烟台供暖时间

区域供热2019.4期

0引言

我国城镇化的高速推进袁使北方城市建

筑冬季供暖也有了显著改善遥截至2017年年

底袁山东省建筑总面积约32.70亿平方米袁其

中城市建筑面积约19.35亿平方米袁农村地区

建筑面积约13.35亿平方米遥全省城乡建筑总

取暖面积约28.86亿平方米袁取暖率为88.3%遥其中袁城市取暖面积17.78亿平方米袁

取暖率为91.9%曰农村地区取暖面积11.08亿

平方米袁取暖率为83.0%

咱1暂遥

近年来袁为改善大气环境质量和满足用

户清洁取暖需求袁山东省在加快煤炭等传统

能源清洁化利用的同时袁积极推进天然气尧电

能尧可再生能源等清洁能源替代袁城乡清洁取

暖快速发展遥截至2017年年底袁全省清洁取

暖面积约17.75亿平方米袁清洁取暖率54.3%遥其中袁城市清洁取暖面积15.34亿平

方米袁清洁取暖率79.3%曰农村地区清洁取暖

面积2.41亿平方米袁清洁取暖率17.9%遥随着

农村地区清洁取暖面积的逐渐增多袁冬季室

内取暖也显现出多方面的问题院尽管户均耗煤

量已超过城市居民水平袁但冬季室内温度大多

山东烟台某平房空气源热泵供暖案例分析

烟台东昌供热有限责任公司闫晓冬董炳利吴仁通孙鹏举隋新

烟台厚德瑞华节能科技有限公司张华鹏

揖摘要铱本文以山东烟台某平房采用空气源热泵供暖为例袁通过跟踪两个采暖

季的数据袁分析空气源热泵组合地暖尧散热器尧落地式风机盘管三种末端设备不同的

供暖效果袁以及外墙保温前后对节能的影响程度袁同时还探讨了空气源热泵能效比的

影响因素及实际运行中存在的问题遥

揖关键词铱空气源热泵平房供暖末端设备墙体保温层能效比

DOI编码:10.16641/11-3241/tk.2019.04.008

CaAnalysisofAirSourceHeatPumpHeatingforaCottageinYantai袁

ShandongProvince

Abstract:TakeabungalowinYantai袁ShandongProvince袁asanexample袁bytrackingthedataoftwo

heatingasons袁thispaperanalysthedifferentheatingeffectsofthreeterminalequipmentsofair

sourceheatpumpcombinedwithgroundheating袁radiatorandfloorfan-coilunit袁aswellasthe

ametime袁theinfluencingfactorsof

energyefficiencyratioofairsourceheatpumpandtheproblemsinactualoperationarediscusd.

Keywords:Airsourceheatpump曰Bungalowheating曰Terminalequipment曰Wallinsulationlayer;

