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泰尼遠紅外硅晶熱射系統與空氣能熱泵的比較

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泰尼遠紅外硅晶熱射系統與空氣能熱泵的比較

發布日期:2018-06-30 00:00 來源:http://internetstarting.com 點擊:

產品橫列1.jpg別墅橫幅.jpg

2016年隨著北方地區采暖推行煤改電,大城市周邊的一些農村開始享受政府的資金補貼,使用空氣能電鍋爐作為取暖設備。在政府補貼的吸引下,“空氣能”這詞開始火熱起來了。


空氣能電鍋爐實際上就是空氣能熱泵的一種,早在上個世紀七八十年代,西方國家就開始推廣使用了,主要適用對象是遠郊的獨立別墅,幾乎不在市區居民住宅樓使用。


熱泵的工作原理就是空調的反向工作方式,通常分為熱風泵和熱水泵,通稱熱泵。熱風泵就是將從室外空氣中交換出來的熱能以熱風的方式傳入室內,而熱水泵是將交換得到的熱量將水加熱輸入蓄水罐用以采暖。


 

           熱泵室外裝置                   1.凝器冷 2. 膨脹閥 3. 蒸發器 4. 壓縮機


從理論上來說,空氣能熱泵要比普通電鍋爐效率高3-4倍。 如果電鍋爐的效率系數COP=1,空氣能熱泵的COP=3-4。這就是以空氣為熱源的熱泵的最大優點。但是它的應用也是受到環境條件及造價限制的:


1. 理論上說,當室外氣溫低于-15度C,空氣能熱水器的效能系數降低到COP=1,其完全失去了節能效果,變成了一臺電熱鍋爐。而實際使用中,在環境溫度0-5度時,熱泵熱水器的能效系數很難達到理論值。所以說室內外溫差大小決定了空氣能電熱水器節能效果。它實際的工作是將水預熱到一定溫度,在通過電加熱將水溫提升到采暖所需要的溫度。預熱溫度的高低直接影響著COP的數值,當室內外溫差大時,預熱蓄水罐的水溫無法達到理想溫度,不得不用電加熱的方式提升水溫以滿足用戶取暖需求。因此,從地里環境上來說,南方地區比較適合使用空氣能熱水器。


2. 質量好的空氣能熱泵造價很高,不是一般農村居民能消費起的。為了達到較好的使用效果,有時要采用多級壓縮的方式及使用較大的戶外交換裝置,首先城市內的居民樓是沒有空余位置來安裝室外交換器的。農村居民雖然有較大的空閑地方,但個人出錢安裝滿足所有房間的采暖是不現實的。以北京郊區為例,政府低價提供一臺5000瓦空氣能電鍋爐,只能保證100平方米以內的低溫采暖面積,剩余面積要么全額購買一臺要么用其它方式替代。而在其它省份政府未必能補貼1-2萬元來為你埋單。


3. 遇到較冷天氣時,室外交換器產生的冷凝水會結冰,還需要輔助電熱設備進行化凍。當冷凝器和蒸發器管路聚集灰塵后,會直接影響產品的工作效率。戶外裝置是最易老化出毛病的地方,其故障率是比較高的。另外更換零部件時政府還會提供補貼嗎?


4. 為了達到節能目的,必須對建筑的不同位置進行單獨的室溫控制,供暖時間調控。熱泵鍋爐要做到這點是非常麻煩的,通往每個房間的熱水管道必須安裝流量調節閥,室內安裝溫控器。溫控器將室內溫度信號反饋到控制系統,再由控制系統去調節流量閥以達到控制室溫的目的。在一個100-200平方米的建筑中安裝這類控制系統實在是不方便,遠不如普通電采暖的智能溫控器使用起來簡單方便。在水質硬的北方地區,無論你是否做了水處理,在一定的使用時間內,管道及與水相關的部件都會在熱水的作用下產生水垢,使控制失靈。


5. 煤改電中,政府確實在掏腰包為減少農村的燒煤出錢出力。然而許多郊區燒煤用戶并沒有做建筑的節能保溫工作,還是24紅磚墻、水泥屋頂。理由是多少輩子都是這么過來的,怎么便宜怎么做;許多蓋的房子是用來出租的,耗的是租戶的電,與己無關。有的地區政府提供每度二毛幾分錢的采暖優惠電價,采暖用戶當然什么便宜就買什么了,如一些耗電的便宜產品。煤煙是減少了,可是沒有節能減排,非節能建筑冬天散出的熱氣也是形成霧氣的一個原因。


6. 根據調查,許多國產空氣源熱泵在低于-5度時幾乎全靠電來加熱,耗電量一點也不低。所謂的空氣能熱水器更是在零上5度時就不節能了。調查數據顯示,即使在南方濕冷地區,作為地暖熱源,空氣源熱泵的安裝功率密度約為120-130瓦/平方米,每天工作8-10小時,每平方米實際耗電量約為0.8-1.0度,那么120平方米的住宅的每天耗電量為96-120度。當需要比較大的循環熱水量時,還需要增加較大容量的蓄水罐,這又的另外花錢購買。一些廠商號稱產品能在-18度的室外氣溫下工作,但需要加大投資,這又有什么意義呢?如果功率密度配置需要120瓦/平方米,每平方米每天耗電量為1度,這樣的空氣能采暖設備能算作節能設備嗎?節能的花費遠遠大于節能的收益,信價比幾乎為零!


