煤改電,空氣能熱泵遇上暖氣片怎么辦?
目前為止,整個北京市的總采購量有望在25~30億,在很多人眼里的名副其實的大金礦。市場容量大,政府補(bǔ)貼多,而且一做就可能是幾百套、上千套。事實上,在這些看得見的“光鮮”背后,困難也不在少數(shù)。
北京煤改電實則挑戰(zhàn)很大
北京農(nóng)村“煤改電”項目大多都是改造工程,民房大都在100~150平米,高度一般在3米左右,多采用燒煤和暖氣片采暖。只有少部分是新建的節(jié)能建筑末端為地暖。做過的人都知道,改造項目相對來說要復(fù)雜也困難的多。這里面有太多未知的因素,比如說地暖管的鋪設(shè)情況、散熱片的老化程度、管道的熱損耗、水泵的大小等等,這里面有太多未知的因素,很多東西你并不知道。
而這些未知的因素可能會成為導(dǎo)致熱泵機(jī)組運(yùn)行效果達(dá)不到的罪魁禍?zhǔn)?。到那時候,用戶不會聽你解釋為什么熱不起來,只會說熱泵機(jī)器有問題。如果房間溫度不夠,或者出現(xiàn)其他問題,農(nóng)戶肯定會對項目不滿意,而他們的滿意度將會成為你是否能拿到政府相關(guān)補(bǔ)貼的重要依據(jù),如果用戶不在驗收單上簽字,那再多的補(bǔ)貼也只是水中月、霧中花,拿不到手。
末端在原來散熱器基礎(chǔ)上,加裝暖氣片數(shù)這種方式如果走得通,供暖效果和采暖費(fèi)用又能夠合理的話,不管對于企業(yè)施工難度還是資金投入,都將是個極大的利好。而加裝暖氣片的方法能不能行得通,跟三點有關(guān):房屋能耗、系統(tǒng)進(jìn)水溫度、末端散熱量。
農(nóng)戶房屋保溫做的如何?
舊房年代久遠(yuǎn),保溫效果差、氣密性差和采暖能耗高。解決這一問題的有效途徑是改善窗、墻及屋頂?shù)谋匦阅?,提高門窗的氣密性。1980年北京通用的供暖設(shè)計熱負(fù)荷為80W/㎡,目前城區(qū)要求室內(nèi)的供熱指標(biāo)為52W/㎡。鑒于農(nóng)村地區(qū)的房屋建造時間較久,且節(jié)能保溫性能相對城市較差,因此改造提升的空間還是很大的。從各區(qū)縣政府對“2016年農(nóng)民住宅抗震節(jié)能改造工程”招投標(biāo)的情況來看,政府出資改造分為“外墻保溫”和“門窗改造”兩部分。門窗改造的均價在350元/㎡,外墻保溫的均價在130元/㎡左右。資金投入上也還比較充裕。
按照的預(yù)計,北京地區(qū)采用聚苯板外保溫進(jìn)行節(jié)能改造的農(nóng)宅節(jié)能率達(dá)可達(dá)61%以上。但是據(jù)很多調(diào)研過農(nóng)戶保溫改造的企業(yè)談,效果不會有如此理想。如果能夠能耗降低一半,即達(dá)到40W/㎡,則空氣能熱泵加末端暖氣片系統(tǒng)的壓力會小很多。因此就有中標(biāo)企業(yè)提出,我們能不能想些低成本的方法為農(nóng)戶房間做好保溫?可能我們絞盡腦汁的給主機(jī)提高5℃進(jìn)水溫度,效果還不如給窗子上貼層保溫膜。
高溫?zé)岜每尚袉幔?/strong>
普通空氣能熱泵應(yīng)用于黃河流域、華北等寒冷地區(qū)時其性能非常低,甚至無法運(yùn)行。主要原因是普通空氣能熱泵應(yīng)用于寒冷地區(qū)時,隨著室外環(huán)境溫度的降低,制冷劑質(zhì)量流量下降,供熱量急劇減少,壓縮機(jī)排氣溫度隨著壓縮比的升高而急劇升高,使機(jī)組無法正常運(yùn)行或運(yùn)行可靠性降低,長期運(yùn)行必然會嚴(yán)重?fù)p壞壓縮機(jī)。這就需要有效的解決方案,來改善熱泵機(jī)組在低溫環(huán)境下的性能。
隨著壓縮機(jī)技術(shù)的進(jìn)步,目前主要通過這樣幾種方式:通過采用噴焓技術(shù)、變頻技術(shù)或分級壓縮技術(shù)的壓縮機(jī)來提高工作溫差,或采用高溫?zé)岜脵C(jī)組。其它手段如防底盤結(jié)冰、管路防凍、電子膨脹閥控制、電控智能化等,都是采暖熱泵的常規(guī)技術(shù)配置。
噴焓技術(shù)是增加低溫回氣量來提高低溫能力,排氣溫度過高時可噴液降溫保護(hù);變頻技術(shù)是提高運(yùn)行頻率彌補(bǔ)低溫能力衰減,接近目標(biāo)水溫時降頻提高能效,遇到故障點還可降頻保護(hù);分級壓縮是確保熱泵在大溫差下運(yùn)行正常,同樣壓比下,減輕壓縮機(jī)負(fù)荷,讓壓縮機(jī)更輕松工作,保證系統(tǒng)可靠性。
這幾種措施同時使用的話,空氣能熱泵機(jī)組在65度的溫差下正常工作是可以保證的,即在-20℃時理論上具備生產(chǎn)45℃水溫的能力。如果只用其中的兩種或一種,則效果可能會有所下降,用戶體驗也會有變化。
為了讓熱泵機(jī)組能夠給暖氣片采暖,高溫?zé)岜矛F(xiàn)在很多廠家都有生產(chǎn),水溫可以做到65℃。有企業(yè)生產(chǎn)的復(fù)疊式高溫機(jī)可以穩(wěn)定做到70℃水溫,也在河北、北京有成功案例。但用高溫?zé)岜脦瘹馄瑴囟仁巧先チ?,效果也很好,但后期的運(yùn)行費(fèi)用也跟著上升了。此外,熱泵機(jī)組在高溫的狀況下長期運(yùn)行,穩(wěn)定性和使用壽命到底如何?這條路是否真正走得通,要等待市場的驗證。
能不能多加幾組暖氣片?
