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燃氣熱泵分散式供熱技術(shù)

發(fā)布時間：2016-08-18 新聞來源：工程技術(shù)部賀天虎瀏覽次數(shù)：

摘要：

分散式供熱的提出與應(yīng)用，在一定程度上優(yōu)化了集中供熱出現(xiàn)的環(huán)境污染、資源浪費、供熱不均、調(diào)節(jié)困難、投資浪費等弊端。由山東奇威特集團研制的燃氣空氣源吸收式熱泵更是突出了分散式供熱的優(yōu)勢。本文主要介紹了集中供熱在供熱應(yīng)用方面存在的問題、分散式供暖的發(fā)展現(xiàn)狀及優(yōu)勢、奇威特燃氣空氣源吸收式熱泵的原理以及在分散式供熱應(yīng)用中的優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：

集中供熱分散式供熱氨-水吸收式循環(huán) 燃氣空氣源吸收式熱泵

0 引言

當前，我國很多城市普遍采用的供熱方式為集中供熱，然而集中供熱在運行過程中暴露出了許多問題，這些問題在一些中小城市和欠發(fā)達的城市中尤為顯著。這些問題的產(chǎn)生主要集中表現(xiàn)為技術(shù)落后、觀念落后、信息化技術(shù)欠缺等方面，在當前倡導(dǎo)節(jié)能環(huán)保的大環(huán)境下，這種現(xiàn)狀極大地制約了供熱系統(tǒng)的發(fā)展。集中供熱出現(xiàn)的問題大致如下：

1、不均衡的供熱質(zhì)量

我國集中供熱系統(tǒng)為單管供暖系統(tǒng)，采用單管系統(tǒng)要實現(xiàn)均衡供熱，對調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)要求及其精密。而我國大多數(shù)城市的集中供熱缺乏有效的調(diào)控設(shè)備，供熱的熱力狀況失調(diào)現(xiàn)象十分嚴重，用戶的采暖系統(tǒng)冷熱不均及供熱資源存在浪費等情況十分普遍。

2、能源嚴重浪費

城市供熱“大流量”和“小溫差”的狀況使得集中供熱的管網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)漏損大、高耗電量及能源浪費嚴重等現(xiàn)實問題，終端用戶供熱調(diào)節(jié)設(shè)備缺乏，使得供暖用戶無法調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，為供熱系統(tǒng)的資源帶來了巨大的浪費。

3、收費困難

目前，絕大城市供熱按用戶面積收費，這極易造成收費不準的矛盾，終端用戶由于不是按照實際耗熱量來繳費，繳費的主動性大大降低，對于供熱能源進行節(jié)儉的積極性也受到嚴重影響，進而使得供熱單位的運行出現(xiàn)困難，供熱體系的節(jié)能目標無法得到落實。^【¹^】

1 分散式供熱技術(shù)及現(xiàn)狀

所謂“分散式供熱”，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(wǎng)，降低熱耗，減少污染，降低費用，美化環(huán)境。從技術(shù)層面來說，這種“分散式集中供熱”模式，不需要過去那樣的大鍋爐、大煙囪、大管網(wǎng)，可以節(jié)約煤炭1／3，近乎無煙無塵，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)分散布點、隱身供熱，克服了目前大集中供熱的許多弊病，使煤更省、空氣更干凈、價格更低、熱損耗更小、環(huán)境更美好。從運營層面來說，這種新模式采用了國際普遍推行的“合同能源管理方式”，將市場機制全面引入集中供熱領(lǐng)域。它可以代為客戶墊付全部或部分建設(shè)資金，靈活分散地建設(shè)熱源點，待項目建成再與客戶分享供熱的收益，并最終將全部設(shè)施轉(zhuǎn)交給客戶長期享用。這無疑大大緩解了我國許多城市建設(shè)集中供熱設(shè)施的資金困難，明確了建設(shè)、運營、消費三方的權(quán)益關(guān)系，破解了大集中供熱投資大、收費難、虧損多等難題^【²^】。

