低温热泵空调和配套锅炉的研发及应用

低温热泵空调和配套锅炉的研发及应用

慈萦研低摄热泵空调和配套铝炉的研友及应用美国斯特国际公司王智勇湖南科神电器有限公司樊叶良王银凯摘要本文介绍了低温气源热泵空调及配套锅炉利用空调废热制热水的研发情况及应用工程实例，分析了低温热泵空调的应用效益和锅炉利用空调废热后，空调的性能变化情况，及减少环境污染和利用空调废热节能所带来的效益。

　　关健词空调锅炉热泵废热污染节能环保。

　　爪一浏比臼。

　　时一为即，日山一概述可利用空调废热的锅炉锅炉是一种高耗能设备，占有总能源消耗很大的比例，锅炉燃烧时要产生大的废气，严重污染大气环境，甚至对生态平衡造成破坏。

　　空调在制冷的同时，根据能量守恒原理要将与制冷t相当的热t通过冷却塔或风扇向大气中排放掉，造成大气热污染和噪音，还会产生温室效应。

　　而人们需要的生活热水又要另外耗能加热。

　　能不能在空调制冷或制热的同时又生产生活热水呢本公司在空调和锅炉的生产及安装实践中发现，空调的废热能t很大，不去利用，对环境是一种热污染，利用起来，可造福于民，可为用户带来可观的效益。

　　空调回收余热的方式很多，一般都是采用换热器，再用水泵将热水送出去。

　　这种换热方式在家庭会带来水泵噪音和故障及增加电耗在大型机上采用这种换热方式，当空调不用时，要切换到热水回路，需要安装倒换管路阀门水泵。

　　特别是在过渡季节，有时白天开空调，晚上又停运，供应生活热水又要启动锅炉，操作起来很麻烦，怎样才能解决这些麻烦问题呢本公司将两项产品创造性的结合起来，在锅炉内设计了换热装皿，以最简便的方式实现了上述目标。

　　成功地解决了这一麻烦问题。

　　为用户节省投资，不用倒换，空调不开时，打开锅炉就有热水。

　　而且还节省了旁路管路和水泵的投资。

　　当利用单冷空调废热时，至少半年锅炉不耗能零排放，空调打开时才耗能。

　　冬天利用空调热泵采暖也可制一叭二的生活热水，大大降低运行费用和锅炉污染。

　　低温热泵空调可利用空调废热的锅炉开发出来后，经过两年的小批t生产，在各种类型的空调上配套运行，与国内外几家大公司的空调配套后都取得了很好的效果，为用户节省了大量的运行费用，获得了各种运行数据。

　　小型锅炉可与分体机冷冻机户式空调配套，大型空调可与螺杆机离心机往复机等机型配套。

　　通过锅炉的研发和应用，我们发现了锅炉对空调制冷剂的增温作用后，继而将其应用到水源和气源热泵空调上，都取得了可喜的效果。

　　特别是应用到低温气源热泵空调上可在一的恶劣气温下正常运行，值平均可达以上，采暖运行费用低于燃煤采暖，如果大量推广，将产生巨大的经济效益和社会效益，将对降低大气污染发挥重大作用。

　　空调配锅炉工作原理水冷冷水机组配锅炉工作原理压缩机运行后，制冷剂被压缩成高温高压气体，在锅炉内冷凝换热水，因此冷凝器和冷却塔冷却负荷大大降低，冷却水流量可减少，经冷凝后制冷剂被冷却成高压液体，通王智勇，高级工程师樊叶良，高级工程师王银凯，高级工程师联系方法长沙高新区组团邮编电话一力一过节流装置节流后，到蒸发器蒸发成低温低压气体，最后被吸入压缩机进行不断地循环。

　　实现一种能源输入，两项功率输出的目的。

　　在此回路中，锅炉相当于一个冷凝器，将压缩机要排到大气中的热能转换成生活热水，锅炉不耗能，又减少十与霍于池器经过节流装置节流后到冷凝器再到四通阀按虚线箭头方向回到压缩机如此不断循环，完成热泵制热和制生产生活热水两项功能。

