超低温空气能热泵在东北的应用

超低温空气能热泵在北方的应用

（上图为PHNIX超低温空气能应用项目：陕西龙泉煤矿）

PHNIX超低温热泵在山西大型煤矿热水项目中的应用

1.1前言

空气能热泵发展到今天，已为我国南方大部分人所接受。在我国长江以南区域，空气能市场已经成为一个完全成熟的市场。而我国北方，由于气温低，空气能热泵机组衰减过大一直没有有效的得以应用。近几年得益于喷气增焓压缩机技术的发展，超低温热泵机组迅速发展。本文就以PHNIX在山西某大型煤矿的应用为例，介绍超低温热泵在北方市场上采暖的应用。

1.2项目介绍

太原煤气化龙泉能源发展有限公司龙泉矿井项目,是国家"十一五"煤矿建

设项目、山西省"十一五"重点工程项目和太原市2006年重点推进的新开工项目。

龙泉项目工程包括建设一座年产500万吨原煤的现代化矿井和配套的选煤厂；建

设6公里的铁路专用线并参股山西省地方铁路集团公司镇城底至岚县、静乐铁路

的建设。

龙泉矿井规划井田面积为35.23平方公里，储量近8亿吨，已由国土资源

部批复。龙泉井田主要含煤地层为二叠系下统山西组和石炭系上统太原组，主采

4#、7#、9#煤层。其中4#煤层平均厚度为6.47米，全区可采稳定，煤质为低硫、

低磷、中灰1/3焦煤；7#煤层平均厚度1.1米，煤质为低中灰、低中硫的肥煤；

9#煤平均厚度11.68米，煤质为低中灰、低中硫的1/3焦煤。

该项目共包含六栋楼，分别为：培训楼、食堂、选煤厂化验楼、消防站、

救护队、灯房浴室，六栋楼总建筑面积为：21000㎡。现需要解决该六栋楼的冬

季采暖、夏季制冷以及浴室每日：200吨生活热水的热源设计。

1.3设计资料

3.1气候条件

太原市地处大陆内部，距东部海岸线较远，其西北部为广阔的欧亚大

陆腹地。在全国气候区划中，属于暖温带大陆性季风气候类型。太原市属温带季

风性气候，冬无严寒，夏无酷暑，昼夜温差较大，无霜期较长，日照充足。年平

均降雨量456毫米，年平均气温9.5℃，一月份最冷，平均气温 6.8℃；7月份最热，平均气温23.5℃。全年日照时数2808小时。

3.2空调设计室外参数见表1.

夏季冬季

空调计算干球温度31.2 空调计算干球温度/℃-15

/℃

空调计算湿球温度

23.4 空调计算湿球温度/℃-22 /℃

室外平均温度/℃26 室外平均温度/℃20

室外相对湿度72% 室外相对湿度51%

室外平均风速/

2.1 室外平均风速/（m/s） 2.3 （m/s）

大气压力/Pa 91920 大气压力/Pa 93920

3.3空调设计室内参数表见表 2.

室内温度（℃）相对湿度（%）室内噪音房间名称

夏季冬季夏季冬季(标准NR)

办公室24~26 16~18 45~65 35~50 40~50

餐厅24~26 16~18 45~65 35~50 40~50

1.4设计依据

根据工程概述及要求；

①（建筑给排水设计手册）；

②《给水排水设计基本术语标准》（GBJ125-89）；

③《机电设备安装工程施工及验收规范》（TJ231）；

④《电气装置安装工程低电器施工及验收规范》（GB50254）；

⑤《自动化仪表安装工程质量检验评定标准》（GBJI31-90）；

⑥（实用供热空调设计手册）；

⑦（民用建筑空调设计技术措施）；

⑧PHNIX北极星机组的性能；

⑨国家现行的其他相关规范及措施。

1.5 设备选型

5.1采暖系统选型

根据太原的气候条件以及空调的使用条件、面积、用途、建筑特性进行采暖热负荷计算，各个楼房采用独立系统，各栋楼选型见表3：

5.2热水系统选型

灯房浴室每天的用水量为：200吨。现需设计200吨热水对应的机组数量。 在冬季，当环境温度为-15℃，进水温度为5℃时，则200T 水从5℃加热到55℃（升温50℃）需要的热量为: Q= 200x 1.163 x 50=11630kW

此时，北极星机组能效比为2.5，机组的制热量为55kW ，芬尼克兹超低温热泵机组每天建议的工作时间不超过15小时；

建筑 面积（㎡） 热负荷（kW ）

选用设备型号 数目

培训楼 10000 800

PASHW250S-PS-N /PAXRW060*4 14

食堂 5600 448 PASHW250S-PS-N /PAXRW060*4 9

选煤厂化验楼 2960 236.8 PASHW250S-PS-N /PAXRW060*4 4

消防站

1300 104 PASHW250S-PS-N /PAXRW060*4 2

救护队站

1300 104 PASHW250S-PS-N /PAXRW060*4

2

则系统每小时所需要提供的加热量为：11630 / 25 =775.33kW

需要的设备数目为：775.33 / 55 = 14 台

即在冬季，加热15小时，即可满足冬季浴室200吨热水的需求。

夏季：当环境温度为31.2℃，进水温度为15℃时，200T水从15℃加热到50℃（升温40℃）需要的热量为:

Q=200 x 1.163 x 40=9304kW

此时，超低温热泵机组能效比为4，制热量为88kW，

则机组加热200吨水所需要的时间为：9304 /（14 * 88 ）=7.55h

即夏季超低温热泵热水机8小时即可满足浴室200吨热水的需求。

1.6 PHNIX超低温产品特点

PHNIX北极星系列机组专门针对寒冷地区的气候特点设计，可满足酒店的采暖、制冷、生活热水多种需求，它具有卓越的低温制热性能，突破了普通热泵无法逾越的各种技术难关，-25℃低环温安全工作，国标工况能效高达4.0，热水温度高达65℃，可完全取代现有的锅炉系统。尤其适合作取代传统的集中供暖或锅炉系统对房间加热，运行效率更高，舒适性更佳。

【适用场所】

适用于寒冷地区的公寓、别墅、酒店、会所、度假村、医院、大学等需要供暖、制冷、热水的场所。

【超高能效】

第二代增焓压缩机配合增焓控制回路和高效换热器，提高了制冷剂工作效率。国际制冷工况能效比高达4.0，为业界空气源热泵能效的最好水平。

【超低环温】

采用第二代高温喷气增焓技术，机组可在-25℃的环境下安全运行，在-8℃机组能效比仍有3.4的高能效比，确保机组在寒冷气候条件下全年运转，无需操心。