空氣能熱泵概論

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alia協(xié)鑫電力集團(tuán)清潔能源事業(yè)部2015年5月5日空氣能熱泵研究空氣能熱泵的概述1空氣能熱泵的原理及特點(diǎn)2空氣能熱泵經(jīng)濟(jì)性分析3空氣能熱泵的市場(chǎng)和前景4目錄CONTENTS空氣能熱泵技術(shù)及應(yīng)用空氣能熱泵概述1空氣能熱泵案例及廠家介紹5第一章

空氣能熱泵的介紹空氣能熱泵的定義：空氣能熱泵可以把不能直接利用的低品位空氣熱能、轉(zhuǎn)換為可以利用的高位能（熱水），從而達(dá)到節(jié)約部分高位能(電能等)。空氣能熱泵主要應(yīng)用為空氣能熱水機(jī)組（商用）、空氣能熱水器（家用），2007年左右在中國(guó)開(kāi)始推廣和制造。第二章

空氣能熱泵的原理熱泵在工作時(shí)，把環(huán)境介質(zhì)中貯存的能量QA通過(guò)蒸發(fā)器進(jìn)行吸收；熱泵本身做功消耗的能量，有部分轉(zhuǎn)化為熱能QB；熱泵循環(huán)工質(zhì)在冷凝器中釋放的熱量QC等于QA+QB，由此可以看出，熱泵輸出的能量為機(jī)組做功產(chǎn)生的熱能QB和熱泵在環(huán)境中吸收的熱量QA；因此，采用熱泵技術(shù)可以節(jié)約大量的電能。第二章

空氣能熱泵的特點(diǎn)●節(jié)能熱泵從室外的空氣中獲取熱量，僅消耗少量電能，可把消耗的電能轉(zhuǎn)化成3倍以上的熱能實(shí)現(xiàn)供熱。●環(huán)保熱泵熱水機(jī)組在運(yùn)行時(shí)無(wú)任何排放及污染，綠色環(huán)保，符合環(huán)保要求?！癜踩似胀崴畽C(jī)組系統(tǒng)中的易燃、易爆、觸電、煤氣中毒等安全隱患?！窨煽慨a(chǎn)品運(yùn)行性能穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)，維護(hù)費(fèi)用低?！窈?jiǎn)單可安裝在屋頂、陽(yáng)臺(tái)、庭院、地下室等位置，無(wú)需專(zhuān)用機(jī)房，不占用永久性居住面積。第二章

空氣能熱泵的特點(diǎn)●結(jié)構(gòu)緊湊換熱器結(jié)構(gòu)緊湊美觀，氣流組織分布均勻，效率高?！裰悄芸刂埔罁?jù)模糊控制原理，動(dòng)態(tài)檢測(cè)用戶負(fù)荷，快速達(dá)到設(shè)定溫度后，保持負(fù)荷動(dòng)態(tài)匹配，平穩(wěn)運(yùn)行?！衲K化設(shè)計(jì)可根據(jù)用戶的實(shí)際需要靈活添加?！袢旌蜻\(yùn)行一年四季全天候運(yùn)行，不受夜晚、陰天、雨雪等惡劣天氣影響?！窠?jīng)濟(jì)節(jié)資機(jī)組制熱效率高，節(jié)省投資運(yùn)行費(fèi)用。第三章空氣能熱泵的經(jīng)濟(jì)性分析項(xiàng)目模型：項(xiàng)目名稱(chēng)：XX醫(yī)院，地處江蘇蘇州，采用中央空調(diào)設(shè)計(jì)，空調(diào)系統(tǒng)最大冷負(fù)荷為4600kW，最大熱負(fù)荷為2800kW。衛(wèi)生熱水日用量為80噸。由于1~4層為綜合門(mén)診，5層以上為住院樓，因此根據(jù)其營(yíng)業(yè)時(shí)間的差異性，可將系統(tǒng)進(jìn)行分區(qū)設(shè)計(jì)。住院樓各層和公寓食堂的空調(diào)主管上可增設(shè)計(jì)量計(jì)費(fèi)裝置，便于今后各科室部門(mén)的獨(dú)立管理運(yùn)營(yíng)。根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)及相關(guān)情況，選擇三種空調(diào)方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析，三種空調(diào)方案分別為：地源熱泵系統(tǒng)、空氣能水-水熱泵系統(tǒng)和常規(guī)系統(tǒng)冷水機(jī)組制冷+燃?xì)忮仩t制熱。第三章空氣能熱泵的經(jīng)濟(jì)性分析根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)及相關(guān)情況，選擇三種空調(diào)方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析，三種空調(diào)方案分別為：地源熱泵系統(tǒng)、空氣能水-水熱泵系統(tǒng)和常規(guī)系統(tǒng)冷水機(jī)組制冷+燃?xì)忮仩t制熱。采用地源熱泵機(jī)組共4臺(tái)，其中3臺(tái)為帶熱回收型的空調(diào)冷暖機(jī)組，1臺(tái)為熱水機(jī)組。夏季空調(diào)制冷時(shí)衛(wèi)生熱水可由熱回收機(jī)組免費(fèi)供給，其余時(shí)候由熱水機(jī)組提供。（地源熱泵）

