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[推荐]水源热泵
信息来源:中国质量报 添加日期:2015-7-30 浏览次数:1377次
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  5月15日,质检总局、国家标准委批准发布GB/T31512-2015《水源热泵系统经济运行》国家标准。这项推荐性国家标准由全国能源基础与管理标准化技术委员会合理用电分技术委员会组织制定,将于2015年12月1日起实施。

    循环于地埋管中的水、井水、湖水、河水、生活污水、工业废水,或上述各类水共用管路中的水可以作为冷源和热源,利用这些冷源和热源可以制取冷风热风冷水热水,制取冷风热风冷水热水的设备,就是水源热泵系统。用标准上的术语来说,水源热泵系统就是水源热泵机组及与之相配套的水系统(水泵、冷却塔等)和风系统所组成的总体。

    节能潜力很大

    地埋管中各种水蕴含的能量或节能潜力有多大,虽然还缺少宏观的统计,但是我国的《能源法》已经将水源热泵系统作为一种节能空调系统进行大力推广,建设部和财政部已联合出台政策推动应用示范,北京、天津、沈阳等各大城市均对水源热泵系统进行财政支持。在国家和地方政府的大力支持下,我国水源热泵设备市场容量呈现出增长趋势。

    运行要“经济”

    建设水源热泵系统,财政支持付出的成本能否取得预期的效果,取决于水源热泵系统运行的经济性。

    水源热泵系统的经济运行指的是系统中的设备、负荷在满足工艺要求、生产安全和运行可靠的前提下通过科学管理、运行工况调节或技术改进,达到合理匹配,实现系统耗能低、经济性好的工作状态。水源热泵技术是一项节能的技术,但如果系统的设计、施工及运行管理等出现问题,也会导致产品运行不稳定、能耗增加,失去其节能的优势,从而影响该项技术的推广应用和关联产业的发展。因此制定科学、合理的水源热泵系统经济运行标准,利用量化的评价指标指导水源热泵系统运行,具有重要的节能意义。

    本标准是中国标准化研究院承担的《主要用能产品和设备节能标准与能效标识研究》中的一项任务,2009年3月启动,2011年12月,通过全国能源基础与管理标准化技术委员会及合理用电分技术委员会组织的审查会的审查。标准规定了水源热泵系统经济运行的基本要求、评价指标与方法和节能管理措施,适用于以水为冷(热)源,户用、工商业用和类似用途的电动机械压缩式水源热泵系统。

    四项基本要求

    水源热泵系统经济运行,必须从各方面考虑。如果水源热泵机组可以做到利用较小的水流量提供更多的能量,但系统设计对水泵等耗能设备选型或控制不当,也会降低系统的节能效果;如果机组提供了高的水温,设计的空调系统的末端未加以相应的考虑,也可能会使整个系统的效果变差,或者使得整个系统的初投资增加。因此标准主要从系统设计、选型、运行和管理4个方面进行考虑。

    设计方面,水源热泵系统的设计应以经济运行为前提,并对设计方案的系统制冷和系统制热运行效率进行评估,应结合使用现场情况,选用运行效率较高的设计方案。

    选型方面,水源热泵机组是系统的心脏,其经济运行是整个系统经济运行的核心,应根据使用现场情况,如负荷大小、热源侧水温和水量等,各种水源热泵系统各有优缺点,所以要选择合适的机型。应根据各种热泵系统的特点,应因地制宜,根据现场的具体情况选用合适的系统。如水源热泵机组的台数应能够满足负荷大小的要求,机组的设计工况点应在机组的制造厂商规定的经济工作区内,水系统中的水泵可选用单台或多台,多台水泵亦可并联或串联,可根据使用现场选用效率较高的水泵组合。水泵应与机组的冷量相匹配,并应选择使用负荷在其高效运行范围内的水泵。水系统中的冷却塔可选用单台或多台,应与机组的冷量相匹配,冷却塔风机宜采用变风量调节,可以根据负荷的大小调整风机转速和风量,从而降低冷却塔风机的功耗。

    运行方面,水源热泵系统运行时,水源侧的水温是随着季节和气候的变化而发生相应的变化,应根据实际水温的高低调节输出的冷量或热量,从而在保证满足冷(热)负荷的要求的同时,机组亦能高效运行;当有多台水源热泵机组时,如果单台水源热泵机组的能力满足实际负荷时,应该只开启单台机组;当开启多台机组时,应尽量使每台机组都处于高效运行状态,以此来保证整个系统运行的经济性。冷冻水系统和冷却水系统的循环水泵的流量应该满足水源热泵机组的运行要求和负荷的要求,且尽量使水泵工作在高效的状态点。系统在运行过程中还有一个重要的问题就是水管路的结垢和堵塞问题,为了尽量减小结垢或堵塞对机组换热的影响,系统在运行管理过程中应经常对水系统进行清洗。

    管理方面,系统经济运行的管理是系统运行保持经济性的关键,如果没有严格的运行管理制度,没有专业人员的管理,设计再好的系统也无法正常运行,也无法体现系统的经济性。对于系统运行管理部门来讲,应该建立完善的运行管理制度,定期对系统的运行状态进行评估,并及时纠正能耗的浪费现象。

    总之,保障水源热泵系统经济性运行,需充分考虑运行环境、系统设计、系统选型、施工与运行管理等各方面的技术要求,这些要求被纳入为本标准的关键内容。

    知冷知热须考核

    标准系统经济运行的评价指标与方法,确定了两个考核指标,并以该指标评价各计量周期内水源热泵系统的制冷经济运行情况对比,指标1为系统制冷运行效率,指标2为系统制热运行效率。水源热泵系统的经济运行体现在制冷和制热两种运行方面,评价指标测试方法的可操作性及简便性,选用系统制冷运行效率和系统制热运行效率两个指标不但对水源热泵系统全年的经济运行都提供了评价的方法和依据,同时也能在系统单独制冷或单独制热运行过程中随时监测系统的经济性,及时发现问题并纠正。

    标准还就系统经济运行测试方法明确了测试条件、测量仪器仪表精度、测量方法和测试数据处理的要求。

    管理再次被强调

    与水源热泵系统经济运行四项基本要求并列的还有一项内容,即系统经济运行管理。标准明确了系统济运行管理应有专人负责,建立运行管理、维护、检修等规章制度;必须要有运行记录、监测和检查记录、交接班记录,严格执行有关节能管理制度;制定水源热泵系统经济运行操作手册;应每月对能耗数据进行分析,对经济运行状况进行评价,对能耗浪费现象进行整改等。

    这项标准的发布和实施,将进一步促进我国水源热泵系统经济运行管理工作的开展,并将在提高我国开展相关能源系统的节能评估水平、促进关联企业技术进步、加强节能监管等方面发挥重要作用。

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