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熱加工車間排熱方案空調(diào)省電十大絕招豪瓦特 空氣源熱泵實例分析
絕招一將空調(diào)設(shè)定在適當(dāng)?shù)臏囟�。空調(diào)在制冷時，設(shè)定溫度每高2℃，就可節(jié)電20％。
絕招二注意保持空調(diào)本身的清潔，特別是過濾網(wǎng)要常清洗。太多的灰塵會塞住網(wǎng)孔，使空調(diào)加倍費力。
絕招三裝修時注意改進房間的結(jié)構(gòu)。要使房間的門、窗保持良好的密封。對一些老式的房間，門窗縫隙較大的，可做一些應(yīng)急性改善；如用膠水紙帶封住窗縫，給門窗粘貼密封條等。室內(nèi)墻壁貼木制板或塑料板，在墻內(nèi)外涂刷白色涂料等，都可減少通過外墻帶來的冷氣損耗。
絕招四現(xiàn)代的房屋大多都采用了大面積的玻璃門窗，以增強房屋的采光效果，但這些玻璃卻是影響空調(diào)制冷效果的重要因素。解決的辦法是：在玻璃窗外貼一層透明的塑料薄膜或者是采用不透光的遮陽窗簾。遮住日光的直射，可節(jié)電約5％。
絕招五合理運用電風(fēng)扇，加強室內(nèi)的空氣流動，可以有效增強制冷的效果。有的房間較大或者形狀狹長，普通的空調(diào)由于送風(fēng)距離不夠遠(yuǎn)，影響房間的整體制冷效果，幾十百把塊錢的電風(fēng)扇將在這種情況下大顯身手。
絕招六選擇制冷功率適中的空調(diào)。一臺制冷功率不足的空調(diào)，不僅不能提供足夠的制冷效果，而且由于長時間不斷地運轉(zhuǎn)，還會減短空調(diào)的使用壽命，增加空調(diào)產(chǎn)生使用故障的可能性。另外，如果空調(diào)的制冷功率過大，就會使空調(diào)的恒溫器過于頻繁地開關(guān)，從而導(dǎo)致對空調(diào)壓縮機的磨損加大；同時，也會造成空調(diào)耗電器的增加。
絕招七連接室內(nèi)機和室外機的空調(diào)配管盡量短且不彎曲，即使不得已必須要彎曲的話，也要保持配管處于水平位置。
絕招八出風(fēng)口保持順暢。不要堆放大件家具阻擋排熱，增加無謂耗電。最值得注意的是，空調(diào)省不省電，要看每款空調(diào)的能效比，能效比越高越節(jié)能。
絕招九壁掛機安裝的位置稍高些，柜機的導(dǎo)風(fēng)板的位置調(diào)置為水平略向上的方向，都會令制冷的效果更好。
絕招十戶外機的安裝位置也很重要。最好安裝在陰暗、通風(fēng)良好的地方，因為空調(diào)機其實是個“熱量”搬運器，制冷時，是把室內(nèi)的熱量搬到室外，所以，室外機在溫度低的環(huán)境中排熱自然良好，室內(nèi)的制冷效果也就更好。
摘要：本文以實際設(shè)計工程為實例，在洗浴及生活用熱水方面提出了一種采用空氣源熱泵熱水工程形式，介紹了其工作原理和各組成部分的設(shè)計要求，并對設(shè)計方案進行了綜合分析、比較，從而得出結(jié)論：用空氣源熱泵熱水工程取代鍋爐的確是一個經(jīng)濟合理的方案。這種無需設(shè)計專用機房、無污染又安全、全年綜合節(jié)能率70%以上的制熱水方式，是一種實用的環(huán)保節(jié)能技術(shù)，值得大力推廣。
關(guān)鍵詞：空氣源 熱泵 熱水工程