7. 水源熱泵具有較高的能效比,節能效果遠遠大于空氣源熱泵,因為冬天地下水溫能提供10度左右的溫差,使得熱源能量得到保證。其不能廣泛推廣的原因是造價極高,不能到處打井取水。




泰尼遠紅外熱射采暖系統與空氣能熱泵及電暖器的節能對比如下:



摘要

    在美國,通常大多數的民用住宅供暖系統采用的是以空氣為介質的對流形式。而熱射系統,象柔和的陽光一樣將熱能直接傳發到人體或物體上。與傳統的空氣對流形式取暖系統相比較,作為一種新型取暖設備,熱射板可在同樣的環境下將室溫提高三至四度,而且比傳統的熱泵電鍋爐節省33%的能源,比電阻式取暖器節省52%的能源。


*比熱泵式取暖器節能33%    

*比電阻式取暖器節能52%

*減少空氣的滲透和熱量損失。

*模塊化溫控 


下面的文章介紹一項設計案例 

設計方案的目的

通過對泰尼熱射板的性能和舒適程度的評估,以達到與傳統的對流式熱泵型和電阻型取暖器比較的目的。首先我們要做的是證實熱射板生產廠所給出的下列斷言:

*比傳統對流式取暖系統減少10-20%的空氣滲透

*在給定負荷下,與傳統的熱風式和空氣對流式系統相比,極大地降低了安裝容量

*與電阻式取暖器相比,大量地降低了耗電量

*比傳統對流系統大量地減少了能源的花費

*在同樣發熱量的條件下,保證了舒適度并能產生額外的3-4度的熱能效益。


基本原理

泰尼熱射板是一個固態的電熱板,它是由微薄傳導材料及連接在兩層壓電聚酯薄膜之間的銅電極組成的。薄膜的反面貼著是玻璃纖維板,正面覆蓋著膨松紋理狀材料,由鋁框架將整個薄板牢固。熱射板發出99%輸入能量的熱射輸出,即電熱轉換效率為99%。


熱射板應被安裝在房間的天花板上。其功率密度為50瓦/平方英尺,約538瓦/每平方米。可使用110伏,220伏,240伏和277伏的電源,外形尺寸的增減值為30厘米,最大尺寸為1.2米寬,2.4米長。該項技術已被應用在工業(干燥),民用住宅以及商業建筑。

 

實例分析

 

這是一套建于1990年的兩層傳統式住宅,面積約204平方米。選擇它是因為以前這里使用熱風泵式及電阻式取暖系統,能源的使用數據已從這里采集到了。

  生產廠指定了熱射板的數量,尺寸和安裝位置。劃分13個取暖區域,使用16個熱射板。總安裝了16平方米,即整個別住宅的熱能密度為40瓦/平方米。為了測試操作變量,熱能及環境溫度,生產廠為熱射板配置了液壓線性電壓溫控調節器。

為了降低空氣的滲透,必須對熱泵式的取暖系統的輸熱管線進行密封。由于熱能輻射的特性,熱射板的總安裝功率僅為8100瓦,比電阻式取暖系統(20500瓦)和熱泵泵取暖系統(16700瓦)節省了大量的能源。熱泵泵式取暖系統包括兩個電熱泵(一樓2噸,二樓一噸),這是兩個新的空氣對空氣的熱泵系統,是由當地供應商提供的典型標準使用設備。熱泵取暖系統的樓上樓下兩個區域,配置了最新的程控溫度控制器,并能區分周日和周末,以進行使用策略的自動控制。

事前也在這里的所有房間安裝了電阻式取暖器,并對室外溫度對能量消耗的影響進行了量化統計,以便對熱射式和電阻式取暖裝置進行能量消耗的比較。

 

表-1列出了比較的結果:



采暖方式熱泵熱射板電取暖器
年耗電量(度)10764722915108



對熱量的舒適性也進行了評估。熱射板的優點之一是在沒人的地方,可以將溫控器的旋鈕回調。演示的回調溫度是15.5度,前調設置溫度是20度。在10至15分鐘后,評估證人感覺到室溫到達了可接受的程度,30至45分鐘之后,室溫到達了舒適程度。然而,使用者需要一些動作改變,想使室溫達到立即舒適程度,不得不等會;離開的時候,必須將溫控器的旋鈕反轉。最后,經過研究比較,兩個評估證人(使用者)選取了熱射系統。


在使用熱射系統的房間里,溫度的階層要比傳統的對流取暖系統少,平均溫度有最小的從地面到屋頂的溫差。

 


項目研究組織

 

美國住宅建筑商全國委員會屬下有190000會員,其中有50000名會員承建了80%的美國住宅。美國房屋建筑商全國委員會的研究中心,成立于1964年,作為委員會屬下的一個非盈利組織。研究中心共有包括科學家,工程師,經濟師,建筑師及計劃師在內的75名專業人員。該中心在房屋試驗園區修建了許多樣品住宅,以便對與民用建筑有關的創新技術進行評估。

 

經濟性

在通常一個年度的取暖季節內,在本地區使用熱射板所節省的費用展示下面的圖表-2中。

 

表-2列出了能耗,花費及使用熱射板的節省費用


典型的年記錄

   取暖季節
熱射板熱泵系統電阻式取暖器

計算的年耗電量(度)

72291076415108

計算的年取暖費

(按美元0.055/度)
USD398USD592USD831
計算的年耗能節省基數USD194  (33%)

USD433  (52%)


這些數據取自于監視和用于實地研究用的數據采集系統。系統獲取,記錄了樣品住宅中多處取樣節點的熱溫舒適性及能量的消耗。

項目主持及監測組織: 美國住宅建筑商全國委員會研究中心

資助機構:           美國能源部

本文纂稿:           國際能源組織能源散發技術分析研究中心

日期:1999年4月

文件編號:US 99.502/3A.F04, Result 337

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微信:m2482971566



相關標簽:新型取暖設備

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