郭春雨:《壁掛爐+熱泵雙源冷暖熱三聯(lián)供系統(tǒng)市場應(yīng)用及案例分享》_博世壁掛爐故障代碼
6月21日,“中廣歐特斯杯”中國健康舒適系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)峰會暨《戶式空氣源熱泵冷暖兩聯(lián)供工程技術(shù)導(dǎo)則》解讀及行業(yè)推廣論壇隆重召開,本次大會吸引了全國地區(qū)500余產(chǎn)、供、銷行業(yè)朋友的到來,行業(yè)精英共聚一堂,探索行業(yè)新技術(shù)、暢聊行業(yè)新局勢,現(xiàn)場氣氛甚是火爆?,F(xiàn)將部分精彩演講內(nèi)容提煉整理,以罄未能到場的行業(yè)朋友。
演講嘉賓:世界技能大賽『管道與供暖項(xiàng)目』中國國家集訓(xùn)隊(duì)專家,重慶溫馨時代暖通設(shè)備有限公司總工程師郭春雨
演講主題:《壁掛爐+熱泵雙源冷暖熱三聯(lián)供系統(tǒng)市場應(yīng)用及案例分享》
世界技能大賽『管道與供暖項(xiàng)目』中國國家集訓(xùn)隊(duì)專家,重慶溫馨時代暖通設(shè)備有限公司總工程師郭春雨
兩聯(lián)供的起源來自于水機(jī),約有100多年的歷史?,F(xiàn)在兩聯(lián)供火起來可能意味著水機(jī)的再次復(fù)興,熱暖處于激活狀態(tài),尤其是熱暖低溫?zé)崴畬τ跓嵩吹囊髼l件較友好,使得一些低溫?zé)嵩吹玫搅溯^好的應(yīng)用。一些所謂的“天水”、“地水”的兩聯(lián)供圖形,在此應(yīng)用當(dāng)中,都增加了壁掛爐作為系統(tǒng)的熱源組合,所以稱之為雙源兩聯(lián)供系統(tǒng)。尤其是在川渝地區(qū),天然氣極具優(yōu)勢,在八十年代就達(dá)到了城市天然氣全覆蓋,現(xiàn)川渝地區(qū)天然氣已經(jīng)覆蓋鄉(xiāng)村,重慶幾乎所有農(nóng)村都接通了天然氣。
在空氣源熱泵的應(yīng)用領(lǐng)域,空調(diào)是絕對的剛需。目前在成都新建住宅當(dāng)中,地暖的普及率在任意一棟新建樓房都超過50%。貴陽屬于采暖區(qū),重慶現(xiàn)在整個市場總量與成都和貴陽比還略顯不足,但就新建住宅當(dāng)中地暖的普及率來看也是非常高的。因此,兩聯(lián)供的使用乃至結(jié)合熱水三聯(lián)供的應(yīng)用或成為消費(fèi)者的絕對剛需。
常見的應(yīng)用當(dāng)中都配備壁掛爐及水箱,有壁掛爐就直供熱水,或者加水箱做成中央水箱的場景。所謂的三聯(lián)供,概述一下即以熱泵和燃?xì)獗趻鞝t兩種熱源組合的多能源形式,實(shí)現(xiàn)制冷供暖的三聯(lián)供形式。
通過對長江流域的能源價格進(jìn)行整理分析得出結(jié)論,長江流域是指以成都、重慶,一直到武漢、南京、上海,北緯30度線所在區(qū)域,在國家供暖分區(qū)上稱為夏熱冬冷地區(qū),即夏天有制冷需求,冬天有供暖需求。在此區(qū)域進(jìn)行能源匯總,發(fā)現(xiàn)各個地方的能源價格完全不同,能源供應(yīng)的階梯數(shù)量也不一樣。
從能源階梯價格、能源階梯供應(yīng)數(shù)量、燃料熱值分析、設(shè)備能源特性、合理搭配能源以及系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)分析六個維度來探討雙源三聯(lián)供的應(yīng)用。
首先來看一下天然氣價格,圖中顯示各個地區(qū)的天然氣價格不同,尤其是重慶的天然氣價格很低。今年重慶的天然氣價格是1.28元,三檔價格是2.5元,成都的三檔價格是2.84元,比重慶大約高10%。
從供應(yīng)數(shù)量層面看,重慶一、二檔供應(yīng)數(shù)量是2400立方,成都的供應(yīng)數(shù)量是1800立方。也就意味著市場認(rèn)為川渝地區(qū)天然氣資源有其優(yōu)勢,但重慶比成都更便宜,供應(yīng)數(shù)量更多。并且的階梯價格都是以戶式單元來計(jì)量的,不管住房面積是60平方還是600平方,都是這個價格和數(shù)量。如果是其他地區(qū)價格還是相對較高的。華東地區(qū)沒有一二檔供應(yīng)數(shù)量的說法。華東地區(qū)燃?xì)獾氖侨龣n價格,且價格超過3.5元—4.65元區(qū)間,也就是說杭州是華東地區(qū)天然氣價格最高的。從這個角度看,即使杭州是中國的發(fā)達(dá)地區(qū),是我國人均收入最高的地區(qū),但依然可能是用不起天然氣的。