如果主機(jī)水溫不能提高,那么還有個手段就是增加暖氣片。這種方法是目前嘗試較多的。據(jù)有經(jīng)驗的企業(yè)介紹,如對未進(jìn)行節(jié)能改造的房屋添加聚苯板外保溫,使其保溫性能增加采暖能耗降低。那么需要增加的散熱器片數(shù)隨供回水溫度發(fā)生變化,但總體來看多為原來的一倍(實際需增加的片數(shù)應(yīng)小于這個數(shù)值)。
根據(jù)北京建筑大學(xué)楊茜等人的研究論文《空氣能熱泵散熱器供暖系統(tǒng)在農(nóng)村地區(qū)的應(yīng)用分析》中提到:如果在房屋外表面加聚苯板外保溫。該類建筑的熱指標(biāo)可以接近于52W/㎡。由于機(jī)組制取的高溫水不會超過50℃,出水溫設(shè)為45℃。當(dāng)供回水溫差取5℃時,不同供回水溫度時,滿足室內(nèi)溫度要求需要的散熱器片數(shù),見下表。
如果拋棄傳統(tǒng)的鑄鐵暖氣片,使用新型的鋁翅片或國外的一些其他低溫暖氣片,把供水溫度降低,在某個方面來說,也提高了熱泵機(jī)組的能效和穩(wěn)定性。但事實上,這種方式推廣的難度還要更大一些:一個是價格上一般客戶難以接受,這些低溫暖氣片都是國外產(chǎn)品,價格都非常高;還有就是這些國外的低溫暖氣片和空氣能的結(jié)合效果究竟如何沒有誰能夠保證,在機(jī)組選型上也缺少相應(yīng)的一些數(shù)據(jù),目前大都還在摸索。
訪談中,很多代理商和企業(yè)提出,既然如此麻煩不如直接拆掉換新的了事,但是成本確實是不得不考慮的問題。從今年煤改電的中標(biāo)均價來看,占大量的5P機(jī)均價在24000~27000元之間。這個價格還要去負(fù)擔(dān)農(nóng)戶家中的末端改造、鍋爐拆裝,還包含水泵、緩沖水箱、電加熱等各類配件,還有各類中間費(fèi)用,所以換新并沒有那么任性。
其他問題
帶暖氣片的機(jī)器又分兩種情況的應(yīng)用,類就是新空氣能熱泵加暖氣片系統(tǒng)中新設(shè)計的暖氣片,這種比較安全,對質(zhì)量和效果知根知底。另外一種是舊的暖氣片的改造,使用多年的鑄鐵暖氣片。這類暖氣片大問題是內(nèi)部的生銹和結(jié)垢,而且是很難清理干凈,雜質(zhì)往往會卡住水泵。這些問題,設(shè)計方案時不得不考慮到。
還有,北京農(nóng)村的民房大都有正房和廂房,水管走的比較長,因此散熱也比較快,水管里水溫也降得快,主機(jī)這時候就會不停地啟停。
此外,很多農(nóng)戶原來都是用的暖氣片作為采暖末端,在燒煤時出水溫很高,管道里水的壓力大,膨脹系數(shù)也很高,所以水很容易就上去了?,F(xiàn)在換成空氣源熱泵產(chǎn)品作為熱源,出水溫度和燒煤時相比要低很多,管道里也沒有那么大的壓力了。這個時候如果還是原來的水泵肯定不夠,這樣水流量就會不夠,管道里的水換熱速度也會降下來,造成房間里溫度上不去。如果要換水泵也要考慮很多因素,因為壓力大了很容易造成管道漏水,不是換個大一點的水泵就可以的。
空氣能帶暖氣片還有種方式是做一個二次系統(tǒng),加管道電加熱。不管怎么做,需要注意的是,帶暖氣片比帶地暖耗電量要高,要預(yù)先要跟農(nóng)戶說好。而且在極寒天氣下室內(nèi)溫度會略低一點,有時候會在16~18℃左右,就看客戶能不能接受??蛻艟褪巧系?,事關(guān)我們能否拿到剩下的40%的工程款(驗收完了60%,個采暖季過了20%,二年15%,留5%作為質(zhì)保),不可不慎。
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