引言
隨著經(jīng)濟的發(fā)展，能源緊張以及環(huán)境保護問題亦日益突出，近年來，上海市的不少賓館都實施了“煤改氣（油、電）”的環(huán)保政策，但卻造成了洗浴熱水費用升高，我們寶山賓館冬季高峰時單此項費用就高達(dá)3萬余元每天，如何更多更好地利用自然能源，特別是低品位能源，避免和減少環(huán)境污染，緩和能源緊張問題早已是人們所關(guān)注的課題。有些賓館為了降低洗浴熱水的成本，安裝了真空管式太陽能熱水工程，靠太陽光的直射來產(chǎn)熱，是解決了環(huán)保問題，也相應(yīng)降低了部分時段的洗浴熱水成本，但據(jù)上海市近三年的氣象資料表明，本市每年有近半年時間為多云與陰雨天，此氣候條件下還是要靠電熱管輔助加熱，而用電直接加熱水時的費用比鍋爐還高（每噸水溫升40℃達(dá)30多元），且需提供足夠大的樓頂安裝采光面積，有一定的局限性。太陽能是大自然賦予人類取之不盡的清潔能源，充分利用它服務(wù)于人類的生產(chǎn)、生活，是人們長期以來的愿望�？諝庠礋岜脽崴こ叹褪潜容^理想的太陽潛能（空氣能）的利用方式之一，為此，我們賓館在鵬悅總經(jīng)理與一班領(lǐng)導(dǎo)層的決策下，責(zé)成保障部于中全經(jīng)理牽頭成立了由季建明、任海軍、俞明發(fā)、葉國亮、張兵等工程技術(shù)人員組成的QC攻關(guān)小組，于2004年下半年開始進行了這方面的探索。
1.熱泵與熱泵的工作原理
熱泵技術(shù)是近年來在全世界備受關(guān)注的新能源技術(shù)，目前較多地應(yīng)用于冷暖空調(diào)機。日常生活中泵的應(yīng)用很多。泵是一種提高位能的裝置，根據(jù)用途不同有水泵、氣泵、油泵等。水泵主要是提高水位或增加水壓；氣泵主要是增加氣壓；油泵主要是用于供油工程和油壓設(shè)備。人們使用的打氣筒也是一種簡單的注復(fù)式氣泵。這些泵都是對接觸的物質(zhì)直接作功。
“熱”不是物質(zhì)，而是能，廣泛的存在于自然界中的各類質(zhì)的物體中，這些物質(zhì)，我們認(rèn)為是熱的載體，載體可以是固體（如金屬）、液體（如水）、也可以是氣體。熱的傳遞方式有對流、傳導(dǎo)和輻射�！盁帷北仨毻ㄟ^載體攜帶并傳遞，不同載體主要傳遞方式不同。熱泵顧名思義就是泵熱的裝置。按照新的國際制冷辭典的定義，熱泵是以冷凝器放出熱量來供熱的制冷工程。熱泵按工作原理可以分為蒸氣壓縮式、氣體壓縮式、蒸氣噴射式、吸收式、電熱式、半導(dǎo)體式和電化學(xué)式多種。而目前應(yīng)用最普遍的應(yīng)當(dāng)是蒸氣壓縮式熱泵。它的工作主要是靠電力驅(qū)動的壓縮機使熱泵工質(zhì)在壓縮機、熱交換器、節(jié)流裝置等部件組成的閉合回路工程中進行循環(huán)，通過工質(zhì)狀態(tài)的相變，將低品位熱能轉(zhuǎn)化為高品位熱能。低端吸熱制冷，高端放熱制熱，周而復(fù)始的循環(huán)得到的是制冷又制熱的雙重效應(yīng)，目前較多的應(yīng)用于冷暖空調(diào)。