重慶居民天然氣享有明顯的價格優(yōu)勢和供應(yīng)數(shù)量優(yōu)勢,而貴陽的天然氣價格偏高,其天然氣來自于緬氣和渝氣,且貴陽的天然氣在今年降了20%,這是咱們國家民用天然氣唯一一次降價。因?yàn)橘F陽的天然氣是來自于重慶和川東地區(qū)的液化天然氣,隨著緬氣進(jìn)來之后,貴陽氣價反而便宜了。
從電這個能源形式看,全國各地價格一、二檔差別不大,從一、二檔的供應(yīng)數(shù)量分析:重慶4800度,目前是全國最高,享受一、二檔低廉的價格;成都沒有一、二檔價格可用,只有280億度電,也就意味著成都人只能用三檔價,與此相同的城市還有南京,成都的電價屬于居中水平,華東地區(qū)出于高位,其他城市電價都是差不多的水平。眾所周知,重慶用天然氣價格低廉,其實(shí)重慶的電也很便宜,且供應(yīng)數(shù)量相對較豐厚。如貴陽就有明顯的電力資源優(yōu)勢,貴陽是西南地區(qū)的電力輸出大省,這就是國家大多耗電類項(xiàng)目工程都在貴陽選址建設(shè)的原因。國家大數(shù)據(jù)中心,無論是阿里云還是騰訊、蘋果、微軟等等都建在貴陽,貴陽電價便宜且氣溫低,大數(shù)據(jù)中心需要巨大的散熱,就注定了這些項(xiàng)目不能選在高溫地區(qū),因此貴陽的電價是有優(yōu)勢的。
看到重慶氣價便宜、電價便宜,節(jié)能行業(yè)是不是很開心?其實(shí)也不盡然,相反的,由于能源價格太便宜,消費(fèi)者反而不在乎節(jié)能。對于節(jié)能系統(tǒng)行業(yè)來講,實(shí)際上能源價格高并不是壞事。新疆有大量的風(fēng)電,電價最低降到了0.12元,受此影響,新疆地區(qū)并不注重能耗問題,熱泵節(jié)能失去意義,而是大大采用發(fā)熱電纜。所以基于此種情況,能源價格越高,對節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域是越有優(yōu)勢的。
熱泵、壁掛爐能源條件及設(shè)備適用特性分析
做能源熱值比價來分析,在重慶供暖用空氣能熱泵1元,用天然氣1.2元,空氣能熱泵其實(shí)跟燃?xì)獠畈欢?,接近相等,空氣能熱泵略高,重慶市的天然氣資源非常有優(yōu)勢。此對比按照熱泵綜合能效比2.6,燃?xì)獗趻鞝t供暖0.9來計(jì)算的,結(jié)論是熱泵的綜合能效比無法達(dá)到2.6。熱泵綜合能效比是指系統(tǒng)能效比,而不是主機(jī)在實(shí)驗(yàn)室里的能效比。
其實(shí)不管做一次系統(tǒng)還是二次系統(tǒng),需要考慮代理的品牌廠家內(nèi)置的水泵規(guī)格。有些主機(jī)廠不允許改造他的系統(tǒng),否則不質(zhì)保。假設(shè)配置高水泵,分析是否做一次系統(tǒng),充分發(fā)揮水泵效能。如果配置了低水泵,那就要做二次系統(tǒng),如何優(yōu)化系統(tǒng),這也是今后專題討論的問題。各個廠家也有配內(nèi)置泵的,也有不配泵的,不配泵的情況交給行業(yè)人的空間非常大。
用杭州對比來看:在杭州如果用空氣能熱泵花1元,用天然氣就要花1.6元,因此在杭州用空氣能熱泵有明顯的優(yōu)勢。所以無論是熱泵節(jié)能,還是燃?xì)獗趻鞝t節(jié)能,一定要設(shè)置先決條件。這個先決條件取決于當(dāng)?shù)氐哪茉礂l件,且此觀點(diǎn)只探討了能源價格的熱值對比,還未考慮氣候條件的因素。重慶的冬季絕對氣溫很少出現(xiàn)低于3度的情況,而杭州的冬季氣溫可達(dá)零下5度以下。
