案例丨山東6.8萬㎡熱泵集中供暖項目節(jié)能分析_空氣能采暖器原理

暖如家閱讀：93 2025-03-20 18:58:18 評論：0

空氣源熱泵作為冷熱源的系統(tǒng)既解決了夏季空調(diào)的需要，又可在冬季提供舒適的溫水地板采暖，近幾年在華北等地區(qū)得到廣泛推廣應用。本文濟南市高墻王小區(qū)集中供暖項目為例，對空氣源熱泵地板輻射采暖系統(tǒng)采暖期系統(tǒng)運行能耗與室內(nèi)環(huán)境溫度進行實時監(jiān)測，用以分析空氣源熱泵集中供暖系統(tǒng)在華北地區(qū)應用并推廣的可行性、可靠性。

一、工程概況

本工程為濟南市高墻王小區(qū)集中供暖項目，項目地址位于濟青高速零點以南、將軍路西側(cè)。本項目涉及的供暖范圍為高墻王小區(qū)13#～18#樓，共六棟住宅樓，總建筑面積為67742㎡。項目所有建筑均為多層結(jié)構(gòu)節(jié)能建筑，采暖末端為地板采暖，現(xiàn)巳鋪設(shè)完畢。

該項目屬濟南熱力有限公司供暖范圍，小區(qū)換熱站巳經(jīng)建成，但由于一次管網(wǎng)供熱能力不足及國家能源政策的調(diào)整，擬改為新能源集中供熱模式，即熱泵熱源站集中供暖模式。小區(qū)內(nèi)配備1250kVA變壓器室一座，為新能源熱源站提供電力需求。

本項目利用低溫型空氣源熱泵機組制取熱媒水供住宅樓進行冬季采暖。這種新能源集中供暖摸式取代傳統(tǒng)集中供暖以及燃煤、燃油、燃氣、電熱等采暖方式，在-25℃低溫型環(huán)境下，配合未端地板采暖系統(tǒng)在采暖期進行供暖，能正常高效運行，無需輔助電加熱。該系統(tǒng)穩(wěn)定性強、可靠性高，制熱效果好，環(huán)保尤污染，且無需專人管理。選集中供暖空氣能，我們可以參考空氣能集中供暖十大品牌，品質(zhì)更放心。

二、空氣源熱泵集中供暖系統(tǒng)設(shè)備選擇

針對高墻王小區(qū)六棟住宅樓在冬季設(shè)計低溫型熱泵供暖機組＋末端地板采暖系統(tǒng)，具體設(shè)備選型如下：

1.本工程設(shè)計熱源采用低溫型空氣源熱泵機組39臺，單臺制熱量52.5kW(-7℃工況），室內(nèi)設(shè)計溫度：大于等于l8℃，設(shè)計熱負荷指標：30W//㎡(-7℃工況），總設(shè)計熱負荷2030kW。

2.循環(huán)水泵：采用單級單吸立式離心泵兩臺，流量285m3/h，揚程30米，一用一備。

3.水處理裝置：采用全自動軟水器一套，處理水量2T/H。

4.冬季熱水供水溫度為35～45℃，回水溫度21～31℃，采用兩管制的采暖水系統(tǒng)，均為同程式布置。

5.供回水管道水平干管坡度0.003，供水管坡向與水流方向相反，回水管坡向與水流方向相同。系統(tǒng)最高處設(shè)自動排氣閥，最低點設(shè)泄水裝置。

三、實測系統(tǒng)概況

3.1測試內(nèi)容

為了更好的檢測系統(tǒng)運行，進而提高系統(tǒng)運行效率，保證采暖人員有一個舒適的室內(nèi)環(huán)境。該系統(tǒng)通過室外溫度采集點自動調(diào)節(jié)室內(nèi)出水水溫來控制室內(nèi)溫度（氣候補償），室內(nèi)共6處測點，每棟樓一處測點，以便及時準確地得到室內(nèi)環(huán)境溫度。