熱泵工程的工作原理。蒸發(fā)器吸收熱后，其工質(zhì)蒸發(fā)生成的高溫低壓過熱氣體在壓縮機中經(jīng)絕熱壓縮變?yōu)楦邷馗邏旱臍怏w，經(jīng)冷凝器定壓冷凝為低溫高壓液體（放出汽化熱，而制熱）。液態(tài)工質(zhì)經(jīng)降壓絕熱節(jié)流為低溫低壓液體，再進入蒸發(fā)器定壓吸收熱源熱量，并蒸發(fā)變成過熱蒸氣重復(fù)下一個循環(huán)。所以利用熱泵熱水機釋放到水中的熱量不是直接用電加熱產(chǎn)生出來的，而是通過熱泵熱水機把熱源搬運到水中去的。利用少量高品位的電能作為驅(qū)動能源，從低溫?zé)嵩锤咝盏推肺粺崮懿鬏斀o高溫?zé)嵩�，達(dá)到了“泵熱”的目的。熱泵技術(shù)也是一種提高能量品位的技術(shù)，它不是能量轉(zhuǎn)換的過程，不受能量轉(zhuǎn)換效率極限100％的制約，而是受逆卡諾循環(huán)效率的制約。其搬運的能力與投入熱泵的電能之比稱為制熱性能系數(shù)又稱能效比（用CDP來表示）。
其理論效率為:(工作溫度＋273)/溫升△T。當(dāng)工作溫度25℃、△T為20℃時，理論制熱系數(shù)就可以達(dá)到COP理＝15。但是實際當(dāng)中，電動機效率＝0.95，壓縮機效率＝0.8，換熱器效率＝0.9，工程效率＝0.8，則總效率為0.95×0.8×0.9×0.8=0.55.COP實＝15×0.55=8.25。這就是說投入1KW的電能來搬運熱量，理想最高可以搬運8.25KW的熱量。
2.空氣源熱泵熱水工程的優(yōu)勢
空氣源熱泵熱水工程就是把空氣作為低品位熱源，通過查閱大量的文獻(xiàn)資料得知與常規(guī)熱水產(chǎn)熱工程相比，空氣源熱水工程具有以下優(yōu)勢：
2.1資源豐富。地球上百分之九十幾的能量是來自太陽的，太陽能數(shù)量巨大，且取之不盡用之不竭，一系列的常規(guī)能源，譬如煤炭、石油都是太陽能長期轉(zhuǎn)換的結(jié)果，而這只是相當(dāng)小的一部分能量。另外一大部分能量都以地流熱、輻射熱等形式存在于空氣中。空氣源熱泵熱水工程就是將空氣中的這些熱量和其他低溫?zé)嵩粗袩o法利用的潛熱及工業(yè)排放的廢熱通過泵搬運到水中去，從而使水變熱。
2.2技術(shù)的日趨成熟。國際上美國空氣源熱泵熱水器已經(jīng)有20多年歷史了，澳大利亞也在15年前就開始研制同類產(chǎn)品，國內(nèi)雖然起步較晚，但在國家重點扶持和科研、生產(chǎn)部們的不斷努力下，目前空氣源熱泵熱水機的生產(chǎn)已初具規(guī)模，部分廠家產(chǎn)品已達(dá)到或超過國際先進水平，空氣源熱泵熱水機的產(chǎn)業(yè)化和產(chǎn)品質(zhì)量的提高，為我們的嘗試提供了條件。
2.3優(yōu)越的經(jīng)濟性�？諝庠礋崴こ汤煤苌俚碾姲徇\幾倍的熱量，年節(jié)約率高達(dá)80%以上。2.4良好的實用性�？諝庠礋岜脽崴こ滩捎玫氖侨莘e式儲熱方式，在短時停電停水的情況下可連續(xù)供熱水，且費用低于常規(guī)熱水工程，連續(xù)供水還可減少管道腐蝕，延長管道壽命并保證水質(zhì)清潔。2.5無以倫比的環(huán)境效益�？諝庠礋崮苁菬o污染能源，這是其它能源所無法比擬的，在環(huán)境污染日趨嚴(yán)重的今天，這一點更為重要。
3.探索過程
