作者:jianzhu_123 2024-7-20 17:50:03
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供热与热水,我们常想到的是锅炉、热泵、洗手等等关键词

也是咱们行业通用的系统类别,但随着互联网时代的发展,以及用户需求的提高,生产厂商也是随市场随潮流在做产品。

干燥热泵

舒适性高性能供暖末端

两联供机组

建筑整体定制的供暖设备

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各种产品都应运而生。

热泵:不用多说了,前面我们文章已多次提及,结合当前南方供暖、北方“煤改电”、雾霾治理等大背景的产品。

干燥热泵:一般木材和农作物干燥行业作为能耗大户,其传统的烘干方法由于效率低、成本高,以及对环境造成污染等问题,已经不能满足当前能效和环境保护的要求。热泵烘干作为一种新型节能技术,在很大程度上解决了传统烘干方法时间长、效率低、能耗高和对产品质量影响大的问题。

舒适性高性能供暖末端:传统的分体式空调末端一般是壁挂式和柜式。但是,由于自然浮力下热气流上升,以及冬夏季工况的不同,从而导致常规末端冬季制热工况下室内环境温度分层明显,人员舒适性差。落地式或低挂式或成为一个趋势。

两联供机组:通常情况下,室外机为常规的空气源热泵机组,室内部分则设置两套散热末端,一套为地板辐射末端,一套为对流散热末端。冬季供暖工况下,室外机产生的高温热水送到地板辐射末端,向室内供热。相对于对流散热末端,地板辐射末端可以实现“足暖头凉”的供暖效果,从而有效改善室内热环境。夏季工况下,则采用对流散热末端向室内制冷。该两联供系统有效统一了供热和制冷工况下室内环境对不同散热末端性能的要求。

建筑整体定制的供暖设备:供热和热水设备的最终目标是在较低能耗下创造健康舒适的室内环境。常规供热和热水设备通常是在建筑完成之后再进行安装,从而可能带来供热设备与建筑的匹配性和统一性等问题,同时可能造成冷能和热能的浪费。供热和热水设备与建筑的整体定制方案或许成为后续可选择项。

下面让我们来看下今年制冷展关于供热与热水设备与系统的技术总结。

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技术发展特点

在供热与热水设备与系统方面,众多国内外知名企业诸如美的、格力、海尔、天加、芬尼克兹等均参加了本次展会。展会为各企业提供了展示新产品和新技术的平台,同时也提供了企业与企业之间,企业与用户之间相互交流的机会。展会上所涉及的供热和热水方面的产品种类繁多,既有传统产品,又有结合当前南方供暖、北方“煤改电”、雾霾治理等大背景的新产品。本次展会供热与热水设备与系统方面的产品呈现出高效环保、个性化、高舒适性等特点,鲜见传统的化石燃料供热热源设备参展。

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特色技术产品

本次展会展出供热与热水设备与系统产品众多,除常规的板式换热器、套管式换热器、高效管式换热器等换热设备,热风幕、暖风机、电热膜等供热末端,以及温控器、温控阀、混水装置等供热系统附件外,还展出了众多的热泵机组、干燥热泵、舒适性高性能供暖末端,两联供机组,以及建筑整体定制的供暖设备等。

2.1供热用热泵机组

随着国家节能减排和环境保护政策的推进,在众多供热和热水设备中,热泵技术凭借其清洁无污染、节能高效的优势成为节能领域的明日之星,热泵的价值与作用越发凸显。本次展会设立热泵专区,如图2.5-1所示,展品包括空气源热泵、污水源热泵、全热回收高温热泵、燃气热泵、吸收式热泵机组等,均具有良好的制热性能。如济南大森的全热回收蒸汽发生机组可实现全热回收,同时生产70℃和100℃的热水,以及0.4MPa的蒸汽。大连冰山的污水热回收专用热泵机组在夏季实现同时供热和制冷,热水制取量可达到12.2-44.8L/min。燃气式水氟复合空调热泵系统有效利用燃气发动机的排热,大幅消减了电力消耗。

在众多的热泵展品中,空气源热泵的相关产品最为突出。随着北方“煤改电”和南方供暖的不断推进,空气源热泵在很多地区被作为供暖的首选。因此,各热泵空调厂家紧密结合国家形势,重点研发和积极完善空气源热泵产品。本次展会美的、格力、海尔、浙江盾安环境、海信、清华同方等企业均展出了相关产品,如果2.5-2所示。

