冬季供暖,老房装地暖应该选择电地暖还是暖
空气源,是指空气中所蕴含的低品位热能量,和水能、风能、太阳能等同属于清洁能源的一种,将空气源收集利用起来的装置叫热泵,被称为空气源热泵技术,空气源热泵制热时不会产生明火,不会产生污染排放,极具环保节能的优势,因此使用空气源热泵供暖有利于改善大气质量,保护和治理大气环境。空气源热泵以“逆卡诺”原理工作,利用少量的电来驱动压缩机运行,把空气中的低温热量(即空气能)吸进去,经过冷凝器或蒸发器进行热交换,将冷水加热,然后通过循环系统,将热水转移到建筑物内,最后通过地暖、地暖机、风机盘管等供暖末端,为用户提供供暖服务。
但是,空气源热泵在北方地区供暖的应用也就是近几年的事情,通过近几年已实施的工程来看,大众对空气源热泵的认知与理解还存在一些争执,在执行标准上还不够完善,特别对空气源热泵供热系统中专业术语的理解也存在差异化。
1、空气源热泵系统按结构流程形式分类
空气源热泵从压缩机的形式来看,有全封闭和半封闭活塞式压缩机、涡旋式压缩机、半封闭螺杆式压缩机等;按结构形式可分为整体式、分体式;按冷却方式可分为空冷式、风冷式。
整体式指机组是将氟路系统等部件都集中在一个机箱内。包括压缩机、蒸发器、冷凝器、节流装置、气液分离器、热交换器等器件;针对某些特殊机型,会要求水箱也内置。
分体式指机组是氟路系统等部件至少需要由2个箱体才能组成,相当于分体式空调,主机放在室外,另一个箱体(热交换器、循环泵)放在室内。
通过以上对空气源热泵结构形式分类,得知空气源热泵冬季供暖有整体式、分体式两种,据前几次北京地区“煤改电”使用空气源热泵作为制热源来看,据不完全统计,整体式空气源热泵占市场率约65%,分体式约35%。通过实际案例来看,对于整体式空气源热泵用于冬季供暖的循环水泵选型比分体式空气源热泵水泵选型扬程要高,其原因是北方的冬季,安装在室外的整体式空气源热泵机组防冻问题是在水系统内加入防冻液,为防止空气源热泵停机时管道内循环水不结冰而加入防冻液的多少是根据冬季室外气温来确定的,北京山区防冻液为供暖系统总水量的15%的防冻液后总水量的比重应比不加防冻液的比重重,所以,对整体式空气源热泵选型时应考虑水泵扬程选型。
2、定速(频)、变频、直流变频、交流变频、变容、数码涡旋空气源热泵的区别
空气源热泵系统按控制方式可分定速(频)、变频、直流变频、交流变频、变容、数码涡旋等方式:
(1)定速(频):指其内部压缩机电机的转速恒定不变,通过开关压缩机来调节温度。
(2)变频:指采用变频原理,利用二次逆变得到的可变化交流电源来调节压缩机转速,从而改变管理中制冷剂循环量,控制空调器输出能力。空气源热泵运行时,根据热负荷的大小,其压缩机的转速在一定范围内发生3级以上或连续变化的简变频空气源热泵。
(3)交流变频:指通过定子、转子之间磁场的相互作用使转子旋转。交流变频空气源热泵具有制冷/制热快速、控温精确的特点。
(4)直流变频:指采用直流变频压缩机,压缩机定子产生旋转磁场与转子永磁磁场直接作用,实现压缩机运转。直流变频压缩机效率比交流变频压缩机高10%-30%。
(5)变容:指空气源热泵运行时,根据热负荷的大小,压缩机转速不变,其有效容积输气量(制冷剂质量流量)产生3级以上或无级变化的空气源热泵,简称变容空气源热泵。
(6)数码涡旋:指空气源热泵压缩机通过一个时间周期内负载与卸载的时间比例来实现的做工,压缩机容量是通过涡旋盘的周期性嗤合与拓开来改变的。当外部电磁阀关闭时,压缩机输出容量,处于负载状态,当外部电磁阀打开时,压缩机无容量输出,处于卸载状态。
