空氣能熱泵概論

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alia協鑫電力集團清潔能源事業(yè)部2015年5月5日空氣能熱泵研究空氣能熱泵的概述1空氣能熱泵的原理及特點2空氣能熱泵經濟性分析3空氣能熱泵的市場和前景4目錄CONTENTS空氣能熱泵技術及應用空氣能熱泵概述1空氣能熱泵案例及廠家介紹5第一章

空氣能熱泵的介紹空氣能熱泵的定義：空氣能熱泵可以把不能直接利用的低品位空氣熱能、轉換為可以利用的高位能（熱水），從而達到節(jié)約部分高位能(電能等)?？諝饽軣岜弥饕獞脼榭諝饽軣崴畽C組（商用）、空氣能熱水器（家用），2007年左右在中國開始推廣和制造。第二章

空氣能熱泵的原理熱泵在工作時，把環(huán)境介質中貯存的能量QA通過蒸發(fā)器進行吸收；熱泵本身做功消耗的能量，有部分轉化為熱能QB；熱泵循環(huán)工質在冷凝器中釋放的熱量QC等于QA+QB，由此可以看出，熱泵輸出的能量為機組做功產生的熱能QB和熱泵在環(huán)境中吸收的熱量QA；因此，采用熱泵技術可以節(jié)約大量的電能。第二章

空氣能熱泵的特點●節(jié)能熱泵從室外的空氣中獲取熱量，僅消耗少量電能，可把消耗的電能轉化成3倍以上的熱能實現供熱。●環(huán)保熱泵熱水機組在運行時無任何排放及污染，綠色環(huán)保，符合環(huán)保要求?！癜踩似胀崴畽C組系統(tǒng)中的易燃、易爆、觸電、煤氣中毒等安全隱患?！窨煽慨a品運行性能穩(wěn)定，使用壽命長，維護費用低?！窈唵慰砂惭b在屋頂、陽臺、庭院、地下室等位置，無需專用機房，不占用永久性居住面積。第二章

空氣能熱泵的特點●結構緊湊換熱器結構緊湊美觀，氣流組織分布均勻，效率高。●智能控制依據模糊控制原理，動態(tài)檢測用戶負荷，快速達到設定溫度后，保持負荷動態(tài)匹配，平穩(wěn)運行?！衲K化設計可根據用戶的實際需要靈活添加?！袢旌蜻\行一年四季全天候運行，不受夜晚、陰天、雨雪等惡劣天氣影響?！窠洕?jié)資機組制熱效率高，節(jié)省投資運行費用。第三章空氣能熱泵的經濟性分析項目模型：項目名稱：XX醫(yī)院，地處江蘇蘇州，采用中央空調設計，空調系統(tǒng)最大冷負荷為4600kW，最大熱負荷為2800kW。衛(wèi)生熱水日用量為80噸。由于1~4層為綜合門診，5層以上為住院樓，因此根據其營業(yè)時間的差異性，可將系統(tǒng)進行分區(qū)設計。住院樓各層和公寓食堂的空調主管上可增設計量計費裝置，便于今后各科室部門的獨立管理運營。根據項目特點及相關情況，選擇三種空調方案進行經濟性分析，三種空調方案分別為：地源熱泵系統(tǒng)、空氣能水-水熱泵系統(tǒng)和常規(guī)系統(tǒng)冷水機組制冷+燃氣鍋爐制熱。第三章空氣能熱泵的經濟性分析根據項目特點及相關情況，選擇三種空調方案進行經濟性分析，三種空調方案分別為：地源熱泵系統(tǒng)、空氣能水-水熱泵系統(tǒng)和常規(guī)系統(tǒng)冷水機組制冷+燃氣鍋爐制熱。采用地源熱泵機組共4臺，其中3臺為帶熱回收型的空調冷暖機組，1臺為熱水機組。夏季空調制冷時衛(wèi)生熱水可由熱回收機組免費供給，其余時候由熱水機組提供。（地源熱泵）

