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上海交大研发新型空调 成本比中央空调省一半

信息来源:上海交大更新日期:13-01-25 点击:

 近日获悉,在上海交大闵行校区,有这样一栋神奇的房子,装上了由王如竹教授团队自主研发的一种采暖新型空调系统。该系统不仅更加舒适,而且在没有增加能耗的情况下,能效提高20%,为解决南方供暖问题提供了有效方案。

空气热源作能源,环保又节能

 王如竹教授认为,传统的集中供暖是通过烧煤将70℃―80℃热水输送到千家万户,但这种方式并不节能。有没有一种新的供暖模式,既能做到环保、节能,又能为南方供暖问题提供有效方案?由王如竹教授研发的空气源热泵热水系统,通过消耗一定的电能,热泵工质从环境空气中吸取热量,提升热能的温度品位,获得35℃左右的热水。其外观等同于常规家用空调的室外机,但比家用热泵空调更加节约能源,同时可以营造更舒适的室内环境。

 以冬季供热为例,通过设置热泵工质蒸发温度低于环境空气温度4℃-5℃,热泵工质就可以从空气中吸收热量蒸发,低温低压的蒸汽经压缩机压缩可以获得高温高压的蒸汽,蒸汽冷凝放热就可以加热热水,从而将较低温度品位的热能提升为较高温度品位。例如:室外温度0℃、蒸发温度-5℃,冷凝温度35℃,就可以获得超过30℃的热水,将其泵送到室内的风机盘管换热设备,就可以获得室内18℃―22℃的舒适温度。 “这一过程,只需使用一份电能,从空气环境中获得至少两倍的热能,其热效率是电采暖的3倍。 ”王如竹教授说。

 今天上午,记者走进这间装有新型空调的90平米零能耗住宅,摆放在餐桌上的温度计显示21.2度,湿度为37.3%,安装在墙上的室内小温差换热末端吹出了阵阵暖风,感觉非常舒适。而另外一间安装了家用空调的房间内,空调温度同样设定为22度,可室内温度显示只有14.5度,走进房间整体感觉冷,只有靠近空调才有热风吹出。

 除了节能,空气源热泵热水系统还可以实现一机两用,夏季供冷水、冬季供热水。相对于传统制冷和采暖方式,其具有开启时间短,不需燃料燃烧、运行稳定、维护简单等优势,非常适合供暖呼声日趋提高且供暖需求时间较短的长江流域地区。

小温差控温,家中四季如春

 随着人们对室内环境要求的提高,对于送风产生的不良“热感”或“冷感”,很多用户希望末端的设计更灵活,可以摆脱以往壁挂式送风空调等直吹送风、扫风的模式,改为更为人性化的局部送风甚至冷暖辐射。

 在王如竹教授设计的新型热泵空调系统中,与空气源热泵热水系统相连接的是由风机盘管组成的小温差换热设备,它们安置于墙角,创造更加舒适、受热均匀的室内环境。冬天吹出来的风并不燥热,室内有春天般的温暖。一个室外3匹机,实现90平方米住宅室内18℃―22℃的环境,由于室内末端布置合理,温度的均匀性可以控制在偏差1℃―2℃。

 有了新型空调系统,白天上班时,只需选择值班温度即可;晚上休息时,可选择卧室温度。系统可以根据设定的模式,自动调节温度,使家中环境四季如春。王如竹教授介绍,空气源热泵制得热水通过循环水泵进入室内小温差换热末端,与室内空气换热后返回空气源热泵重新被加热,房间温度控制器通过感应房间温度控制热泵机组、水泵、换热末端的工作,当房间温度高于设定目标温度时,则控制器输出信号使热泵机组、水泵、换热末端进入待机状态或部分负荷运行状态;当温度低于设定温度时,控制器输出信号使热泵机组、水泵、换热末端重新进入工作状态。“人们就可以根据身体的状况,设定一个让自己感到舒适的温度,整个房间一年四季都会让人身心舒适。 ”

 值得一提的是,要实现四季如春的环境,系统安装非常简单,一台3匹的室外机配上3-4个室内小温差末端就可以了,非常适合于家用住宅。这种系统既适合于独立住宅,也适合于高层住宅。

与空调价格相当,能效高20%

 王如竹教授说,这种新型空调系统实质是一个绿色家居版的中央空调系统,远比中央空调环保、节能。王如竹教授算了一笔账,按照上海两室两厅的传统户型,采用新型空调系统,只需要装一个3匹室外机,约8000元,室内小温差换热末端需要4个,每个约600元,总共2400元,整个工程做下来加在一起需要2.5万元左右。如果安装平常用的空调,同样需要装一个8000元左右的3匹室外机,室内安装至少2-3个5000元左右的变频空调,加起来也需要2.3万元。如果采用家用中央空调则需要4万元左右。按照每天10小时运行,耗电大约30度,每天电费18元,每月电费500多元,如果考虑夜间电费则采暖费用更低。但相比家用空调安装简便,新型空气热能空调系统安装较复杂,除了安装外机外,还须在房间的地面或墙面铺设水管。与用电驱动的中央空调相比,便宜差不多一半;与平时安装的空调相比,价钱相当,能效高20%。

 王如竹教授说:“新型空调热泵热水供暖与室内小温差换热设备代表新的制热模式,更代表着一种新的家居生活理念。我们正在收集实验数据,希望这种新的模式,为广大老百姓带来‘暖冬’。”( 来源:东方网 )