1.4.1 供暖季節(jié)能耗分析
1.平衡溫度點(diǎn)對(duì)空氣源熱泵機(jī)組的制熱季節(jié)性能系數(shù)的影響
對(duì)于選定的空氣源熱泵機(jī)組,當(dāng)建筑物的熱負(fù)荷較大時(shí),平衡溫度點(diǎn)將增高,使整個(gè)供暖季的輔助加熱量的增加,從而導(dǎo)致制熱季節(jié)性能系數(shù)降低;當(dāng)建筑物的熱負(fù)荷較小時(shí),平衡溫度點(diǎn)將降低,導(dǎo)致整個(gè)供暖季的輔助加熱量的減小。同時(shí),由于負(fù)荷的減小,機(jī)組有更多的時(shí)間處于部分負(fù)荷下運(yùn)行。因此,制熱季節(jié)性能系數(shù)先是增大,然后會(huì)有所降低。且在相同平衡點(diǎn)溫度下,各地區(qū)使用熱泵機(jī)組具有不同的制熱季節(jié)性能系數(shù)值。
2.運(yùn)行方式對(duì)空氣源熱泵機(jī)組制熱季節(jié)性能系數(shù)的影響
一班制時(shí),熱泵機(jī)組都在白天運(yùn)行,而白天時(shí)的室外氣溫要高于夜間,這使得在整個(gè)供暖季,一班制運(yùn)行熱泵機(jī)組的制熱季節(jié)性能系數(shù)要高于三班制運(yùn)行機(jī)組。
作為一種節(jié)能技術(shù),要評(píng)價(jià)空氣源熱泵的節(jié)能效應(yīng),就必須用到一次能利用率E的概念,一次能利用率在這里指的是熱泵機(jī)組的制熱量與一次能耗的比值。空氣源熱泵機(jī)組的一次能利用率的提高,一方面有待于進(jìn)一步改進(jìn)技術(shù),提高空氣源熱泵的制熱季節(jié)性能系數(shù);另一方面則取決于我國(guó)平均發(fā)配電效率的提高。
1.4.2 供冷季節(jié)能耗分析
空氣源熱泵的供冷季節(jié)能耗分析采用負(fù)荷頻率表法。負(fù)荷頻率表法是建立在空調(diào)負(fù)荷與室內(nèi)外溫差大致成比例這一假設(shè)基礎(chǔ)上的。該方法根據(jù)室外空氣干球溫度出現(xiàn)的年頻率數(shù)(用于全年運(yùn)行的空調(diào)系統(tǒng))或季節(jié)頻率數(shù)(用于季節(jié)性空調(diào)系統(tǒng))和空調(diào)系統(tǒng)的全年或季節(jié)運(yùn)行工況計(jì)算出不同室外空氣狀態(tài)下的加熱量和冷卻量。在計(jì)算出冷(熱)負(fù)荷后,再根據(jù)冷(熱)源機(jī)組的變工況性能表查出相應(yīng)工況下的供冷(熱)季節(jié)小時(shí)頻率值相乘,然后累加,計(jì)算出冷(熱)源設(shè)備的耗能量。
經(jīng)過(guò)分析,發(fā)現(xiàn)供冷季節(jié)性能系數(shù)與本地區(qū)的氣候條件是相一致的,因?yàn)楣├浼竟?jié)的氣候越炎熱,室外空氣溫度越高,空氣源熱泵的供冷季性能系數(shù)將越低。
1.5 空氣源熱泵機(jī)組與水冷式冷水機(jī)組的比較
1.5.1 占地面積
單就風(fēng)冷式制冷機(jī)外形尺寸而言,要比水冷式制冷機(jī)組的尺寸大,但水冷式制冷機(jī)需設(shè)置冷卻塔和冷卻水泵,因此水冷機(jī)的綜合尺寸較風(fēng)冷機(jī)要大很多。另外,風(fēng)冷式制冷機(jī)一般置于高層建筑的裙樓屋頂或多層建筑的屋頂,其外形尺寸同水冷式制冷機(jī)在屋頂設(shè)置冷卻塔的占地面積相當(dāng),這樣就節(jié)省了在建筑物內(nèi)因設(shè)置了制冷機(jī)房而多占用的面積。這在寸土寸金的大城市中尤顯優(yōu)勢(shì)。
1.5.2 系統(tǒng)簡(jiǎn)單
風(fēng)冷式制冷機(jī)因沒(méi)有冷卻水系統(tǒng),使制冷系統(tǒng)變得簡(jiǎn)單化,即省去了冷卻塔、冷卻水泵和管路的施工安裝工作量,也減小了冷卻水系統(tǒng)運(yùn)行的日常維護(hù)、保養(yǎng)工作量與維修費(fèi)用。
1.5.3 對(duì)建筑物美觀的影響
目前大部分建筑物的水冷式制冷機(jī)組,均采用冷卻塔循環(huán)水冷卻系統(tǒng)。冷卻塔安裝在大樓屋面,既影響建筑外觀,又與優(yōu)雅環(huán)境不協(xié)調(diào)。使用冷卻塔常常會(huì)遭到審美觀念較強(qiáng)的建筑師的反對(duì)。而風(fēng)冷式制冷機(jī)外形方正,高度一般不會(huì)超過(guò)3m,比冷卻塔要低一半左右,對(duì)建筑物外觀影響相對(duì)較小。而且風(fēng)冷機(jī)還可防止某些冷卻塔因瓢水而形成的“晴天下小雨”給人們帶來(lái)的不便。
1.5.4 水阻力
風(fēng)冷機(jī)組水系統(tǒng)的另一特點(diǎn)是,風(fēng)冷機(jī)水側(cè)阻力通常為30~50kPa,遠(yuǎn)比一般水冷機(jī)的水側(cè)阻力80~100kPa要小。
1.5.5 節(jié)水方面
在空調(diào)工程上冷卻塔運(yùn)行中所蒸發(fā)與風(fēng)耗的水量較大,而且無(wú)法回收。例如:深圳經(jīng)協(xié)大廈,空調(diào)冷卻水的補(bǔ)水量是整個(gè)大廈中日常生活用水的一倍。而風(fēng)冷機(jī)卻無(wú)須消耗冷卻水。
1.5.6 部分負(fù)荷時(shí)的能耗問(wèn)題
美國(guó)特靈(TRANE)公司曾做過(guò)水冷離心式冷水機(jī)組和風(fēng)冷離心式冷水機(jī)組在全負(fù)荷和部分負(fù)荷的耗電量比較:其數(shù)據(jù)見(jiàn)表1
表1 水冷機(jī)與風(fēng)冷機(jī)耗電量比較
負(fù) 荷 | 制 冷 量 kW |
耗 電 量(kW) | |
風(fēng)冷式 | 水冷式 | ||
全 負(fù) 荷 | 1160 | 350 | 299 |
2/3 負(fù) 荷 | 774 | 204 | 209 |
1/3 負(fù) 荷 | 387 | 109 | 154 |