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浅谈空气源燃气机热泵在不同热工分区的应用

发表时间:2022-09-12 11:46



浅谈空气源燃气机热泵在不同热工分区的应用

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历经30多年的快速经济发展,我国已步入能耗大国行列,面临着资源瓶颈和环境污染等诸多问题。工业和建筑行业是最终能源消费的最大市场,而建筑中暖通空调的能耗又占据了绝大部分。目前国内市场上的空调(热泵)以电空调(热泵)系统(以下简称EHP)为主,即由电驱动压缩机运转完成热泵循环。EHP对电能消耗量巨大,因此在夏季制冷高峰期对电网造成了极大的压力,部分城市甚至开始拉闸限电,严重影响了人们的工作生活。

天然气作为清洁的一次能源,成为国家层面的能源结构优化和环境污染治理的主要推动对象。然而许多城市在冬夏季的天然气用量上存在着巨大的差值,总体呈现非采暖季供应充足、采暖季供应紧张的特点,这种季节不平衡性亦不利于天然气管网的合理均衡利用。而燃气热泵(以下简称GEHP)是一种由燃气发动机驱动压缩机运转的热泵装置,可全年消耗天然气,高效实现夏季制冷、冬季制热以及过渡季节供生活热水一机三用的功能,因此大力推广GEHP的使用,则对缓解国家电力紧张、调节天然气季节不平衡性具有重要意义。


GEHP在国内的应用已超过10年,多应用于大中型公共建筑。在我国北方严寒地区以及寒冷地区,以供热为主,环境严寒干燥,与EHP相比,GEHP由于具有余热回收功能和变转速调节负荷功能,使得其受环境温度的制热衰减较小,制热能力较强,凸显出了明显的优势。此外,GEHP冬季供暖综合能效可达145%,与燃气锅炉相比也具有明显优势。

对于夏热冬冷地区,GEHP因其自身特点,具有更加显著的优势。首先,夏热冬冷区对夏季冷负荷以及冬季热负荷都具有需求,因此GEHP的全年使用率高,设备闲置率低;其次,在夏热冬冷地区的空气湿度相对较大,因此在冬季供暖时,主机结霜是一个主要问题。常规的EHP仍采用四通换向阀逆向化霜的方式进行除霜,化霜能耗大,热舒适性差。而GEHP采用燃气发动机余热进行快速化霜,化霜时间短,化霜能耗低,用户热舒适性好,因此非常适用于该区域的应用推广。

对于夏热冬暖地区以及温和地区,该区域无供暖需求,以制冷为主,同时有部分生活热水需求,采用GEHP做夏季制冷和全年热水供应也是一个最佳选择。而且在该区域过渡季节以及冬季环境温度较高,GEHP热水机组能效可高达160%,与严寒地区、寒冷地区以及夏热冬冷地区运行相比,具有更为显著的性能优势。

近年来,由常规的电动空调所引发的电力危机以及天然气用量的季节性特征造成的不平衡差异日益严重,GEHP因其削电峰、填气谷的双重作用,在我国各个地区已得到一定的应用。此外,GEHP因其设备本身具有一次能源利用率高、部分负荷性能好、供热速度快、制热衰减小、除霜性能高、热舒适性好等优点,已得到行业的高度认可。因此,我国GEHP蓬勃发展的窗口期已经到来。





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