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燃氣熱泵分散式供熱技術
發布時間:2016-08-18 新聞來源:工程技術部 賀天虎 瀏覽次數:

摘要:

 

分散式供熱的提出與應用,在一定程度上優化了集中供熱出現的環境污染、資源浪費、供熱不均、調節困難、投資浪費等弊端。由山東奇威特集團研制的燃氣空氣源吸收式熱泵更是突出了分散式供熱的優勢。本文主要介紹了集中供熱在供熱應用方面存在的問題、分散式供暖的發展現狀及優勢、奇威特燃氣空氣源吸收式熱泵的原理以及在分散式供熱應用中的優勢。

關鍵詞:

集中供熱  分散式供熱  -水吸收式循環  燃氣空氣源吸收式熱泵

0 引言

當前,我國很多城市普遍采用的供熱方式為集中供熱,然而集中供熱在運行過程中暴露出了許多問題,這些問題在一些中小城市和欠發達的城市中尤為顯著。這些問題的產生主要集中表現為技術落后、觀念落后、信息化技術欠缺等方面,在當前倡導節能環保的大環境下,這種現狀極大地制約了供熱系統的發展。集中供熱出現的問題大致如下:

1、不均衡的供熱質量

我國集中供熱系統為單管供暖系統,采用單管系統要實現均衡供熱,對調節控制系統要求及其精密。而我國大多數城市的集中供熱缺乏有效的調控設備,供熱的熱力狀況失調現象十分嚴重,用戶的采暖系統冷熱不均及供熱資源存在浪費等情況十分普遍。

2、能源嚴重浪費

城市供熱“大流量”和“小溫差”的狀況使得集中供熱的管網系統出現漏損大、高耗電量及能源浪費嚴重等現實問題,終端用戶供熱調節設備缺乏,使得供暖用戶無法調節室內溫度,為供熱系統的資源帶來了巨大的浪費。

3、收費困難

目前,絕大城市供熱按用戶面積收費,這極易造成收費不準的矛盾,終端用戶由于不是按照實際耗熱量來繳費,繳費的主動性大大降低,對于供熱能源進行節儉的積極性也受到嚴重影響,進而使得供熱單位的運行出現困難,供熱體系的節能目標無法得到落實。1

1 分散式供熱技術及現狀

所謂“分散式供熱”,就是把過去一個城鎮只有一個供熱中心、一個大集中的熱源點,因地制宜地改變為分建若干個熱源點,從而提高供熱效率,縮短管網,降低熱耗,減少污染,降低費用,美化環境。從技術層面來說,這種“分散式集中供熱”模式,不需要過去那樣的大鍋爐、大煙囪、大管網,可以節約煤炭13,近乎無煙無塵,污染排放物均達到了天然氣鍋爐的國家排放標準。按照不同城市或單位個性化的供熱要求,它可以實現分散布點、隱身供熱,克服了目前大集中供熱的許多弊病,使煤更省、空氣更干凈、價格更低、熱損耗更小、環境更美好。從運營層面來說,這種新模式采用了國際普遍推行的“合同能源管理方式”,將市場機制全面引入集中供熱領域。它可以代為客戶墊付全部或部分建設資金,靈活分散地建設熱源點,待項目建成再與客戶分享供熱的收益,并最終將全部設施轉交給客戶長期享用。這無疑大大緩解了我國許多城市建設集中供熱設施的資金困難,明確了建設、運營、消費三方的權益關系,破解了大集中供熱投資大、收費難、虧損多等難題2。

在許多發達國家和地區分散式供熱已經是一個很成熟的供熱技術,它以靠近用戶、一次能源利用率高、環境友好、能源供應安全可靠等特點受到各國政府、企業界的廣泛關注和青睞。并且分散式供暖建設靈活,便于集中管理,方便維修。每個系統供熱面積小,便于調節和控制;采用這種采暖方式可根據建筑的使用特點,來調節控制采暖溫度和采暖時間,特別是對不需防凍或防凍時間短的地區,根據作息時間控制采暖時間非常有效。由于分散式供暖系統是在小區內完成系統循環,所以這種系統管網規模小,無需換熱站,熱損失和動力消耗小,易克服水力失調,節約能源。所以分散式供熱系統必會成為將來供熱科技的潮流。

