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為什么空氣源熱泵采暖比電采暖更省電節(jié)能?
作者: 來源: 日期:2018/5/22 13:52:59
空氣源熱泵在現(xiàn)在的“煤改電”市場已經獲得大量的應用。動輒超過30萬平方米的集中供暖案例,已經屢見不鮮。但是在煤改電項目實施推廣到普通老百姓面前時,還是免不了要把這個說清楚:空氣源熱泵為什么可以只用一份電量制取出多份熱量?空氣源熱泵究竟是環(huán)保節(jié)能型家電,還是偽科學的產物?
熱泵實質上是熱量“搬運”裝置
“能量既不會憑空產生,也不會憑空消失,它只會從一種形式轉化為另一種形式,或者從一個物體轉移到其它物體,而能量的總量保持不變”,這就是中學物理課本中的“能量守恒定律”,它也是自然科學中最基本的定律之一。
在自然界中,水總由高處流向低處,熱量也總是從高溫傳向低溫。但人們可以用水泵把水從低處提升到高處,從而實現(xiàn)水的由低處向高處流動,熱泵同樣可以把熱量從低溫傳遞到高溫。所以熱泵實質上是一種熱量提升裝置,熱泵的作用是從周圍環(huán)境中吸取熱量,并把它傳遞給被加熱的對象。
空氣源熱泵的四大部件包括蒸發(fā)器、壓縮機、冷凝器和膨脹閥。通過讓“冷媒”(家用空調也需要冷媒)不斷完成蒸發(fā)(吸取環(huán)境中的熱量)→壓縮→冷凝(放出熱量)→節(jié)流→再蒸發(fā)的熱力循環(huán)過程,從而將環(huán)境里的熱量轉移到水中。
空氣源熱泵在工作時,首先是輸入1份電能,驅動壓縮機做功(這部分電能最終還要轉化為熱能),然后從外界環(huán)境溫度中再吸收大量的熱能,通過冷媒循環(huán)系統(tǒng)在冷凝器中進行放熱。正是由于“能量守恒定律”的存在,輸入壓縮機的這1份電能總是能轉化成為1份熱能,而從外界環(huán)境中吸取的大量熱能就成了額外的收獲。
也就是說,真正把水加熱的主要力量,不是輸入的那1份電能,而是空氣中免費的“熱量”。這個免費的熱量能有多少呢?一般來說,夏天外部汽溫高能量也高,一份電能大概能帶來4-5份熱能,而冬天汽溫低就差一些,1份電能大概帶來2~3份熱能。
-25℃以上,都能正常制熱
空氣源熱泵搬運熱量和提升效率最核心部件是壓縮機,用于北方采暖的熱泵壓縮機,更需要在極低溫度環(huán)境下保持高效運行,才能保證空氣源熱泵的節(jié)能功效,西奧多低溫空氣源熱泵采暖系列,采用國際品牌“谷輪”噴氣增焓ZW系列壓縮機,適用于超低溫環(huán)境運行,比普通壓縮機輸出能力提升40%,能效提升20%,運行更穩(wěn)定,壽命更長,新增底盤加熱帶配置,使機組在超低溫環(huán)境達到高的制熱能效比,確保機組在-25℃嚴寒環(huán)境穩(wěn)定運行。
最新的噴氣增焓和變頻空氣源熱泵能夠在-30℃極寒天氣下穩(wěn)定制熱,出水溫度可達50°C以上,滿足暖氣片、地暖、生活熱水、風機盤管等多重制熱應用。就算是極端低溫,空氣源熱泵主機的能效值仍然遠超過1,1份輸入電能所帶來的熱量要遠遠大于用電直接加熱所產生的熱量,所以空氣能熱泵比單純的用電加熱要更為節(jié)能。
同是用電,熱泵比純電暖氣省70%!
直接電加熱是能量的轉化,即輸入一份電能轉化為一份熱能,但實際上一份電至多只能達到95%的熱能轉化。而輸入空氣源熱泵的電能主要進行的是能量的轉移——1份電能驅動系統(tǒng)從空氣中轉移了多達5份的熱能。兩相對比,誰更節(jié)能一目了然。
在北方眾多空氣源熱泵小區(qū)集中采暖的投資項目來看,在電費在0.5元/度左右的時候,單個采暖季項目運行費用普遍在13.5元~16.5元/㎡之間。而市政供暖的收費則普遍在22元~26元/㎡,空氣源熱泵的節(jié)能性一目了然。
某戶供暖面積為120㎡的農戶,末端為暖氣片。該農戶一冬天耗電量為總7193度,其中峰電3848度,谷電3345度。按照峰段電價0.483元/度,谷段電價0.1元/度來算,總費用支出為2193元。
不同采暖方式經濟性對比:
類別 | 單價 | 總供熱量 | 總用量 | 熱效率 | 總費用 |
空氣源熱泵 |
峰0.483元/度 谷0.1元/度 |
20860KW·h |
總7193度 峰3848度 谷3345度 |
290% | 2193元 |
電采暖 | 20860KW·h |
總20860度 峰11159度 谷9701度 |
95% | 7370元 |
分析上表可知,電價補貼后空氣源熱泵采暖單位供暖費約為18.3元/㎡,其效率高達290%,與燃煤采暖費用相當甚至是略低,相比純電采暖節(jié)省70%的電費。
結論:空氣源熱泵是煤改電首選
綜上所述,從理論上到實際案例,都可以充分說明:空氣源熱泵是科學的產物,適應性廣,理論上—35℃以上環(huán)境皆可用。在平均氣溫為—5℃的環(huán)境溫度下,每耗一度電,可產生3度電以上的熱量,節(jié)能效益達到66%,而在—15℃的環(huán)境下,消耗1度電,也可產生2度電以上的熱量,與電輻熱相比的節(jié)能效益達到50%。冬季季節(jié)綜合能源利用率≥3.0,遠高于用電直接供暖。
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