Energyefficiencyratio

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区域供热2019.4期

在10益~16益之间袁不足以满足室内舒适性的

基本要求曰大量分散的散煤低效燃烧导致冬季

室内外空气质量恶化袁并且还成为形成冬季

北方大面积PM2.5的主要污染源之一

咱2暂遥

对于建筑密集度较低的北方农村低区袁

集中供热管网的投资高尧运行效率低袁因此适

合采用分散的供热方式遥除了个别利用工业

余热和生物质能的供热外袁最现实的尧高效的

和可操作的方式就是分散的空气源热泵方

式遥近年来袁我公司为适应快速发展的供热需

求袁已利用空气源热泵为周边地区约9万平

方米供暖袁积累了大量的运行管理经验遥

1工程概况

2016年公司在自有果园内建设一座约

100m2

平房袁层高3.0m袁外墙采用240mm蒸

压加气混凝土砌块袁用于分析空气源热泵的

运行工况遥为便于全面跟踪数据袁在室内分别

安装了地暖尧散热器及落地式风机盘管三套

采暖系统遥同时袁为分析墙体保温的节能效

果袁在2016-2017采暖季过后袁对外墙增加50mm挤塑板保温并外涂真石漆遥

2设计及设备选型咱3暂2.1设计依据

GB50736-2012叶民用建筑供暖通风与空

气调节设计规范曳JGJ142-2012叶辐射供暖供冷技术规程曳

JGJ173-2009叶供热计量技术规程曳

GB50015-2003叶建筑给水排水设计规范曳

GBT19232-2003叶风机盘管机组曳

06SS127叶热泵热水系统选用与安装曳

叶全国民用建筑工程设计技术措施-暖通

空调窑动力曳渊2009年版冤要中国计划出版社袁2009.12

2.2设计参数

2.2.1室外设计参数

当地气象条件为院

冬季供暖室外计算温度院-5.8益

冬季空气调节室外计算温度院-8.1益

计算采暖时间院11月15号至次年3月

31号袁共136天遥

2.2.2室内设计参数咱4暂

采暖系统室内设计计算温度院

卧室尧客厅尧餐厅尧卫生间院18益曰

厨房院15益曰

空调系统室内设计计算参数院

卧室尧客厅尧餐厅院18益遥2.3热负荷计算

2.3.1围护结构耗热量

围护结构耗热量包括基本耗热量和附加

耗热量遥2.3.1.1围护结构基本耗热量

围护结构基本耗热量应按下式渊1冤计算院

Q

1

=aKF渊tn-twn冤渊1冤

式中院Q1要围护结构基本耗热量袁W曰

a要围护结构计算温差修正系数曰

K要围护结构的传热系数袁W/渊m2窑K冤

F要围护结构的面积袁m2曰

tn要供暖室内设计温度袁益曰

twn要供暖室外计算温度袁益遥

2.3.1.2围护结构附加耗热量

渊1冤朝向修正率

北尧东北尧西北10%

东尧西-5%

东南尧西南-10%

南-15%渊2冤外门附加率

建筑楼层数为一层时

一道门65%渊注曰阳台门不考虑外门附加冤渊3冤窗墙面积比咱3暂

窗墙面积比渊不含窗冤超过1:1时袁外窗的

基本耗热量附加10%遥2.3.2冷风渗入耗热量

加热由门窗缝隙渗入室内的冷空气耗热

量袁可按下式渊2冤计算院

Q

2

=0.28CP籽WNL渊tn-twn冤渊2冤

式中院Q

2要由门窗缝隙渗入室内的冷空

气的耗热量袁W曰

CP要空气的定压比热容曰kJ/渊kg窑益冤

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区域供热2019.4期

序号分类建筑面积渊m

2冤采暖热负荷渊W冤空调热负荷渊W冤采暖热指标渊W/m2冤空调热指标渊W/m2冤

1客厅和餐厅54.73517.215330.4764.382.9

2主卧室17.51053.54761.8260.279.1

3次卧室12.7720.094127.7656.772.8

4厨房10.4645.84要62.1要

5洗手间8.4567.84要67.6要

合计103.76504.4814220.05要要

籽WN要供暖室外计算温度下的空气密度袁

kg/m3

L要渗透冷空气量袁m3/h曰

tn要供暖室内设计温度袁益曰

twn要供暖室外计算温度袁益遥

综上袁各房间热负荷统计如表1所示遥2.4机组及水泵选型

2.4.1机组选型

根据总热负荷选择烟台厚德瑞华低环境

温度空气源热泵机组一台院名义工况渊干球温

度7益袁湿球温度6益冤制热量15.6kW遥2.4.2水泵选型

水泵流量按下式渊3冤计算院

G=0.86

Q

驻t渊3冤

式中院G要水泵循环水流量袁m

3/h曰

Q要热负荷袁kW曰

驻t要供回水温差袁益遥

水泵扬程按下式渊4冤计算院

H=1.1渊H1+H

2

+H

3冤渊4冤

式中院H要循环水泵扬程袁m曰

H

1要循环系统的阻力损失袁m曰

H

2要末端系统的阻力损失袁m曰

H

3要空气源热泵机组的阻力损失袁m遥

2.5系统平面布置图

该系统空气源热泵机组及室内采暖设备

平面布置图如图1所示遥

表1房间热负荷计算表

图1系统平面布置图

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区域供热2019.4期

图2室外主机及室内末端现场布置图

图3不同末端设备对应COP曲线

3运行数据分析

经过2016-2017尧2017-2018两个采暖季

的数据跟踪袁在保障室内温度18益的情况下袁

我们从以下几方面进行了分析院3.1不同末端设备对系统COP的影响

根据平房采暖可能用到的设备袁我们在

该项目安装了三种形式的末端遥其中袁地暖系

统在地面铺装前安装到位袁铺装后设计安装

了对流辐射散热器系统袁并预留了安装位置袁