從設(shè)備特性來分析:空氣能設(shè)備的特性是電能+空氣能轉(zhuǎn)化為熱能,屬于清潔能源,幾乎沒有能源條件限制。從建國到現(xiàn)在,我國西南部,尤其成都、重慶人民已經(jīng)過上了可以與發(fā)達(dá)國家比肩的生活。在中國只要有人的地方,哪怕再偏遠(yuǎn),再窮困,只要山上還有兩個老人家不下山,政府都會把電牽過去,所以我國基本實(shí)現(xiàn)了電力全覆蓋,并且不缺電。早些年還偶爾停電,現(xiàn)在基本上不停電。熱泵在滿足環(huán)境條件下能效比比較高,這也是要待定的概念。不能反復(fù)強(qiáng)調(diào)熱泵的能效高,熱泵是在滿足工況特性有利的條件下才能實(shí)現(xiàn)效高,否則能效極低。能效比受環(huán)境因素影響較大,能夠滿足制冷和制熱要求,這就是熱泵強(qiáng)大之處。
早期用熱泵運(yùn)行基本上跟拖拉機(jī)一樣,噪音很大?,F(xiàn)在幾乎所有的廠家對熱泵噪音控制都做得非常好,已經(jīng)到了完全可以接受的程度。
燃?xì)獗趻鞝t是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能,也屬于清潔能源。清潔能源的界定概念在近些年做了調(diào)整,最早在限制排放的時候,主要限制氮氧化物。因?yàn)槟菚r主要考慮影響空氣當(dāng)中PM2.5的因素,但是近年開始,國家主要限制碳排放。我國3060碳達(dá)峰、碳中和政策指的就是限制碳的排放?,F(xiàn)在的低碳概念,化石能源肯定要排除,但并不意味著電就是絕對的清潔能源。中國到現(xiàn)在為止煤熱的電能占80%,而煤熱的效率只有30%。燒煤大量排碳及各種污染物。因此關(guān)于碳排放的計(jì)算,每一個廠家都應(yīng)該去了解一下。
早年西南地區(qū)覆蓋天然氣情況:川渝地區(qū)覆蓋得較廣,貴州比較差,云南、西藏更不樂觀?,F(xiàn)在天然氣已覆蓋全貴州的縣級地域,天然氣管網(wǎng)的覆蓋還在建設(shè),且國家仍在大力完善西氣東輸。試想如果天然氣能源匱乏,國家還會做大量的管網(wǎng)設(shè)置嗎?中國與美國簽定了2萬億美元的天然氣進(jìn)口貿(mào)單,也就是說美國人的天然氣也等著在中國登陸,所以中國暫時不缺天然氣。
燃?xì)獾膬?yōu)勢就是能效不受環(huán)境溫度的影響,可以滿足供暖生活熱水,運(yùn)行噪音非常低,設(shè)備造價低,維護(hù)成本低,適合做多能源的互補(bǔ)。熱泵與燃?xì)獗趻鞝t工況特性互補(bǔ)。熱泵和壁掛爐不是彼此取代、彼此淘汰的關(guān)系,它們兩個是天生的好搭檔。下圖是正在調(diào)試的熱泵和空氣能熱泵一體系統(tǒng),有煙囪的是燃?xì)獗趻鞝t,沒有煙囪的是熱泵。這個系統(tǒng)正在調(diào)試,可以看到顯示屏上機(jī)器的運(yùn)行狀態(tài)、蒸發(fā)溫度、冷凝溫度、變頻壓縮機(jī)、變頻風(fēng)機(jī),變頻水泵的整個狀態(tài)。
如何搭建熱泵+壁掛爐系統(tǒng)場景?首先雙源三聯(lián)供的邏輯即以熱泵為主,燃?xì)獗趻鞝t供暖為輔。夏季燃?xì)獗趻鞝t供應(yīng)全天生活熱水,熱泵制冷,冬季燃?xì)獗趻鞝t輔助熱泵供暖。以重慶為例,環(huán)境溫度高于7度的時候,運(yùn)行熱泵,環(huán)境溫度低于7度的時候,就運(yùn)行壁掛爐。如果高于7度運(yùn)行熱泵,效率非常高,綜合能效比就會很高。它的優(yōu)勢就是充分發(fā)揮熱泵高溫環(huán)境的高效和壁掛爐低溫環(huán)境時的穩(wěn)定,合理分配能源消耗,避免三擋價格。夜間溫度低的時候運(yùn)行壁掛爐,避免了熱泵噪音帶來的隔壁鄰居投訴。雙源一體化解決方案并不增加重復(fù)投資,且燃?xì)獗趻鞝t造價也很低,合理利用能源形式是節(jié)省費(fèi)用的有效措施。
從它的技術(shù)特性來分析:熱泵的工況特性是小溫差大流量,對比壁掛爐的大溫差小流量,工況特性沖突還是比較嚴(yán)重的。熱泵需要大流量,而壁掛爐需要大溫差即可。熱泵的運(yùn)行需滿足額定的流量是非常重要的,而壁掛爐對流量不夠理想,其實(shí)并不影響輸出,只是溫差會變大,因此要了解其綜合特性。
從末端的工況特性來看:熱泵是小溫差系統(tǒng)需要大流量。主機(jī)需要大流量,鋼管需要大流量,末端需要大流量,實(shí)際上用一次系統(tǒng)確實(shí)是可以達(dá)到的。
