《-低环境温度空气源热泵(冷水)机组技术、产品、标准、应用-》-PPT精选文档.ppt
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1、谢谢 峤峤同方人工环境有限公司同方人工环境有限公司20192019年年4 4月月9 9日日低环境温度空气源热泵(冷水)机组低环境温度空气源热泵(冷水)机组技术、产品、标准、应用技术、产品、标准、应用目目 录录一、低温热泵技术与产品一、低温热泵技术与产品二、标准涉及的主要问题二、标准涉及的主要问题三、应用典型案例三、应用典型案例1、相关背景、相关背景l日本空气源热泵发展现状与水平日本空气源热泵发展现状与水平日本是当今世界上特别注重发展空气源热泵技术与产日本是当今世界上特别注重发展空气源热泵技术与产品的国家,应用之广泛,技术水平均属世界领先。品的国家,应用之广泛,技术水平均属世界领先。对于普通空气
2、源热泵,其技术路线:变频、多联、高对于普通空气源热泵,其技术路线:变频、多联、高效,效,07年度日本热泵展上,三菱公司推出一款高能效年度日本热泵展上,三菱公司推出一款高能效机组,其机组,其EER达到达到4.3,热力完善度高达,热力完善度高达70%。一、低温热泵技术与产品一、低温热泵技术与产品一、低温热泵技术与产品一、低温热泵技术与产品对于低温空气源热泵,其技术路线:双级压机与高效,对于低温空气源热泵,其技术路线:双级压机与高效,07年度日本热泵展上,大金公司推出一款年度日本热泵展上,大金公司推出一款-20工况下,工况下,COP高达高达2.5的新产品。的新产品。空气源热泵产品工程华应用不乏其例:
3、空气源热泵产品工程华应用不乏其例:空气空气+冷却塔冷却塔+水源热泵主机的综合工程系统水源热泵主机的综合工程系统大型螺杆式分体空气源热泵大型螺杆式分体空气源热泵家用家用CO2热泵热水器年销售量已超过热泵热水器年销售量已超过420万台,系统综合万台,系统综合能效比能效比3.0。一、低温热泵技术与产品一、低温热泵技术与产品l同方空气源热泵发展历程同方空气源热泵发展历程产品研发产品研发同方专注于空气源热泵产品研发生产与推广应用已同方专注于空气源热泵产品研发生产与推广应用已有十五年历史,在业界已具有相当的影响,国内市有十五年历史,在业界已具有相当的影响,国内市场占有多年名列前茅。场占有多年名列前茅。93
4、年开始研发第一代年开始研发第一代“V”型模块式热泵(普通型)型模块式热泵(普通型)【有与无有与无】95年完成第二代年完成第二代“V”型模块式热泵型模块式热泵【可靠性与能可靠性与能效效】98年开始研发第一代年开始研发第一代“U”型模块式热泵(中低温型模块式热泵(中低温型)型)【有与无有与无】99年推出了户式空气源热泵产品年推出了户式空气源热泵产品一、低温热泵技术与产品一、低温热泵技术与产品2000年完成第二代年完成第二代“U”型模块式热泵型模块式热泵【可靠性与能效可靠性与能效】2019年开始研发第一代年开始研发第一代“S”型低温空气源热泵型低温空气源热泵【有与无有与无】2019年完成第二代年完成
5、第二代“S”型低温空气源热泵型低温空气源热泵【可靠性可靠性】2019年完成第三代年完成第三代“S”型低温空气源热泵型低温空气源热泵【能效能效】2019年开始研发第一代年开始研发第一代“L”型低温空气源热泵与户式低型低温空气源热泵与户式低温空气源热泵温空气源热泵【有与无有与无】2019年计划完成第二代年计划完成第二代“L”型与户式低温空气源热泵型与户式低温空气源热泵【可靠性与能效可靠性与能效】一、低温热泵技术与产品一、低温热泵技术与产品实验条件建设实验条件建设94年建设一套简易的空气源热泵实验装置。年建设一套简易的空气源热泵实验装置。99年建设(年建设(600万)一套万)一套60kW以下,通过第
