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工業規模大型熱泵有可能引發工業革命

來源:江蘇歐貝新能源發展有限公司??發布時間:2018-11-9 14:28:41??點擊量:

No.l德國貝格海姆鎮供暖系統每年節省 5.8萬歐元

在2016年創銷售記錄的基礎上,德國熱泵市場201 7年增長顯著,供暖熱泵首次突破了7萬臺(套)銷售大關,達到7.8萬臺(套)左右??諝庠礋岜玫脑龇畲?,銷量達到5.5萬臺(套),比前一年增長了 20%。其中單元式機組需求量較大,達到3.1 萬臺(套),增長24%;分體機組達到24萬臺(套),增幅相對較低,為16%。地源系統(包括地下水源熱泵)23萬臺(套),較前一年增長了 11%。“對于德國行業來說,2017年的增幅是絕好信號。”德國熱泵協會(BWP)管理總監馬丁·薩貝表示,“熱泵制造商和相關企業可以利用市場發展的絕佳時機開拓業務,應對發展壁壘。”
隨著德國熱泵市場繼續呈現出健康的、可持續化的增長,熱泵在現代化發展中逐漸站穩腳跟,為實施大型熱泵、供暖網絡和區域化解決方案創造了極有利的條件。時至今曰,越來越多的地區加強對業主、建筑師和規劃師有關可再生能源供暖系統的持續培訓,著手打造大型熱泵項目。
貝格海姆鎮位于德國西部,是德國重要的煤能源供應區之一。人口約為2000人,密度每平方公里不到100人。附近有一個褐煤礦,當地供暖部門從礦井中提取26°C的污水供鎮上的兩套熱泵系統項目使用,產生的熱量能滿足一個局部供熱系統的需要。這兩個熱泵系統使用R-134a制冷劑。R-134a (1,1,1, 2-四氟乙烷)是一種不含氯原子,對臭氧層不起破壞作用的制冷劑,目前被國際上公認為R-12最佳的環保替代品。它具有良好的安全性能,不易燃,不爆炸,無毒,無刺激性,無腐蝕性,制冷量與效率與R-12(二氯二氟甲烷,氟利昂)非常接近,所以被視為優秀的長期替代制冷劑。R-134a成為當前世界絕大多數國家認可并推薦使用的環保制冷劑,也是目前主流的環保制冷劑,廣泛用于新制冷空調設備上的初裝和維修過程中的再添加。R134a的毒性非常低,在空氣中不可燃,安全類別為AI,是很安全的制冷劑。R-134a溫室效應潛能值(GWP)低,能提供高達55〜60°C的溫度,與此同時性能系 數(COP)達到4.4,COP是衡量空調在規定條件下,熱泵,制冷,炙熱的耗電量。
第一套熱泵系統第一期工程2014年3月投入使用后,供熱效果好,節能理想。第二期工程2015年開始安裝,負責向 Erftverband水資源管理服務公司的辦公室提 供熱量,該公司擁有大約500名員工?;?200萬千瓦的能源需求,當地的非營利性供水和配送協會每年節省5.8萬歐元(大約合43.38萬人民幣元)。
No.2德國貝格海姆鎮“CHP-熱泵系統”
貝格海姆鎮的第二個熱泵系統項目是一個公用集中供熱管網,為大約10棟建筑提供熱量。由于這些建筑物需要一個新的熱源,因此采用熱電聯產(CHP)系統加以解決,提供314kWe和220kWth。作為一項成熟的技術,CHP被認為是最好的集中供熱熱源。它以靠近用戶、梯級利用、一次能源利用效率高、環境友好、能源供應安全可靠等特點備受青睞。除此之外,還有一個高溫865kWth的熱泵,使用26°C褐煤礦坑的水作為熱源。
CHP的電力輸出可以為熱泵提供100%的電力,它們一起將幾乎1MW的熱量輸送到網絡中。這一解決方案被名為“CHP-熱泵系統”,其燃料利用系數達到167%,而鍋爐為90%。“CHP-熱泵系統”還包含兩個12.6立方米的儲罐,可以在大約2小時內被填滿, 并且能給公用集中供熱管網提供幾個小時的熱量。在峰值負荷時,啟動燃氣鍋爐,與以前的系統保持聯系??偟膩碚f,CHP—熱泵系統對燃料的需求降低了26%,二氧化碳排放量減少了 32%。
貝格海姆鎮公用集中供熱管網溫度為80 〜93°C,證明C02熱泵的設計適合在高、超臨界溫度工作。然而,熱泵系統需要一個低的回程溫度,供熱管網經調整后回水溫度最高為50°C,使熱泵的指性能系數(COP)達到 3〇
C02熱泵系統采用C02作為制冷劑,普通熱泵一般用環保冷媒作為制冷劑。兩者的工作原理基本是一樣的,都屬于蒸汽壓縮式。在設定的時間內,當儲熱水箱的水溫低于溫度控制器設定值時,熱泵、風機及循環水泵自動開啟,風機將空氣吸入蒸發器,蒸發器內的熱媒吸收空氣中的熱能后,經熱泵 (壓縮機)加壓后產生高溫,再通過熱交換器將熱量釋放給水使水溫升高,熱媒降溫后經節流閥流回蒸發器,如此反復進行吸熱和放熱,直到被加熱水的水溫達到設定溫度 時,熱泵和風扇停止工作。C02熱泵與普通熱泵的最大不同在于,屬于超臨界循環,即在冷凝器端,C02是不會被冷凝成液體的,而氟利昂冷媒在冷凝器端是被冷凝成液體再節流的。
C02在地球上是取之不盡、用之不竭的自然物質,作為一種天然冷媒工質,憑借其環保、無毒以及優良的跨臨界循環等特點,被看作是氟氯碳化物冷媒的最佳替代物。C02單位容積制冷量是其他制冷劑的數倍,優良的流動和傳熱特性可顯著減小壓縮機與系統的尺寸,使整個系統非常緊湊。C02冷媒對臭氧層的破壞幾乎無破壞作用,溫室效應潛能值(GWP)低。高熱效率的C02冷媒配合夜間離峰電費,大大降低了操作成本。C02安全無毒,不可燃,適應各種潤滑油及 常用機械零部件材料,即便在高溫下也不分解產生有害氣體。C02的蒸發潛熱較大,具有與制冷循環和設備相適應的熱力學性質。與常規制冷劑相比,C02跨臨界循環的壓縮比較小,約為2.5〜3.0,可以提高壓縮機的運行效率,從而提高系統的性能系數。采用C02排氣溫度較高,可以得到更高溫度的熱水,55〜90°C范圍內可調。C02熱泵可在-20°C工作,即使在嚴寒環境也可供應90°C熱水。


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