采用空氣能水-水熱泵機(jī)組共3臺(tái)，為空調(diào)冷暖、熱水型的三用一體機(jī)。（空氣能熱泵）

采用離心式冷水機(jī)組1臺(tái)+螺桿式冷水機(jī)組1臺(tái)，提供夏季空調(diào)。冬季空調(diào)和衛(wèi)生熱水由兩臺(tái)燃?xì)鉄崴仩t提供。（常規(guī)空調(diào)）第三章空氣能熱泵的經(jīng)濟(jì)性分析序號(hào)空調(diào)冷熱源形式初投資費(fèi)用（萬(wàn)元）空調(diào)主機(jī)年運(yùn)行費(fèi)用（萬(wàn)元）年運(yùn)行費(fèi)比較（%）投資回收期限（年）按20年運(yùn)行時(shí)間可節(jié)省的總運(yùn)行費(fèi)用（萬(wàn)元）1地源熱泵系統(tǒng)1617333.785%5.511862空氣能水-水熱泵系統(tǒng)1374365.894%3.15443常規(guī)系統(tǒng)1289393100%————模型計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表第三章空氣能熱泵的經(jīng)濟(jì)性分析從上表中可以看出：采用地源熱泵系統(tǒng)與采用常規(guī)系統(tǒng)相比：年運(yùn)行費(fèi)用節(jié)省15%，即59.3初投資超支328萬(wàn)元，5.5年可以回收此超支部分；空調(diào)系統(tǒng)的使用壽命按20年計(jì)，則總運(yùn)行費(fèi)用節(jié)省1116萬(wàn)元。采用空氣能水-水熱泵系統(tǒng)與采用常規(guī)系統(tǒng)相比：年運(yùn)行費(fèi)用節(jié)省7%，即27.2，初投資超支85萬(wàn)元，3.1年可收回此超支部分；空調(diào)系統(tǒng)的使用壽命按20年計(jì)，則總運(yùn)行費(fèi)用節(jié)省544萬(wàn)元。第三章空氣能熱泵的經(jīng)濟(jì)性分析分析空氣能熱泵相對(duì)于地源熱泵：優(yōu)勢(shì)：

初投資較低，相對(duì)地源熱泵低15%，但比常規(guī)冷水機(jī)組高6%。

設(shè)備簡(jiǎn)單，模塊化設(shè)計(jì)，安裝周期短，基本可安裝在屋頂、陽(yáng)臺(tái)、庭院、地下室等位置，無(wú)需專(zhuān)用機(jī)

房，不占用永久性居住面積。

投資回收期短，約3-4年可回收多出投資。環(huán)境溫度越高，COP越高。劣勢(shì)

運(yùn)行溫度范圍較低，溫度低于-5℃后經(jīng)濟(jì)性不高，而地源熱泵冬季仍然運(yùn)行穩(wěn)定。

啟動(dòng)速度慢，運(yùn)行后3小時(shí)左右可得到熱水，而地源熱泵大概20分

鐘。因此適合24小時(shí)不間斷運(yùn)行，不適合隨時(shí)啟停。

當(dāng)運(yùn)行時(shí)間超過(guò)7年，經(jīng)濟(jì)性收益低于地源熱泵。4.1國(guó)外空氣能熱泵發(fā)展現(xiàn)狀歐洲從熱泵全球范圍來(lái)看，歐洲是空氣能熱泵熱水器市場(chǎng)的領(lǐng)頭羊。2008年11月出臺(tái)的《歐洲氣候變