采用空氣能水-水熱泵機組共3臺，為空調冷暖、熱水型的三用一體機。（空氣能熱泵）

采用離心式冷水機組1臺+螺桿式冷水機組1臺，提供夏季空調。冬季空調和衛(wèi)生熱水由兩臺燃氣熱水鍋爐提供。（常規(guī)空調）第三章空氣能熱泵的經濟性分析序號空調冷熱源形式初投資費用（萬元）空調主機年運行費用（萬元）年運行費比較（%）投資回收期限（年）按20年運行時間可節(jié)省的總運行費用（萬元）1地源熱泵系統(tǒng)1617333.785%5.511862空氣能水-水熱泵系統(tǒng)1374365.894%3.15443常規(guī)系統(tǒng)1289393100%————模型計算結果見下表第三章空氣能熱泵的經濟性分析從上表中可以看出：采用地源熱泵系統(tǒng)與采用常規(guī)系統(tǒng)相比：年運行費用節(jié)省15%，即59.3初投資超支328萬元，5.5年可以回收此超支部分；空調系統(tǒng)的使用壽命按20年計，則總運行費用節(jié)省1116萬元。采用空氣能水-水熱泵系統(tǒng)與采用常規(guī)系統(tǒng)相比：年運行費用節(jié)省7%，即27.2，初投資超支85萬元，3.1年可收回此超支部分；空調系統(tǒng)的使用壽命按20年計，則總運行費用節(jié)省544萬元。第三章空氣能熱泵的經濟性分析分析空氣能熱泵相對于地源熱泵：優(yōu)勢：

初投資較低，相對地源熱泵低15%，但比常規(guī)冷水機組高6%。

設備簡單，模塊化設計，安裝周期短，基本可安裝在屋頂、陽臺、庭院、地下室等位置，無需專用機

房，不占用永久性居住面積。

投資回收期短，約3-4年可回收多出投資。環(huán)境溫度越高，COP越高。劣勢

運行溫度范圍較低，溫度低于-5℃后經濟性不高，而地源熱泵冬季仍然運行穩(wěn)定。

啟動速度慢，運行后3小時左右可得到熱水，而地源熱泵大概20分

鐘。因此適合24小時不間斷運行，不適合隨時啟停。

當運行時間超過7年，經濟性收益低于地源熱泵。4.1國外空氣能熱泵發(fā)展現狀歐洲從熱泵全球范圍來看，歐洲是空氣能熱泵熱水器市場的領頭羊。2008年11月出臺的《歐洲氣候變

化協定》提出為了保障能源安全和應對氣候變化，要求歐盟大力發(fā)展可再生能源和提高能效，并明確將空氣源熱泵技術認定為可再生能源。因為熱泵產品的使用與氣候關系甚大，因此在具體分布上，中北歐地區(qū)水地源占主導，在英國、法國、意大利、德國等偏南地區(qū)，空氣能熱水產品發(fā)展迅猛。各國政府還在陸續(xù)地出臺一些相關的激勵政策。日本歐洲整體區(qū)域性發(fā)展不同，在亞洲市場日本的空氣能熱水器發(fā)展是一枝獨秀，同時因其技術上的獨特性和先進性在全球也是獨樹一幟。日本空氣能熱水器發(fā)展的最大特點是其領先的技術，日本是目前家用空氣能熱泵熱水器最為普及的國家。主要機型是EcoCute（二氧化碳熱泵熱水器），該產品外形小巧，結構精致，性能卓越，最大特點是在水側以較大溫升換熱過程中，仍然保持較高的熱力效率。額定運行溫度一般可達到60℃，最高出水溫度可達90℃，因此EcoCute從開發(fā)之初就沒有局限在提供衛(wèi)生用熱水的應用范圍，許多產2007年家庭普及率已達10%，累計銷售已接近400萬臺。12第四章

