩机中部导入直接参与压缩)中经过电子膨胀阀降压后的低压低温冷媒进行适当的预热,以达到合适的中压,提供给压缩机进行二次压缩。
3、PHNIX北极星系列机组特点
1)采用谷轮公司专为热泵热水机组所生产的高温喷气增焓ZW系列压缩机。
2)拥有超宽的运行范围,如下图(数据由谷轮公司提供)
3)出水温度高。出水温度可达65℃,适用于传统的暖气片加热;
4)适用于低环境温度下工作。其最低的工作温度可低至-25℃,在-15℃温度下COP可达2.52(出水温度为45 ℃ );
5)既能制热,又能制冷,性能侧重于制热(在国标工况下COP=3.8,EER=3.0)。
4、PHNIX北极星系列机组应用示意图
5、工厂实测数据(PASRW060SB-D-PS)
6、第三方(SGS)检测报告(PASRW060SB-D-PS)
7、应用场合
A、热水:PHNIX北极星系列机组能提供高达65℃的热水,可以满足生活用热水、商业用热水及工业用热水。
生活用 商业用 工业用
A、热水:PHNIX北极星系列机组能提供高达65℃的热水,可以满足生活用热水、商业用热水及工业用热水。
生活用 商业用 工业用
B、采暖:北极星机组能提供高达65℃的热水,水温调节范围大,可以满足各种场合采暖需求。
8、适用区域
由于PHNIX北极星机组的低环温,高水温的运行特性,北极星非常适用于中国的华北,华东的长江流域,西北等地区,配合辅助热源,也适用于东北的大多数地区。
9、实际应用案例
1)工程概况
本工程为中国电信西藏那曲分公司机房大楼及员工宿舍采暖工程,其中员工宿舍楼共有6栋,总建筑面积为3970㎡,室内设计温度为18℃,并要求能随时为宿舍楼供热;机房大楼建筑面积为6290㎡,室内设计温度为2℃,并要求进行24小时供热。
2)室外气象参数
夏季
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冬季
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空气调节干球温度
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16℃
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空气调节干球温度
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-25℃
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通风干球温度
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13℃
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通风干球温度
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-14℃
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空气调节日平均干球温度
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10.8℃
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采暖干球温度
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-20℃
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空气调节湿球温度
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9.4℃
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相对湿度
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35%
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相对湿度
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71%
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大气压力
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58.4KPa
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大气压力
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58KPa
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风速
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3.3m/s
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风速
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2.4m/s
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3)1971~2000年那曲基本气候情况
4)供热系统
A、系统形式:本工程采用平板式太阳能集热板+空气源热泵+保温储热水箱的方式,白天通过太阳能系统和热泵系统对储能水箱中的水进行加热,供热时储热水箱的储热给机房大楼和宿舍楼进行供暖。
B、热源:本工程采用平板式太阳能集热板和PHNIX空气源热泵(北极星系列,型号为PAXRW060*4+PASRF250SB-D-PS)作为热源
C、末端形式:本工程的所有末端均采用铜铝复合型暖气片。
D、水系统:本工程共分为两个系统(宿舍楼和机房大楼),每个系统使用5台PHNIX空气源热泵(北极星系列)。系统的储热水箱分别为120吨和100吨,储热水箱通过板式换热器和防冻液,把热量输送到采暖区域。机房图如下: