双碳目标下打造清洁供暖供冷的新型热源塔热泵系统

发布时间:2023-04-26 作者: 来源:

实现碳达峰、碳中和,是以习近平同志为核心的党中央统筹国内国际两个大局作出的重大战略决策,是着力解决资源环境约束突出问题、实现中华民族永续发展的必然选择,是构建人类命运共同体的庄严承诺。国家碳中和政策的发布以及建筑供能电气化的必然发展趋势,为热泵等清洁能源的推动和落地提供了明确的方向和支持。

我国供暖区域划分是以“秦岭—淮河”为界划分南北,北方地区集中供暖,南方城市不提供集中供热。近年来随着生活水平的提高,南方城市对于集中供暖的呼声也越来越高,在许多建筑物,如宾馆、医院和商务楼,也需要满足冬季供暖需求。

目前,南方冬季供热难是亟待解决的焦点问题,在节能减排的大背景下简单采用化石能源解决冬季供暖,具有能耗高、成本贵、环境污染等问题,与可持续发展的理念不符。地源和水源热泵受地质及环境条件限制,不能作为一种普适性的能源技术。空气中蕴含无限的低位热源,空气源热泵不受环境和地质条件的限制,可以广泛应用。但我国南方地区冬季受南北冷暖气流团对峙的影响,形成特殊的“低温高湿”气候带,高湿空气遇冷结霜则成为影响传统空气源热泵能效的重要因素。

秉承绿色科技、美好生活的使命,北京金茂绿建科技有限公司(以下简称“金茂绿建”)聚焦行业痛点,打造一套清洁供暖供冷的新型热泵系统——热源塔热泵系统。针对我国南方的特殊环境和气候条件,热源塔技术避免了空气源热泵冬季结霜的困扰,同时又可以在夏季具有较高的制冷效率。

什么是热源塔热泵系统

空气相当于一个热源载体,热源塔热泵系统通过从空气中吸收或释放热能,可为建筑物提供采暖空调及生活热水,是一种新型的可再生能源利用技术。热源塔热泵系统属于空气源范畴,有效解决了传统空气源热泵能效低、冬季结霜-换热效率低,化霜耗能等问题;在热泵领域,与地(水)源热泵等同属于清洁能源形式,源侧不受当地资源条件限制,应用灵活;不存在地源热泵依赖地质资源、供能效果逐年衰减;不存在污水源热泵污水量不稳定、检修/暴雨期断供等现象。

工作原理:冬季的空气中蕴含了大量的低温/高湿低品位空气热能,在热源塔塔体中通过冰点降低至-10℃以下的抗冻液从空气中吸收热量,利用热泵机组提取其中的热能为建筑进行供暖。

在夏季,将热源塔用作冷却塔,利用水蒸发冷却与空气进行热交换,利用热泵机组提取其中的冷能为建筑提供冷源,由此形成的一种新型的空气源热泵系统——热源塔热泵系统。

金茂绿建新型热源塔热泵系统产品介绍

金茂绿建新型热源塔热泵系统是以空气为热源,通过热源塔的热交换和热泵作用,实现制冷、供暖以及生活热水等多种功能的新型热泵产品,主要由热源塔、热泵主机、再生装置、抗冻液、智能控制系统以及其它附属设备组合而成。

热源塔塔体

金茂绿建新型热源塔热泵系统采用横流开式热源塔,是热源塔热泵系统的核心部件之一。开式热源塔循环介质与空气直接接触,换热效率高。热源塔冬季夏季均可使用,冬季作为系统热源,通过低温溶液从空气中吸收热量,为热泵机组提供低品位能量;而在夏季,其转换为冷却塔模式运行,通过冷却水将热量排放到空气中。

性能:塔体为方形横流开式热源塔,循环液量可达200~1000m³/h,可定制减振降噪方案。

优势:低漂液率,仅为国标值的1/19;仿真优化提高塔体换热性能;内接管+喷头布水方式,外形更美观,喷淋更均匀稳定。

热泵主机

金茂绿建新型热源塔热泵系统采用的热泵主机分为离心式和螺杆式两种,金茂绿建是国内首家将离心式热泵主机稳定可靠的应用于热源塔热泵系统中的企业,并且实现了离心式热泵机组在-18°C环境温度下安全稳定供热运行。金茂绿建新型热源塔热泵系统彻底改变了传统的能源利用模式,与使用煤、气、油等常规能源制热相比,具有清洁、低碳、安全、高效的特点。

性能:热泵主机单台机组具有制热和制冷两种功能,在制热时,热水出水温度最高可达50°。离心式热泵主机单机制热量可达2MW~6MW,适用工况环温≥-18℃,适用于夏热冬冷地区和寒冷地区大型公共建筑以及多业态综合体区域能源项目等应用场景;螺杆式热泵主机单机制热量0.2MW~2MW,适用工况环温≥-7℃,适用于夏热冬冷地区的住宅、商业、医院等社区能源。

