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燃气热泵分散式供热技术

发布时间：2016-08-18 新闻来源：工程技术部贺天虎浏览次数：

摘要：

分散式供热的提出与应用，在一定程度上优化了集中供热出现的环境污染、资源浪费、供热不均、调节困难、投资浪费等弊端。由山东奇威特集团研制的燃气空气源吸收式热泵更是突出了分散式供热的优势。本文主要介绍了集中供热在供热应用方面存在的问题、分散式供暖的发展现状及优势、奇威特燃气空气源吸收式热泵的原理以及在分散式供热应用中的优势。

关键词：

集中供热分散式供热氨-水吸收式循环燃气空气源吸收式热泵

0 引言

当前，我国很多城市普遍采用的供热方式为集中供热，然而集中供热在运行过程中暴露出了许多问题，这些问题在一些中小城市和欠发达的城市中尤为显著。这些问题的产生主要集中表现为技术落后、观念落后、信息化技术欠缺等方面，在当前倡导节能环保的大环境下，这种现状极大地制约了供热系统的发展。集中供热出现的问题大致如下：

1、不均衡的供热质量

我国集中供热系统为单管供暖系统，采用单管系统要实现均衡供热，对调节控制系统要求及其精密。而我国大多数城市的集中供热缺乏有效的调控设备，供热的热力状况失调现象十分严重，用户的采暖系统冷热不均及供热资源存在浪费等情况十分普遍。

2、能源严重浪费

城市供热“大流量”和“小温差”的状况使得集中供热的管网系统出现漏损大、高耗电量及能源浪费严重等现实问题，终端用户供热调节设备缺乏，使得供暖用户无法调节室内温度，为供热系统的资源带来了巨大的浪费。

3、收费困难

目前，绝大城市供热按用户面积收费，这极易造成收费不准的矛盾，终端用户由于不是按照实际耗热量来缴费，缴费的主动性大大降低，对于供热能源进行节俭的积极性也受到严重影响，进而使得供热单位的运行出现困难，供热体系的节能目标无法得到落实。^【¹^】

1 分散式供热技术及现状

所谓“分散式供热”，就是把过去一个城镇只有一个供热中心、一个大集中的热源点，因地制宜地改变为分建若干个热源点，从而提高供热效率，缩短管网，降低热耗，减少污染，降低费用，美化环境。从技术层面来说，这种“分散式集中供热”模式，不需要过去那样的大锅炉、大烟囱、大管网，可以节约煤炭1／3，近乎无烟无尘，污染排放物均达到了天然气锅炉的国家排放标准。按照不同城市或单位个性化的供热要求，它可以实现分散布点、隐身供热，克服了目前大集中供热的许多弊病，使煤更省、空气更干净、价格更低、热损耗更小、环境更美好。从运营层面来说，这种新模式采用了国际普遍推行的“合同能源管理方式”，将市场机制全面引入集中供热领域。它可以代为客户垫付全部或部分建设资金，灵活分散地建设热源点，待项目建成再与客户分享供热的收益，并最终将全部设施转交给客户长期享用。这无疑大大缓解了我国许多城市建设集中供热设施的资金困难，明确了建设、运营、消费三方的权益关系，破解了大集中供热投资大、收费难、亏损多等难题^【²^】。

在许多发达国家和地区分散式供热已经是一个很成熟的供热技术，它以靠近用户、一次能源利用率高、环境友好、能源供应安全可靠等特点受到各国政府、企业界的广泛关注和青睐。并且分散式供暖建设灵活，便于集中管理，方便维修。每个系统供热面积小，便于调节和控制；采用这种采暖方式可根据建筑的使用特点，来调节控制采暖温度和采暖时间，特别是对不需防冻或防冻时间短的地区，根据作息时间控制采暖时间非常有效。由于分散式供暖系统是在小区内完成系统循环，所以这种系统管网规模小，无需换热站，热损失和动力消耗小，易克服水力失调，节约能源。所以分散式供热系统必会成为将来供热科技的潮流。

2 燃气空气源吸收式热泵分散式供热

近期，由山东奇威特太阳能科技有限公司研发的燃气热泵供热技术开创了分散式供热新时代。燃气热泵以模块化机组组成分散式采暖热源，采用多台并联的方式满足供热要求，燃气热泵可以一栋楼为单位进行供热也可多栋楼集中供热，完全顺应分散式采暖的趋势。当楼房较高并存在高低区时，可按分区情况分别供热满足末端及设备的安全性要求。分散式供热能够提供给所有住户集中供暖的舒适性，同时避免了“我采暖、你蹭热”的尴尬情况。

3 燃气热泵运行原理

燃气空气源吸收式热泵机组工作形式为氨—水吸收式循环。系统内部包括两个循环：制冷剂循环和吸收剂循环，其中氨为制冷剂，水为吸收剂。

吸收剂循环为：在发生器中，氨水浓溶液被燃气加热，氨气从溶液中不断蒸发出来后溶液浓度降低，成为稀溶液。稀溶液经节流阀进入吸收器。在吸收器中，稀溶液吸收来自蒸发器器的氨气并放出大量的热量成为氨水浓溶液。从吸收器来的浓溶液经过水冷换热器降温后，再经溶液泵加压后送入精馏器，之后浓溶液一部分直接进入发生器提馏段，一部分进入降膜式吸收器的进行热交换。两部分浓溶液在换热后都回到发生器，进入下一个吸收剂的循环。

制冷剂循环为：在发生器中，氨水浓溶液被燃气加热，高温高压的氨气被不断蒸发出来。氨气经精馏器精馏后进入冷凝器，在冷凝器中经水冷换热器降温后，冷凝为液氨进入过冷器，与来自换热器的氨气进行热量交换成为过冷的氨溶液，过冷氨溶液经膨胀阀节流后进入翅片换热器，吸收空气中的热量转化为氨气，经过冷器变为过热的氨气，然后进入吸收器被稀溶液吸收，变为浓溶液被泵输入发生器，进入下一制冷剂的循环。

4 燃气热泵供热优势

4.1 一次能源更加环保

天然气中的灰份、含硫量和含氮量均比较低，所以被称为“21世纪的洁净能源”，积极利用天然气资源是我国在一次能源消费中降低碳排放的最好选择^【3】。奇威特集团响应国家当前“煤改气”的号召，采用一次能源天然气作为燃气热泵的驱动能源，是一种非常环保的供热方式。

4.2分布投资节约成本

传统的集中供暖形式，不论电厂热力还是烧锅炉，运营商都需要事先投入修建小区热力管网，换热站等费用，占用了宝贵的流动资金，同时还要承担开发商项目能否成功建成、能否顺利卖出、入住率不高等风险。然而燃气热泵采暖以一栋楼为单位的分散式供暖形式，可按需求分步安装，取消掉了复杂的二次管网，大大降低了投资费用，减小了资金占用。

4.3无极调节更加节能

燃气热泵分布式供热采用模块化机组，首先可以根据入住率控制燃气热泵启动机组数量，其他机组暂时不工作，降低能源消耗，也可按入住率低的情况分步安装。机组可以根据需求无极调节输出功率，在中午等气温较高时减少热量输出和输入，进一步减少能源浪费。

4.4低费运行更高能效

燃气热泵分散式供热运行时采用一次能源天然气，设备耗电量极低，天然气价格更是大大低于电的价格。燃气热泵采用奇威特自主研发科技-----氨吸收式循环，能够从空气中吸收大量热量，将一次热能与空气能有机结合，实现较高的能效，有效降低了燃气消耗，运行费用更低。