為市政熱力不覆蓋、水地源熱泵不具備條件、空氣源熱泵不好用的項目, 提供新的技術選擇。
蓄聯(lián)熱泵由一次側空氣源蓄能熱泵模塊、二次側變工況水水熱泵組成。通過一次側空氣源熱泵或淺層地熱、太陽能、其他廢熱余熱和相變蓄能的技術耦合,實現(xiàn)自然界所蘊含的低品位熱能的采集和儲存,為二次側水水熱泵系統(tǒng)提供低品位熱源,構建穩(wěn)定、可靠、節(jié)能的采暖/供冷系統(tǒng)。蓄聯(lián)熱泵系統(tǒng)是成熟的熱泵和蓄能技術交叉互聯(lián)、綜合利用形成的創(chuàng)新應用!
一、雙級耦合、多能互補、冷熱兼供、綜合利用
現(xiàn)有的各種采暖技術都存在各自的適用范圍和條件,蓄能互聯(lián)熱泵系統(tǒng),通過綜合技術創(chuàng)新有效地 突破了單一技術運用的客觀限制,為北方寒冷地區(qū)不能使用水源熱泵、地埋管熱泵系統(tǒng)、以及使用 空氣源熱泵存在“低環(huán)溫能效比低、故障率高”問題的各類項目提供了新的技術選擇。
制熱功能
通過空氣源熱泵和相變蓄能技術耦合,為水水熱泵系 統(tǒng)提供有效熱源,實現(xiàn)45℃/60 ℃供熱。打破水地源 熱泵的使用限制,緩解了空氣源熱泵低環(huán)溫運行能效 比低、壓縮比高、結霜嚴重、故障率高的難題
制冷功能
根 據(jù) 空 調 末 端 冷 負 荷 需 求 , 優(yōu) 先 由 水 水 熱 泵 聯(lián) 合 冷卻 塔 高 效 供 冷 , 負 荷 較 高 時 由 空 氣 源 熱 泵 進 行 補 充調 節(jié) 。 避 免 了 空 氣 源 熱 泵 高 溫 環(huán) 境 制 冷 能 力 衰 減 、能效比低的問題,大大降低了制冷運行費用。
二、獨特優(yōu)勢
一、蓄聯(lián)熱泵與空氣源熱泵相比:投資省、配電省、運行費用用省、維護費用省
1:空氣源熱泵低溫環(huán)境,制取高溫熱能的能力迅速衰減、制熱量小、能耗高。
2:空氣源熱泵低溫環(huán)境,不能制取高溫熱水、壓縮機超運行安全范圍、故障率高
3:空氣源熱泵的制熱能力不全天熱負荷需求相背離
普通空氣源熱泵在15℃的出水工況下,壓縮機始終處在安全、高 效、穩(wěn)定的運行區(qū)間,使得設備可靠性提升,敀障率大幅降低,維修費用極低。
超低溫空氣源熱泵在45℃出水工況下,壓縮機處在臨界點運行, 環(huán)溫低于0℃ ,壓縮機在臨界點運行,故障率增高,極容易燒毀壓縮 機,大幅增加維修成本。
因時制宜,多能力互補,發(fā)揮熱泵 移峰填谷,多能源互補,利用電網
“能效比”優(yōu)勢,提高能源效率 “能價比”杠桿,降低運行費用
壓縮比: 空氣源熱泵壓縮機的最大壓 縮比由28.391降12.625, 降低了44.5%
能校比: 同等環(huán)溫下,蓄聯(lián)熱泵工況 比空氣源熱泵直熱工況的能效比提升2.1倍
設備數(shù)量: 相比傳統(tǒng)單一空氣源熱泵采 暖系統(tǒng),空氣源熱泵數(shù)量減 少近50%,噪音減少
蓄能互聯(lián)熱泵系統(tǒng)降低了壓縮機的壓縮比緩解了空氣源熱泵低溫環(huán)境能效比低、運行費用高、 結霜嚴重、故障率高、空置率高的難題
三、系統(tǒng)核心部件介紹
1、一次側空氣源熱泵模塊
采用自然界低品位熱能、采用美國谷輪壓縮機或技術指標相仿的壓縮機,其主要技術特點,一、采用大壓縮比壓縮機,壓縮機運行穩(wěn)定。二、應用壓縮機余熱回收技術制熱量和制熱效率增加6%,三、針對低溫系統(tǒng)控制特點,開發(fā)匹配的壓縮機能調控制、熱回收控制、化霜控制、耦合控制。四、研制單位容積制冷量大的溫度非共沸環(huán)保制冷劑,制熱量更大,排氣溫度更低。
二、二次側變工況水水熱泵模塊
系統(tǒng)特點:一、節(jié)能:性能系數(shù)較高,節(jié)省運行費用25%-50%,二、環(huán)保:廢除鍋爐房,不產生廢水、廢渣、廢氣、和煙塵,三、可持續(xù)發(fā)展:熱量冬取夏蓄,利用地熱能,屬可再生能源。四、冷暖兼用:均衡用電負荷,節(jié)省建筑空間。五、美觀:無室外機,不影響建筑外觀。六、系 列 熱 泵 機 組 , 配 置 單 流 程 雙 冷 凝 器 , 不 增 加 設 備 制 造 成 本 , 實 現(xiàn) 了 小 流 量 ( 減 半 ) 大 溫 差 ( 加 倍 ) 的 暖 氣 片 采暖要求。七、暖氣片45℃回水,進入一級冷凝器提升至52.5℃,通過聯(lián)通閥進入二級冷凝器,提升至60℃供水。
聯(lián)通器
45度供水
60 度回水
專“治” 燃煤/燃氣鍋爐拆除的老舊暖氣片供暖難題。
三、相變蓄能模塊
相變儲能、均流換熱、調節(jié)蓄放,采特制的相變溫度為5度的高密度蓄能材料。
三、系統(tǒng)集成配置方案
3.1項目概況
以北方某地辦公樓項目為設計依據(jù),建筑面積約 1000 ㎡,采暖季使用 150 天(以供暖實 際天數(shù)為準)。供熱時間 24 小時。
3.2最低氣溫界限
氣溫變化曲線(2016 年 1 月) 近三年最冷時段氣溫為-23℃,日間大多時段溫度在 0℃至-10℃之間。
3.3熱負荷計算
本項目建筑采暖熱負荷指標取 60W/m2,設計采暖熱負荷 60KW,按蓄聯(lián)熱泵系統(tǒng)的 最小型號螺桿機組配置,需選擇 AWHD0401B 機組,制熱能力遠大于熱負荷需求,故而實 際運行中約 40%的時間便可滿足末端熱負荷需求。
3.4熱源方案
設計采用蓄聯(lián)熱泵供暖,由一次側蓄能型空氣源熱泵模塊、二次側變工況水水熱泵組成,通過一次側空氣源熱泵模塊和相變蓄能的技術耦合,為二次側水水熱泵系統(tǒng)提供 有效熱源。緩解了空氣源熱泵在低溫環(huán)境下能效比低、結霜嚴重、故障率高的問題,系 統(tǒng)運行可靠性提升,節(jié)約運行電費,壓縮機使用壽命提高,能解決極端天氣供暖問題。
3.5系統(tǒng)配置選型
1、水水熱泵主機選型計算 圖表:二