在测试落地式风机盘管时袁拆除散热器切换

为落地风盘遥室外及室内实际现场如图2所

示遥

2017-2018采暖期袁该平房外墙保温以

后袁统计不同室外温度下袁不同末端对应的系

统COP数据如图3所示遥

通过跟踪2017-2018采暖季数据袁分析

如下院渊1冤在保证相同室温的情况下袁地暖和落

地风盘的cop相差只有2%袁比较接近遥而地

暖和落地风盘系统因为设定温度比散热器系

统低出约5益渊该机组设定回水温度冤袁系统cop高出约8%遥可见空气源热泵匹配合适的

末端系统可有效提高系统的能效比遥渊2冤综合对比这三种末端系统袁选择地暖

和落地风盘可以最大程度地提高系统的能效

比遥但结合平房供暖的实际情况袁施工地暖对

家中现有的格局影响较大袁而落地风盘系统

则兼顾了散热器系统施工影响小的优势和地

暖系统能效比较高的优势袁具备一定的操作

性袁在平房供暖中提供了一个比较好的思路遥

不同末端设备优缺点情况详见表2遥3.2外墙保温对热指标的影响

该平房外墙采用240mm蒸压加气混凝

土砌块砌筑袁建成后未做保温袁但已安装空气

源热泵袁投运后记录了2016-2017采暖季的

各种数据遥停暖后对外墙增加50mm挤塑板

保温并外涂真石漆袁跟踪了2017-2018采暖

季的数据袁如图4尧图5所示遥

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区域供热2019.4期

图5外墙有无保温对热指标的影响

序号末端形式平均COP室内初投资优点缺点备注

1暖气片2.5570元/m2

改造对装修格局影响小尧初投资低占地较大袁cop较低

2落地风盘2.7880元/m2

改造对装修格局影响小尧cop较

高尧可以制冷

占地较大袁初投资较高

3地暖2.7290元/m2

占地小尧cop较高

改造影响已有装修格局袁初

投资高

通过两个采暖季的数据对比袁可以看出

外墙保温后保持相同的供暖效果袁热指标下

降约33%袁节能效果明显遥而目前已有的农村

自建住房袁外墙大多不做保温袁这也是个别用

户安装空气源热泵后运行费用居高不下的主

要原因袁详见表3遥可见适当增加外墙保温对

表2不同末端设备优缺点对比表

注院该表COP数据为实测数袁初投资是根据烟台当地工程核算价格遥

图4外墙保温前后实景对比图

表3外墙保温对运行费用的影响

序号分类外墙传热系数W/渊m

2窑k冤热指标W/m2

运行费用元/渊m

2窑采暖季冤

1保温前0.7756.626.8

2保温后0.438.318

渊下转第75页冤

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区域供热2019.4期

节能运行的重要性遥3.3空气源热泵设计运行中存在的问题

3.3.1缓冲水箱的问题

该项目配备了一台制热量15.6kW的机

组袁设计时未安装缓冲水箱袁实际运行时出现

了频繁启停的问题袁约30min一次遥不但影响

机组的寿命袁也带来了一定噪音遥考虑到机组

的设计选型与实际的匹配情况袁还是建议增

加缓冲水箱遥3.3.2机组的放置问题

该机组因场地局限袁放到了房屋东北角袁

实际运行时光照时间较短袁一般下午14点后

就无太阳直射袁影响机组的化霜时间及运行

效果遥如果场地允许还是应该将机组放置到

通风光照较好的地方遥3.3.3设备基础问题

该机组基础为100mm袁雪天化霜后结冰

情况较重袁基础较低不便于清理袁根据实际运

行宜安装300mm的基础遥3.3.4噪声问题

机组启停及正常运行时都存在一定的噪

音袁风机为普通型袁现场实测为65分贝遥虽然

在允许的范围内袁但夜深人静时还是对住户

存在干扰遥建议选型时考虑热泵机组的风机

为院低音降噪型风机遥

4结论

本项目针对平房空气源热泵供暖袁跟踪

了两个采暖季的实验数据袁分析了三种末端

设备不同的供暖效果及适用场合袁提出目前

平房供暖较为可行的末端形式为落地式风机

盘管遥鉴于外墙保温前后巨大的能耗差异袁建

议做好建筑围护结构的保温措施袁以利于空

气源热泵的高效运行遥同时还探讨了我们在

空气源热泵设计实际运行中遇到的问题及相

关的解决措施袁为农村地区清洁供暖提供数

据参考遥

参考文献

咱1暂江亿.发展热泵供暖的意义和途径咱R暂.北京袁热泵

供暖技术应用与发展高峰论坛暨2017年全国热

泵学术年会袁2017

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划渊2018要2022年冤咱R暂.山东:2018袁8

咱3暂渊GB50736-2012冤民用建筑供暖通风与空气调节

设计规范.北京:中国建筑工业出版社袁2012袁5

咱4暂全国民用建筑工程设计技术措施袁暖通空调窑动

力.北京:中国计划出版社袁2009袁12

渊上接第50页冤

理角度解决低温停机及效率低下等问题遥对

喷气增焓式空气源热泵系统运行数据分析得

知袁系统在项目地具有良好的运行效率遥

本工程经过空气源热泵技术改造后袁经

实测采暖季电耗平均0.154kW/渊m

2窑d冤袁制冷

期平均电耗为0.1776kWh/渊m

2窑d冤遥

参考文献

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中国科学院袁2014袁29渊4冤:429-436.咱2暂刘贺明.中国城市供热发展与改革情况咱J暂.区域供

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咱4暂王芳袁范晓伟.我国空气源热泵的技术进展咱J暂.能

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