6、三方认以下,通过第三方认证的空气源热泵实验检测室。证的空气源热泵实验检测室。2019年建设(年建设(1200万)一套万)一套500kW,通过第三方认,通过第三方认证的专用于低温空气源热泵产品实验研究与检测实证的专用于低温空气源热泵产品实验研究与检测实验中心。验中心。一、低温热泵技术与产品一、低温热泵技术与产品标准建设标准建设98年编制年编制“U”型热泵机组型热泵机组企业标准。企业标准。2019年编制年编制低温空气源热泵机组低温空气源热泵机组企业标准。企业标准。2019年申请主持编制年申请主持编制低温空气源热泵(冷水)机低温空气源热泵(冷水)机组组国家标准。国家标准。一、低温热泵技术与产品一、低
7、温热泵技术与产品技术积累技术积累空气源热泵相关专利共计空气源热泵相关专利共计23项,其中发明专利项,其中发明专利6项,项,美国发明专利美国发明专利1项。项。形成了具有中国特色自主知识产权的形成了具有中国特色自主知识产权的“四项关键技四项关键技术术”补气增焓技术补气增焓技术四区四维霜控技术四区四维霜控技术过冷抑冰增效技术过冷抑冰增效技术热力系统优化匹配设计技术热力系统优化匹配设计技术一、低温热泵技术与产品一、低温热泵技术与产品2、中国发展低温空气源热泵的基本要求、中国发展低温空气源热泵的基本要求l环保环保“代煤供暖代煤供暖”,以供暖为主要目的,制冷为,以供暖为主要目的,制冷为辅。辅。l节能节能在
8、低温条件下,其制热在低温条件下,其制热COP应有起码要求。应有起码要求。l低成本低成本中国属于发展中国家,消费水平有限,导中国属于发展中国家,消费水平有限,导致致COP合理设计取值范围,暂时不能走日本路线。合理设计取值范围,暂时不能走日本路线。l可靠可靠供暖为供暖为“国计民生国计民生”大事,供冷却不是。大事,供冷却不是。一、低温热泵技术与产品一、低温热泵技术与产品3、低温空气源热泵存在的技术难题、低温空气源热泵存在的技术难题l低温高效或者冷、热双高效问题低温高效或者冷、热双高效问题l霜冰控制问题霜冰控制问题l可靠运行问题可靠运行问题一、低温热泵技术与产品一、低温热泵技术与产品4、以同方为代表的
9、中国特色技术路线、以同方为代表的中国特色技术路线l奢华的高技术在中国的民用市场是卖不出来钱的,只奢华的高技术在中国的民用市场是卖不出来钱的,只有低成本的高技术才能通行中国,这就是当前的中国有低成本的高技术才能通行中国,这就是当前的中国特色。特色。l同方从同方从93年开始,经过年开始,经过15年专注的创新研发,在现有年专注的创新研发,在现有压机技术水平基础之上,积累了具有中国特色并拥有压机技术水平基础之上,积累了具有中国特色并拥有完全自主知识产权的空气源热泵,尤其是低温空气源完全自主知识产权的空气源热泵,尤其是低温空气源热泵系统高效、可靠与低成本制造系列关键技术。热泵系统高效、可靠与低成本制造系
10、列关键技术。一、低温热泵技术与产品一、低温热泵技术与产品l补气增焓技术(中国、美国发明专利)补气增焓技术(中国、美国发明专利)提高低温制热量及提高低温制热量及COP,改变热泵性能随环温下降而,改变热泵性能随环温下降而快速下降的特性。快速下降的特性。提高可靠性,拓展压机压比应用范围。提高可靠性,拓展压机压比应用范围。在高温制冷工况下,同样能提高制冷量及在高温制冷工况下,同样能提高制冷量及EER值,同值,同时也能提高该工况下的可靠性。时也能提高该工况下的可靠性。热力系统成本增加不超过热力系统成本增加不超过10%。一、低温热泵技术与产品一、低温热泵技术与产品l四区四维霜控技术(自主独有技术)四区四维