2、蓄能型空氣源熱泵選型計算 圖表:三
系統(tǒng)優(yōu)勢:蓄聯(lián)熱泵系統(tǒng)通過綜合技術創(chuàng)新有效地突破了單一技術運用的客觀限制,為零下25℃以上的寒冷地區(qū)不能使 用水源熱泵、地埋管熱泵系統(tǒng)、以及使用空氣源熱泵存在“低環(huán)溫能效比低、故障率高、不能實現(xiàn)暖氣片供 暖”等問題的各類項目提供了新技術選擇。蓄聯(lián)熱泵從理論到實踐,經過不斷的改進和優(yōu)化,已形成一個豐 富的蓄聯(lián)熱泵技術體系。
該系統(tǒng)主要運用于市政供暖無法達到的商城、小區(qū)、辦公樓等場所經濟可行性高設備運行穩(wěn),相比其他電鍋爐、空氣源熱泵、中央空調、等取暖方式投資較小、效力高、能耗小、運行穩(wěn)定,是目前為止比較經濟可行的取暖方式,相比市場上空氣源熱泵初期投資減少30%,后期系統(tǒng)運營費用減少50%。
四、案例展示
項目地址:國網蘭州建西變電所家屬樓
項目概述:老舊住宅樓(約2000平米 )暖氣片供暖
建設條件:煤鍋爐拆除、無法接入熱網、不具備打井取水和地埋管敷設條件運行情況:蓄聯(lián)熱泵自2016年投入運行,設計負荷80w/m2 ,環(huán)溫-15℃,60℃供熱,采暖費4.35元/ m2 / 月,采暖季按5個月計算,采暖費21.79元/m2 ,相比原來鍋爐熱力管網收費25元/ m2 ,暖氣片采暖費減少13%。
蓄聯(lián)熱泵由一次側空氣源蓄能熱泵模塊、二次側變工況水水熱泵組成。通過一次側空氣源熱泵或淺層地熱、太陽能、其他廢熱余熱和相變蓄能的技術耦合,實現(xiàn)自然界所蘊含的低品位熱能的采集和儲存,為二次側水水熱泵系統(tǒng)提供低品位熱源,構建穩(wěn)定、可靠、節(jié)能的采暖/供冷系統(tǒng)。蓄聯(lián)熱泵系統(tǒng)是成熟的熱泵和蓄能技術交叉互聯(lián)、綜合利用形成的創(chuàng)新應用!

