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关于西安市采用空气源热泵地板采暖的节能分析

2010/06/07

 

关于西安市采用空气源热泵地板采暖的节能分析

浏览次数:320 日期:2010年6月7日 13:13
 
关于西安市采用空气源热泵地板采暖的节能分析
一、 西安市气象与采暖负荷
西安位于北纬34°16´东经108°9´,海拔400m。每年12月、1月、2月为采暖季,室外气温及采暖度日数列于下表:
表1
月份
12
1
2
总计
外气温平均值℃
1.33
-0.35
2.23
 
DD18
599.23
568.85
441.56
1609.64
 
 
 
 
 
表2
月平均气温分布
-3.45— 0
0——5
5——10
平均值
出现日数D
38
45
6
 
平均值℃
-1.46
2.25
5.94
 
按出现温度统计的DD18值
739.48
708.75
72.36
1520.49
表2用同的外气温统计方法得出的DD18值与表1相近。说明可信。
二、 地板辐射的水温和散热量:
根据我国建设部于2004年颁布的《地面辐射供暖技术规程》(JGJ142-2004)中表A1.1.1、A1.1.2、A1.1.3,对于以PE-X水盘管、豆石水泥、保温板与水泥、陶瓷砖、塑料板、以及实木地板构造的辐射地板,当其平均水温为35℃时,其向地面上的散热量,综合列于下表:
表3 低温辐射地板采暖的有效散热量(w/m²)
管间距(mm)
200
175
150
平均供水温度35℃
陶瓷砖地面
86
90
94
复合木地板
66
69
71
实木地板
60
62
64
 
由表3可见,即使用户采用木地板装饰地面,当水管间距200mm时(一般常用),如采暖设计负荷为45w/m²左右,也不必达到平均水温35℃.根据工程实践和测算平均32.5℃已足够。
三、 西安市应用空气源热泵地板采暖的热泵性能预测
近年来,小型热泵的压缩机技术进展很快,以美国谷轮公司为例,其Z系列涡旋压缩机不断提高技术性能指标。ZB型柔性涡旋压缩机的耐低温性和C O P都较ZR型要高。下面以ZB型2.5HP压缩机构造的suolan型热泵性能为例,分析其用于西安市近期开发的节能型住宅中的采暖用电情况。
1、 ZB19KQ型压缩机性能描述见下表(摘自谷轮涡旋压缩机产品手册2006)
表4
ZB19KQ值
蒸 发 温 度℃
-12
-10
-5
0
5
10
Q
3650
3950
4850
5850
7000
8300
P
1610
1600
1590
1570
1550
1530
2、 配用上述压缩机,及格兰富水泵UPS-80(功率140w),由北京清华索兰换能技术研究所生产的空气源热泵的性能见下表
表5、Suolan2.5HP空气源热泵运行工况(冷凝温度40℃ Ql为制热量)
ZB19KQ值
蒸 发 温 度℃
-10
-5
0
5
10
 
Ql
4750
5645
6635
7775
9065
 
P
1740
1730
1710
1690
1670
 
COP
2.73
3.26
3.88
4.60
5.43
 
图1 、Ssuolan2.5HP热泵性能曲线
上述热泵用于西安市近期开发的节能住宅中进行地板采暖时有如下性能分析:
①由于混凝土水管地板采暖有相当好的蓄热性能,尤其是对房屋供暖时可以不用瞬时外气温,而用日平均外气温对热泵性能进行分析。
②根据表2西安市采暖季日平均外温出现的数值可以对热泵地板系统的运行工况进行分析。又根据表3地板采暖的平均水温可以小于35℃。要说明的是索兰热泵有水温调节功能,达到更加节能的目的,为简化,以下固定其供回水温度为35℃ /30℃,平均32.5 ℃.
3、西安市应用索兰热泵地暖的冬季耗电量分析
仍以上述2.5HP索兰热泵为例,对维持住宅室内温度18℃的采暖能耗及电耗分析如下:
表6
室外平均气温
-1.46℃
+2.25℃
+5.94℃
总计
热泵工况
Tc=40℃
Tz≌-10℃
Tc=40℃
Tz≌-6℃
Tc=40℃
Tz≌-2℃
 
供热量w
4750
5454
6498
 
COP
2.73
3.15
3.8
 
持续天数
38
45
6
 
总供热量kw.h
4332
5886
935.7
11153.7
总耗电量kw.h
1586.8
1868.57
246.2
3701.6
平均COP
 
 
 
3.01
 
四、 结论
西安市近期开发的居住建筑,如按标准采暖期能耗平均为20.2w/m²,则冬季三个月单位面积采暖负荷为14.5kwh。由表5可知,采暖期每平米电费为6.96元(0.48元/度)。而由于西安市冬季空气湿度很小,除霜产生的损失几乎可以忽略不计,所以,采用索兰空气源热泵地板采暖不但具有诸如一机多用、自主调节环境保护的优势,而且是经济可行的。

 

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