技术原理

欧适能分布式新能源集成机组基于逆卡诺循环原理,通过压缩机、蒸发器、冷凝器和膨胀阀等部件,利用制冷剂的相变来实现热量的转移,从而达到制热或制冷的目的。具体原理如下:

1. 制热模式:

(1)蒸发 / 吸热:低温低压液态制冷剂在室外蒸发器流动,室外风机使空气流过蒸发器翅片,制冷剂从空气中吸热蒸发成低温低压气态。

(2)压缩:低温低压气态制冷剂被压缩机吸入,压缩成高温高压气态,压缩机耗电是提升热能品位的动力。

(3)冷凝 / 放热:高温高压气态制冷剂进入室内冷凝器,室内风机使空气流过冷凝器翅片,制冷剂放热冷凝成中温高压液态,加热后的空气送入室内供暖。若为水系统,制冷剂在板式换热器向循环水放热,冷凝成中温高压液态,加热后的水被泵送到室内末端散热供暖。

(4)节流:中温高压液态制冷剂经节流装置降压降温,成低温低压液态或气液两相混合物,回到蒸发器入口开始新循环。

2. 制冷模式:

通过四通阀切换制冷剂流向,原冷凝器变为蒸发器(室内吸热),原蒸发器变为冷凝器(室外排热)。

(1)蒸发 / 吸热:低温低压液态制冷剂在室内蒸发器流动,吸收室内空气热量蒸发成低温低压气态,冷却后的空气送回室内。

(2)压缩:低温低压气态制冷剂被压缩机压缩成高温高压气态。

(3)冷凝 / 放热:高温高压气态制冷剂进入室外冷凝器,向室外空气放热冷凝成中温高压液态。

(4)节流:液态制冷剂经节流装置降压降温后回到室内蒸发器入口,继续循环。

关键技术

欧适能分布式新能源集成机组拥有多项关键技术,涵盖高效热交换、智能化控制、智能除霜技术、低噪音运行等多个方面,具体如下:

1. 高效热交换技术:采用高效压缩机,能充分利用空气中的低品位热能并转化为高品位热能。创新设计水平式蒸发器架构,与传统立式蒸发器相比,可更好地适应不同场景,提高蒸发器效率和可靠性。拥有高效换热器技术,通过将电能、电热能与可再生能源相结合,能在不同环境条件下自动切换最佳工作模式,且采用高效能热传导材料,使热交换效率提升 20%。

2. 智能化控制技术:配备智能化控制系统,可通过电脑终端远程监控和控制设备,随时查看运行状态和能耗情况,并进行远程调节,方便用户使用。同时,空气源热泵通过内外多个传感器,将各种运行参数传输到内部OTE控制系统,系统的运行预报警机制保证每台主机都运行稳定。

3. 智能除霜技术:创新的高效化霜机制专为分布式供热研发,能在低温高湿环境下自动启动除霜功能,有效解决了空气源热泵在低温环境下结霜影响运行效率的难题,提高能源利用效率,延长设备使用寿命。

4. 低噪音技术:采用分体式设计,蒸发器与热泵压缩机、水力模块、控制系统分开布置。同时,主机具备双层外壳、三重减震等设计,有效降低运行噪音,满足即使距离最近的用户也没有噪音震动的困扰。

5. 模块化设计技术:采用模块化设计,以20㎡箱体为标准空间,可根据建筑规模和能耗特点灵活配置,能够满足3000㎡至10000㎡的节能建筑的供能需求,配置灵活且扩展性强。

