熱泵技術(shù)作為重要的節(jié)能減排技術(shù)，市場前景十分廣闊。越來越多的國家及政府企業(yè)意識到熱泵可以帶來的節(jié)能及環(huán)保效益，市場數(shù)據(jù)也說明了未來發(fā)展趨勢良好。而今，由于可再生能源作為低位熱源使熱泵系統(tǒng)受其變化影響較大，根據(jù)各個國家及地區(qū)的實際情況不同，采用復(fù)合熱泵技術(shù)可以實現(xiàn)更好的節(jié)能環(huán)保效果。也正因為如此，各個國家及地區(qū)由于實際情況不同，關(guān)注的地源熱泵技術(shù)也不同，從換熱器、熱泵機(jī)組到系統(tǒng)控制優(yōu)化等各方面都有研究。值得一提的是，各種熱泵形式在不同建筑中應(yīng)用及優(yōu)化研究也是熱泵技術(shù)應(yīng)用研究重點之一。
在“2011全國熱泵年會暨技術(shù)創(chuàng)新與行業(yè)發(fā)展高層論壇”上，全國暖通空調(diào)學(xué)會理事長徐偉先生為大家介紹了第十屆IEA熱泵會議的情況，并就IEA會議進(jìn)行了分析和總結(jié)，以“國際熱泵技術(shù)發(fā)展”做了主題演講。
據(jù)介紹，IEA熱泵會議是世界頂級的熱泵會議，會議以技術(shù)交流為主，涵蓋了行業(yè)學(xué)術(shù)、企業(yè)、管理、工程等各方面內(nèi)容。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，第十屆IEA熱泵會議歐洲及日本地區(qū)對熱泵技術(shù)研究仍然較多。在文章收錄方面，較上屆會議收錄總數(shù)提高了16%，這無疑表明了近年來熱泵研究十分活躍。在談及第十屆IEA熱泵會議的文章收錄情況時，徐偉指出，“國內(nèi)論文在技術(shù)方面主要涉及技術(shù)發(fā)展、地源熱泵、熱泵應(yīng)用三個領(lǐng)域，收錄文章篇數(shù)位居第二，涉及最多的是系統(tǒng)和器件，其次是地源熱泵，再次是空氣源熱泵?？梢哉f，我國近年來的熱泵研究工作不斷展開，并呈上升趨勢。”
近年來，各國熱泵裝機(jī)量均處于上升趨勢。熱泵銷售及裝機(jī)量的上升，是與當(dāng)前各國能源價格及溫室氣體的減排壓力相關(guān)的。在數(shù)量提升的同時，各國對熱泵機(jī)組能效的提升研究也在不斷加強。在此次年會上，徐偉就各國熱泵方面的政策和市場發(fā)展趨勢進(jìn)行了具體的分析，詳細(xì)解讀了熱泵技術(shù)及應(yīng)用的情況。
徐偉在分析中指出，加拿大這種高緯度的寒冷地區(qū)，地源熱泵占了相當(dāng)一部分比例。
因此，地源熱泵技術(shù)的研究就顯得尤為重要了。通過對應(yīng)用于獨棟住宅中的地源熱泵進(jìn)行研究，結(jié)果表明，理論計算COP與實際測試SCOP是存在差距的，實測COP比理論計算低15%左右。加拿大還就多倫多地區(qū)的31個項目現(xiàn)場進(jìn)行了熱響應(yīng)實驗，得到了整個多倫多地區(qū)熱物性的變化范圍，同時還證明了地下水可以提高換熱系數(shù)并降低熱阻。由此可見，無論是在技術(shù)方面的發(fā)展還是市場方面的發(fā)展都取得了一定的成績。
