燃氣熱泵采暖熱源分布式供熱分解

來源：原創(chuàng)瀏覽量：載入中...發(fā)布時間：2020.10.29

2017年全國各地紛紛出臺“煤改電”、“煤改氣”政策，新型節(jié)電、節(jié)氣供熱設備成為眾多供熱企業(yè)持續(xù)從事供熱事業(yè)的方向。本文主要介紹了燃氣空氣源吸收式熱泵（以下簡稱“燃氣熱泵”）的原理以及在初投資低、運行費低、排放低和對抗投資風險能力高、對抗入住率不穩(wěn)定能力高、分布式供熱應用中的優(yōu)勢。

關鍵詞：

氨-水吸收式循環(huán) 燃氣空氣源吸收式熱泵 分布式供熱

1引言

當前，我國“煤改氣、煤改電”很多城市普遍采用的供熱熱源方式為燃氣鍋爐、燃氣壁掛爐和電空氣源熱泵，然而在運行過程中暴露出了許多問題。

1.1運行費高

煤改后采暖運行費由二十多元猛增至三十多至六十多元。以燃氣壁掛爐為例，普遍運行費在40~50多元。集中供暖的燃氣鍋爐采暖費也在三十多元。嚴重拖累供暖企業(yè)及政府，供暖企業(yè)入不敷出，政府為保民生項目推出補貼，拖累地方財政。

1.2排放高

根據(jù)國家燃氣鍋爐排放要求，燃氣鍋爐二氧化硫排放在50mg/m3，氮氧化物排放在150~200mg/m3，顆粒物排放濃度在20mg/m3，煙氣黑度≤1。如全部煤改后其規(guī)模和體量也是不能回避的。

電空氣源熱泵使用電為驅動能源，在采暖區(qū)域的華北及東北區(qū)域，普遍使用火力發(fā)電，電做為二次能源也是使用煤這種一次能源轉換來，采暖更改后，增加電量使用，增加火電廠的污染，污染依舊存在。

2分布式供熱技術

所謂“分布式供熱”，就是把過去一個城鎮(zhèn)只有一個供熱中心、一個大集中的熱源點，因地制宜地改變?yōu)榉纸ㄈ舾蓚€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(huán)境。從技術層面來說，這種“分布式集中供熱”模式，不需要過去那樣的大鍋爐、大煙囪、大管網，可以節(jié)約煤炭1／3，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(xiàn)分布布點、隱身供熱，克服了目前大集中供熱的許多弊病，使煤更省、氣更凈、價更低、熱損耗更小、環(huán)境更美好?！?】

由于分布式供暖系統(tǒng)是在小區(qū)內或每棟樓內完成系統(tǒng)循環(huán)，所以這種系統(tǒng)網規(guī)模小，無需換熱站，熱損失和動力消耗小，易克服水力失調，節(jié)約能源 。所以分布式供熱系統(tǒng)必會成為將來供熱科技的潮流。

3燃氣空氣源吸收式熱泵原理

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

吸收劑循環(huán)為：在發(fā)生器中，氨水濃溶液被燃氣加熱，氨氣從溶液中不斷蒸發(fā)出來后溶液濃度降低，成為稀溶液。稀溶液經節(jié)流閥進入吸收器。在吸收器中，稀溶液吸收來自蒸發(fā)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(fā)生器提餾段，一部分進入降膜式吸收器的GAX高效換熱器進行熱交換。兩部分濃溶液在換熱后都回到發(fā)生器，進入下一個吸收劑的循環(huán)。

制冷劑循環(huán)為：在發(fā)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(fā)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(jié)流后進入翅片換熱器（蒸發(fā)器），吸收空氣中的熱量轉化為氨氣，經過冷器變?yōu)檫^熱的氨氣，然后進入吸收器被稀溶液吸收，變?yōu)闈馊芤罕槐幂斎氚l(fā)生器，進入下一制冷劑的循環(huán)。