淺層地熱或 廢熱、余熱 圖一: 系統(tǒng)原理圖
一、雙級耦合、多能互補、冷熱兼供、綜合利用
現(xiàn)有的各種采暖技術都存在各自的適用范圍和條件,蓄能互聯(lián)熱泵系統(tǒng),通過綜合技術創(chuàng)新有效地 突破了單一技術運用的客觀限制,為北方寒冷地區(qū)不能使用水源熱泵、地埋管熱泵系統(tǒng)、以及使用 空氣源熱泵存在“低環(huán)溫能效比低、故障率高”問題的各類項目提供了新的技術選擇。
制熱功能
通過空氣源熱泵和相變蓄能技術耦合,為水水熱泵系 統(tǒng)提供有效熱源,實現(xiàn)45℃/60 ℃供熱。打破水地源 熱泵的使用限制,緩解了空氣源熱泵低環(huán)溫運行能效 比低、壓縮比高、結霜嚴重、故障率高的難題
制冷功能
根 據(jù) 空 調 末 端 冷 負 荷 需 求 , 優(yōu) 先 由 水 水 熱 泵 聯(lián) 合 冷卻 塔 高 效 供 冷 , 負 荷 較 高 時 由 空 氣 源 熱 泵 進 行 補 充調 節(jié) 。 避 免 了 空 氣 源 熱 泵 高 溫 環(huán) 境 制 冷 能 力 衰 減 、能效比低的問題,大大降低了制冷運行費用。
二、獨特優(yōu)勢
一、蓄聯(lián)熱泵與空氣源熱泵相比:投資省、配電省、運行費用用省、維護費用省

投資減少比例 配電功率減少比例 運行能耗節(jié)電比例


蓄能互聯(lián)熱泵系統(tǒng)相比其它能源供暖的經濟性優(yōu)勢 圖表一
二、能效比+能價比的雙杠桿提升經濟收益1:空氣源熱泵低溫環(huán)境,制取高溫熱能的能力迅速衰減、制熱量小、能耗高。
2:空氣源熱泵低溫環(huán)境,不能制取高溫熱水、壓縮機超運行安全范圍、故障率高
3:空氣源熱泵的制熱能力不全天熱負荷需求相背離
普通空氣源熱泵在15℃的出水工況下,壓縮機始終處在安全、高 效、穩(wěn)定的運行區(qū)間,使得設備可靠性提升,敀障率大幅降低,維修費用極低。
超低溫空氣源熱泵在45℃出水工況下,壓縮機處在臨界點運行, 環(huán)溫低于0℃ ,壓縮機在臨界點運行,故障率增高,極容易燒毀壓縮 機,大幅增加維修成本。
因時制宜,多能力互補,發(fā)揮熱泵 移峰填谷,多能源互補,利用電網
“能效比”優(yōu)勢,提高能源效率 “能價比”杠桿,降低運行費用

圖二
壓縮比: 空氣源熱泵壓縮機的最大壓 縮比由28.391降12.625, 降低了44.5%
能校比: 同等環(huán)溫下,蓄聯(lián)熱泵工況 比空氣源熱泵直熱工況的能效比提升2.1倍
設備數(shù)量: 相比傳統(tǒng)單一空氣源熱泵采 暖系統(tǒng),空氣源熱泵數(shù)量減 少近50%,噪音減少
蓄能互聯(lián)熱泵系統(tǒng)降低了壓縮機的壓縮比緩解了空氣源熱泵低溫環(huán)境能效比低、運行費用高、 結霜嚴重、故障率高、空置率高的難題
三、系統(tǒng)核心部件介紹
1、一次側空氣源熱泵模塊
采用自然界低品位熱能、采用美國谷輪壓縮機或技術指標相仿的壓縮機,其主要技術特點,一、采用大壓縮比壓縮機,壓縮機運行穩(wěn)定。二、應用壓縮機余熱回收技術制熱量和制熱效率增加6%,三、針對低溫系統(tǒng)控制特點,開發(fā)匹配的壓縮機能調控制、熱回收控制、化霜控制、耦合控制。四、研制單位容積制冷量大的溫度非共沸環(huán)保制冷劑,制熱量更大,排氣溫度更低。