在許多發(fā)達國家和地區(qū)分散式供熱已經(jīng)是一個很成熟的供熱技術(shù)，它以靠近用戶、一次能源利用率高、環(huán)境友好、能源供應(yīng)安全可靠等特點受到各國政府、企業(yè)界的廣泛關(guān)注和青睞。并且分散式供暖建設(shè)靈活，便于集中管理，方便維修。每個系統(tǒng)供熱面積小，便于調(diào)節(jié)和控制；采用這種采暖方式可根據(jù)建筑的使用特點，來調(diào)節(jié)控制采暖溫度和采暖時間，特別是對不需防凍或防凍時間短的地區(qū)，根據(jù)作息時間控制采暖時間非常有效。由于分散式供暖系統(tǒng)是在小區(qū)內(nèi)完成系統(tǒng)循環(huán)，所以這種系統(tǒng)管網(wǎng)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(diào)，節(jié)約能源。所以分散式供熱系統(tǒng)必會成為將來供熱科技的潮流。

2 燃氣空氣源吸收式熱泵分散式供熱

近期，由山東奇威特太陽能科技有限公司研發(fā)的燃氣熱泵供熱技術(shù)開創(chuàng)了分散式供熱新時代。燃氣熱泵以模塊化機組組成分散式采暖熱源，采用多臺并聯(lián)的方式滿足供熱要求，燃氣熱泵可以一棟樓為單位進行供熱也可多棟樓集中供熱，完全順應(yīng)分散式采暖的趨勢。當樓房較高并存在高低區(qū)時，可按分區(qū)情況分別供熱滿足末端及設(shè)備的安全性要求。分散式供熱能夠提供給所有住戶集中供暖的舒適性，同時避免了“我采暖、你蹭熱”的尷尬情況。

3 燃氣熱泵運行原理

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(nèi)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(jīng)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(jīng)過水冷換熱器降溫后，再經(jīng)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(jīng)精餾器精餾后進入冷凝器，在冷凝器中經(jīng)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(jīng)膨脹閥節(jié)流后進入翅片換熱器，吸收空氣中的熱量轉(zhuǎn)化為氨氣，經(jīng)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)。

4 燃氣熱泵供熱優(yōu)勢

4.1 一次能源更加環(huán)保

天然氣中的灰份、含硫量和含氮量均比較低，所以被稱為“21世紀的潔凈能源”，積極利用天然氣資源是我國在一次能源消費中降低碳排放的最好選擇^【3】。奇威特集團響應(yīng)國家當前“煤改氣”的號召，采用一次能源天然氣作為燃氣熱泵的驅(qū)動能源，是一種非常環(huán)保的供熱方式。

4.2分布投資節(jié)約成本

傳統(tǒng)的集中供暖形式，不論電廠熱力還是燒鍋爐，運營商都需要事先投入修建小區(qū)熱力管網(wǎng)，換熱站等費用，占用了寶貴的流動資金，同時還要承擔開發(fā)商項目能否成功建成、能否順利賣出、入住率不高等風險。然而燃氣熱泵采暖以一棟樓為單位的分散式供暖形式，可按需求分步安裝，取消掉了復(fù)雜的二次管網(wǎng)，大大降低了投資費用，減小了資金占用。

4.3無極調(diào)節(jié) 更加節(jié)能

燃氣熱泵分布式供熱采用模塊化機組，首先可以根據(jù)入住率控制燃氣熱泵啟動機組數(shù)量，其他機組暫時不工作，降低能源消耗，也可按入住率低的情況分步安裝。機組可以根據(jù)需求無極調(diào)節(jié)輸出功率，在中午等氣溫較高時減少熱量輸出和輸入，進一步減少能源浪費。

4.4低費運行更高能效

燃氣熱泵分散式供熱運行時采用一次能源天然氣，設(shè)備耗電量極低，天然氣價格更是大大低于電的價格。燃氣熱泵采用奇威特自主研發(fā)科技-----氨吸收式循環(huán)，能夠從空氣中吸收大量熱量，將一次熱能與空氣能有機結(jié)合，實現(xiàn)較高的能效，有效降低了燃氣消耗，運行費用更低。