從空氣中獲取能源 讓供暖制冷零污染

空氣源熱泵應(yīng)用工作原理圖

空氣源熱泵機組是依據(jù)逆卡諾循環(huán)原理，通過少量電能，將空氣中的低品位熱能提升為可供采暖、空調(diào)及生活熱水使用的高品位熱能的裝置。

嘉孚科技空氣源熱泵的魅力不僅在于節(jié)能，更為重要的是消除鍋爐煙氣對環(huán)境的污染，使用起來更加安全，保護和凈化人類賴以生存的自然環(huán)境。

萬龍滑雪場安裝了5臺嘉孚二氧化碳超低環(huán)溫空氣源熱泵設(shè)備

進入夏季，很多地方已經(jīng)顯現(xiàn)出了高溫過夏季的苗頭，連續(xù)的30+℃讓人們進入了酷暑狀態(tài)。另一方面，原“計劃”會在夏季消失的霧霾并沒有聽話，依然時不常的前來騷擾一下，讓人煩不勝煩。5月20日，北京最高氣溫升至30℃，空氣質(zhì)量卻變?yōu)樗募壷卸任廴?。想要安心又安全地度過夏季，制冷強勁的空調(diào)少不了，而干凈的空氣卻更為重要……

跨臨界二氧化碳超低環(huán)溫空氣源熱泵系統(tǒng)，不但保證了制冷的功效，同時沒有污染物排放，兼顧了節(jié)能環(huán)保。北京嘉孚科技有限公司董事長陶杰說，北京嘉孚科技有限公司與國內(nèi)頂尖的制冷與低溫工程學(xué)科專家組成研發(fā)團隊，自主投入研發(fā)，針對我國北方寒冷地區(qū)建筑不同的供暖、制冷、制熱水需求，研發(fā)了包括兩大系列6個產(chǎn)品的超低環(huán)溫空氣源熱泵系列產(chǎn)品，其中跨臨界二氧化碳超低環(huán)溫空氣源熱泵，突破了高回水溫度時制熱能效低等關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，在-35℃條件下供熱穩(wěn)定，屬國內(nèi)首創(chuàng)，國際領(lǐng)先;與電供暖相比，用電量僅為前者的1/3;較之普通空調(diào)，制冷要節(jié)能40%以上。而且，還能直接“對接”現(xiàn)有的空調(diào)設(shè)備或暖氣片，方便且零污染。

用好“大自然能量的搬運工”

空氣源熱泵有“大自然能量的搬運工”的美譽。不需要燃煤或燃油，利用蒸汽壓縮制冷循環(huán)工作原理，以空氣中無處不在的低溫?zé)嵩礊橹鲃恿?，通過少量電能驅(qū)動壓縮機運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)移，制暖或制冷。不但保證采暖和制冷的功效，同時沒有污染物排放，兼顧了節(jié)能環(huán)保，屬清潔的可再生能源。

西安交通大學(xué)教授曹峰介紹，跨臨界二氧化碳空氣源熱泵，利用二氧化碳的超臨界特殊物性可以把水溫加熱到70℃以上，這是普通空氣源熱泵無法企及的;但高回水溫度工況下性能差是跨臨界二氧化碳空氣源熱泵需要克服的短板。北京嘉孚科技有限公司開發(fā)的跨臨界二氧化碳空氣源熱泵技術(shù)，采用能量平衡等方式有效解決了該“短板”。高水溫出水、低溫度回水使北京嘉孚跨臨界二氧化碳熱泵系統(tǒng)供暖效果大幅提升。同時，由于采用二氧化碳作為制冷劑，獲得方便、對環(huán)境無污染。跨臨界二氧化碳空氣源熱泵在集中供熱網(wǎng)和天然氣管道不能覆蓋地區(qū)建筑的供暖、供冷及生活熱水領(lǐng)域具有巨大發(fā)展空間，便于分戶管理，更容易實現(xiàn)行為節(jié)能，屬于可再生能源的范疇。

陶杰說，傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)可以在-5℃以上的環(huán)境供暖;由于嚴寒地區(qū)空氣中熱量較難提取，現(xiàn)有的低溫空氣源熱泵能在-15℃以上的環(huán)境供暖;嘉孚跨臨界二氧化碳超低環(huán)溫空氣源熱泵系統(tǒng)，實現(xiàn)了在-35℃以上環(huán)境的穩(wěn)定供暖。

據(jù)統(tǒng)計，全世界目前約有350萬臺熱泵熱水器采用二氧化碳作為制冷劑，其中日本作為主要消費國占據(jù)了新生產(chǎn)的家庭用熱泵熱水器98%市場份額，其每年的產(chǎn)量約為50萬臺。在國內(nèi)，近年來，浙江、上海、廣東、江蘇、北京等地方均已出臺相應(yīng)的鼓勵和補貼政策，把空氣源熱泵產(chǎn)業(yè)列入清潔可再生節(jié)能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，作為節(jié)能減排的重要推廣項目等。