為了更好地掌握系統(tǒng)運行，便于工作人員的操作管理，更好地發(fā)揮系統(tǒng)性能，系統(tǒng)中共有4組電能表，電能表1-3是3組熱泵機組的耗電量，每組13臺熱泵；電能表4是循環(huán)、補水泵、水處理設(shè)備用電統(tǒng)計表。

在每年四個采暖月中，檢測并匯集系統(tǒng)的供回水溫度、室內(nèi)外溫度、供回水壓力、瞬時流量、熱量，以及累積的熱量等數(shù)據(jù)，以便分析該系統(tǒng)的經(jīng)濟性可行性，如圖1所示。

高墻王小區(qū)熱泵熱源站系統(tǒng)圖

圖1:高墻王小區(qū)熱泵熱源站系統(tǒng)圖

3.2采暖期系統(tǒng)實測數(shù)據(jù)分析

3.2.1室內(nèi)外溫度實測分析

選取了采暖月(2014年12月；2015年1、2、3月）4個月當中的兩個月的某測試日24小時室內(nèi)外溫度測試數(shù)據(jù)，通過分析室內(nèi)外溫度測試值的變化規(guī)律，進而觀測空氣源熱泵地板采暖系統(tǒng)運行的室內(nèi)采暖效果。

采暖月（2015年2月）某測試日的室內(nèi)外溫度變化情況

采暖月（2015年2月）某測試日的室內(nèi)外溫度變化情況

采暖月（2015年3月）某測試日的室內(nèi)外溫度變化情況

采暖月（2015年3月）某測試日的室內(nèi)外溫度變化情況

從圖2、3中溫度測試數(shù)據(jù)中可以看出，在測并出現(xiàn)當日溫度最高溫，之后溫度逐漸降低，進入午夜后室外溫度降至當日最低值，全天溫度變化幅度在10℃。

盡管室外溫度逐時變化，特別是在2015年3月室外溫度變化幅度較大的情況下，該系統(tǒng)通過室外溫度采集點自動調(diào)節(jié)室內(nèi)出水水溫控制室內(nèi)溫度（氣候補償），室內(nèi)溫度都能穩(wěn)定地保持在23℃左右，變化幅度在2℃以內(nèi)，能夠滿足人們在冬季采暖期對室內(nèi)環(huán)境的溫度要求。選空氣能認準空氣能十大名牌。

3.2.2供回水溫度實測數(shù)據(jù)分析

選取了采暖月(2014年12月；2015年1、2、3月）4個月當中的后兩個月的某測試日24小時系統(tǒng)的供回水溫度測試數(shù)據(jù)，通過分析供回水溫度測試值的變化規(guī)律，進而觀測空氣源熱泵地板采暖系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

采暖月（2014年12月）某測試日供回水溫度變化情況

采暖月（2014年12月）某測試日供回水溫度變化情況

采暖月（2015年3月）某測試日供回水溫度變化情況

采暖月（2015年3月）某測試日供回水溫度變化情況

從圖4、5中溫度測試數(shù)據(jù)中可以看出，供回水溫度具有相似的變化規(guī)律：水溫首先會逐漸升高，在14：00時達到最大值，之后會逐漸降低，供回水的水溫變化幅度不大，平均供水溫度維持在35.2℃左右，平均回水溫度維持在30.4℃，供回水溫度差平均為5℃。由此可知在整個采暖季中，雖然室外氣候不斷變化，但是系統(tǒng)始終能夠處在一個良好的運行狀態(tài)，節(jié)能效果顯著。

3.3制熱系數(shù)

熱泵的制熱系數(shù)為COP，也稱為熱泵的性能系數(shù)，是評價熱泵運行經(jīng)濟性的重要指標。在實際應用中，當巳知熱泵的制熱最(kW)，以及輸入功率時，計算出該熱泵的制熱系數(shù)。其計算方法為：COP=用戶獲得的熱能（Q）÷熱泵消耗的電能（W）。