1、前言
隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及生活水平的提高,空調(diào)和采暖設(shè)備的保有量不斷增加,使得建筑能耗占社會(huì)總能耗的比例也不斷增大,如何在改善建筑熱舒適條件的同時(shí),又能利用可再生能源、降低建筑能耗、減少環(huán)境污染,已引起人們的廣泛關(guān)注。
地源熱泵(水源熱泵,以下統(tǒng)稱(chēng)為地源熱泵)機(jī)組是利用巖土體、地表水、地下水作為冷熱源,通過(guò)消耗電能,制取冷(熱)水或冷(熱)風(fēng)的設(shè)備,熱泵機(jī)組與地能交換系統(tǒng)等組成地源熱泵供暖空調(diào)系統(tǒng)。地源熱泵利用地下(表)水體和土壤溫度相對(duì)穩(wěn)定的特性,冬季,從土壤、地下(表)水中取出熱量,向建筑物供暖,效果優(yōu)于風(fēng)冷熱泵,可代替鍋爐,不消耗燃料,夏季,給建筑物供冷,向土壤、地下(表)水放出熱量。
某地區(qū)空氣和地下水年平均溫度比較
地源熱泵制熱運(yùn)行時(shí)高性能系數(shù)說(shuō)明
地源熱泵在實(shí)現(xiàn)采暖、空調(diào)時(shí)的能量利用方式相當(dāng)于“夏儲(chǔ)冬用”,與土壤、水體只進(jìn)行熱交換,沒(méi)有污染,具有運(yùn)行穩(wěn)定、可靠、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),是建筑領(lǐng)域中應(yīng)用可再生能源、降低建筑能耗的有效技術(shù)手段,地源熱泵技術(shù)在歐美等國(guó)的研究與應(yīng)用已有數(shù)十年的歷史,技術(shù)成熟,近年來(lái),這項(xiàng)技術(shù)在我國(guó)也得到了較快的發(fā)展,地源熱泵技術(shù)已在建筑采暖、空調(diào)和熱水等領(lǐng)域得到應(yīng)用。
2、地源熱泵產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)
揚(yáng)子地源熱泵產(chǎn)品的研發(fā),始于滿足國(guó)際市場(chǎng)需求。我國(guó)是世界空調(diào)產(chǎn)量第一大國(guó),每年都有相當(dāng)數(shù)量的產(chǎn)品出口,揚(yáng)子空調(diào)是國(guó)內(nèi)為數(shù)不多的既生產(chǎn)家用空調(diào)又生產(chǎn)中央空調(diào)、熱泵的專(zhuān)業(yè)制冷、空調(diào)企業(yè)之一,出口產(chǎn)品也占有較大的比重。由于不同的國(guó)家和地區(qū)在空調(diào)使用習(xí)慣、工作條件、款式性能、應(yīng)用領(lǐng)域、能源結(jié)構(gòu)等消費(fèi)背景與用途方面存在差異,因而出口產(chǎn)品的種類(lèi)、型式、功能和技術(shù)要求也不盡相同,其中有不少為定制產(chǎn)品——通常稱(chēng)之為非標(biāo)產(chǎn)品,早期(2001年前)按客戶要求和技術(shù)條件開(kāi)發(fā)的地源熱泵產(chǎn)品就是其中之一,通過(guò)設(shè)計(jì)、制造這類(lèi)非標(biāo)產(chǎn)品,逐步認(rèn)識(shí)了地源熱泵產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)、關(guān)聯(lián)技術(shù)及應(yīng)用場(chǎng)合,實(shí)際上揚(yáng)子空調(diào)是國(guó)內(nèi)較早介入地源熱泵領(lǐng)域并進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造的專(zhuān)業(yè)廠家之一。
我國(guó)地源熱泵技術(shù)的推廣、應(yīng)用和歐美、日本等國(guó)相比起步較晚,盡管近年來(lái)得到了較快的發(fā)展,但在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工以及運(yùn)行管理等方面都存在很大的差距,迫切需要引入國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn),為加快這類(lèi)產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的推廣,2007年初,揚(yáng)子空調(diào)承擔(dān)了由國(guó)家人事部外國(guó)專(zhuān)家局組織的“中瑞地源熱泵技術(shù)應(yīng)用合作推廣項(xiàng)目”。
瑞典地源熱泵的裝機(jī)數(shù)量?jī)H次于美國(guó),地源熱泵的應(yīng)用已有二十多年的歷史,是世界上地源熱泵應(yīng)用人均比例最高的國(guó)家,在地源熱泵產(chǎn)品的開(kāi)發(fā),系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行與管理,地埋管換熱器的傳熱模擬,地源熱泵與太陽(yáng)能等能源聯(lián)合運(yùn)行,水源熱泵應(yīng)用等方面的研究與技術(shù)處于國(guó)際領(lǐng)先水平。
歐美部分國(guó)家地源熱泵銷(xiāo)售累計(jì)套數(shù)
瑞典近二十年來(lái)的地源熱泵年銷(xiāo)售量
通過(guò)系統(tǒng)引入先進(jìn)的能源綜合利用理念、建筑節(jié)能應(yīng)用可再生能源的技術(shù)和方法,一方面提升了地源熱泵的產(chǎn)品技術(shù)水平,拓展了產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域,另一方面也使揚(yáng)子空調(diào)的技術(shù)開(kāi)發(fā)從專(zhuān)業(yè)設(shè)備設(shè)計(jì)、制造沿伸到面向系統(tǒng)整體方案的工程應(yīng)用。2.2廣泛合作,集成創(chuàng)新