本次年會上，徐偉院長對瑞典地源熱泵行業(yè)的發(fā)展情況做出了分析。他指出，瑞典的熱泵技術(shù)更是處于北歐的領(lǐng)先水平。熱泵委員會秘書處就掛在瑞典國家測試研究院。與我國不同的是，他們的熱泵分類方式，并非按空氣源和地源分類，而是跟熱泵機(jī)組的方式有關(guān)，且瑞典是不做回填的。徐偉報告中還指出，技術(shù)研究方面，瑞典針對垂直地埋管換熱器的數(shù)據(jù)及新型換熱器、地源熱泵系統(tǒng)的系統(tǒng)運行系數(shù)SPF、地源熱泵系統(tǒng)在不同類型建筑中的應(yīng)用、新型制冷劑在熱泵中的應(yīng)用、熱泵在低能耗建筑中的應(yīng)用及熱泵系統(tǒng)評價性能系數(shù)等方面開展了深入的研究。
徐偉在報告中重點提到了作為2011年熱泵會議舉辦國的日本。在熱泵技術(shù)上日本處于世界領(lǐng)先水平，技術(shù)研究上也有著突出成果。據(jù)資料顯示，RAC的收益值從1997年的3.5到2010年的6.8，增長速度驚人。徐偉就日本熱泵技術(shù)方面也做了介紹，他說，日本針對地源熱泵系統(tǒng)與太陽能、空氣源及蓄能罐聯(lián)合運行進(jìn)行了研究。在基于實際運行數(shù)據(jù)對樁基短期蓄能地源熱泵系統(tǒng)進(jìn)行的研究中，結(jié)果顯示，日間供冷與夜間供生活熱水的運行模式可使地源熱泵系統(tǒng)取得更好的效率。而對采用地下含水層蓄能的地下水源熱泵進(jìn)行研究，通過測試結(jié)果對由于地源熱泵系統(tǒng)運行以來的土壤溫度場改變進(jìn)行評估。多源熱泵系統(tǒng)方面，將太陽能、土壤能和空氣源等多種方式連接起來作為熱泵的低位熱源，與傳統(tǒng)熱泵相比可減少電力消耗夏季最大44%，冬季39%。在選擇制冷劑代替方案方面，發(fā)達(dá)國家及發(fā)展中國家，要根據(jù)不同地區(qū)和不同應(yīng)用條件，選取不同的制冷劑替代方案。在分析改變制冷劑流量熱泵系統(tǒng)理論及實踐應(yīng)用研究問題時，徐偉表示，采用減少改變制冷劑流量系統(tǒng)能耗的算法可以使系統(tǒng)具有較高COP。日本還在垂直地埋管換熱器的數(shù)據(jù)及新型換熱器、復(fù)合熱泵系統(tǒng)、新型制冷劑在熱泵中應(yīng)用、吸收式熱泵、熱泵在工業(yè)中的應(yīng)用以及熱泵系統(tǒng)評價性能系數(shù)幾個方面的研究中取得了顯著的成果。
徐偉分析我國的發(fā)展情況時說，在不同的建筑中運用地源熱泵系統(tǒng)時，基于概率的理論，對TRT測試結(jié)果進(jìn)行了統(tǒng)計分析，該方法提高了結(jié)果的可靠性，可以提供更有效的設(shè)計指導(dǎo)。模擬土壤導(dǎo)熱系數(shù)、地下水滲流速度、垂直鉆孔參數(shù)及運行策略對地源熱泵換熱量的影響。
通過研究得出各因素與其之間線性及非線性關(guān)系，以簡化設(shè)計是很必要的。
談及復(fù)合熱泵系統(tǒng)的研究，徐偉說，以北京地區(qū)別墅建筑為例，模擬地源熱泵與太陽能復(fù)合系統(tǒng)，模擬結(jié)果顯示，當(dāng)?shù)芈窆軗Q熱器不足時，復(fù)合系統(tǒng)可以明顯改善系統(tǒng)性能。而后，徐偉還就江水源熱泵實測的研究做了分析，分析指出，在重慶地區(qū)江水源熱泵COP不低于3.0，輸送能耗低于39%，具有較好的節(jié)能特性。熱泵系統(tǒng)評價性能系數(shù)方面，他告訴大家，住宅中應(yīng)用熱泵系統(tǒng)的長期運行和性能監(jiān)測，目標(biāo)是通過長期測試得到熱泵系統(tǒng)全生命周期內(nèi)的可靠性、穩(wěn)定性及SPF特性變化特點。
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