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丁永鑫——潜能回收风源热泵空调机的发明者

放大字体  缩小字体 发布日期:2012-04-06  浏览次数:328
核心提示: 近年来,空气能热水器以其低能耗在全民低碳的社会背景下赢得了广阔发展空间与发展趋势,并逐步在国内掀起了一股低碳经济潮,而
 近年来,空气能热水器以其低能耗在全民“低碳”的社会背景下赢得了广阔发展空间与发展趋势,并逐步在国内掀起了一股低碳经济潮,而地源热泵等技术将会有更大的市场。相继国内也开发了地源热泵,无疑具有环保、节能、安全、费用低等特点,因此,政府支持和鼓励发展地源热泵,但是地源热泵也存在占地面积较大、投资较高,并受水源限制、回灌困难等缺陷。丁永鑫发明的“潜能回收(水)风源热泵机”,因解决了原热泵需大量水资源,风源热泵低温、高压无法满足采暖需求的矛盾,展现出很高的社会应用价值。

  随着经济的高速发展和人们生活水平的提高,对供热和空调的需求快速增长,对室内外环境质量的要求也不断提高,供热,制冷的方式越来越多样化。从可持续发展的角度看,采暖,空调用能必须提高能源利用效率,努力寻找可以再生的能源。原有的制冷气方法日益显露出污染环境、耗能大、运行费用高的缺陷。为了解决这些问题,为北方采暖寻找一条既节能又能实现零排污的电力采暖途径,丁永鑫对此展开了长时间的研究,发明了一种“潜能回收(水)风源热泵空调机。

  采访中,丁永鑫详细介绍了风源热泵的原理及研发过程。他告诉记者,风原热泵具有不受水源限制,但受室外低温、热泵主机工况限制,比如工质R22冷凝温度45℃(暖气出水温度40℃),当蒸发温度>-16℃,主机压缩比已达8的极限,主机无法工作。它的优点是:无需水,缺点是:1.出水温度太低,无法满足供暖需求,2.在此情况下运行COP不理想,要满足采暖温度70℃以上,则无法实现。

  “潜能回收(水)风源热泵机”,的发明,正好解决了上述两大矛盾,一是源热泵需大量水资源的矛盾;二是风源热泵低温,高压无法满足采暖需求。COP较低解决方法;首先确定以北方供暖为主攻方向,热泵出水温度>80℃(70℃)两种,一般能满足供暖要求,按此要求做以下研讨;1、如何解决室外低温?我们无法解决老天给予的低温空气,但可以改变主机吸气温度,本发明采用的方法是,单机压缩、二级制冷、特种热泵,可以满足70℃—80℃的供水,并能在室外温度达-18℃热泵运行良好。如按R134a工质采用二级制冷,风+水蒸发器混合吸气,温度当tw-10℃主机吸气温度可达1℃,比传统风源热泵吸气温度高15℃,这就排除了室外低温的困扰,这叫解放热泵的困扰,获得了能源的产生。2、按常规热泵在冷凝温度45℃下(出水40℃)在tw°-16℃已达极限,怎么可能达到70℃(80℃)出水,而蒸发温度低于-16℃,矛盾如何解决?此项发明按上述单级压缩,二级制冷特色,再加一级温度升级。因为热泵出口有40%过热蒸汽含高达95℃高温能量,如将它回收利用就能使水温升级,可节能10%,这叫升温又节能。3、假设上述两个问题以解决COP是否很低?经测算,以北京为例全年COP可达2.5-3,比水源热泵还好。4、假设上述问题成立,建设投资会很高吗?总投资比水源热泵略低,还不需水源井及外线的建设费用。5、热泵投资比常规燃气锅炉高怎么办?这要从人类资源和子孙后代着想,国家发改委要求大力发展水源热泵已回答了这问题,为什么政府为北京冬天供暖,付出了巨大财力,做了大量研发工作,目的就是要让低温室外空气的源,生产出供暖所需的高温水,且投资要低。这也是全球战略。

  不难看出,丁永鑫利用制冷循环尾部的热焓,将它回收利用,用三级冷凝器的功效代替了传统的水源井,因为蒸发器制冷需吸收地下水中的热量。而其中的三级冷凝器就是生产此部件热量的热换器,实现了一体两用的功能,既替代了水源井,还能降低排放到室外风源蒸发器的能量。经过计算证明:三级冷凝器回收的热量供给水蒸发器生产中温气体,与室外体温气体混合提高了吸气温度完善了制冷循环。

  为了有利于市场化的开展,在此技术基础上丁永鑫又开发了两项新品:当水资源有保证,可实施水源热泵系统,如夏季需生产热水,在制热水时可实现,制冷回收实现全热回收系统。最大限度的将蓄能、潜能回收和温度回收结合了起来,真正实现了能量用量最优化,水源、风源两路走的目的,是节能减排的最优组合。

  在“潜能回收(水)风源热泵空调机”上丁永鑫实现了制冷循环结构的创新;突破了高温禁区做出水,使温度达到了70°,并且还突破了低温极限,在tw°-24℃时主机运行良好;更重要的是投资省、能耗低、开支省。与传统的水源热泵相比,潜能回收(水)风源热泵空调机在装机容量上减少20%;电力增容方面减少了30%;供热热效应方面增加了30%,而年开支却减省了30%。真正实现了无需水资源而各项技术指标优于水源热泵的创新之路。

  “潜能回收(水)风源热泵空调机”具有很多优点:无需水资源、节能、性能系数比水源热泵高10-15%;因地制宜,可取消小区锅炉房及外线管,按一楼一组或多组灵活组合;外管线能耗取消,水泵动力降低,进一步节能;系统小,无需水源井;住户取暖费按照普通住宅标准每年取暖费可低于10元/平米,给百姓带来切实利益;多种节能措施降低了电容及投资;排污为零,具有极佳的COP值,可以代替燃油(汽)锅炉。

  计算证实,优于现有各类供暖系统:从总效率比热电联产高44%,可节约天然汽30%。与电锅炉采暖比耗能仅为电锅炉1/3。与燃气采暖比年采暖热仅为天然汽1/3。并能实现电高峰停机,低峰开机,缓解用电高峰矛盾。

 

 
 
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