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一级建造师:空气源热泵机组

来源:233网校 2008年6月1日
  1.4 空气源热泵机组的能耗分析
  1.4.1 供暖季节能耗分析
  1.平衡温度点对空气源热泵机组的制热季节性能系数的影响
  对于选定的空气源热泵机组,当建筑物的热负荷较大时,平衡温度点将增高,使整个供暖季的辅助加热量的增加,从而导致制热季节性能系数降低;当建筑物的热负荷较小时,平衡温度点将降低,导致整个供暖季的辅助加热量的减小。同时,由于负荷的减小,机组有更多的时间处于部分负荷下运行。因此,制热季节性能系数先是增大,然后会有所降低。且在相同平衡点温度下,各地区使用热泵机组具有不同的制热季节性能系数值。
  2.运行方式对空气源热泵机组制热季节性能系数的影响
  一班制时,热泵机组都在白天运行,而白天时的室外气温要高于夜间,这使得在整个供暖季,一班制运行热泵机组的制热季节性能系数要高于三班制运行机组。
  作为一种节能技术,要评价空气源热泵的节能效应,就必须用到一次能利用率E的概念,一次能利用率在这里指的是热泵机组的制热量与一次能耗的比值。空气源热泵机组的一次能利用率的提高,一方面有待于进一步改进技术,提高空气源热泵的制热季节性能系数;另一方面则取决于我国平均发配电效率的提高。
  1.4.2 供冷季节能耗分析
  空气源热泵的供冷季节能耗分析采用负荷频率表法。负荷频率表法是建立在空调负荷与室内外温差大致成比例这一假设基础上的。该方法根据室外空气干球温度出现的年频率数(用于全年运行的空调系统)或季节频率数(用于季节性空调系统)和空调系统的全年或季节运行工况计算出不同室外空气状态下的加热量和冷却量。在计算出冷(热)负荷后,再根据冷(热)源机组的变工况性能表查出相应工况下的供冷(热)季节小时频率值相乘,然后累加,计算出冷(热)源设备的耗能量。
  经过分析,发现供冷季节性能系数与本地区的气候条件是相一致的,因为供冷季节的气候越炎热,室外空气温度越高,空气源热泵的供冷季性能系数将越低。
  1.5 空气源热泵机组与水冷式冷水机组的比较
  1.5.1 占地面积
  单就风冷式制冷机外形尺寸而言,要比水冷式制冷机组的尺寸大,但水冷式制冷机需设置冷却塔和冷却水泵,因此水冷机的综合尺寸较风冷机要大很多。另外,风冷式制冷机一般置于高层建筑的裙楼屋顶或多层建筑的屋顶,其外形尺寸同水冷式制冷机在屋顶设置冷却塔的占地面积相当,这样就节省了在建筑物内因设置了制冷机房而多占用的面积。这在寸土寸金的大城市中尤显优势。
  1.5.2 系统简单
  风冷式制冷机因没有冷却水系统,使制冷系统变得简单化,即省去了冷却塔、冷却水泵和管路的施工安装工作量,也减小了冷却水系统运行的日常维护、保养工作量与维修费用。
  1.5.3 对建筑物美观的影响
  目前大部分建筑物的水冷式制冷机组,均采用冷却塔循环水冷却系统。冷却塔安装在大楼屋面,既影响建筑外观,又与优雅环境不协调。使用冷却塔常常会遭到审美观念较强的建筑师的反对。而风冷式制冷机外形方正,高度一般不会超过3m,比冷却塔要低一半左右,对建筑物外观影响相对较小。而且风冷机还可防止某些冷却塔因瓢水而形成的“晴天下小雨”给人们带来的不便。
  1.5.4 水阻力
  风冷机组水系统的另一特点是,风冷机水侧阻力通常为30~50kPa,远比一般水冷机的水侧阻力80~100kPa要小。
  1.5.5 节水方面
  在空调工程上冷却塔运行中所蒸发与风耗的水量较大,而且无法回收。例如:深圳经协大厦,空调冷却水的补水量是整个大厦中日常生活用水的一倍。而风冷机却无须消耗冷却水。
  1.5.6 部分负荷时的能耗问题
  美国特灵(TRANE)公司曾做过水冷离心式冷水机组和风冷离心式冷水机组在全负荷和部分负荷的耗电量比较:其数据见表1
  表1 水冷机与风冷机耗电量比较
负 荷  制 冷 量
kW 
耗 电 量(kW) 
风冷式  水冷式 
全 负 荷  1160  350  299 
2/3 负 荷  774  204  209 
1/3 负 荷  387  109  154 
  从表中数据可见,在全负荷时,由于风冷式冷水机组的冷凝温度高于水冷式机组,故风冷机的压缩机需要较大的功率,因此风冷式冷水机组耗电量确比水冷机要大,大约大15%左右。但在2/3负荷时两者基本持平,且风冷机耗电量还略低。而在1/3负荷时,风冷机的耗电量远远低于水冷机,大约低30%左右。但由于空调负荷在整个夏季的分布是极不平衡的,甚至在一天之内各时段的负荷也差别很大,故机组在最大负荷下运行的时间是极其有限的,即制冷机大都处于部分负荷下运转,因此使用风冷机的能耗不比水冷机的能耗大。
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