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熱力學(xué)定律
從熱力學(xué)第二定律的意義上講,傳熱的溫差越大,能量的損失就越大, 即熱能除了有“熱量” 方面度量以外, 還有“品位” 方面的度量。
熱能根據(jù)其溫度的高低可分為低品位能源和高品位能源:
高品位的能源是指電力、機(jī)械功、燃?xì)夂鸵后w燃料等,是相對(duì)那些不易利用的易造成浪費(fèi)的能源而言的。
低品位能源包括熱能、生物能等,二者之間是可以互相轉(zhuǎn)化的。
我國(guó)建筑能耗中80%是供冷供暖和供生活熱水,用太陽(yáng)能、地?zé)崮艿鹊推肺坏哪茉纯梢赃_(dá)到相應(yīng)效果,可我們大量使用的卻是高品位的電能,一些地方更是直接用柴油或煤燒鍋爐取暖或供熱水,把高品位能源“大材小用”。
高品位高在哪呢?譬如首先要挖出煤來(lái),再運(yùn)輸?shù)诫姀S,然后燃燒后發(fā)電,變電再變電,最后用電供熱供生產(chǎn),繞了一大圈,浪費(fèi)了一大圈。這是巨大的資源浪費(fèi),70%的造成溫室氣體等污染,有效利用才30%。
人們應(yīng)該盡可能使用較低品位的熱能,現(xiàn)有的供熱設(shè)備實(shí)質(zhì)上都是能量轉(zhuǎn)換裝置,它們把電能、燃料的化學(xué)能或太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為熱能, 其系統(tǒng)“效率” 不可能超過(guò)100 % ,例如燃?xì)鉄崴鳎驗(yàn)橛懈邷貜U氣的排放、燃燒不完全、 強(qiáng)制排煙及換熱效率方面的損失, 實(shí)際的制熱系數(shù)僅在0.5 — 0.7之間。
熱泵,顧名思義: 即熱泵不是熱能的轉(zhuǎn)換設(shè)備而是熱量的搬運(yùn)設(shè)備,它是一臺(tái)“泵” ,這個(gè)泵所搬運(yùn)的介質(zhì)不是水、 氣或油,而是“熱” 。正因?yàn)槿绱耍?/span>熱泵的“效率” 不受能量守恒定律( 100%能量轉(zhuǎn)換效率為極限) 的制約,可以達(dá)到200%或者更高。
幾種熱水裝置的熱值
名稱 | 理論的熱值 | 熱效率(%) | 實(shí)際熱值 |
電熱水器 | 860kcal/kwh | 90% | 774kcal/kwh |
液化氣 | 10800kcal/kg | 70% | 7560kcal/kg |
天然氣 | 8400kcal/m3 | 75% | 6450kcal/m3 |
煤氣 | 3800kcal/m3 | 70% | 2660kcal/m! |
柴油鍋爐 | 10200kcal/kg | 70% | 7140kcal/kg |
空氣源熱泵 | 860kcal/kwh | 420% | 3612kcal/kwh |
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(duì)象, 把低溫物體的熱量傳遞給高溫物體,是熱量的搬運(yùn)工具。
傳統(tǒng)常用的熱水設(shè)備有燃油熱水爐 、燃?xì)鉄崴疇t、電熱水器、太陽(yáng)能。
燃油燃?xì)鉅t不僅存在污染問(wèn)題,還有漏油漏氣漏電等安全隱患,易結(jié)垢、效率低、運(yùn)行費(fèi)用高、需專人維護(hù)。
電熱水器存在漏電安全隱患,能耗費(fèi)用高的問(wèn)題
太陽(yáng)能受季節(jié)日照的影響和安裝場(chǎng)地的限制。
空氣源熱泵,是一種通過(guò)熱泵把空氣中的低溫?zé)崮芪者M(jìn)來(lái),經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)壓縮后成為高溫?zé)崮?,傳至水中,使水溫升高。僅用極少的電量就能取得較高的熱量。設(shè)計(jì)良好的熱泵熱水系統(tǒng)每消耗1份電, 可以從空氣中吸收3-4份的熱能,是一種非常節(jié)能的新型供熱設(shè)備。
安全、 可靠:水電完全分離,無(wú)觸電、易燃易爆和廢氣中毒的隱患。
高效節(jié)能:消耗的電能僅僅是壓縮機(jī)用來(lái)搬運(yùn)空氣熱量所用的能源, 因此, 熱效率高達(dá)380% -600% 。同等條件下,空氣源熱水機(jī)的使用成本只有電熱水器的 1/4 ,燃?xì)鉄崴鞯?1/3 ,太陽(yáng)能的 1/2。