　　锅炉内的换热器的换热功率，热泵机组控制在空调制热功率的范围，过大会影响制热效果，过小制热水量会不够单冷机换热功率可大于空调制冷功率的可根据热水用量确定换热功率。

　　当气温低于℃时，压缩机排气温度在℃左右，此时，可启动锅炉，使锅炉内的水温高于为空调的制冷剂增温，发挥增温器的功能，大大缩短空调除霜时间，提高制热效果。

　　图水冷冷水机组配锅炉工作原理图和实物图风冷热泵机组配锅炉工作原理制冷工作流程制冷原理与水冷机组一样，其流程压缩机叶锅炉1四图风冷热泵机组配锅炉工作原理图和实物图通阀斗经实线箭头斗冷凝器节流装置汁蒸发器升回3空调配锅炉性能分析到压缩机产水量及效益分析念制热工作流程本锅炉应用在分体机和户式空调上后可解决一家人或一压缩机将制冷剂压缩成高温高压气体，在锅炉内通过个小单位的洗澡问题，应用在大型机上，可满足几千人洗澡的换热器生产生活热水，再经过四通阀按虚线箭头流到蒸发生产生活热水，产水量如表表产水量表一空调制冷每天产热水量（丁（温升可洗浴人数一在风冷热泵机上应用时，夏天相当于增加了一个水冷却装置，水冷却效率比风冷却效率高，空调可节能而且由于冷凝温度降低还可延长压缩机使用寿命左右。

　　冬天热泵制热和热水，能效比在以上，热泵制热水比电制热水省电以上。

　　用户效益换热水温升曲线（见图一一5一肠石一用水人数每年节约费用（万元）空调节省费用（万元）节约费用总计（万元）水温表效益分析表一匕一姗咬口一匕乙勺，ó一小。

　　一月。月。

　　ē乙风冷热泵机组水冷冷水机组九J图换热水温升曲线图分钟一~曰换热功率及最高水温如表换热水有三种特殊的状况连续出热水该情况在美容洗脚城可出现，夏天热水用得越多空调越节能，性能系数越高，高达一冬天热泵制热时会占用一的采暖功率，当房间很暖和后，房间温度感觉不到明显变化，而且这种情况很少。

　　一般连续用水的时间在分钟左右。

　　不出热水开始很多人担心不用热水时会对空调产生不利影响。

　　通过实践和实验室模拟试验证明，不用热水时，水温很高，但还是低一表换热功率及最高水温孺鉴风冷热泵机组水冷冷水机组而碱一、丽丽以升温速度叼一级高水温换热功率罗为热泵空调增温功率于压缩机的排气温度，水温与压缩机排气温度比较接近，换热t很小，但还是一种降低排气温度的趋势，不会产生反作用，空调的性能系数基本上恢复原状。

　　一些开始担心的人，看到一年后的使用效果后，感到放心了。

　　一年下来节约了不少的费用，用户感到非常高间断状况这种情况比较多，家庭宾馆一般都处在该状态，时用时不用。

　　不用水时热水处于保温状况，换热量很小，空调制冷时能效比提高左右，制热时对房间温度影响左右，因为内胆水温保持在储水t及电功率与分体机及户式空调相配套，热水型电功率配采暖型配家用储水t商用升比较合适。

　　当空调不开时蓄热式电锅炉在夜间一时加热，白天使用，可为用户节省大量的费用。

　　不管在南方还是在北方都很适用。

　　这种蓄热式电锅炉，保温采用无氟聚脂胺保温，保温效果很好，第二天水温还有多度，打开空调时，热风来得很快，减小了换热器铜管的预热时解决开停机频繁，时冷时热的问题分体机和户式空调在制冷或制热时，达到所设定的温度后主机马上要停机，等几分钟后，温度下降，主机又要马上启动。

　　造成开停机频繁，时冷时热的现象。

　　压缩机启动电流是额定电流的一倍，对家庭用电线路造成冲击，并产生较大的冲击噪音和振动，造成能源浪费并减少主机和其它部件的使用寿命。

　　本产品使这一问题迎刃而解，它像电容器一样储存热能，减少开停机频率和电流冲击及振动噪延长压缩机使用寿命空调配上锅炉后，相当于增加了一个水冷却装置，冷却效率大大提高，降低了压缩机的冷凝温度，不但可提高制冷量，还可延长压缩机使用寿命以上。

