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为什么空气源热泵采暖比电采暖更省电节能?
作者: 来源: 日期:2018/5/22 13:52:59
空气源热泵在现在的“煤改电”市场已经获得大量的应用。动辄超过30万平方米的集中供暖案例,已经屡见不鲜。但是在煤改电项目实施推广到普通老百姓面前时,还是免不了要把这个说清楚:空气源热泵为什么可以只用一份电量制取出多份热量?空气源热泵究竟是环保节能型家电,还是伪科学的产物?
热泵实质上是热量“搬运”装置
“能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只会从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到其它物体,而能量的总量保持不变”,这就是中学物理课本中的“能量守恒定律”,它也是自然科学中最基本的定律之一。
在自然界中,水总由高处流向低处,热量也总是从高温传向低温。但人们可以用水泵把水从低处提升到高处,从而实现水的由低处向高处流动,热泵同样可以把热量从低温传递到高温。所以热泵实质上是一种热量提升装置,热泵的作用是从周围环境中吸取热量,并把它传递给被加热的对象。
空气源热泵的四大部件包括蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀。通过让“冷媒”(家用空调也需要冷媒)不断完成蒸发(吸取环境中的热量)→压缩→冷凝(放出热量)→节流→再蒸发的热力循环过程,从而将环境里的热量转移到水中。
空气源热泵在工作时,首先是输入1份电能,驱动压缩机做功(这部分电能最终还要转化为热能),然后从外界环境温度中再吸收大量的热能,通过冷媒循环系统在冷凝器中进行放热。正是由于“能量守恒定律”的存在,输入压缩机的这1份电能总是能转化成为1份热能,而从外界环境中吸取的大量热能就成了额外的收获。
也就是说,真正把水加热的主要力量,不是输入的那1份电能,而是空气中免费的“热量”。这个免费的热量能有多少呢?一般来说,夏天外部汽温高能量也高,一份电能大概能带来4-5份热能,而冬天汽温低就差一些,1份电能大概带来2~3份热能。
-25℃以上,都能正常制热
空气源热泵搬运热量和提升效率最核心部件是压缩机,用于北方采暖的热泵压缩机,更需要在极低温度环境下保持高效运行,才能保证空气源热泵的节能功效,真人百家游戏平台低温空气源热泵采暖系列,采用国际品牌“谷轮”喷气增焓ZW系列压缩机,适用于超低温环境运行,比普通压缩机输出能力提升40%,能效提升20%,运行更稳定,寿命更长,新增底盘加热带配置,使机组在超低温环境达到高的制热能效比,确保机组在-25℃严寒环境稳定运行。
最新的喷气增焓和变频空气源热泵能够在-30℃极寒天气下稳定制热,出水温度可达50°C以上,满足暖气片、地暖、生活热水、风机盘管等多重制热应用。就算是极端低温,空气源热泵主机的能效值仍然远超过1,1份输入电能所带来的热量要远远大于用电直接加热所产生的热量,所以空气能热泵比单纯的用电加热要更为节能。
同是用电,热泵比纯电暖气省70%!
直接电加热是能量的转化,即输入一份电能转化为一份热能,但实际上一份电至多只能达到95%的热能转化。而输入空气源热泵的电能主要进行的是能量的转移——1份电能驱动系统从空气中转移了多达5份的热能。两相对比,谁更节能一目了然。
在北方众多空气源热泵小区集中采暖的投资项目来看,在电费在0.5元/度左右的时候,单个采暖季项目运行费用普遍在13.5元~16.5元/㎡之间。而市政供暖的收费则普遍在22元~26元/㎡,空气源热泵的节能性一目了然。
某户供暖面积为120㎡的农户,末端为暖气片。该农户一冬天耗电量为总7193度,其中峰电3848度,谷电3345度。按照峰段电价0.483元/度,谷段电价0.1元/度来算,总费用支出为2193元。
不同采暖方式经济性对比:
类别 | 单价 | 总供热量 | 总用量 | 热效率 | 总费用 |
空气源热泵 |
峰0.483元/度 谷0.1元/度 |
20860KW·h |
总7193度 峰3848度 谷3345度 |
290% | 2193元 |
电采暖 | 20860KW·h |
总20860度 峰11159度 谷9701度 |
95% | 7370元 |
分析上表可知,电价补贴后空气源热泵采暖单位供暖费约为18.3元/㎡,其效率高达290%,与燃煤采暖费用相当甚至是略低,相比纯电采暖节省70%的电费。
结论:空气源热泵是煤改电首选
综上所述,从理论上到实际案例,都可以充分说明:空气源热泵是科学的产物,适应性广,理论上—35℃以上环境皆可用。在平均气温为—5℃的环境温度下,每耗一度电,可产生3度电以上的热量,节能效益达到66%,而在—15℃的环境下,消耗1度电,也可产生2度电以上的热量,与电辐热相比的节能效益达到50%。冬季季节综合能源利用率≥3.0,远高于用电直接供暖。
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