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8元/㎡,這是空氣源熱泵采暖在新疆節能建筑中的成績

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發布日期:2016-11-18  瀏覽次數:606

 

文_劉橋華 技術支持_王言明

 如果你跟別人說,你在寒冷地區的某一個項目,整個采暖季下來平均采暖價格只有8元/平方米,估計很多人會對這個數據不屑一顧,說不定還會招來一番諷刺。事實上,只要系統設計做好了,機組的運行也是嚴格按照設計方案那樣做的,8元/平米數據并不是天方夜譚。

采暖季平均8元/㎡

項目所在地,新疆于田縣阿勒勒鄉政府辦公大樓

該項目位于新疆和田市于田縣,2012年完工,并于當年冬天投入使用;建筑面積3000多平米,是節能建筑;于田位于南疆,屬于寒冷地區,1月份平均氣溫為-8.8℃;甲方要求采暖末端為地暖,室內溫度要達到18℃以上;主要是白天使用,晚上部分房間(值班或開會)使用。

根據甲方要求并考察了項目現場后,最后選配了8臺15P空氣源熱泵機組,項目完工后,工作人員讓主機嚴格按照設計的運行時間運行,并持續記錄了機組的運行數據。與此同時,天津某大學研究機構也通過控制面板,每隔3秒報一次數據,監測了整個采暖季的數據運行。

最后的數據顯示,整個采暖季下來,該項目每平米運行費用在8元左右。而同期做的位于于田的幾個學校項目,由于運行情況特殊(最冷時剛好是寒假,不用工作),費用甚至還不到8元/平米。

充分利用建筑保溫

于田的這個項目為節能建筑,設計時充分考慮了建筑物圍護結構節能和采暖系統節能兩大部分,屋面、外墻體、門窗、地面、不采暖地下室頂板及外挑陽臺底板等,嚴格按照《<民用建筑熱工設計規范>GB50176-93》設計,24小時內室溫波動在1℃左右。因此在空氣源熱泵采暖系統設計和運行時利用了建筑的蓄熱功能。

表:民用建筑熱工設計規范GB50176-93,表3.1.1“建筑熱工設計分區及設計要求”

分區

主要指標及輔助指標

要求

嚴寒地區

最冷月平均溫度≤-10℃

日平均溫度≤5℃的天數≥145d

必須充分滿足冬季保溫要求,一般可不考慮夏季防熱

寒冷地區

最冷月平均溫度0~-10℃

日平均溫度≤5℃的天數90~145d

 

應滿足冬季保溫要求,部分地區兼顧夏季防熱

主機白天高溫段運行

“早穿皮襖午穿紗,圍著火爐吃西瓜。”這句話反映的是新疆夏天的溫差很大。其實新疆冬天的溫差也很大,以于田縣為例,冬天溫差就在20℃以上。雖然于田地處寒冷地區,1月份平均溫度也在-8.8℃,但白天的溫度其實并不低,采暖季白天的平均溫度一般都在5℃以上,中午的時候能達到10℃以上。

空氣源熱泵機組隨著溫度的降低制熱性能也會下降,能效也跟著降低,在極端溫度下運行還可能會對機器本身有損壞。很多人也因此來詬病空氣源熱泵產品,并冠以“怕冷”的帽子。其實,極端溫度只是個“紙老虎”,因為空氣源熱泵機組完全沒必要24小時一直不停低運行,極端溫度都是出現在凌晨三四點左右,這時候空氣源熱泵機組完全可以不工作。

設計主機的工作時間在上午10點~晚上8點這個時間段運行,主機在水溫達到要求后就自動停止工作,實際的工作時間只有4~5個小時,就能滿足建筑24小時的熱量需求,室溫也在18℃以上,陽面的溫度還可以更高。

優化水泵利于節能

還有一個就是水泵的運行優化。水泵的耗電量其實很大,特別是在大型項目中,一般都是十幾千瓦,甚至幾十千瓦。而且,水泵一開起來就不停,不像主機在水溫達到了還可以停止工作。主機一天下來可能只工作4~5個小時就夠了,水泵則可能要運行14~15個小時,一般是主機的兩三倍。因此,水泵的選型及控制方式都要很精確,也可以使用變頻泵,雖然價格稍貴,但在大型項目中這點費用可忽略不計。

水泵的選型主要是考慮的流量和揚程,先確定流量,再選揚程。流量由機組的發熱量確定,一般熱泵機組循環系統進出水的溫差是5℃,所以,流量=機組的制熱量/(5×1.163)。如,機組的制熱量是71kw,則流量是12噸/小時。

揚程的確立一般按《水泵揚程的確定》中的計算公式進行。如果詳細算也可以,就是每一個彎頭,走了多遠等等,把所有阻力都加起來。但這樣太麻煩了,也可以估算。一般平房、距離主機較近的最低揚程18米,3~5層高的樓房,主機離的不是太遠,不超過20米,揚程大約24米就夠了,6~7層的樓房,揚程25~26米,高度100米以下樓房揚程控制在33米以下。

32℃水溫采暖

此外,由于末端是設計的地暖,建筑的保溫效果(Ⅰ級)也非常好,工程設計的出水溫度在32℃左右。白天溫度高,出水溫度低,這也就讓空氣源熱泵機組的能效相對更高一些。據介紹,該項目運行后,天津某大學連續兩個采暖季對該項目機組的運行數據進行監測,最后得出的機組的COP達到了4.2~5.6。

引導客戶按設計操作

如果只是系統設計優化,而沒有控制運行方式,再好的系統也是白搭。為此,項目在剛開始運行時都會派人專門盯著,讓主機嚴格按照設計的運行時間運行,而且一盯就是一兩個月。

剛開始時客戶也接受不了這個觀念,覺得太麻煩,因為大部分人在采暖時都是什么時候冷什么時候開。而且,為了讓升溫快,客戶一般把水溫都調的很高,認為這樣才會采暖效果更好。這樣的用法其實是錯誤的,所以必須要引導客戶按照設計要求去操作,只有這樣才能讓主機在運行時真正做到最節能。

 
 
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