揚(yáng)子空調(diào)在產(chǎn)品技術(shù)開(kāi)發(fā)方面,緊跟國(guó)際制冷、空調(diào)技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向,堅(jiān)持對(duì)外合作與自主創(chuàng)新相結(jié)合,力求通過(guò)技術(shù)進(jìn)步來(lái)實(shí)現(xiàn)并保持產(chǎn)品的技術(shù)、品質(zhì)和成本優(yōu)勢(shì)。隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的激烈,空調(diào)產(chǎn)品已不僅僅是滿足制冷、制熱基本功能的實(shí)現(xiàn),節(jié)能、環(huán)保、舒適、健康已成為空調(diào)技術(shù)發(fā)展的主流趨勢(shì),只有加快技術(shù)進(jìn)步才能在競(jìng)爭(zhēng)中獲得優(yōu)勢(shì),廣泛合作是一條有效的途徑。
空調(diào)的許多技術(shù)問(wèn)題,往往需要多學(xué)科、跨領(lǐng)域合作才能得到有效解決,例如:空調(diào)產(chǎn)品的振動(dòng)與噪聲問(wèn)題,既是設(shè)計(jì)人員關(guān)注也是消費(fèi)者關(guān)心的問(wèn)題,產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)時(shí)為降低振動(dòng)、噪聲指標(biāo),通常需要進(jìn)行大量的反復(fù)實(shí)驗(yàn),既費(fèi)時(shí)費(fèi)力,又難以達(dá)到理想的結(jié)果。合工大在汽車(chē)科研領(lǐng)域有著很強(qiáng)的實(shí)力,他們?cè)谂c揚(yáng)子空調(diào)聯(lián)合開(kāi)展的地源熱泵產(chǎn)品管路減振、降噪項(xiàng)目中,運(yùn)用有限元分析技術(shù),利用ANSYS軟件,對(duì)施加了壓縮機(jī)等效載荷的制冷系統(tǒng)管路進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析,得出管路的振動(dòng)響應(yīng)特性和設(shè)計(jì)方案,將汽車(chē)管路的設(shè)計(jì)技術(shù)和成果,應(yīng)用于空調(diào)系統(tǒng),使管路的振動(dòng)與噪聲大幅度降低,經(jīng)通用所測(cè)試,整體式系列地源熱泵機(jī)組產(chǎn)品的噪聲低于國(guó)標(biāo)限定值10dB(A),為快速設(shè)計(jì)出振動(dòng)小、噪聲低、材料省的管路探索出一套科學(xué)、有效的方法。
多年來(lái),揚(yáng)子空調(diào)與日本三菱電機(jī)、韓國(guó)空間(SPACE)空調(diào)公司、上海交大、上海日立壓縮機(jī)、合工大等企業(yè)和院所建立并保持著良好的合作關(guān)系,從以項(xiàng)目為載體的局部合作,逐步發(fā)展到共建研發(fā)中心的學(xué)科領(lǐng)域合作,合作層次不斷推進(jìn),為高效制冷系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)、環(huán)保工質(zhì)的替代、零部件改進(jìn)與優(yōu)化等空調(diào)技術(shù)平臺(tái)建設(shè)提供了有效的支撐。
2.3試驗(yàn)手段和實(shí)證性研究
地源熱泵可廣泛應(yīng)用于家用和商用等領(lǐng)域,產(chǎn)品需要與實(shí)際應(yīng)用的具體要求相適應(yīng),幾年來(lái),公司為滿足產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和基礎(chǔ)研究的需要,先后投入了一批達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平關(guān)鍵設(shè)備和綜合性能實(shí)驗(yàn)室,不僅能夠?qū)夹g(shù)路線、方案、性能和模擬應(yīng)用等進(jìn)行充分的試驗(yàn),還可以對(duì)整機(jī)及重要部件的性能和質(zhì)量進(jìn)行分析和研究,為提升產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力,加快產(chǎn)品開(kāi)發(fā)速度,確保產(chǎn)品品質(zhì)提供可靠的保障。
為了使產(chǎn)品在實(shí)際地源熱泵系統(tǒng)應(yīng)用中獲得更好的效果,針對(duì)典型應(yīng)用條件與場(chǎng)合,分別對(duì)各類(lèi)產(chǎn)品進(jìn)行長(zhǎng)期運(yùn)行驗(yàn)證,開(kāi)展實(shí)證性研究,并對(duì)各地已投入運(yùn)行的典型工程進(jìn)行跟蹤調(diào)查和運(yùn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析,對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)合下的地源熱泵系統(tǒng)初投資與運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性、地下?lián)Q熱器設(shè)計(jì)與施工、設(shè)備與系統(tǒng)適應(yīng)性等方面的進(jìn)一步研究積累了數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn),為地源熱泵應(yīng)用的適用條件、技術(shù)評(píng)價(jià)、經(jīng)濟(jì)分析、設(shè)備選型、系統(tǒng)優(yōu)化等提供技術(shù)依據(jù)。
2.4產(chǎn)品系列
基于高起點(diǎn)、高投入的企業(yè)發(fā)展規(guī)劃,通過(guò)消化吸收、廣泛合作,集成創(chuàng)新,充分驗(yàn)證,先后開(kāi)發(fā)出地源熱泵主機(jī)產(chǎn)品6大類(lèi)400個(gè)品種,容量范圍從0.8——300RT,分別適用地家用和商用不同場(chǎng)合,規(guī)格齊全,高效節(jié)能,運(yùn)行可靠。