空氣能熱泵的現狀和前景13北美美國的空氣能熱泵熱水器應用尚處于起步階段，據美國制冷協會的統(tǒng)計，今年1-8月份，美國中央空調器和空氣源熱泵的銷售總量為440多萬臺套，比去年同期增長了13%，其中，熱泵的銷量為136萬多臺套，比去年同期增長了7%。這一數字與其他地區(qū)熱泵產品銷售高于傳統(tǒng)空調產品的增長形成鮮明對照。不過在目前政府正在討論是否延長補貼計劃，另外之前曾經提出過的2014年禁止純電熱水產品的安裝如果得以實施，也會促進空氣能熱泵市場的發(fā)展。144.2 我國空氣能熱泵發(fā)展現狀??我國空氣能熱泵起步較晚，真正開始設計經營也是近十年的時間，盡管現在的空氣能熱泵產業(yè)開始進入上升期，很多企業(yè)在沒有充分的技術、研發(fā)實力的情況下就貿然進入，在市場博弈中采取低價戰(zhàn)略，但安裝過程中草草了事，造成了市場中存在很多問題產品。目前還沒有一家企業(yè)市場份額超過10%，大型空氣能熱水器企業(yè)在國內屈指可數，而在發(fā)達國家，空氣能熱水器的占有率已達到85%，空氣能熱水器的技術其實已經比較成熟，在歐洲、新加坡、我國香港等地普及率都非常高。只是在內地，熱泵產業(yè)發(fā)展還欠成熟，企業(yè)的產品質量控制能力也需要提高。4.2 我國空氣能熱泵發(fā)展現狀從空氣源熱泵應用領域來看，家用和商用產品在使用地區(qū)有著明顯不同。

商用產品銷售重點地區(qū)在經濟發(fā)達的華南、華東的一、二線城市，5P\10P為主流機型，應用多元化，涉足酒店、學校等場所，低溫熱泵、地暖機組是商用增長的主要產品類型。

家用產品銷售主要集中在華中、西南區(qū)域的二三線城市，簡單化是產品主要應用發(fā)展趨勢?？傮w而言，空氣能熱泵做為一種新興的環(huán)保產品，造價不菲，其發(fā)展程度與各地經濟水平密切相關，雖然目前在發(fā)達國家因各國政策不同而有所差別，但縱觀后市，是今后產品升級換代的一個方向。隨著經濟的發(fā)展，環(huán)保概念的深入人心，空氣能熱水產品必將走入更多尋常消費者的生活中。尤其是在一些經濟發(fā)達，消費水平相對較高的國家，一旦政策導向明確，必將為空氣能熱泵熱水器的推廣帶來積極影響。15南京大學仙林校區(qū)游泳館空氣能熱泵熱水工程二，項目內容：泳池恒溫：該游泳館泳池為標準泳池（50m*25m），約2500噸水。根據國際泳聯規(guī)定，泳池的水溫應該控制在25℃到28℃之間。學校泳池淋浴:熱水用水定額、水溫和水質>中的熱水用水定額國家標準為依據，其中對學生宿舍盥洗室用熱水定額為25～40L/人；三、機組配備:天舒空氣能熱泵熱水器DKFXRS-190II（54KW），8臺；DKFXRS-64II（19KW），2臺。它的最高熱效率cop可達5.90，年平均cop可達3.6。與傳統(tǒng)燃油或者電熱鍋爐對比，3年左右可以收回投資，供熱成本也比燃氣鍋爐要低30%左右。16第五章5.1空氣能熱泵項目案例一，項目名稱:空氣能熱泵的案例及廠家介紹17DKFXRS-190II型的參數循環(huán)加熱型空氣源熱泵DKFXRS-190II技術參數表普通型名義工況額定輸入功率W54500額定制熱量W240000額定電流A105/100/95額定制熱量W190500額定電流A98/91/86制熱量W114000電流A81/79.5/82.5額定循環(huán)水流量L/h36000工作范圍℃-5℃～45℃最高出水溫度℃60制熱水量（40℃溫升）L/h5400外形尺寸（長×寬×高）mm2085×3090×1880185.2空氣能熱泵（熱水器）十大品牌（2014年）天舒空氣能熱水器專業(yè)品牌，國標主要起草單位，高新技術公司，江蘇天舒天器有限公司19空氣能熱泵研究總結

空氣能熱泵做為一種新興的環(huán)保產品，主要應用為空氣能熱水機組或者空氣能熱水器，在我國發(fā)展時間還不長，但因技術難度相對不高，現在技術已經較為成熟