11、霜控技术(自主独有技术)全天候条件下准确判霜(冰)情况。全天候条件下准确判霜(冰)情况。及时、准确进入与退出除霜运行,除霜耗时(耗能)及时、准确进入与退出除霜运行,除霜耗时(耗能)比传统方式节省近比传统方式节省近50%,对,对IPLV(H)提升)提升3%以上。以上。误判与误操作率为零。误判与误操作率为零。这是世界目前能见到的较完善与先进的霜控技术,得这是世界目前能见到的较完善与先进的霜控技术,得到业内人士与用户的首肯。到业内人士与用户的首肯。一、低温热泵技术与产品一、低温热泵技术与产品l过冷抑冰增效技术(中国发明专利)过冷抑冰增效技术(中国发明专利)完全解决风换底部结冰问题。完全解决风换底部结
12、冰问题。增加了热力循环过冷度,提升增加了热力循环过冷度,提升COP值值2%以上。以上。热力系统成本增加不到热力系统成本增加不到2%。一、低温热泵技术与产品一、低温热泵技术与产品l热力系统优化匹配设计技术(自主独有技术与专热力系统优化匹配设计技术(自主独有技术与专利技术)利技术)制热制冷均衡双高效。制热制冷均衡双高效。多元综合精准节流,降低无效过热度,提升多元综合精准节流,降低无效过热度,提升COP值值3%以上。以上。综合油控措施,确保压机富油运行,提升机组可靠性。综合油控措施,确保压机富油运行,提升机组可靠性。热力系统成本增加不到热力系统成本增加不到3%。一、低温热泵技术与一、低温热泵技术与产
13、品产品l同方同方“S”型低温机组系统原理图型低温机组系统原理图环境温度:环境温度:-12,COP2.45应用范围:应用范围:-25以上地区以上地区一、低温热泵技术与一、低温热泵技术与产品产品l同方同方“L”型低温机组系统原理图型低温机组系统原理图环境温度:环境温度:-12,COP2.40应用范围:应用范围:-25以上地区以上地区一、低温热泵技术与产品一、低温热泵技术与产品5、同方低温空气源热泵推广应用情况、同方低温空气源热泵推广应用情况l从从94年起,截止到年起,截止到07年底,同方各类空气源热泵的市年底,同方各类空气源热泵的市场保有量已超过场保有量已超过8万台,服务的建筑面积万台,服务的建筑
14、面积4000万万m2应应用时间最长已超过用时间最长已超过14年。年。l其中低温空气源热泵的市场保有量已超过其中低温空气源热泵的市场保有量已超过2000台,服台,服务面积务面积400万万m2,应用时间最长的超过,应用时间最长的超过5年。年。l在寒冷地区冬季平均运行费用不超过在寒冷地区冬季平均运行费用不超过25元元/m2,与当,与当前燃气供暖费用相当,与燃煤锅炉比,其平均节能率前燃气供暖费用相当,与燃煤锅炉比,其平均节能率达到达到30%。一、低温热泵技术与产品一、低温热泵技术与产品6、中国低温空气源热泵发展方向、中国低温空气源热泵发展方向l在严寒地区发展在严寒地区发展COP2.0以上低成本超低温空
15、气源以上低成本超低温空气源热泵有巨大的环保价值。热泵有巨大的环保价值。l配合中国江氏理论推广实践应用,高温冷水与低温热配合中国江氏理论推广实践应用,高温冷水与低温热水空气源热泵即将迎来曙光。水空气源热泵即将迎来曙光。l低成本的高效换热技术仍是业界热切期待的。低成本的高效换热技术仍是业界热切期待的。l环保高效新工质已是热门课题。环保高效新工质已是热门课题。l针对性开发适应于大压比高效压机,已是市场多年的针对性开发适应于大压比高效压机,已是市场多年的呼唤。呼唤。二、低温热泵国标有关问题二、低温热泵国标有关问题1、为什么要起草编制该国家标准?、为什么要起草编制该国家标准?l“代煤供暖代煤供暖”是党和