化協(xié)定》提出為了保障能源安全和應(yīng)對(duì)氣候變化，要求歐盟大力發(fā)展可再生能源和提高能效，并明確將空氣源熱泵技術(shù)認(rèn)定為可再生能源。因?yàn)闊岜卯a(chǎn)品的使用與氣候關(guān)系甚大，因此在具體分布上，中北歐地區(qū)水地源占主導(dǎo)，在英國(guó)、法國(guó)、意大利、德國(guó)等偏南地區(qū)，空氣能熱水產(chǎn)品發(fā)展迅猛。各國(guó)政府還在陸續(xù)地出臺(tái)一些相關(guān)的激勵(lì)政策。日本歐洲整體區(qū)域性發(fā)展不同，在亞洲市場(chǎng)日本的空氣能熱水器發(fā)展是一枝獨(dú)秀，同時(shí)因其技術(shù)上的獨(dú)特性和先進(jìn)性在全球也是獨(dú)樹(shù)一幟。日本空氣能熱水器發(fā)展的最大特點(diǎn)是其領(lǐng)先的技術(shù)，日本是目前家用空氣能熱泵熱水器最為普及的國(guó)家。主要機(jī)型是EcoCute（二氧化碳熱泵熱水器），該產(chǎn)品外形小巧，結(jié)構(gòu)精致，性能卓越，最大特點(diǎn)是在水側(cè)以較大溫升換熱過(guò)程中，仍然保持較高的熱力效率。額定運(yùn)行溫度一般可達(dá)到60℃，最高出水溫度可達(dá)90℃，因此EcoCute從開(kāi)發(fā)之初就沒(méi)有局限在提供衛(wèi)生用熱水的應(yīng)用范圍，許多產(chǎn)2007年家庭普及率已達(dá)10%，累計(jì)銷(xiāo)售已接近400萬(wàn)臺(tái)。12第四章

空氣能熱泵的現(xiàn)狀和前景13北美美國(guó)的空氣能熱泵熱水器應(yīng)用尚處于起步階段，據(jù)美國(guó)制冷協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)，今年1-8月份，美國(guó)中央空調(diào)器和空氣源熱泵的銷(xiāo)售總量為440多萬(wàn)臺(tái)套，比去年同期增長(zhǎng)了13%，其中，熱泵的銷(xiāo)量為136萬(wàn)多臺(tái)套，比去年同期增長(zhǎng)了7%。這一數(shù)字與其他地區(qū)熱泵產(chǎn)品銷(xiāo)售高于傳統(tǒng)空調(diào)產(chǎn)品的增長(zhǎng)形成鮮明對(duì)照。不過(guò)在目前政府正在討論是否延長(zhǎng)補(bǔ)貼計(jì)劃，另外之前曾經(jīng)提出過(guò)的2014年禁止純電熱水產(chǎn)品的安裝如果得以實(shí)施，也會(huì)促進(jìn)空氣能熱泵市場(chǎng)的發(fā)展。144.2 我國(guó)空氣能熱泵發(fā)展現(xiàn)狀??我國(guó)空氣能熱泵起步較晚，真正開(kāi)始設(shè)計(jì)經(jīng)營(yíng)也是近十年的時(shí)間，盡管現(xiàn)在的空氣能熱泵產(chǎn)業(yè)開(kāi)始進(jìn)入上升期，很多企業(yè)在沒(méi)有充分的技術(shù)、研發(fā)實(shí)力的情況下就貿(mào)然進(jìn)入，在市場(chǎng)博弈中采取低價(jià)戰(zhàn)略，但安裝過(guò)程中草草了事，造成了市場(chǎng)中存在很多問(wèn)題產(chǎn)品。目前還沒(méi)有一家企業(yè)市場(chǎng)份額超過(guò)10%，大型空氣能熱水器企業(yè)在國(guó)內(nèi)屈指可數(shù)，而在發(fā)達(dá)國(guó)家，空氣能熱水器的占有率已達(dá)到85%，空氣能熱水器的技術(shù)其實(shí)已經(jīng)比較成熟，在歐洲、新加坡、我國(guó)香港等地普及率都非常高。只是在內(nèi)地，熱泵產(chǎn)業(yè)發(fā)展還欠成熟，企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量控制能力也需要提高。4.2 我國(guó)空氣能熱泵發(fā)展現(xiàn)狀從空氣源熱泵應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)看，家用和商用產(chǎn)品在使用地區(qū)有著明顯不同。

