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空气源热泵地板辐射采暖十年历程回顾之五

2013/05/16

 ——实践与示范工程

引言,自2002-2012十年来,有上千个成功案例。本文选择其中有代表性的经有权威的单位出版或第三方评价过的摘录如下:(本文作者认为它们更有说服力)

一、             早期产品的工程应用从江亿等《住宅节能【M】》北京中国建筑出版社2006中摘录一段用户的实测数据。及作者的评价如下:

试点工程的比较(测试时间:2001.11~2002.3

试点名称

曙光花园

海丰园1号楼402

天津银河公寓3#1402

望京世安家园

回龙观云趣园10#4单元202

建筑面积m2

88.6

90

86

102

122

保温等级及地板

外墙内保温,单塑框双窗,地面未装修

外墙保温,单铝框双玻,瓷砖地面

37红砖墙,无保温,单铝门窗,瓷砖地面

外墙内保温,单层钢窗,主要房间为复合木地板

外墙内保温,单层塑钢窗,素水泥地面

朝向

南、西,南阳台

西,西阳台

东西向

南、西、北角,西北阳台

南北向南阳台

周围邻舍采暖情况

有人居住,并有采暖

周围无任何居住采暖

周围有采暖

周围无采暖住户

周围有采暖

设置室温℃

20

21

18

18

18

测试日期

1.23~2.6

12.7~12.20

11.16~2.20

2.8~2.19

12.23~3.5

平均电耗(KWh/m2d

0.20

0.41

0.29

0.25

0.13

备注(索兰机组)

2.5P

2.5P

2.5P

2.5P

2.5P

根据上表,平均耗电量约0.26/(m2·d),那么一个采暖季下来采暖费约12~14/(m2·采暖季)。考虑到2001~2002年是暖冬,室外平均温度为+2.5,比标准年高出约4.1,那么修正之后的运行费约15~18/(m2·采暖季),比燃气、燃油集中供暖有较好的竞争力,而且室内可以实现较好的采暖效果。随着谷值电价的推行,与燃气、燃油比,该系统在运行费上还将有额外的优势,系统回收年限会缩短。对于燃气管网铺设不到的区域,如别墅、平房区,该系统将具有更好的应用前景。

二、中期产品的工程案例——摘自国家发改委节能信息传播中心《最佳节能案例82研究【R】》2007“空气源热泵地板采暖技术”在民用建筑上的应用。下摘原文               

长安新城是北京市大型生活社区位于长安街西延长线,用地47.3m2,总建筑面积100万平米,是目前北京最大的经济适用房项目,装甲兵工程学院在小区购置了多套职工住房,统一安装了清华索兰空气源热泵地板采暖设备,现以其中1个有详细记录的住户为例,对该工程的节能减排情况进行了分析。

1北京长安新城某住宅楼

建筑特点:高层,所在楼层为7层,南北朝向,建筑面积122m22004年完工。机组容量FRS-12D即制冷名义出力12KW,实际总投资2.196万元,折合180/m2(不包括制冷),冬季室温控制在20~22,根据2006~2007年冬季用户的记录,11月、12月、次年1月总计用电2940KWh,若认为2月、3月与11月、12月用电量相同则冬季耗电4491KWh,合36.8w/m2,电价为0.5/kwh,则冬季运行费用为2245.5元,折合18.4/m2,与燃气炉取暖价格相当,与电热膜地板采暖比节电2460kwh,即节电60%,比电热膜采暖初投资多3660元,回收期3.1年。

三、近期的示范工程——北京鸿博家园经济适用房采用空气源热泵地板采暖工程,该工程在20124月提供了一份工作报告题为:

北京鸿博家园经济适用房采用空气源热泵地板采暖—2011~2012冬季测试报告

本文摘录如下内容对近期工程加以描述

201110月,北京市建设工程物资协会地板采暖分会组织北京清华索兰环能技术研究所与上海安贞暖通设备工程有限公司,在北京鸿博家园经济适用房作为试验项目进行如下工作:

1)热负荷校核计算;(2):测试方案的补充;(3):测试数据整理、分析;(4)空气源热泵机组安装、运行调试、技术维护等。

鸿博家园小区位于北京南四环十八里店南桥以东,小区内楼房均为17-22层板楼。本样板房位于8层中,房型属南北通透户型。本栋楼外围护结构为钢筋混凝土外墙加外保温做法,整体厚度为30cm,其中保温层厚度为5cm。外窗为塑钢框,中空玻璃。本房建筑面积为82平方米。户内为59㎡。

实测数据整理

   1、原有仪表:量热表一台,用于定时测供、回水温度、流量及电量,另有各主要房间室温、地板表面温度及地埋管表面温度显示器共三套。

   2、自12月下旬,加装地板表面热流计10块(设在典型位置)、热电偶温度传感器10支(限于条件紧固在管道铜接头外表面上)。测量供回水温度及自动数据采集器。测试数据如下:

2:原有测试仪表数据整理

时间

 