裝備不一樣的冬奧會賽場

6月13日，北京中軸線上246.8米高的標志性建筑被正式命名為北京奧林匹克塔，并懸掛起永久性奧運五環(huán)標志。國際奧委會主席托馬斯·巴赫在見證北京奧林匹克塔落成的致辭中說，他堅信，中國將在2022年舉辦一屆卓越的冬奧會。2022年冬奧會“日漸升溫”，舉辦地北京和河北張家口則正在積極籌備場館建設(shè)。

滑雪場是冬奧會比賽最重要的硬件設(shè)施之一，“我們感覺非常自豪，因為我們突破技術(shù)瓶頸研發(fā)的產(chǎn)品，為保障冬季奧林匹克運動會場館的正常、高效、節(jié)能運行貢獻了力量，我們通過自己的雙手裝備了與其他國家不一樣的冬奧會滑雪場。”陶杰說。

河北張家口市崇禮縣的萬龍滑雪場是2022年冬奧會的場館，冬季最低溫超過-35℃。萬龍滑雪場六索雪具大廳海拔約1600米，建筑面積1328.12平米，建筑高度9米。由于采光及視野要求，建筑外立面80%為普通雙層非斷橋玻璃窗，屋頂材料也均為玻璃，散熱量極大;此外，雪具大廳南側(cè)外門采用無門斗自動門，每次開關(guān)門時間約15秒，外門開啟頻繁，冷風(fēng)侵入耗熱量也是極大。

由于萬龍滑雪場周邊建筑少，沒有輸氣管道，雪具大廳使用電鍋爐供暖，但熱源配置只能提供建筑熱負荷的三分之一，而且耗電量大。特別是當室外溫度低于-10℃時，大廳內(nèi)的溫度基本僅為1—2℃。下雪天時，還會在大門內(nèi)側(cè)形成積雪，阻礙外門開關(guān)。

陶杰說，六索雪具大廳安裝了5臺嘉孚二氧化碳超低環(huán)溫空氣源熱泵設(shè)備，在該地區(qū)環(huán)境溫度下，維持40—45℃的穩(wěn)定出水，分別負擔地板采暖系統(tǒng)與風(fēng)機盤管系統(tǒng);同時該熱泵設(shè)備還能提供60—75℃的穩(wěn)定出水，負擔熱風(fēng)幕系統(tǒng)的正常運行。經(jīng)過一年多時間運行，在冬季采暖季該建筑室內(nèi)溫度平均約達22℃;另外，空氣源熱泵機組運行成本低，2.6年就可收回投資成本。

萬龍滑雪場有關(guān)負責(zé)人也表示，在最冷環(huán)境下，嘉孚二氧化碳超低環(huán)溫空氣源熱泵設(shè)備與其他供暖方式相比，節(jié)電約2/3。

一機兩用冬季供暖夏季制冷

運行費用低，節(jié)能效果好是超低溫空氣源熱泵的重要特征，嘉孚超低環(huán)溫空氣源熱泵在這方面表現(xiàn)尤為突出。據(jù)測算，以內(nèi)蒙古海拉爾地區(qū)一座530平方米建筑為例，采用嘉孚空氣源熱泵技術(shù)設(shè)備投資約38.8萬元，年運行費用(電力消耗)5.04萬元。采用普通供熱/制冷技術(shù)，供暖設(shè)備投資14萬元，制冷空調(diào)投資10萬元，年運行費用(燃料消耗和人工費用)10.68萬元。使用嘉孚超低環(huán)溫空氣源熱泵，3年左右就可收回投資。并且，據(jù)國家權(quán)威機構(gòu)產(chǎn)品檢測院檢測認證，嘉孚超低環(huán)溫空氣源熱泵在-15℃時制熱能效，性能優(yōu)于日本及歐洲同類產(chǎn)品。

而與現(xiàn)有的供暖或制冷系統(tǒng)“對接”的便捷優(yōu)勢，也是嘉孚超低環(huán)溫空氣源熱泵的另一個獨有技術(shù)“標簽”，而且，這一優(yōu)勢讓使用者幾乎無需增加投資，成本很低。

不管是集中還是分戶供暖管道是蓋房子時就預(yù)埋在建筑物里的，要對之進行改動就需拆墻，影響住戶。嘉孚超低環(huán)溫空氣源熱泵可直接“對接”暖氣片，對既有建筑供暖管道不需要做任何改動更換，用空氣源熱泵直接替換燃煤或燃油鍋爐即可。北京嘉孚科技公司與西安交通大學(xué)等合作，開發(fā)了能專業(yè)訂制的低成本、高能效的熱/冷能需求整體解決方案。

“超低環(huán)溫空氣源熱泵可接各式風(fēng)機盤管、地暖管，既能滿足僅有供暖需求的嚴寒地區(qū)穩(wěn)定、高效、節(jié)能的供暖，還能同時解決需要冬季供暖和夏季制冷的地區(qū)的用戶，實現(xiàn)一機兩用。”陶杰說。