优势:离心式热泵产品专为低温供暖设计,采用离心压缩机双级串联的方式,极大的拓宽了热源塔系统的应用范围,适用于区域能源站等大范围需能用户;螺杆热泵主机适用于中小型商业和住宅项目,具有负荷调节范围广,调节灵活度高等特点。

溶液再生装置

为保证热源塔热泵系统在冬季高湿工况下稳定运行,金茂绿建通过自主研发,创新采用了行业领先的MVR蒸汽再压缩技术形式,将溶液再生装置应用于系统中,对吸湿后的抗冻液进行浓缩再生,以维持系统高效运行所需的溶液浓度。

性能:溶液再生装置采用成熟的溶液直排系统、(MVR)蒸汽再压缩装置,溶液再生装置为整体撬装式设计,可根据工程现场的场地条件,灵活布置。

优势:除水量高达500kg/h、1000kg/h,产水TDS≤100ppm,浓缩浓度≥40%;运行能耗90~120kWh/t,运行高效;溶液过流部件采用不锈钢,使用寿命长。

抗冻液

金茂绿建新型热源塔热泵系统在冬季运行过程中,热源塔侧采用的换热循环介质,是一款金茂绿建通过创新研发,拥有自主知识产权的新型抗冻液。

性能:金茂绿建自主研发的新型抗冻液,达到行业内溶液冰点最低,腐蚀性经第三方测试满液状态下接近于水;对于热源塔系统源侧的碳钢、不锈钢、紫铜无需做其他防腐处理,即冬季工况源侧无需接入中间换热器,循环溶液可直接进入热泵主机。

优势:低腐蚀性、低冰点、物性优、安全环保。

金茂绿建新型热源塔热泵系统热源塔漂液率、抗风抗震性能、换热管道腐蚀测试、主机耐压试验等测试均达到优良指标。

智能管理系统

金茂绿建智能化控制平台,以数据驱动+智能算法为核心,通过对末端负荷预测、管网水力平衡分析、群控策略优化,实现热源塔热泵机组的自适应优化控制。从而提升控制精度,优化综合能效,实现热源塔热泵系统智能化稳定运行,降低运行成本,提高运行效率。

第三方检测结果

热源塔热泵系统行业发展

热源塔热泵系统主要是在针对大中型建筑中,水冷冷水机组加锅炉的供冷/暖模式进行研究和升级改造的过程中逐渐发展起来的。在国外,最早热源塔在20世纪80年代应用在日本横滨竞技场和名古屋DOME。我国热源塔热泵技术研究起步较晚,起源于二十世纪九十年代中期,主要应用在我国珠江三角洲流域。随着技术的发展,目前热源塔热泵系统可适用于冬季室外计算空气干球温度在2℃~-8℃的地区,主要用于满足宾馆、酒店、医院、洗浴中心、小区住宅等建筑的制冷、制热及制取生活热水的需求。

聚焦行业痛点和需求,金茂绿建不断打造自主研发创新的能力,完成热源塔热泵系统的核心技术、工艺设计、系统调试、测试试验和系统运行等全过程的自主研发工作,掌握了热源塔热泵系统的全部核心技术的知识产权,实现了热源塔热泵系统的技术创新突破。

金茂绿建新型热源塔热泵系统于2019年正式落地青岛中欧能源站项目,当室外环境温度从-11℃到-18℃时,热源塔离心热泵机组仍旧可以持续稳定运行,热源塔系统与污水源热泵系统协同配合,保证了能源站出水温度45℃,为“中欧国际城”用户提供了稳定、高质量的供暖效果。青岛“中欧国际城”新型热源塔热泵项目荣获北京能源学会优秀能源示范项目。

金茂绿建新型热源塔热泵系统入选“2021年工信部《国家工业节能技术推荐目录》”。

金茂绿建通过不断对热源塔设备的研发投入及技术升级,目前最新型热源塔设备及溶液再生系统的有效应用,极大的拓宽了热源塔系统的应用范围。在极端条件下测试验证,目前热源塔热泵系统的使用温度范围为:年最低温度-18℃以上能够保持稳定高效运行,适用于我国寒冷地区和夏热冬冷地区。

金茂绿建热源塔热泵系统与市场上其他品牌的热源塔系统相比,具有环保、高效、智能、低腐蚀、低漂液、高性价比、适应地域广等特点。应用场景:适用于区域综合能源站等大型供能系统,以及机场、酒店、办公楼、学校、医院等公共建筑供能。

随着全球“双碳”目标的进程加速,热源塔热泵系统作为可再生清洁能源热泵领域的绿色能源应用方案之一,呈现出蓬勃发展的态势。未来,金茂绿建将以高可靠的产品口碑和技术创新,携手产业链上下游合作伙伴推动再生能源热泵产业的健康平稳发展。金茂绿建抢抓机遇,在全球“双碳”目标下充分展现央企担当,持续加大科研技术领域的投入,细作深耕,突破创新。

金茂绿建以“绿色科技 美好生活”为使命,坚持科技创新为第一驱动力,紧密围绕中国金茂城市运营商转型的丰富内涵,专注于智慧能源与建筑科技综合服务,力求为城市的可持续发展注入不竭动力。

 

 

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