天数

平均

室温

平均

外温

阶段平均

供热量

w/h

阶段总

耗电量

KWh

平均

C O P

节能率

2011.11.10-2011.11.30

19

20.00

3.40

1743-118*

337.1

2.95

66%

2011.12.1-2011.12.15

14

20.00

-1.96

2305-118

222.1

3.10

68%

2011.12.15-2011.12.23

8

20.00

-1.00

2205-118

142.8

2.48

60%

2012.1.1-2012.1.10

9

21.30

-2.52

2501-118

189.4

2.63

62%

2012.1.10-2012.1.17

6

20.70

-0.99

1903

109.9

2.49

60%

2012.1.18-2012.2.1

14

19.46

-2.85

3097

395.8

2.45

59%

2012.2.1-2012.2.27

26

20.58

-1.86

2356-118

406.9

3.43

71%

2012.3.1-2012.3.15

14

20.63

1.67

1990.7-118

130.2

4.83

79%

备注

24日、25日机器故障停机,26日上午十一点钟重新开机故去除这一周的数据

*阶段平均供热量中的118W/h为人体和电视机的热负荷。

3:补充测试仪器数据整理

 

地板向上热流密度日平均值W/m2

室外日平均温度

室温平均值

备注

1230

28.01

-2.33

20.17

调整室温下限为19

地板有蓄热放出

1231

15.13

-0.75

21

11

25.73

-0.94

20.50

12

15.76

-1.92

19.67

13

20.62

-3.33

19.67

15

23.56

-2.43

21.28

调高

室温

16

24.03

-3.02

21.31

17

27.50

-2.99

21.28

下雪,最

低气温-7

-8

18

29.84

-1.88

21.25

19

18.94

-1.99

21.04

由表可见:该供暖系统在11月及12月上旬节能率都在70%以上。12月下旬发现由于原热泵与系统对接的水流量不足够大,恢复电动三通阀与跨越管后,如表2所示,1月上旬节能率达到70.3%

3是补充地面上的热流计以后的测试数据,该表中的热流一项数据反映了地板向上的供热量(W/m2)。室温21~22时的情况,数据均验证了该测试房的负荷计算的准确性。

鸿博家园同户型以燃气壁挂炉+暖气片采暖用户AB同期耗气及费用对比

鸿博家园同户型以燃气壁挂炉+暖气片采暖用户AB同期耗气及费用对比见表4

4:壁挂炉采暖AB用户

A用户鸿博家园B4-3-601壁挂炉采暖燃气使用量记录表

日期

时间

记录数字(燃气表剩余量)

备注

2011-12-15

18:05

84.41

8天采暖用气68.28 m³

按每m³2.05元计

每天的采暖费用是17.5

 

 

 

 

2011-12-17

18:05

61.63

2011-12-18

18:17

59.41

2011-12-19

20:20

50.03

2011-12-21

17:23

34.18

2011-12-22

20:15

25.16

2011-12-23

20:09

16.13

B用户鸿博家园B4-3-801壁挂炉采暖燃气使用量记录表

日期

时间

记录数字(燃气表剩余量)

备注

2011-12-15

18:05

232.6

8天采暖用气113.7m³

按每m³2.05元计

每天的采暖费用是29.13

 

 

2011-12-17

17:14

206.6

2011-12-19

20:15

175.6

2011-12-21

16:55

150.4

2011-12-22

20:06

134.41

2011-12-23

20:06

118.9

分析与结论

   1.鸿博家园住宅采暖示范房属节能建筑,建筑节能率约为65%

   2.在上述示范房中采用的该空气源热泵薄型预制地暖系统经2011年至2012年冬季在现场测试,取得110天数据,整理结果为冬季采暖平均能效比为3.17,节能率高达68.45%。该室温平均20.3,供水温度小于33,总耗电2100kwh,按建筑面积82m2计,折合每平米23.8Kwh/季,采暖季的平均负荷为2171W,单位面面积的负荷为26.4W。在201112151223室外平均温度-1.0(接近北京冬季平均值)与同户型壁挂炉散热器采暖相比,减少8~20/日且具有更高的热舒适性、安全性、冷暖合一的可能性及无需为分户计量增加麻烦等优点。

3.测试期间安贞薄型予制地板,管内水流速>0.25m/s,无气堵问题。

4.实测数据表明,冬季供水温度<35,地板表面<24,符合低温辐射地板的技术要求。见表5

5:地板表面与供水温度最高值举例

日期

地表温度最大值

供水温度最大值

备注

2011.12.15-2011.12.23

23.6

33.6

供水温度由于测试点在管外,比实际值低约2

2012.1.1-2012.1.10

23.7

32.9

综上述,该采暖方式适用于以北京为代表的寒冷地区


结论:十年来,经过桑三个阶段的工程实践证明,在节能建筑中,应用空气源热泵地板辐射采暖,可以低温热水满足如北京为代表的寒冷地区冬季采暖,并有相当高的室内热舒适度和诱人的经济性。它将很快实现具有远程通讯功能的自主调节产品。