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          節能中長期專項規劃
          2015-06-29 11:15:33|點擊次數:



          熱電聯產摘要:通過對目前所用各種清潔能源及其制冷、供熱形式的分析得出熱泵利用具用良好的節能效果,有巨大的發展潛力。同時進一步分析了與熱泵有關的各種問題,為全面了解熱泵的應用及熱泵的開發、利用作了初步探討。

          關鍵詞:清潔能源熱泵cop節能效果

          0引言

          隨著人們對環保觀念的加強,同時也為了適應可持續發展戰略的要求,如何有效地選取清潔能源及在此基礎上有效地組織制冷、供熱方式成為眾多專業人士關心的話題,下面就這些問題進行分析以供大家參考。

          目前在制冷供熱中常采用的清潔能源形式有:(1)電能;這是目前的主要利用能源;(2)各種工業余、廢熱、太陽能、熱電聯產熱及環境熱(空氣、江、河、湖、泊水中儲存熱能);(3)天燃氣、石油等產生的燃燒熱。

          從能源有效利用角度看,須遵循能量梯級利用原則,盡可能利用低品位的能源及各種可再生的能源制冷、供熱。對于需要燃燒產生熱能的情況則應先做功發電后再用余熱制冷、供熱即熱電聯產。因此上述的第二種能源方式無疑是最理想的,但受自身溫度的限制需借助上述第一種或第三種能源方能加以充分利用。

          目前常用的制冷、供熱方式可分為三類:(一)以氟立昂為冷媒的壓縮式制冷;(二)鍋爐供熱、熱電聯產供熱;(三)利用低品位能的空氣源熱泵及水源熱泵、利用天燃氣、廢熱的吸收式熱泵。

          1各種方式的工作原理及發展現狀:

          第一類的工作原理:以電能消耗驅動壓縮機運轉改變制冷劑的相變吸收室內熱量降低室溫。這是目前最常用的制冷形式,此種方式在

          發展中存在兩大隱患:(1)該方式將消耗大量電能,而從我國未來若干年的發展看,電能的供給量將不能滿足需求,而制冷耗電量約占總耗電量的30%;(2)氟立昂作為臭氧層破壞的主要物質,將在2030全部停止使用,因此必須盡快尋找新的制冷劑。

          第二類的工作原理:用電能或天燃氣、石油的燃燒加熱水來提高室溫。這是冬季供熱的主要方式。其中以天燃氣為燃料最具有發展潛力,但這種方式的最大缺陷在于僅能供熱不可制冷,并不能減輕夏季高峰期的用電量。

          第三類的工作原理:空氣源熱泵及水源熱泵均為靠消耗高位能拖動低位能向高位的轉化。吸收式空調機也是利用熱泵原理工作的。由于這種方式既可制冷又可供熱實現了一機兩用,低位能在全年得到了很好的利用所以近年來得到了廣泛使用,也將是今后制冷、供熱中的主導方式。

          2熱泵的基本特性分析:

          2.1熱泵的性能系數及影響因素:

          cop=

          熱泵循環近似于逆卡諾循環,則對夏季制冷用熱泵有:

          cop=

          Q1--吸收的熱量

          W--驅動熱泵消耗的能量

          同時兼有制冷機與熱泵功能的聯合循環機有:

          cops===1+2cop

          Q2--向高溫處放出的熱量

          影響熱泵cop因素有:高低溫熱源溫度及二者的差值。Cop隨著低溫源溫度的降低而降低,隨著高溫源溫度的升高而降低。同時低溫源溫度變化帶來的影響超過了高溫源溫度的影響,因此盡可能選用較高的低溫熱源。對于兼有制冷與熱泵功能的聯合循環機,可同時向用戶提供熱水和冷水,能夠獲得最高的能量效果。

          2.2熱泵系統的能源利用率:

          人門往往認為cop高的熱泵其能效比就高,其實對采用不同高位能源的熱泵而言cop不具有可比性,因為電能、液體燃料、氣體燃料均可作為低品位能向高品位轉換的附加能量,但其價值不一樣,電能通常由其它初級能源轉變而來,轉變中必然存在損失,即使cop值相同所消耗的初級能源也未必相同。為此提出熱泵的能源利用率來評價熱泵的節能結果。

          PER(primaryenergyratio)=

          PER--能源利用率

          下面分析不同能源驅動時熱泵的PER:

          2.2.1電能驅動熱泵:設發電機發電效率為y1,輸配電效率為y2,則這種熱泵的能源利用率為:PER=cop*y1*y2。目前凝汽式火力發電站的發電效率y1=0.25~0.35,輸配電效率y2=0.9,若取y1*y2=0.27,cop=3,則:PER=0.81。其能流過程見圖(1)。

          3.3熱泵系統由開式冷卻塔、換熱器、雙管封閉水系統、熱泵、循

          環泵、輔助加熱器組成。(見圖4)對水源熱泵來說,水源的使用溫度為15℃-35℃冬季當水溫低于15℃時需要加輔助加熱器夏季當水溫大于35℃時應用冷卻塔冷以維持系統正常。整個水源熱泵系統循環如圖

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