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行业资讯

工业规模大型热泵有可能引发工业革命

来源:江苏欧贝新能源发展有限公司  发布时间:2018-11-9 14:28:41  点击量:

No.l德国贝格海姆镇供暖系统每年节省 5.8万欧元

在2016年创销售记录的基础上,德国热泵市场201 7年增长显著,供暖热泵首次突破了7万台(套)销售大关,达到7.8万台(套)左右。空气源热泵的增幅最大,销量达到5.5万台(套),比前一年增长了 20%。其中单元式机组需求量较大,达到3.1 万台(套),增长24%;分体机组达到24万台(套),增幅相对较低,为16%。地源系统(包括地下水源热泵)23万台(套),较前一年增长了 11%。“对于德国行业来说,2017年的增幅是绝好信号。”德国热泵协会(BWP)管理总监马丁·萨贝表示,“热泵制造商和相关企业可以利用市场发展的绝佳时机开拓业务,应对发展壁垒。”
随着德国热泵市场继续呈现出健康的、可持续化的增长,热泵在现代化发展中逐渐站稳脚跟,为实施大型热泵、供暖网络和区域化解决方案创造了极有利的条件。时至今曰,越来越多的地区加强对业主、建筑师和规划师有关可再生能源供暖系统的持续培训,着手打造大型热泵项目。
贝格海姆镇位于德国西部,是德国重要的煤能源供应区之一。人口约为2000人,密度每平方公里不到100人。附近有一个褐煤矿,当地供暖部门从矿井中提取26°C的污水供镇上的两套热泵系统项目使用,产生的热量能满足一个局部供热系统的需要。这两个热泵系统使用R-134a制冷剂。R-134a (1,1,1, 2-四氟乙烷)是一种不含氯原子,对臭氧层不起破坏作用的制冷剂,目前被国际上公认为R-12最佳的环保替代品。它具有良好的安全性能,不易燃,不爆炸,无毒,无刺激性,无腐蚀性,制冷量与效率与R-12(二氯二氟甲烷,氟利昂)非常接近,所以被视为优秀的长期替代制冷剂。R-134a成为当前世界绝大多数国家认可并推荐使用的环保制冷剂,也是目前主流的环保制冷剂,广泛用于新制冷空调设备上的初装和维修过程中的再添加。R134a的毒性非常低,在空气中不可燃,安全类别为AI,是很安全的制冷剂。R-134a温室效应潜能值(GWP)低,能提供高达55〜60°C的温度,与此同时性能系 数(COP)达到4.4,COP是衡量空调在规定条件下,热泵,制冷,炙热的耗电量。
第一套热泵系统第一期工程2014年3月投入使用后,供热效果好,节能理想。第二期工程2015年开始安装,负责向 Erftverband水资源管理服务公司的办公室提 供热量,该公司拥有大约500名员工。基于1200万千瓦的能源需求,当地的非营利性供水和配送协会每年节省5.8万欧元(大约合43.38万人民币元)。
No.2德国贝格海姆镇“CHP-热泵系统”
贝格海姆镇的第二个热泵系统项目是一个公用集中供热管网,为大约10栋建筑提供热量。由于这些建筑物需要一个新的热源,因此采用热电联产(CHP)系统加以解决,提供314kWe和220kWth。作为一项成熟的技术,CHP被认为是最好的集中供热热源。它以靠近用户、梯级利用、一次能源利用效率高、环境友好、能源供应安全可靠等特点备受青睐。除此之外,还有一个高温865kWth的热泵,使用26°C褐煤矿坑的水作为热源。
CHP的电力输出可以为热泵提供100%的电力,它们一起将几乎1MW的热量输送到网络中。这一解决方案被名为“CHP-热泵系统”,其燃料利用系数达到167%,而锅炉为90%。“CHP-热泵系统”还包含两个12.6立方米的储罐,可以在大约2小时内被填满, 并且能给公用集中供热管网提供几个小时的热量。在峰值负荷时,启动燃气锅炉,与以前的系统保持联系。总的来说,CHP—热泵系统对燃料的需求降低了26%,二氧化碳排放量减少了 32%。
贝格海姆镇公用集中供热管网温度为80 〜93°C,证明C02热泵的设计适合在高、超临界温度工作。然而,热泵系统需要一个低的回程温度,供热管网经调整后回水温度最高为50°C,使热泵的指性能系数(COP)达到 3〇
C02热泵系统采用C02作为制冷剂,普通热泵一般用环保冷媒作为制冷剂。两者的工作原理基本是一样的,都属于蒸汽压缩式。在设定的时间内,当储热水箱的水温低于温度控制器设定值时,热泵、风机及循环水泵自动开启,风机将空气吸入蒸发器,蒸发器内的热媒吸收空气中的热能后,经热泵 (压缩机)加压后产生高温,再通过热交换器将热量释放给水使水温升高,热媒降温后经节流阀流回蒸发器,如此反复进行吸热和放热,直到被加热水的水温达到设定温度 时,热泵和风扇停止工作。C02热泵与普通热泵的最大不同在于,属于超临界循环,即在冷凝器端,C02是不会被冷凝成液体的,而氟利昂冷媒在冷凝器端是被冷凝成液体再节流的。
C02在地球上是取之不尽、用之不竭的自然物质,作为一种天然冷媒工质,凭借其环保、无毒以及优良的跨临界循环等特点,被看作是氟氯碳化物冷媒的最佳替代物。C02单位容积制冷量是其他制冷剂的数倍,优良的流动和传热特性可显著减小压缩机与系统的尺寸,使整个系统非常紧凑。C02冷媒对臭氧层的破坏几乎无破坏作用,温室效应潜能值(GWP)低。高热效率的C02冷媒配合夜间离峰电费,大大降低了操作成本。C02安全无毒,不可燃,适应各种润滑油及 常用机械零部件材料,即便在高温下也不分解产生有害气体。C02的蒸发潜热较大,具有与制冷循环和设备相适应的热力学性质。与常规制冷剂相比,C02跨临界循环的压缩比较小,约为2.5〜3.0,可以提高压缩机的运行效率,从而提高系统的性能系数。采用C02排气温度较高,可以得到更高温度的热水,55〜90°C范围内可调。C02热泵可在-20°C工作,即使在严寒环境也可供应90°C热水。


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