再來看地暖的工況:通常認(rèn)知中的“地暖是小溫差大流量”也是需要一個特定語境的。特指匹配壁掛爐時,地暖是小溫差大流量,如果匹配熱泵就是大溫差小流量。所以在談任何一種工況特性的時候,要設(shè)定它的條件,也就是地暖匹配壁掛爐的工況是完全不一樣。水利系統(tǒng)需要設(shè)計(jì)和規(guī)劃,不能想當(dāng)然,還停留在原來做壁掛爐地暖的方式去匹配熱泵地暖。那么就需要了解到熱泵和壁掛爐的沖突、熱泵和無風(fēng)機(jī)盤管的沖突、熱泵和地暖的沖突、壁掛爐有風(fēng)機(jī)盤管的沖突、壁掛爐和有地暖的沖突......如何進(jìn)行優(yōu)化,就不能單停留在提出了一次系統(tǒng)、二次系統(tǒng)概念的層面上了。
氟機(jī)(多聯(lián)機(jī))與水機(jī)(兩聯(lián)供)的特性對比
1.節(jié)能舒適性對比
從全熱能力分析,氟機(jī)末端的全熱能力大于水機(jī)末端;從環(huán)境能力分析,水機(jī)末端的潛熱能力可調(diào)節(jié)性優(yōu)于氟機(jī)末端;
多聯(lián)機(jī)的全熱能力更強(qiáng),但潛熱調(diào)節(jié)能力近乎為零,持續(xù)運(yùn)行會造成室內(nèi)空氣干燥,影響舒適度。多聯(lián)機(jī)的全熱能力更強(qiáng),而水機(jī)的潛熱條件能力更強(qiáng)。一旦多聯(lián)機(jī)的全熱能力過強(qiáng)就會過度除濕,在高溫高濕地區(qū)可能問題不嚴(yán)重,但在高溫低濕地區(qū)結(jié)果就很嚴(yán)重了。氟機(jī)較強(qiáng)的全熱能力在高溫、高濕地區(qū)有明顯的優(yōu)勢,適合設(shè)計(jì)間歇式運(yùn)行的空調(diào)系統(tǒng);水機(jī)的潛熱能力調(diào)節(jié)性強(qiáng),在高溫、低濕地區(qū)有更好的適應(yīng)性,可以營造舒爽溫潤的室內(nèi)環(huán)境,水機(jī)良好的潛熱調(diào)節(jié)能力(控制室內(nèi)環(huán)境除濕量)是其“節(jié)能”和“舒適”的成因。
2.可靠性和技術(shù)難度
氟機(jī)的家電(或類家電)特性,決定了氟機(jī)幾乎無需“設(shè)計(jì)”,安裝和運(yùn)行可靠性極高,水機(jī)的暖通屬性,決定了兩聯(lián)供需要更高的設(shè)計(jì)與安裝技術(shù)能力,以及高水平的維保能力。
總結(jié)一下:氟機(jī)系統(tǒng)極高的全熱能力及高可靠性,保證了客戶良好的客戶體驗(yàn)感,當(dāng)下部分氟機(jī)經(jīng)銷商轉(zhuǎn)型,并非是多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)不好,不過是市場過度成熟后的利潤空間下降。早期水機(jī)客戶的客戶體驗(yàn)感或許不那么良好,目水機(jī)系統(tǒng)再次復(fù)興,是地暖末端(或其他冷暖輻射末端)應(yīng)用于水機(jī)帶來新的應(yīng)用,進(jìn)而帶來的水機(jī)在小眾市場上的高毛利率誘因。
水機(jī)系統(tǒng)中的諸如:設(shè)備、水力或平衡裝置、管路、泵閥、控制,以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)與安裝工藝的完善依然有待提高;水機(jī)則更節(jié)能,水機(jī)的潛能能力不足,除濕深度不夠;而氟機(jī)更耗能,做了更多的功;從技術(shù)難度上看,氟機(jī)相對水機(jī)來講更容易實(shí)現(xiàn);從技術(shù)穩(wěn)定上看,氟機(jī)所采用的技術(shù)較高,理性探討,每種系統(tǒng)都有其適用特性,掌握其特性才可能做好和獲益。
伴著臺下認(rèn)可目光的聚焦,郭總為他此次精彩的演講畫上圓滿的句點(diǎn),專業(yè)的觀點(diǎn),細(xì)致的分享,短短二十分鐘,令行業(yè)人受益匪淺,現(xiàn)場響起熱烈的掌聲。
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