圖1 燃氣熱泵原理

系統(tǒng)能源輸入：高溫熱量供給發(fā)生器加熱Q1+低溫熱量供給蒸發(fā)器Q2

系統(tǒng)熱量輸出：冷凝熱Q3+吸收熱Q4

在吸收式系統(tǒng)中：Q2≈Q3、Q1≈Q4 COP=(Q3+Q4)/Q1≈1+Q2/Q1

燃氣熱泵采用吸收式熱泵技術，以天然氣作為熱源驅動機組工作，機組通過蒸發(fā)器吸收空氣中的熱量，將燃氣熱能與空氣能的完美結合，高效制熱機組（機組的COP=1.8）【2】。

4燃氣熱泵供熱優(yōu)勢

4.1投資低

耐低溫 衰減少 投資低：燃氣熱泵能在-30℃正常運行，衰減少，輸出功率大，相同負荷所用設備少，投資低。

無霜 無衰減 投資低：燃氣熱泵采用無霜技術，在最惡劣的0℃95%環(huán)境下基本不結霜。機組無結霜衰減，選用設備少，投資低。

無需二次熱網 投資低：可直接安裝在建筑屋頂對單樓供暖，無需二次熱網，投資低。也可多臺拼接。

模塊組合 無極調節(jié) 投資低：機組采用模塊化組合方式，無極調節(jié)，單機、多機均可運行，有效降低投資。

4.2運行費用低

使用更便宜的一次能源（天然氣），運行費用低；

使用免費空氣能，COP高達1.8，運行費用低；

無結霜衰減，運行費用低；

燃氣熱泵可直接安裝在建筑屋頂直接單樓供暖，無大規(guī)模供熱管網和二網的熱量損失，運行費用低；

燃氣熱泵使用無霜和耐低溫技術，提高了機組對抗高濕低溫環(huán)境能力，大大減少了對天然氣的需求，運行費用更低；

燃氣熱泵模塊化組合，無極調節(jié) 很具室內用熱需求，增加機組數(shù)量，無極調節(jié)制熱量，控制出水溫度，避免熱量浪費，進一步降低運行費。

4.3排放低

燃氣熱泵使用熱泵原理，天然氣消耗量只有傳統(tǒng)燃氣鍋爐的45%左右，排放量由此減少了55%，排放低。

燃氣熱泵采用先進的預混燃燒技術，是氮氧化物的排放達到了國際先進水，排放更低。

4.4對抗投資風險能力高

燃氣熱泵在建筑完成后才分布安裝的特性，能有效提高客戶對抗投資風險的能力，降低資金成本。

4.5對抗入住率不穩(wěn)定性能力高

入住率不穩(wěn)定是供熱公司經營好壞的關鍵因素，是經營殺手。

燃氣熱泵模塊組合方式和單臺無極調節(jié)的能力，從根本上提高供熱公司對抗入住率不穩(wěn)定的問題，提高對入住率的適應性，便不可控為可控，提高了盈利的穩(wěn)定性。

備注：

1、燃氣燃燒過量空氣按照1.3，即燃燒1m3天然氣產生13.38m3廢氣。

2、燃氣鍋爐系統(tǒng)供熱效率按照85%，排放標準按照北京地區(qū)。

3、電空氣源系統(tǒng)采暖按照采暖期綜合cop=1.7，煤電轉換1Kw.h電=350g煤，煤燃燒1kg產生1.867m3廢氣，排放標準按照國家火電廠排放標準。

6結束語

燃氣空氣源吸收式熱泵分散式供熱相較于燃氣鍋爐和電空氣源熱泵具有顯著的優(yōu)勢，節(jié)約了資源、降低了運行費用、減少了排放，更是響應了國家“煤改氣”的號召，為環(huán)保工作做出了巨大貢獻。燃氣熱泵的問世必將掀起一個嶄新的分散式供熱浪潮。更多關于燃氣熱泵信息可關注虎博電子。

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