商用產(chǎn)品銷(xiāo)售重點(diǎn)地區(qū)在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的華南、華東的一、二線城市，5P\10P為主流機(jī)型，應(yīng)用多元化，涉足酒店、學(xué)校等場(chǎng)所，低溫?zé)岜?、地暖機(jī)組是商用增長(zhǎng)的主要產(chǎn)品類(lèi)型。

家用產(chǎn)品銷(xiāo)售主要集中在華中、西南區(qū)域的二三線城市，簡(jiǎn)單化是產(chǎn)品主要應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)?？傮w而言，空氣能熱泵做為一種新興的環(huán)保產(chǎn)品，造價(jià)不菲，其發(fā)展程度與各地經(jīng)濟(jì)水平密切相關(guān)，雖然目前在發(fā)達(dá)國(guó)家因各國(guó)政策不同而有所差別，但縱觀后市，是今后產(chǎn)品升級(jí)換代的一個(gè)方向。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，環(huán)保概念的深入人心，空氣能熱水產(chǎn)品必將走入更多尋常消費(fèi)者的生活中。尤其是在一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，消費(fèi)水平相對(duì)較高的國(guó)家，一旦政策導(dǎo)向明確，必將為空氣能熱泵熱水器的推廣帶來(lái)積極影響。15南京大學(xué)仙林校區(qū)游泳館空氣能熱泵熱水工程二，項(xiàng)目?jī)?nèi)容：泳池恒溫：該游泳館泳池為標(biāo)準(zhǔn)泳池（50m*25m），約2500噸水。根據(jù)國(guó)際泳聯(lián)規(guī)定，泳池的水溫應(yīng)該控制在25℃到28℃之間。學(xué)校泳池淋浴:熱水用水定額、水溫和水質(zhì)>中的熱水用水定額國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，其中對(duì)學(xué)生宿舍盥洗室用熱水定額為25～40L/人；三、機(jī)組配備:天舒空氣能熱泵熱水器DKFXRS-190II（54KW），8臺(tái)；DKFXRS-64II（19KW），2臺(tái)。它的最高熱效率cop可達(dá)5.90，年平均cop可達(dá)3.6。與傳統(tǒng)燃油或者電熱鍋爐對(duì)比，3年左右可以收回投資，供熱成本也比燃?xì)忮仩t要低30%左右。16第五章5.1空氣能熱泵項(xiàng)目案例一，項(xiàng)目名稱(chēng):空氣能熱泵的案例及廠家介紹17DKFXRS-190II型的參數(shù)循環(huán)加熱型空氣源熱泵DKFXRS-190II技術(shù)參數(shù)表普通型名義工況額定輸入功率W54500額定制熱量W240000額定電流A105/100/95額定制熱量W190500額定電流A98/91/86制熱量W114000電流A81/79.5/82.5額定循環(huán)水流量L/h36000工作范圍℃-5℃～45℃最高出水溫度℃60制熱水量（40℃溫升）L/h5400外形尺寸（長(zhǎng)×寬×高）mm2085×3090×1880185.2空氣能熱泵（熱水器）十大品牌（2014年）天舒空氣能熱水器專(zhuān)業(yè)品牌，國(guó)標(biāo)主要起草單位，高新技術(shù)公司，江蘇天舒天器有限公司19空氣能熱泵研究總結(jié)

空氣能熱泵做為一種新興的環(huán)保產(chǎn)品，主要應(yīng)用為空氣能熱水機(jī)組或者空氣能熱水器，在我國(guó)發(fā)展時(shí)間還不長(zhǎng)，但因技術(shù)難度相對(duì)不高，現(xiàn)在技術(shù)已經(jīng)較為成熟