16、政府建设环境友好型国家的重大举措之一,是党和政府建设环境友好型国家的重大举措之一,低温空气源热泵将成为首选方案。低温空气源热泵将成为首选方案。l制冷行业内众多企业已开始研发推广应用该类产品。制冷行业内众多企业已开始研发推广应用该类产品。l众多用户证明其实际运行情况良好(节能、环保、效果、费用)众多用户证明其实际运行情况良好(节能、环保、效果、费用),市场需求剧增。,市场需求剧增。l现行标准(现行标准(GB/T 18430.1/2)完全不适应该类产品。(制冷为主,)完全不适应该类产品。(制冷为主,7 制热名义工况,制热名义工况,-7 可靠性考核工况可靠性考核工况)l无论是从落实党和政府大政方针,
17、规范行业行为,引领行业技无论是从落实党和政府大政方针,规范行业行为,引领行业技术进步,还是确保用户供暖安全、可靠与实惠,均需要一项该术进步,还是确保用户供暖安全、可靠与实惠,均需要一项该类产品的国家标准。类产品的国家标准。二、低温热泵国标有关问题二、低温热泵国标有关问题2、该标准编制的指导思想是什么?【六项原则】、该标准编制的指导思想是什么?【六项原则】l充分考虑中国国情与中国气候环境。充分考虑中国国情与中国气候环境。【低成本可实现性低成本可实现性】l认真落实党和政府的节能政策。认真落实党和政府的节能政策。【确保能效水平确保能效水平】l以制热为主导,辅助考核制冷。以制热为主导,辅助考核制冷。【
18、国计民生大计国计民生大计】l引领行业技术进步,同时兼顾行业发展水平。引领行业技术进步,同时兼顾行业发展水平。【综合平衡与和谐发综合平衡与和谐发展展】l充分尊重暖通设计工程规范,方便暖通设计工程师设计选型。充分尊重暖通设计工程规范,方便暖通设计工程师设计选型。【客客户是上帝户是上帝】l产品可靠性确保。产品可靠性确保。【用户供暖的安全性用户供暖的安全性】二、低温热泵国标有关问题二、低温热泵国标有关问题3、标准讨论稿中主要参数是如何确定的?、标准讨论稿中主要参数是如何确定的?(1 1)名义制热工况)名义制热工况室外环境条件:室外环境条件:考察寒冷地区典型城市的标准年气象参数分布,考察寒冷地区典型城市
19、的标准年气象参数分布,研究温度分布小时数分布,找出不保证率为研究温度分布小时数分布,找出不保证率为5%5%的最的最低干球温度及对应的湿球温度低干球温度及对应的湿球温度 。二、低温热泵国标有关问题二、低温热泵国标有关问题我国热工分区:我国热工分区:二、低温热泵国标有关问题二、低温热泵国标有关问题根据E+:CSWD气象数据绘制 各城市气象数据的来源为DeST能耗分析典型年的气象数据 干球温度:干球温度:二、低温热泵国标有关问题二、低温热泵国标有关问题名义制热工况室外环境空气干球温度的确定:名义制热工况室外环境空气干球温度的确定:根据以上对寒冷地区主要城市的干球温度数据统根据以上对寒冷地区主要城市的
20、干球温度数据统计结果,综合低温热泵在大部分寒冷地区城市使用安计结果,综合低温热泵在大部分寒冷地区城市使用安全性与经济性考虑,确定低温热泵的额定制热工况室全性与经济性考虑,确定低温热泵的额定制热工况室外干球温度为外干球温度为-12。二、低温热泵国标有关问题二、低温热泵国标有关问题以北京市气象数据为例,根据DeST气象数据绘制 湿球温度:湿球温度:二、低温热泵国标有关问题二、低温热泵国标有关问题名义制热工况室外环境空气湿球温度的确定:名义制热工况室外环境空气湿球温度的确定:由以上统计可以看出,多数北方主要城市在冬季由以上统计可以看出,多数北方主要城市在冬季供暖室外额定温度在取为供暖室外额定温度在取