主要技术参数

1. 核心性能参数

(1)制热量&制冷量

单位时间内,热泵从室外侧转移到室内侧的热量(制热模式)或从室内侧转移到室外侧的热量(制冷模式)。

单位:千瓦(KW)。

重要性:这是设备选型的首要依据。必须根据建筑的热负荷(冬季)和冷负荷(夏季)来计算所需的总容量,选择与之匹配的机组。选小了效果差,选大了浪费投资且频繁启停。

如欧适能分布式新能源集成机组AIR45C,是面向居民住宅供热专用热泵,制热量(环温10℃,出水35℃)是45KW,制冷量(环温35℃,出水7℃)是26KW。

(2)输入功率/耗电量

热泵机组运行时消耗的电功率。

单位:千瓦 (kW)。

重要性:直接关系到运行电费。它与能效参数结合,可以评估设备的节能性。

(3)COP性能系数

在制热工况下,制热量与输入功率的比值。COP = 制热量 / 输入功率。

COP值越高,说明制热时越省电。

欧适能分布式新能源集成机组供热供暖季度综合COP可达3.5。

2. 运行工况与环境参数

(1)额定工况

标注制热量/制冷量和COP/EER值时所依据的测试条件。

常见国标工况:

制热:室外干/湿球温度 -7°C /- 6°C,室内侧回水温度 40°C(对于水系统)。

制冷:室外干/湿球温度 35°C / 24°C,室内侧回水温度 12°C。

重要性:不同工况下的性能数据不能直接对比。

(2)出水温度范围

热泵所能提供的热水的最高温度。

最高出水温度一般在60-65°C左右。

(3)工作环境温度范围

欧适能分布式新能源集成机组制热最高出水温度可达60-65°C。

这是寒冷地区选型的决定性参数。如果您在北方冬季寒冷地区使用,必须选择低温性能强的机型,否则冬季无法有效制热或会频繁化霜。

欧适能分布式新能源集成机组工作环境温度范围是-35°C--43°C。

3. 系统与结构参数

(1)制冷剂类型

关系到环保性(GWP全球变暖潜能值)、效率和系统压力。

欧适能分布式新能源集成机组制冷剂类型是以R407C和R410A为主。

(2)噪音值

机组运行时产生的声音大小,通常标注为距机组1米或指定距离的声压级。

单位:分贝 dB(A)。

对于噪音敏感的区域(如住宅区、医院、学校)非常重要,是选择安装位置时需要考虑的因素。

欧适能设备噪音值低至45 dB(A)。

(3)电源

机组所需的额定电压和频率。欧适能设备使用电源规格是380V/3N~ / 50Hz 。

技术产品特点

核心技术特点:

(1)超低温高效运行:欧适能分布式新能源集成机组采用诸如喷气增焓技术(通常由喷气增焓压缩机、高效过冷却器等组成)、高效换热器(专利技术,逆流布置,换热面积大)以及环保制冷剂(如R410A),使其能够在-35°C甚至更低的极端环境温度下稳定运行,并且制热量衰减很少,充分保证了寒冷地区冬季的供暖需求。其制热能效比(COP)在国标工况下可达3.5甚至更高。

(2)智能除霜技术:欧适能采用了先进的除霜控制模式,通常是基于盘管温度、除霜间隔时间、制热量衰减等多个参数进行智能判断,确保“有霜除霜,无霜不误除”,有效减少了因不必要的除霜操作带来的热量损失和能耗增加,保证了机组在低温环境下连续高效的供暖能力。

(3)高效换热技术:采用的高效换热器,换热面积是光管的3.7倍,并能引起冷媒的强烈紊流,从而大大提高了传热效率。逆流布置的设计保证了出口冷媒的过冷度,进一步提高了系统效率。

(4)多能耦合与集成应用:欧适能积极探索并实践“光伏+空气源热泵”的耦合技术。通过光伏发电系统为空气源热泵供电,实现“就地发电、就近使用”,在光照条件好的时段可以实现“零碳供冷”(如济南崔寨数字产业园区项目)。此外,还有余热回收技术,通过特殊设计回收如变配电室等场所的废热,提升整体能效。

(5)静音与长寿命设计:欧适能产品注重低噪音运行,其噪音控制优于国家标准。同时,产品采用长寿命设计,预期使用寿命可达25-30年,体现了其产品的耐用性和可靠性。

(6)除上述外,还具有投资成本低、低耗高效、安装维护简便、智慧运维等特点。

应用现状(或与该技术相关领域的能耗现状)及产业化情况

1. 应用现状

2. 欧适能分布式新能源集成机组的产业化推进体现在以下几个方面:

(1)市场定位与认可:欧适能作为城市高效清洁能源解决方案的供应商,其产品已应用于超过30个城市。在工业应用方面,欧适能被一些市场研究报告列为中国高温工业热泵市场的主要生产商之一。

(2)生产能力与基地:欧适能在中国设有实体企业,设有青岛研发中心、浙江丽水生产基地,中国北方推广、应用、运营中心(天津)。欧适能已逐步形成规模化产能。

(3)合作模式:欧适能不仅提供设备,还开展合同能源管理(EMC)服务。这种模式意为客户提供能源系统设计、节能改造、运行管理和维护等一系列服务,客户可通过未来的节能效益分享来支付项目成本。

应用领域及适用范围

居民住宅、公建、办公楼、商业综合体、学校、医院等

节能减排效果(测算方法及依据)

欧适能分布式新能源集成机组的高效节能,核心在于其高能效比(COP) 和季节性能系数(SCOP)。

COP 指的是热泵在某一特定工况下,制热量与消耗电量的比值。

例如,COP为3.5意味着消耗1度电可以产生3.5份热量。

SCOP 则更科学地反映了热泵在整个供暖季或制冷季的平均能效水平,考虑了不同环境温度下的运行情况,数值越高代表全年综合能效越好。

测算方法与依据:

1. 计算总节能量:首先需要知道热泵系统提供了多少有用的热能。

总制热量 (kWh) = Σ [热泵功率 (kW) × 运行时间 (h) × 综合能效系数]

2. 折算标准煤替代量:将总制热量折算成相当于节约了多少标准煤。

标准煤替代量 (吨) = 总制热量 (kWh) / (标准煤低位发热量 (kWh/吨) × 传统锅炉热效率)

其中,标准煤低位发热量通常取 8120 kWh/吨,传统锅炉热效率可根据实际取值(例如取0.7-0.9)。

3. 计算二氧化碳减排量:根据标准煤的碳排放因子计算。

二氧化碳减排量 (吨) = 标准煤替代量 (吨) × 单位标准煤碳排放系数 (吨CO₂/吨标煤)

其中,单位标准煤碳排放系数推荐取值为 2.64吨CO₂/吨标煤(参考《省级温室气体清单编制指南》)。

节能量/年(吨标准煤/年)

以夏津县2018年度棚户区改造南关片区建设项目为例,供热面积200577.29m2,采用额定功率为10kW(总共选用127台设备)、SCOP为3.5的空气源热泵,在一个采暖季(120天)日均满负荷运行20小时。

(1)总制热量 = 10 kW × 120天 × 20 h/天 × 3.5 (SCOP) = 75,600 kWh

(2)标准煤替代量(假设传统燃煤锅炉效率80%)= 75,600 kWh / (8120 kWh/吨 × 0.8) ≈ 11.64 吨标煤

(3)本项目总年折标煤耗量1478.02吨标煤

(4)如采用燃煤耗量计算,按《民用建筑能耗标准》(GB/T 51161)计算 “理论基准能耗”(燃煤能耗指标6.5-11.1kg/建筑平米,取中耗煤量8.8kg/建筑平米),项目总折标煤量1765.08吨标煤.

(5)节能量/年(吨标准煤/年)=1765.08-1478.02=287.06吨标准煤/年。

碳减排量/年(吨二氧化碳/年)

以夏津县2018年度棚户区改造南关片区建设项目为例,供热面积200577.29m2,采用额定功率为10kW(总共选用127台设备)、SCOP为3.5的空气源热泵,在一个采暖季(120天)日均满负荷运行20小时。