　　对于大型机来说，特别是离心式压缩机又相当于增加了一个阻尼装置，甚至可以减弱振动强度和机组噪音。。3 8对空调增温的效果当气温低于时，空调热泵制热效果要下降左右，压缩机排气温度只有左右，此时可打开加热装置，使水温保持在℃以上，为空调增温，可提高空调制热量使空调制热能力保持在额定水平，大大减少除箱时间，提高采暖的舒适度，为大型宾馆利用热泵采暖和生产生活热水创造了有利条件，如果宾馆采用热泵机组每年可节省大量的运行费用。

　　遇到的问题在三年的工程实践中，我们也遇到过一些问题，例如有一个休闲中心装了台柜机，配上了蓄热式电锅炉，该中心用水t很大，但也有热水用得很少的时候，此时电锅炉内的水温超过了热水管用的复合管经受不起的高温，出现了漏水现象，段后只好换铜管和镀锌管才从根本上解决问题。

　　工程案例分析与大型空调配套一般应用于宾馆，化纤厂，药厂等场合，其应用情况如下某宾馆建筑面积为。4 8万平方米，采用四台离心机组，采用二台可利用空调废热的燃油锅炉，采用一台吨的保温热水箱，夏天制冷时间为天，采暖时间为天。

　　采用本产品后，每天利用空调废热制℃生活热水，因冷凝负荷降低，将其中一台空调冷却水泵变频可节能左右。

　　使用效益烧热水节省费用同类型宾馆每天烧热水耗油公斤，每公斤油按元计算公斤元川万元/年冷却水泵节省费用元/度小时/天天万元/年空调节省费用空调因冷凝压力降低可节能左右，只计算一台时/天元/度天万元/年三项合计每年可节省费用万元二万元，如果乘上使用率也有万元。

　　减少投资采用这种锅炉后与普通回热式空调相比减少了十多万元的管道阀门水泵保温材料的投资，而且还减少了频繁的倒换操作和跑冒滴漏。

　　低温热泵制热和生产热水本锅炉可配各种空调包括水源热泵和气源热泵空调，户值都很高，但是水源热泵受到水源的限制。

　　气源热泵在寒冷的气温下，由于蒸发温度低，压缩机入口压力降低，工质比容增一大，阻力加大，压缩机的吸气量变小，会导致压缩比增大，使压缩机过热，不能稳定运行，甚至烧毁。

　　有了可为制冷工质增温的锅炉后，我们选用了低温性能好的高效压缩机，设计时降低了冷凝温度，再配上这种特殊的锅炉，就可实现在低温条件下热泵空调的正常运行，为大面积推广热泵采暖和制卫生热水的技术创造了有利条件。

　　在一℃的低温环境下，制热效率尸平均高达以上在北方地区的运行费用都只有比燃煤采暖费用（元乃还低左右。

　　如果大量推广将会产生巨大的社会效益和经济效益，使大气污染减少，使天更蓝水更清。

　　低温气源热泵空调试验我们用制冷量的热泵空调进行了两项对比试验，试验情况如下热泵空调单独试验情况试验温度从℃开始，空调运行后，实验室模拟温度降低到℃时，制热功率下降了当气温降到一℃时，空调运行开始出现不稳定状态，一时，保护动作试验停止。

　　热泵空调与锅炉配套试验将空调和锅炉配套安装后，打开空调，当模拟气温降低到℃时，锅炉为空调增温的功率达到了空调制热量维持在额定水平，当气温下降到一时空调运行正常，制热量在额定功率当气温下降到一℃时，空调运行工况开始出现不稳定状况，保护动作后停止了试验。

　　从上述试验情况证明，配上可增温的锅炉后，气源热泵空调可在一℃的恶劣气温下工作，平均值可达以上，小型空调系统也可不需要水系统，可避免冬季冻结的可能，故障率大大降低。

　　完全能在北方地区用气源热泵空调采暖和制卫生热水。

　　对比试验曲线图（见图制热量增温后未增温气温一一1一图对比试验曲线图国内外利用空调热泵采晚状况利用热泵采暖在全球已倍受青睐，美国在年就安装了万台，至今已安装了万台，年热泵空调已占美国商用建筑的新建筑已占左右。