3.1熱泵機組的選定空氣源熱泵熱水機組，顧名思義關(guān)鍵在于熱泵。要靠熱泵把存在于空氣中的低品位熱能搬運到水中去來把水加熱，一就要求壓縮機能承受高溫高壓；二要求有較大換熱表面積的蒸發(fā)器，與空氣接觸的表面積越大，在同等條件下能搬運到的熱能就越多，能效就會越高越節(jié)能；三是高性能的搬熱的工質(zhì)（也稱冷媒），要能在嚴(yán)寒的冬季把寒冷的空氣中低品位的熱能采集提高搬運到水中去，要求工質(zhì)的兩態(tài)（液態(tài)與氣態(tài)）轉(zhuǎn)換溫度點要低于-25℃，同時要能產(chǎn)生65℃的熱水又要求工質(zhì)的臨界壓力要低，否則壓力太高對壓縮機不利或使壓縮機進入高壓保護而制不了高溫?zé)崴�。對照以上三項以及廠家產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝、質(zhì)量保證、售后服務(wù)等諸多因素最終選定了由世界太陽能協(xié)會理事、中國空氣源熱泵熱水機發(fā)起人韓廣田老師研發(fā)的豪瓦特?zé)岜脽崴畽C組，因該廠家機組采用的美國谷輪壓縮機和比同行業(yè)同類產(chǎn)品增大到1.5倍表面積的蒸發(fā)器，特別是該機組采用的是其自己獨特配方的混合工質(zhì)，打破了其他品牌機組用R22或R417等單一工質(zhì)只能制到55℃熱水與適應(yīng)不了-5℃以下環(huán)境的極限，產(chǎn)生65℃熱水時壓縮機壓力為22Kg，其他品牌的同類產(chǎn)品到55℃時壓縮機壓力就超過此值了。為了慎重起見，我們于廠家聯(lián)系定在較寒冷的2004年12月初在我們賓館先安裝了一只日產(chǎn)2噸65℃熱水的小工程進行過冬論證，到2005年4月得出數(shù)據(jù)表明：在最惡劣的寒冬用此機組制一噸熱水的總費用為7.32元，較用然氣鍋爐的28.93元節(jié)約了近75%。
3.2工程方案論證與實施
3.2.1工程方案的論證熱泵熱水機組必須由主機和水箱，循環(huán)泵組成，通過循環(huán)把主機產(chǎn)熱帶入水箱，對水箱的水逐漸升溫加熱，水工程的工作情況，直接影響到整體效果，所以我們稱之謂熱泵熱水工程。常用的工程有直接大循環(huán)式和定溫放水式兩種不同形式。直接大循環(huán)又有一次加水加熱放水和不間斷使用補水兩種。定溫放水由加熱水箱和儲熱水箱組成，加熱水箱有不承壓定溫完全放水和承壓不間斷自動補水頂水放水式兩種。這些工程各有優(yōu)缺點，我們分析了2T熱泵熱水小工程的特性，發(fā)現(xiàn)在加熱的過程中，水溫越低能效比COP值越高，隨著水溫的升高COP值在降低，相同外部工況下同等的水從20℃加熱到50℃時段與50℃升高到60℃時段所耗用的能量接近。最后選用用加熱水箱定溫全放水方式，控制工程雖然較復(fù)雜，但每加熱一箱水都是從冷水初始溫度到設(shè)定溫度全過程加熱充分發(fā)揮熱泵輸入功率隨溫升變化的特點COP值較高，節(jié)能效果明顯。加之冬季機組間斷工作不易結(jié)霜。
3.2.2改造的目標(biāo)與方向。有了2噸小機組過冬的數(shù)據(jù)與基礎(chǔ)，在賓館領(lǐng)導(dǎo)的決策下，我們首先選定了賓館職工浴室與食堂用熱水作為節(jié)能改造的方向；目標(biāo)是結(jié)合浴室采用智能磁卡工程與利用夜間低價谷電，力爭使節(jié)能改造后年平均綜合節(jié)約率達(dá)80%（詳見下表）。
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