2 燃氣空氣源吸收式熱泵分散式供熱

近期,由山東奇威特太陽能科技有限公司研發的燃氣熱泵供熱技術開創了分散式供熱新時代。燃氣熱泵以模塊化機組組成分散式采暖熱源,采用多臺并聯的方式滿足供熱要求,燃氣熱泵可以一棟樓為單位進行供熱也可多棟樓集中供熱,完全順應分散式采暖的趨勢。當樓房較高并存在高低區時,可按分區情況分別供熱滿足末端及設備的安全性要求。分散式供熱能夠提供給所有住戶集中供暖的舒適性,同時避免了“我采暖、你蹭熱”的尷尬情況。

3 燃氣熱泵運行原理

燃氣空氣源吸收式熱泵機組工作形式為氨—水吸收式循環。系統內部包括兩個循環:制冷劑循環和吸收劑循環 ,其中氨為制冷劑,水為吸收劑。

吸收劑循環為:在發生器中,氨水濃溶液被燃氣加熱,氨氣從溶液中不斷蒸發出來后溶液濃度降低,成為稀溶液。稀溶液經節流閥進入吸收器。在吸收器中,稀溶液吸收來自蒸發器器的氨氣并放出大量的熱量成為氨水濃溶液。從吸收器來的濃溶液經過水冷換熱器降溫后,再經溶液泵加壓后送入精餾器,之后濃溶液一部分直接進入發生器提餾段,一部分進入降膜式吸收器的進行熱交換。兩部分濃溶液在換熱后都回到發生器,進入下一個吸收劑的循環。

制冷劑循環為:在發生器中,氨水濃溶液被燃氣加熱,高溫高壓的氨氣被不斷蒸發出來。氨氣經精餾器精餾后進入冷凝器,在冷凝器中經水冷換熱器降溫后,冷凝為液氨進入過冷器,與來自換熱器的氨氣進行熱量交換成為過冷的氨溶液,過冷氨溶液經膨脹閥節流后進入翅片換熱器,吸收空氣中的熱量轉化為氨氣,經過冷器變為過熱的氨氣,然后進入吸收器被稀溶液吸收,變為濃溶液被泵輸入發生器,進入下一制冷劑的循環。

4 燃氣熱泵供熱優勢

4.1 一次能源 更加環保

天然氣中的灰份、含硫量和含氮量均比較低,所以被稱為“21世紀的潔凈能源”,積極利用天然氣資源是我國在一次能源消費中降低碳排放的最好選擇3。奇威特集團響應國家當前“煤改氣”的號召,采用一次能源天然氣作為燃氣熱泵的驅動能源,是一種非常環保的供熱方式。

4.2分布投資 節約成本

傳統的集中供暖形式,不論電廠熱力還是燒鍋爐,運營商都需要事先投入修建小區熱力管網,換熱站等費用,占用了寶貴的流動資金,同時還要承擔開發商項目能否成功建成、能否順利賣出、入住率不高等風險。然而燃氣熱泵采暖以一棟樓為單位的分散式供暖形式,可按需求分步安裝,取消掉了復雜的二次管網,大大降低了投資費用,減小了資金占用。

4.3無極調節 更加節能

燃氣熱泵分布式供熱采用模塊化機組,首先可以根據入住率控制燃氣熱泵啟動機組數量,其他機組暫時不工作,降低能源消耗,也可按入住率低的情況分步安裝。機組可以根據需求無極調節輸出功率,在中午等氣溫較高時減少熱量輸出和輸入,進一步減少能源浪費。

4.4低費運行 更高能效

燃氣熱泵分散式供熱運行時采用一次能源天然氣,設備耗電量極低,天然氣價格更是大大低于電的價格。燃氣熱泵采用奇威特自主研發科技-----氨吸收式循環,能夠從空氣中吸收大量熱量,將一次熱能與空氣能有機結合,實現較高的能效,有效降低了燃氣消耗,運行費用更低。

5 結論

燃氣空氣源吸收式熱泵分散式供熱比集中供熱具有顯著的優勢,投資低、節能環保,運行費低,市場潛力巨大,是燃氣鍋爐供暖的替代者。

 

參考文獻

1】張斌 淺談集中供熱存在的問題[J]—城市建設理論研究(2013.16

2】趙昀偉 大集中供熱的弊端與分散式集中供熱的優勢探析[J]—中國經濟時報

3】華靜芳 葉小偉.燃氣分散式供熱系統和分散燃氣鍋爐供熱方案比較[B],1674-19512012)。

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