　　事实证明一个价廉环保低耗的产品是一定会大受欢迎的。

　　在我国已有几百套大型热泵空调在正常运转。

　　可达一对于一个人口众多，能源紧张，资金有限的中国，大力推广热泵采暖和制卫生热水，是符合国家可持续发展战略的，因而具有广阔的发展前景。

　　我们愿与各界同仁携手合作大力推广应用热泵技术，使中国的热泵采暖技术赶上或超过世界先进水平。

　　各种采暖制热水形式及费用对比表月口。，月刀。，、日。，采暖制热水形式家用燃油气家用燃煤集中燃油气集中燃煤热电联产家用普通电暖器家用相变电蓄能电锅炉家用热泵大型热泵能源利热负荷能耗采暖时间全年总耗能能源价格全年能耗费全年运行费元/每吨热水用效率斗妈户年乃年乃温升一月部分工程实例长岛宾馆银港大厦高科技区贺龙体育馆阳明山庄巴黎香榭京电花园德政园唯一星城航空母舰雷锋大酒店晨利隆大厦医药公司三湘汽配城三湘家电广场塑料四厂招待所煤炭厅招待所湘运公司奉臻水色休闲会所明珠休闲中心一洲美容美发店。

　　可利用空调废热的锅炉产品规格丽一一之之小型机大型机一二一协一丙盒以W 2以洲》电锅炉功率一印田可另砚保沮水箱一储水。

　　电功率可选咒油锅炉功率一日里了未来能派应用的方向长沙远大公司与美国能源部和橡树岭国家实验室及马里兰大学合作开发楼宇冷热电联产系统即将直燃机与欧美生产的涡轮发电机进行无接缝组合。

　　涡轮发电机的广泛使用，是以安静长寿著称，其不足之处是排气热损失较大，不同的机型尾气温度在一℃之间，氧含量为一将涡轮发电机与远大公司的直燃机进行无接缝组合，可实现能源的梯级利用，大幅度提高能源利用率，目前多台样机已在美国运行，国内年在建项目之一，是由北京燃气集团与卡特皮勒中国有限公司以及威斯特中国有限公司合作的一套BC日户系统，已经于月中旬从长沙发送至北京，国内外专家普遍认为是未来能源应用的方向。

　　远大公司独创日C日尸应用方式简介较大的直燃机配较小的发电机将涡轮发电机尾气引入直燃机的燃烧机。

　　发电机尾气余热利用率为一较小的直燃机配较大的发电机将涡轮发电机尾气一部分引入直燃机的燃烧机，一部分引入专门设计的余热发生器。

　　发电机尾气余热利用率约一直接用发电机尾气制冷制热专门设计尾气发生器，将发电机尾气全部引入发生器。

　　发电机尾气余热利用率为一信息源自中国空调制冷网承上页）知识产权及目前进展情况我们在省科技厅通过国际联机检索，只查到有关空调用换热器换热水的有关技术，未查到利用锅炉加热制冷剂和锅炉利用空调废热生产热水的相同技术。

　　本公司在空调锅炉领域已申请十项专利，其中四项发明专利并已批准四项，属国际领先水平，已小批推向市场，已落实每年出口万美元的订单。

　　本产品因减少污染。

　　操作简便，节能环保，每年能节省大的费用，受到用户的广泛好评。

　　目前已扩建了生产基地，尽力满足大t订货的需求，争取为我国的节能环保事业办点实事。

　　十大特点可利用空调废热锅炉与空调配套后特点总结风冷热泵机型利用空调废热生产生活热水一能效比提高，可节能水冷冷水机组节电冷却水泵节电一节省冷却水）夏天利用空调废热生产热水不用电，冬天空调热泵制部采用氨孤焊，无泄漏，无污染。

　　低温气源热泵可在一℃的气温下运行，值平均在。2 0以上。

　　冬天具有增温功能，缩短除摺时间，提高空调热泵制热效果增加舒适度。）空调运行平稳，解决了忽冷忽热开停机频繁的问题。）延长压缩机使用寿命，减少机组振动和噪音。

　　空调不用时，不用倒换，即可快速启动锅炉制热或热水。）锅炉节省能源，减少污染排放，具有显著的节能环保性能。