綠色環(huán)保:空氣源熱水機(jī)在使用過(guò)程中, 無(wú)需任何燃料,不會(huì)有任何廢氣排放, 其冷氣可以回收用于室內(nèi)供冷。
操作簡(jiǎn)單:可遠(yuǎn)程操控,不需專業(yè)維護(hù)。
總結(jié):空氣源熱泵是采用電能驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)做功,利用工質(zhì)循環(huán)把空氣中的熱量吸收,經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)壓縮后變成高溫高壓氣體,對(duì)水進(jìn)行間接循環(huán)加熱,從而獲得較高的生活用熱水,同時(shí)風(fēng)機(jī)排出的涼爽空氣可給居住環(huán)境降溫除濕,與其它類型的熱水器相比本熱泵熱水器在安全,環(huán)保、高效、節(jié)能方面具有更多優(yōu)勢(shì)。
玉環(huán)中等職業(yè)技術(shù)學(xué)院遷建工程空氣能熱水項(xiàng)目,玉環(huán)中等職業(yè)技術(shù)學(xué)院遷建工程是玉環(huán)市教育局重點(diǎn)項(xiàng)目。我司對(duì)該項(xiàng)目的熱水系統(tǒng)進(jìn)行深化設(shè)計(jì)施工,并負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)維,包含7幢學(xué)生宿舍、食堂、以及教師活動(dòng)中心,可滿足6000多人的生活熱水需求。 系統(tǒng)采用冷熱同源閉式熱水系統(tǒng),本項(xiàng)目設(shè)計(jì)有如下特色: 一、冷熱同源閉式承壓熱水系統(tǒng),保障末端熱水壓力穩(wěn)定,容易調(diào)溫,避免忽冷忽熱; 二、系統(tǒng)控制采用PLC定制;多臺(tái)加熱單臺(tái)恒溫,既節(jié)能又避免頻繁啟停。 三、定制PLC系統(tǒng)依據(jù)主機(jī)運(yùn)行數(shù)量啟停電動(dòng)閥和循環(huán)泵,避免水泵長(zhǎng)期運(yùn)行和循環(huán)水力不平衡。 西湖大學(xué)空氣能熱水項(xiàng)目,我司根據(jù)校方和相關(guān)規(guī)范要求,對(duì)校區(qū)內(nèi)的生活熱水進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)深化,該項(xiàng)目需要熱水總量355噸,設(shè)計(jì)水箱194噸。滿足除動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心外的教師公寓、學(xué)生宿舍、校長(zhǎng)及教授周轉(zhuǎn)公寓、學(xué)術(shù)交流中心、教職工食堂、學(xué)生食堂、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心等多個(gè)區(qū)域的熱水需求。 C1-C5幢共配置188套家裝空氣能熱泵系統(tǒng),D1-D11幢配置KV-10超低溫空氣源熱泵+495L儲(chǔ)熱水箱一臺(tái),循環(huán)管網(wǎng)采用定制回水循環(huán)泵控制面板,除在回水管網(wǎng)溫度低于45℃時(shí)自動(dòng)回水,也可對(duì)回水循環(huán)泵進(jìn)行定時(shí)、定溫、手自一體控制多模式控制,確保每一戶家裝都可以個(gè)性化控制回水溫度和時(shí)間。 C6-C18,每幢樓按需配置13-25P的主機(jī)和水箱,使用閉式循環(huán)供水系統(tǒng),配合電輔熱系統(tǒng)每日加熱水溫至60℃一次滅殺有害菌群。同時(shí)末端采用可調(diào)節(jié)設(shè)定溫度的回水泵在正常情況下在回水溫度低于45℃時(shí)進(jìn)行自動(dòng)回水,回水溫度達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)停止,確保熱水系統(tǒng)的穩(wěn)定性和舒適性。 B3為酒店區(qū)域,18臺(tái)空氣源熱泵系統(tǒng)進(jìn)行分區(qū)供應(yīng),分別供應(yīng)餐飲后勤區(qū)域用水以及泳池恒溫、加熱用水。同時(shí)餐飲后勤區(qū)域采用閉式系統(tǒng)回水管網(wǎng)配置回水泵,確保后勤用水的穩(wěn)定供應(yīng)。