为了有效解决空气源热泵制热过程中低环境温度效率下降和结除霜等问题,相关企业采取了喷气增焓压缩机和全直流变频技术、智能除霜技术、系统智能控制技术等,有效改善了空气源热泵的制热性能。大部分展品可以在-20℃环境强劲制热,部分产品可以实现-25℃环境制热。例如,南京天加的“家加润”系列全变频户式空气源热泵机组采用全直流变频涡旋压缩机+变频水泵+变频风机+喷气增焓技术,使得室外环境-20℃时的系统制热量不衰减,机组综合部分负荷性能系数高达4.3。此外,该机采用了分体结构,水系统可以安装在室内,从而有效避免了水环路的冻裂问题。美的公司的全直流变频低温空气源热泵机组烈焰系列采用了喷气增焓技术和智能除霜技术,使得室外环境温度-26℃时,系统可以强劲制热。

2.2 干燥用热泵机组迅猛发展

木材和农作物干燥行业作为能耗大户,其传统的烘干方法由于效率低、成本高,以及对环境造成污染等问题,已经不能满足当前能效和环境保护的要求。热泵烘干作为一种新型节能技术,在很大程度上解决了传统烘干方法时间长、效率低、能耗高和对产品质量影响大的问题。因此,热泵烘干对干燥行业带来了重大的技术革命。本次展会热泵专区展出了烘干型热泵机组及其相应部件,并介绍了实际应用效果,从而拓展了热泵机组的市场,为热泵机组在新型行业的应用提供借鉴。如图2.5- 3所示。

清华同方展出了采用Scroll-heating技术的多种木材热泵干燥机产品,与常规产品相比,其能效比提高约20%。采用轴向柔性压力平衡装置的压缩机能够在更大工况下运行,适于窑内最高温度65℃。根据窑内循环风机正反装运行状态,自动调整窑内温湿度传感器信号,更加准确控制干燥工艺。最终实现了无废气、废水、废渣排放。应用干燥热泵的木板整体开裂更少、变形更小。

2.3环保型冷媒机组及高性能部件

随着清洁供热的发展,清洁供暖用的空气源热泵产品种类有所增加,性能越来越完善。相关供热和热水设备更加注重环保,以及设备本身供热性能的提高。

热泵机组的制冷剂更加环保。本次展会展出了格力、美的、海尔、海信、盾安中央空调、浙江国祥以R32为制冷剂的热泵机组;盾安环境、海尔、黑龙江爱科德、昆明东启展出了CO₂为制冷剂的热泵机组;美的、奥克斯展出了以R290为制冷剂的热泵机组,如图2.5-4所示。

相对于传统制冷机,环保制冷剂具有更多优势。以R32制冷剂为例,其具有更低的GWP,燃点温度高达648℃,临界温度达到59.5℃。在恶劣工况下性能更优,具有更高的换热性能,无温度滑移,可以用较小体积的配管来优化换热器,从而降低生产成本。因此,基于保护环境和提高系统性能的考虑,高性能环保制冷剂今后将在供热和热水设备系统中将有着重要应用。

为了提高供热和热水系统性能,高性能的供暖专用压缩机、高精度的分集水器和温控器也在本次展会上展出。丹佛斯的热泵专用涡旋压缩机采用环保制冷剂,基于热泵应用工况的优化设计,提升系统能效比,运行范围更大,在-15℃下能够提供60℃热水。FHF型地暖分、集水器实现了每个地暖回路的可靠控制,有效解决了回路间水力平衡问题,同时实现了回路流量的可视化。

微通道换热技术进一步在供热和热水设备中推广应用。继去年推出的基于冷剂式微通道铝扁管的空气源热泵热水器之后,今年展会上的相关产品性能进一步提升,展出了微通道内胆换热器二代方案,如图2.5-5所示

2.4高舒适性供热末端

本次展会上,供热产品和系统的一大特点是更加关注室内环境舒适性。传统的分体式空调末端一般是壁挂式和柜式。但是,由于自然浮力下热气流上升,以及冬夏季工况的不同,从而导致常规末端冬季制热工况下室内环境温度分层明显,人员舒适性差。这已引起供热产品研发和生产企业的重视。本次展会上,海尔、格力、美的、纳森、奥克斯等企业均推出了改善室内舒适性的末端或系统。送风的舒适性已在“中小型空调设备与系统”中进行过介绍,其中在供热末端性能改善方面主要关注末端的送风气流组织。

展会上呈现的供热末端主要分为落地式或低挂式两种,通常在供热末端设备中间位置设置回风口,其上部和下部设置送风口。供热时可分别采用上下风口送风,达到地毯式送风效果,保证了室内环境的迅速制热,热风在上升过程中与室内空气混合,从而保证人员工作区的舒适性,如图2.5-6所示。