(1)总制热量 = 10 kW × 120天 × 20 h/天 × 3.5 (SCOP) = 75,600 kWh

(2)标准煤替代量(假设传统燃煤锅炉效率80%)= 75,600 kWh / (8120 kWh/吨 × 0.8) ≈ 11.64 吨标煤

(3)本项目总年折标煤耗量1478.02吨标煤

(4)计算二氧化碳减排量:根据标准煤的碳排放因子计算。
二氧化碳减排量 (吨) = 标准煤替代量 (吨) × 单位标准煤碳排放系数 (吨CO₂/吨标煤)

碳减排量/年(吨二氧化碳/年) = 1478.02吨标煤 × 2.64 吨CO₂/吨标煤 ≈3902吨二氧化碳/年

已实施的典型案例情况

案例名称

夏津县2018年度棚户区改造南关片区建设项目

案例地点

德州市夏津县

应用单位

夏津县智慧城市发展有限公司

设计单位

山东高速德建集团有限公司

主要设备

欧适能分布式新能源集成机组

技术原理

1、项目概况

项目位于山东省德州市夏津县文化路以北、中山南路以东、秀慧街以西、永济街以南。建筑为二类高层住宅,地下三层为储藏室,地上1-18层为住宅, 层高2.9m。采暖建筑面积200577.29m2。(该项目包含夏津县南关、南屯子及中山路三个片区,下文以南关片区数据为例)

项目总图(能源站位置)

2、能源方案

项目采用分布式能源系统,热源采用欧适能分布式新能源集成机组,能源机房设在住宅屋面或地面。

3、设计资料

3.1室内外设计资料

项目位于山东省德州市,属于寒冷地区,当地室外气象参数如下:

3.2负荷指标

设计负荷指标参照规范中对建筑节能的要求和设计图纸,以及欧适能能源公司项目运行经验,进行设备选型及方案设计,住宅、商业采暖末端均采用地板辐射供热。

4、能源机房设计方案

4 .1 负荷计算及设备选型

项目住宅地上总建筑面积为200577.29m2。南关建设项目住宅及商业选用欧适能DOIES系统DA8470共5组,DA7430共5 组,DA6340共7组,DA5300共2组,为项目提供供热需求,同时满足幼儿园的供冷需求,总配电量为3890KW,配电量指标为19.39W/㎡。

4 .2 能源机房设计

项目采用分布式能源系统,热源采用欧适能空气源热泵机组,能源机房设幼儿园屋面或车库上。能源机房内除热泵机组外,还有水罐、循环泵、软水器等。能源机房预留条件如下:

用电量需求:机房配电量详见配电表,电缆接至机房配电柜,具体跟设计对接。

能源机房内预留自来水补水管(DN32);

结构荷载、设备基础参照方案建议,具体需根据施工图设计校核。能源机房结构荷载、设备基础、水电预留条件由开发公司负责提供。

主要节能技术参数

根据欧适能山东地区某既有运行项目,2016～2017采暖季的实际运行情况, 在满足室内温度的前提下,利用市政电网的峰谷电价政策,对热泵的运行时间进行调节。保证热泵尽可能在谷电、平电时段运行。

热泵运行控制原则:

平段自动节能运行;

谷段提温储能运行;

峰段监控间歇运行。

整个采暖期项目耗电量如下表所示。

项目供暖季峰、谷、平电价比例,结合夏津地区煤改电电价,计算当地综合电价为:0.54元/kW•h。供热期按照四个月计算,11月15日开始供热至次年3月15 日供热结束。

本项目运行分析

案例特点

该项目为居民集中供热:

1. 节能高效,运行成本低:空气源热泵技术能效比较高(综合COP可达3.5),意味着消耗更少的电能可以产生更多的热量,有助于降低运行成本。

2. 清洁环保,减排效果好:使用空气源热泵作为主要技术,属于清洁能源,供热过程中无污染物排放,有助于改善当地人居环境,并支持国家的“双碳”目标。

3. 灵活覆盖,补足管网盲区:分布式模式非常适合像南关片区这样可能集中供热管网难以覆盖的区域,解决了这些地方居民的供暖难题。

4. 快速部署,模块化扩展:能源站采用模块化集成设计,安装简便,占地相对较小,可以根据需求变化灵活扩展或调整。

5. 智能运维,稳定有保障:企业具备远程监控和高效的管理运营能力,并能提供合同能源管理模式,保障系统稳定运行,用户无需担心后期维护。

6. 运行噪音较低(实测47.2分贝,优于国标)。

应用效果(年节能减排效果及经济效益)