21、为-12的情况下,由统计数的情况下,由统计数据、标准惯例以及安全性考虑上,将额定湿球温度据、标准惯例以及安全性考虑上,将额定湿球温度可取为可取为-13.5。这时空气的相对湿度为。这时空气的相对湿度为47.65%,露,露点温度为点温度为-19.95。结论:结论:名义工况干名义工况干/湿球温度取为湿球温度取为-12/-13.5二、低温热泵国标有关问题二、低温热泵国标有关问题(2)名义制热工况)名义制热工况用户侧供回水温度条件:用户侧供回水温度条件:制热供回水温度主要根据压缩机工作范围、供暖方式制热供回水温度主要根据压缩机工作范围、供暖方式确定。确定。供暖方式考虑地板采暖和风机盘管供暖两种型式。供暖
22、方式考虑地板采暖和风机盘管供暖两种型式。二、低温热泵国标有关问题二、低温热泵国标有关问题采取地板采暖供热方式时,热泵供回水温度取值:采取地板采暖供热方式时,热泵供回水温度取值:以地板采暖为应用末端确定热泵额定供回水温度以地板采暖为应用末端确定热泵额定供回水温度考虑因素:舒适性,经济性考虑因素:舒适性,经济性影响因素:室内负荷,辐射地板具体形式影响因素:室内负荷,辐射地板具体形式计算参考文献计算参考文献北京市地方标准北京市地方标准地面辐射供暖技术地面辐射供暖技术规程规程(JGJ142-2019)李元哲等李元哲等.在寒冷地区稳步推广中的空气源热泵地板空调采暖在寒冷地区稳步推广中的空气源热泵地板空调
23、采暖.供热制冷供热制冷,2019(2):30,2019(2):3034.34.综合以上文献中的方法,作适当改进综合以上文献中的方法,作适当改进计算方法计算方法确定室温和单位面积地板散热量,以此计算地板表确定室温和单位面积地板散热量,以此计算地板表面温度;面温度;根据地板结构和材料,计算地板的总热阻;根据地板结构和材料,计算地板的总热阻;根据管道铺设方式(埋管管径、壁厚、导热系数、根据管道铺设方式(埋管管径、壁厚、导热系数、管间距),计算管道与地板之间的传热热阻;管间距),计算管道与地板之间的传热热阻;计算供回水平均温度;计算供回水平均温度;根据供回水温差,确定供回水温度;根据供回水温差,确定供
24、回水温度;二、低温热泵国标有关问题二、低温热泵国标有关问题地板采暖型式所需供回水温度条件:地板采暖型式所需供回水温度条件:根据工程实际情况,冬夏季热泵的供水泵不变,因此根据工程实际情况,冬夏季热泵的供水泵不变,因此认为其流量恒定。认为其流量恒定。根据典型房间计算结果:根据典型房间计算结果:按照夏季按照夏季712供回水温度设计供回水温度设计冬季的供回水温差减小为冬季的供回水温差减小为3计算结果:计算结果:确定地板采暖供回水平均温度为确定地板采暖供回水平均温度为39.5。地板采暖供地板采暖供/回水温度为回水温度为 41/38。二、低温热泵国标有关问题二、低温热泵国标有关问题风机盘管末端供回水温度研
25、究:风机盘管末端供回水温度研究:研究目的研究目的验证地板采暖的验证地板采暖的41供水温度能否满足风机盘管末端冬季供水温度能否满足风机盘管末端冬季的供暖需要的供暖需要研究方法研究方法选取典型房间,计算冬夏负荷和相关空调参数选取典型房间,计算冬夏负荷和相关空调参数按夏季设计工况进行风机盘管选型按夏季设计工况进行风机盘管选型验证冬季风机盘管的供暖能力(验证冬季风机盘管的供暖能力(K值)是否满足冬季供暖值)是否满足冬季供暖需要需要二、低温热泵国标有关问题二、低温热泵国标有关问题典型房间选择:典型房间选择:北京某写字楼中间层一北向房间北京某写字楼中间层一北向房间北向不利冬季采暖北向不利冬季采暖房间参数房
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