2.5两联供热泵机组

本次展会上,供热系统的另一大技术特点是两联供热泵机组。通常情况下,室外机为常规的空气源热泵机组,室内部分则设置两套散热末端,一套为地板辐射末端,一套为对流散热末端。冬季供暖工况下,室外机产生的高温热水送到地板辐射末端,向室内供热。相对于对流散热末端,地板辐射末端可以实现“足暖头凉”的供暖效果,从而有效改善室内热环境。夏季工况下,则采用对流散热末端向室内制冷。该两联供系统有效统一了供热和制冷工况下室内环境对不同散热末端性能的要求。

上述产品同时存在水循环和氟循环系统,增加了设备的复杂性。同时,水系统的存在提高了系统的防冻要求。为了实现两联供系统单一制冷剂的运行,芬尼克兹公司开发了无水地暖空气源热泵机组,如图2.5-7所示。

芬尼克兹无水地暖系统,综合采用增焓压缩机+单个电子膨胀阀,利用自动抽真空设计,解决了系统切换时冷媒分布不均而导致的安全性问题。使用R410A环保冷媒,运行环温可拓宽-30-43℃。与水地暖相比,该系统充分利用了地板的蓄热能力,形成超大的冷凝空间,保证冷凝工况的稳定。不需要水/氟之间的二次换热,省去了大量的水路零件,杜绝了冬季低环温时水管冻裂的现象,避免了大量的安全隐患及复杂的水路维护工作。能效比大大提高,名义制热能效可达4.2,相同条件下年运行成本比常规机降低30%以上。

2.6建筑整体定制的供热和热水设备及系统

供热和热水设备的最终目标是在较低能耗下创造健康舒适的室内环境。常规供热和热水设备通常是在建筑完成之后再进行安装,从而可能带来供热设备与建筑的匹配性和统一性等问题,同时可能造成冷能和热能的浪费。本次展会上,各设备厂家推出了供热和热水设备与建筑的整体定制方案,如图2.5-8所示。例如,芬尼克兹公司推出了基于热泵空调的全屋采暖+制冷定制方案;大连冰山推出了基于空气源主机的制冷+采暖+生活热水的全屋定制方案;LG推出了基于空气源主机的采暖+生活热水的全屋定制方案;曼瑞德推出了基于燃气壁挂炉的智能物联全屋海德堡地暖定制方案。针对不同建筑特点、功能和布局,全屋定制方案提出相应的供暖、制冷、生活热水的提供方案,实现供热和热水设备与建筑的有机统一。同时,定制方案提出了合理严格的智能化控制方案,实现了室内环境的改善和建筑节能。随着社会的不断发展进步,人们多元化生活的追求,针对不同建筑全屋定制方案的供热和热水设备的设计和控制将是一个重要的发展方向。

随着供热和热水系统全屋定制发展,为了满足室内特殊房间对环境舒适性的要求,以及对生活热水的需求,实现冷能和热能的协调利用,芬尼克兹针对厨房环境,推出了一款家用冷却热水器,如图2.5-9所示。加热生活热水的同时,冷量释放到厨房空间,降低厨房环境温度,实现了制冷和冷凝热水的双重利用。

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评价展望

2019中国制冷展展出的供热和热水设备与系统方面产品众多,但在清洁供暖的大背景下,热泵系统,尤其是空气源热泵系统依然占据着重要地位。特别地,在北方农村的“煤改电”进程中,空气源热泵是重要的供暖热源选项。

随着节能环保工作的不断推进,热泵技术在干燥行业得到了迅猛发展。供热和热水系统的环保性和高性能依然是产品性能改进的重要方向,促进了环保制冷剂、热泵专用压缩机、高性能电磁阀等相关产品的发展。同时,供热和热水产品更加关注室内环境舒适性,相应的双风口送风末端和两联供机组得到了发展。同时结合建筑特点、功能和布局等,发展供热和热水系统的全屋定制,实现其与建筑的有机结合。

随着社会的发展进步,供热和热水设备与系统的个性化与智能化将得到进一步的发展。

P.s.以上部分节选自《2019年中国制冷展技术总结》“第二章 第五节 供热与热水设备与系统”,由哈尔滨工业大学教授姜益强、副教授董建锴撰写

点击“阅读原文”下载中英文完整版《技术总结》

(IOS系统需要在浏览器中打开下载哦)

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