(7)直流变频与传统定频的区别:直流变频是指采用变频原理,利用二次逆变得到的可变化交流电源来调节压缩机转速,从而改变管路中制冷剂循环量,控制输出能力。而变频适用于工作电压范围大、启动电流小、高功率运转、迅速达到设定温度、低功率维持室温平衡等需求,因而制冷制热循序、省电、室温波动小。而传统的定频是指其内部压缩机电机的转速恒定不变,通过开关压缩机来调节温度,定频以固定功率运转,通过频繁开关机维持室内温度,因而制冷制热速度缓慢,对家庭电网冲击大,室温波动大。
(8)直流变频与交流变频的区别:交流变频产品与直流变频产品主要区别在压缩机和控制系统:
a、压缩机区别
直流变频和交流变频采用的压缩机电机,原理上都是定子产生一个不断旋转的圆形旋转磁场,利用定子、转子电磁间磁场力相互作用产生转矩不断推动转子转动。压缩机采用直流电机驱动原理时,采用直流变频压缩机,压缩机定子产生旋转磁场与转子永磁磁场直接作用,实现压缩机运转。由于转子是永磁体,没有线圈/绕组,无需外部供电,也就不产生电能损耗,故效率高、节能。
交流变频压缩机采用交流电机驱动原理,采用交流变频压缩机,通过定子、转子之间的磁场相互作用使转子旋转。但其特别的设计使其可以在较大范围内通过改变电源的频率和电压来改变电机的转速。相对于定频空气源热泵而言,交流变频空气源热泵具有制冷/制热快速、控温精准的特点。但交流变频压缩机的运转是靠定子绕组上通过的电流和转子绕组上的感应电流形成磁力线的相互作用实现的,因此转子绕组有电流通过,产生电能损耗。其成本比直流变频空气源热泵要低很多。
b、控制系统区别
交流变频压缩机采用异步控制,V/50Hz的市电经整流滤波后得到V左右的直流电,此直流电经过逆变后,就可以得到以控制压缩机运转的变频电源。
直流变频,指压缩机属于同步控制,时刻检测压缩机转子位置,并依据压缩机转子位置进行实时调节,控制压缩机频率。压缩机采用无刷直流电机(°)或永磁同步电机(°),则变频就是直流变频。如果采用交流电机,则变频就是交流变频。另外,全直流变频是指压缩机、室内外风机均使用直流无刷电机,部分直流指只有压缩机使用直流无刷电机。
(9)数码涡旋与变频涡旋压缩机的对比:
a、数码涡旋技术容量调节快
数码涡旋技术输出在10%-%之间,是通过改变加载时间的比例即可改变压缩机输出,从而实现连续容量输出,即无级输出。而变频技术工作频率范围为52Hz-Hz,压缩机以有限的容量级别运转,所以容量输出是间断的。而且当室内负荷突然从小变大时,压缩机的频率增加需要经过中间过度段。这就意味着如果室内负荷要求有所变化,压缩机则要对新的负荷有一段响应的时间,不能立即对应。
b、相对而言,数码涡旋技术能效比COP更高
数码涡旋技术无变频损失、无制冷剂的热气旁通,因此10%-%负荷范围内,COP性能优良。空载时的能量损耗很低(仅为10%),这也使得数码涡旋在部分负荷的情况下COP值会更高。
变频技术变频系统损失大约占功耗的15%,这样就降低了系统的COP值。当室内机的总容量要求较低时(如10%、20%或30%),变频系统必须使用制冷剂的热气旁通进行容量调节,因为变频压缩机最低的容量输出约为40%。在室内总容量要求较低的情况下,由于制冷剂的热气旁通,能量会有损耗,系统的COP值降低。由于马达的频率不断变化,很难测定变频系统的能效比。为了测量稳定的运行工况,必须用外部装置保证压缩机频率固定,这种情况下的能量测定不包括变频器的损失。为了获得真实的性能参数,典型的变频系统损失15%必须计入,否则数据就会显示一个不真实的较高COP。
小结:
从以上市场上常见的三种热泵主要用途、性能数据、综合部分负荷性能数据、部分负荷工况点及节能评价判定得知:低环境温度空气源热泵(冷水)机组是真正适合北方地区冬季供暖的产品。
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