1. 节能减排效果:采用欧适能分布式新能源集成机组等清洁能源技术,替代传统燃煤燃气,实现供暖过程的零污染物排放。相对燃气供热,年节二氧化碳量3902t。

2.经济效益:虽然初始设备投资可能较高,但运行成本较低。高效热泵技术能显著降低日常能源费用支出;项目采用合同能源管理(EMC)等模式,由投资方承担初始投入,用户用节省的能源费用支付服务费,降低用户的初始投资压力和运营风险。

适用范围/应用对象

居民住宅、公建、办公楼、商业综合体、学校、医院等

目前已实施案例数量

100多个

其他案例

国内案例1：淄博棚改项目

项目地点：淄博市棚改项目,总建筑面积160万㎡,提供供热、制冷、热水三联供;

国内案例2：石家庄碧桂园四个地块项目

项目地点：花堤项目位于石家庄市晋州市,总建筑面积25万㎡,提供供热服务;

国内案例3：临沂兰山区、莒南县区域整改项目

项目地点：项目为全区域改造,项目地址为临沂市兰山区、莒南县,整区域改造面积为348万平方米,提供供热服务。

国内案例4：天津蓟州万达广场综合能源项目(除天津蓟州万达,还改造了内蒙古赤峰万达10万㎡、辽宁抚顺万达15万㎡、辽宁阜新万达12.5万㎡、河北秦皇岛万达25万㎡,天津静海万达已完成设计方案)

项目地点：项目位于天津市蓟州区,万达广场总建筑面积10万㎡,提供供暖节能改造服务;

国内案例5：济南荣盛时代广场项目

项目地点：该项目位于历城区二环东路与北园大街交汇处西北角地块,总建筑面积36万㎡,其中商业部分面积10万㎡,提供供热服务。

国内案例6：济南中欧校友产业大厦项目

项目地点：该项目位于济南市历下区茂岭山三号路与规划路交叉口,总建筑面积59855㎡,提供供热、制冷服务。

国内案例7：天津第二工人文化宫项目

项目地点：该项目位于天津市河东区光华路2号,其中劳模疗养中心面积为15298㎡,综合球馆面积为15981.08㎡,提供供热额、制冷和热水三联供服务。

国内案例8：天津优念高级中学

项目地点：该项目位于天津市武清区前进道与京津公路交口,总建筑面积为2.5万㎡,提供供热、制冷、热水三联供服务。

国内案例9：徐州河滨天境星河湾项目/徐州河滨尚品

项目地点：河滨星河湾项目位于徐州临沭路100号,含住宅、商业、幼儿园,总建筑面积为23万㎡;河滨尚品项目位于徐州市新沂市市府东路新沂市东华高级中学南侧约240米,含高层和小高层,总面积为15万㎡;提供供热服务。

国内案例10：泰安城市温德姆酒店项目

项目地点：该项目位于泰安市卧虎山北街2号,总建筑面积为6.38万㎡,提供供热、制冷和热水三联供服务。

国内案例11：湖南湘潭天元美居乐项目

项目地点：该项目位于湖南省湘潭市岳塘区岳塘街道双拥南路与晓塘路交汇处,面积为38万㎡,提供供热服务。

国内案例12：济南奥东环贸公寓项目

项目地点：该项目位于济南市历城区辰光路,总建筑面积16.6万㎡,建筑高度为92米,提供供热。制冷和热水三联供服务。

国内案例13：先行区崔寨片区数字经济产业园项目

项目地点：该项目位于山东省济南市济阳区崔寨街道,建筑面积为7万㎡,提供供热服务。