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通过暖通空调进行建筑节能的途径
RSS 打印 复制链接 发布时间:2016-09-26 09:05:42

  4.1双级压缩和变频压缩,增大单机低温工况下的制热功率

为了提高低气温下机组的制热功率,采用“一次节流中间补气不完全冷却的双级压缩”的机组,同时对低压级压缩机进行变频控制,其机组内部流程图可见图2.

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图2 一次节流中间补气不完全冷却双级压缩低压变频三用机组

  该机组在夏季制冷时,仅利用低压压缩,四通阀断电,处于制冷位置(图上的虚线箭头表示氟利昂的流向);一般低气温下制热时,也仅开启单级低压压缩,四通阀通电,处于制热位置;当出现低温制热工况时,打开节流装置B,关闭电磁阀C,实施对高压级补气冷却的双级压缩工作。双级压缩时,可以调节低压级压缩机的供电频率,改变低压级的压气量,使得系统的中间压力处于最佳压力状态,保证高效率和一定的制热量。机组利用双级压缩和增加低压级压缩机频率的方法来提高制热量和制热性能系数,以及降低压缩机排气温度,来解决空气源热泵冬季制热量不足,制热性能系数低下,以及压缩机排气温度过高无法正常运行的问题……

  4.2利用工质(氟利昂)的冷凝热,以及液氟过冷热的空调、采暖、生活热水三用机组

  利用气相工质的冷凝热,以及液相工质的过冷却热的制取空调冷热水、全年生活热水供应的三用机组的原理图可见图3.其特点是:

  4.2.1为利用液氟过冷热,在冷凝终了的液氟管路上串接一个生活热水的预热器(对于液氟来说是过冷器)8,然后再将过冷的液氟通入贮液器9.这不仅利用了过冷却热预热了热水,而且提高了工质循环的性能(增加了工质单位重量的制冷量)

  4.2.2为利用高温高压气相氟利昂的冷凝热,在压缩机排气口1与热泵四通阀5之间设置再热器(热水器)3,用来全年制取生活热水。

  4.2.3四通阀2及单向阀4、21是为了切断或打开通向再热器3的气相氟利昂管路之用,当不需要生活热水或热水温度过高时,改变四通阀2的流向,使得高温制冷工质直接流入热泵四通阀5中,或被风冷凝(制冷时),或加热空调用的热水(制热时)

  4.2.4生活热水夏天具有蓄热功能和直流加热功能两种方式,因为生活热水不像空调冷热水,每小时的流量比较恒定,而生活热水必须适应高峰时段的用水量,同时也宜利用夜间低价的谷电。因而适当加大蓄热水箱的容积是有必要的。当上水温度较高时,也可以达到直流供生活热水的方式。对于生活热水侧,还可以改为如图4框线内所示的流程。

4.2.5采用变频压缩机,来满足用户空调负荷和生活热水负荷不断变化的要求,尤其是冬季增大机组制热功率和改善制热性能系数,是十分重要的一项措施。

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图3 利用冷凝热及过冷却热的变频压缩制冷、采暖、热水三用机组

  4.3利用水路切换的水源(地源)热泵冷热暖三联供系统

  目前已有公司推出利用地下水为热源的部分热回收的制冷、供暖、热水供应的三联供系统,水源热泵机组内的氟利昂介质在循环过程中的流向不改变(无论冬夏,不用四通阀切换,也没有除霜措施),仅用机外空调冷热水管路上的阀门切换,来达到夏季供冷、冬季暖热,其生活热水仅用过热氟利昂气体加热。

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图4 通过外部水管路切换的水源热泵空调、采暖、生活热水三联供系统流程图

  4.4利用太阳能蒸发面板为辅助热源的空气源三用机组

  综观上述几种三用机的做法,仅仅是部分利用了工质的冷凝热(或者仅仅是工质的过热焓),其次,这些系统利用双级压缩、变频技术和复杂的控制手段,或利用地下水源技术过于复杂,会大大增加机组的一次投资和操作的复杂性。在空气为热源的热泵中, 可开发利用非矿物燃料为辅助热源的家用/商用制冷-采暖-热水供应“三用”机组。利用一般太阳能真空玻璃管集热器作为辅助热源是一个途径,但是,太阳能真空玻璃管集热板的集热效率受天气、日照、昼夜的影响,而且,1平方米的真空玻璃管太阳能集热器,每日平均仅能产生65-70升的热水,而且到了冬季产热水量会更小。另一种可用引进的的技术-中间安装有制冷剂蒸发管的太阳能蒸发面板。这种面板不同于一般真空玻璃管集热器,不只依赖太阳光的照射来吸收热量,而且可以吸取空气或自然环境中的各种热量,不受晴天、下雨的影响,也不受昼夜的影响,只要外界气温不低于-20℃,即可蒸发吸热(在有太阳辐射时,每平方米面板日产热水量425升,没有太阳辐射时,约300升,显然比一般太阳能集热板的的效率高)该集热面板可以与建筑配合,放置于屋顶、墙面、阳台、甚至地下车库里。

住宅或商业服务建筑中,能用上一套三用中央空调系统-充分利用空调余热和大自然中热量-太阳能、空气,简化流程、降低造价、达到供冷、采暖和全年热水供应的效果,可以提高生活质量,大大减少建筑耗能。

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图5 利用太阳能集热面板的三用机组内部流程示意图

  5.简单的结束语

  随着 改革开放的深入和21世纪中国和平掘起,我国广大人民的生活质量日益提高,经济发展、社会进步,为空调、采暖和热水供应事业的发展带来了良好的机遇和巨大的空间;但是由于我国是一个地大人多,而资源并不丰富的发展中国家,人民物质生活不断提高的要求,受到能源、资源缺乏的制约。如果不及时开展节能,环保和能源综合利用,要在2020年实现和谐的、进一步小康的社会,一个实施循环经济,达到可持续发展的社会,是不可能的。空调、采暖和热水供应事业的节能,必须和建筑节能互相配合,同步进行。文章介绍了建筑节能的途径,以节能为前提的供热体制改革,以及应用热泵技术进行空调余热回收和冷热量综合利用的各种做法,仅仅是建筑节能和空调、采暖节能中的一小部分,仅仅是“抛砖引玉”,目的是唤起广大的暖通空调工作者的重视,认识节能、环保的紧迫性,让我们共同为我国21世纪进入中等发达的国家,为人民生活进一步提高作出努力。最后,本人呼吁:合理利用空调余热,大力发展热泵三用机组,为社会造福,为人民造福。

 

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