圖三:空氣源熱泵原理圖

圖四:空氣源熱泵外觀圖
二、二次側變工況水水熱泵模塊
系統(tǒng)特點:一、節(jié)能:性能系數(shù)較高,節(jié)省運行費用25%-50%,二、環(huán)保:廢除鍋爐房,不產生廢水、廢渣、廢氣、和煙塵,三、可持續(xù)發(fā)展:熱量冬取夏蓄,利用地熱能,屬可再生能源。四、冷暖兼用:均衡用電負荷,節(jié)省建筑空間。五、美觀:無室外機,不影響建筑外觀。六、系 列 熱 泵 機 組 , 配 置 單 流 程 雙 冷 凝 器 , 不 增 加 設 備 制 造 成 本 , 實 現(xiàn) 了 小 流 量 ( 減 半 ) 大 溫 差 ( 加 倍 ) 的 暖 氣 片 采暖要求。七、暖氣片45℃回水,進入一級冷凝器提升至52.5℃,通過聯(lián)通閥進入二級冷凝器,提升至60℃供水。
聯(lián)通器
45度供水
60 度回水

圖五:系統(tǒng)示意圖
專“治” 燃煤/燃氣鍋爐拆除的老舊暖氣片供暖難題。

圖六:設備外觀圖
三、相變蓄能模塊
相變儲能、均流換熱、調節(jié)蓄放,采特制的相變溫度為5度的高密度蓄能材料。

圖七:相變蓄能模塊外觀圖
三、系統(tǒng)集成配置方案
3.1項目概況
以北方某地辦公樓項目為設計依據(jù),建筑面積約 1000 ㎡,采暖季使用 150 天(以供暖實 際天數(shù)為準)。供熱時間 24 小時。
3.2最低氣溫界限
氣溫變化曲線(2016 年 1 月) 近三年最冷時段氣溫為-23℃,日間大多時段溫度在 0℃至-10℃之間。
3.3熱負荷計算
本項目建筑采暖熱負荷指標取 60W/m2,設計采暖熱負荷 60KW,按蓄聯(lián)熱泵系統(tǒng)的 最小型號螺桿機組配置,需選擇 AWHD0401B 機組,制熱能力遠大于熱負荷需求,故而實 際運行中約 40%的時間便可滿足末端熱負荷需求。
3.4熱源方案
設計采用蓄聯(lián)熱泵供暖,由一次側蓄能型空氣源熱泵模塊、二次側變工況水水熱泵組成,通過一次側空氣源熱泵模塊和相變蓄能的技術耦合,為二次側水水熱泵系統(tǒng)提供 有效熱源。緩解了空氣源熱泵在低溫環(huán)境下能效比低、結霜嚴重、故障率高的問題,系 統(tǒng)運行可靠性提升,節(jié)約運行電費,壓縮機使用壽命提高,能解決極端天氣供暖問題。
3.5系統(tǒng)配置選型
1、水水熱泵主機選型計算 圖表:二



系統(tǒng)優(yōu)勢:蓄聯(lián)熱泵系統(tǒng)通過綜合技術創(chuàng)新有效地突破了單一技術運用的客觀限制,為零下25℃以上的寒冷地區(qū)不能使 用水源熱泵、地埋管熱泵系統(tǒng)、以及使用空氣源熱泵存在“低環(huán)溫能效比低、故障率高、不能實現(xiàn)暖氣片供 暖”等問題的各類項目提供了新技術選擇。蓄聯(lián)熱泵從理論到實踐,經過不斷的改進和優(yōu)化,已形成一個豐 富的蓄聯(lián)熱泵技術體系。
該系統(tǒng)主要運用于市政供暖無法達到的商城、小區(qū)、辦公樓等場所經濟可行性高設備運行穩(wěn),相比其他電鍋爐、空氣源熱泵、中央空調、等取暖方式投資較小、效力高、能耗小、運行穩(wěn)定,是目前為止比較經濟可行的取暖方式,相比市場上空氣源熱泵初期投資減少30%,后期系統(tǒng)運營費用減少50%。
四、案例展示
項目地址:國網蘭州建西變電所家屬樓
項目概述:老舊住宅樓(約2000平米 )暖氣片供暖
建設條件:煤鍋爐拆除、無法接入熱網、不具備打井取水和地埋管敷設條件運行情況:蓄聯(lián)熱泵自2016年投入運行,設計負荷80w/m2 ,環(huán)溫-15℃,60℃供熱,采暖費4.35元/ m2 / 月,采暖季按5個月計算,采暖費21.79元/m2 ,相比原來鍋爐熱力管網收費25元/ m2 ,暖氣片采暖費減少13%。
四川中陽弘光新能源科技有限公司專注于蓄聯(lián)熱泵技術開發(fā)投資建設運營,為客戶提供整體供熱解決方案,如有項目合作歡迎垂詢,中陽弘光聯(lián)系郵箱:pioneercyj@163.com。