地热热泵——适合于任何地方的地热能源:当前世界发展状况
R.Curtis(英)、J.Lund(美)、B.Sanner(德)、L.Rybach(瑞士)、G.Hellström(瑞典)
徐巍(译)郑克棪(校)
摘要:1995年在意大利佛罗伦萨举行的世界地热大会上,一篇论文引起了世界地热界对地热热泵增长状况的广泛关注。随着降低建筑能耗压力的增加,以及减少建筑物二氧化碳排放指标的提高,安装地热热泵的趋势正在逐渐兴起。应用地热热泵的国家数量也不断上升,其中一些国家并没有传统意义上的地热资源,但现在他们有了生气勃勃的地热热泵项目。另外,还有一些国家正在探索其应用潜力。从小的家庭安装到大功率的系统安装,各种型号的地热热泵都在增加。这篇文章主要对近10年这些高效率、长寿命、低污染的可再生能源系统的发展和安装进行评价。
1 介绍
地热热泵是世界上发展最快的可再生能源利用技术之一,在过去的10年里,大约30个国家平均增长速率达到10%。它主要的优点是可以利用平常的地温或地下水的温度(5~30℃)就可以运行,而这些资源全世界各个国家都可以获得。在1995年的佛罗伦萨世界地热大会上,人们尝试着总结了当时的这项技术状况和发展水平,到2005年,地热热泵已经进一步提升为新能源和可替代能源的重要角色。它们尤其已经被作为一种高效的可再生供热装置,而且更重要的是它们在减少二氧化碳方面得到认可。来自加拿大的一篇文章中提到:“当前在市场上不可能有任何其他的单项技术比地热热泵在减少温室气体排放和导致全球变暖效应方面的潜力更大。”这句话同当前流行的一种认识相一致:热泵作为供热装置可以减少全球6%以上的二氧化碳排放量,它是目前市场上可获得的减少二氧化碳排放量最大的单项技术之一。这样的说法正好适合当前提倡的把更多的注意转移到可再生热能的利用上来,就像现在提倡可再生电能一样。2005年9个欧洲组织和贸易协会共同提倡采用可再生能源进行供热和制冷的行动。三个主要的技术被提到:生物能、太阳能和地热能。过去10年已经进行的工作,说明正确设计的热泵系统,无论是对单孔安装还是多孔安装,都可以确保从地下汲取的热能是真正可再生和永久可持续的。最近,世界能源组织公布了多种可再生技术的生命周期分析,对于加热技术,地热热泵的生命期二氧化碳排放量是第二低,仅次于木屑。
在这篇文章里,我们简短介绍了地热热泵技术,提出当前流行的一些综合信息。读者会发现2005年世界地热大会论文集第14章收集了比以前大会论文集更多的关于地热热泵的论文,反映了它在世界范围内的快速增长。尽管地热热泵有比较高的应用潜力,但在一个国家或地区的优势条件取决于当地的经济生存能力、应用能力和增长率。我们介绍了几个不同地理区域和国家的发展情况。一些地区已经安装了很多的地热热泵,而且显示了不断增长的趋势,有些地区才刚刚开始。开发利用较好的国家有美国、北欧、瑞士、德国,尤其是瑞典。刚开始开发利用的国家包括英国和挪威。其他有大量装机的国家还有加拿大和奥地利,法国、荷兰也显示了比较快的增长速度。中国、日本、俄罗斯、英国、挪威、丹麦、爱尔兰、澳大利亚、波兰、罗马尼亚、土耳其、韩国、意大利、阿根廷、智利、伊朗等国开始意识到地热热泵技术。论文集第一部分里许多国家介绍了他们的开发利用状况。
2 装机
尽管许多国家都开始对热泵产生兴趣,但热泵的增长主要还是发生在美国和欧洲。据不完全统计,目前全世界范围内的装机容量可能接近10100MWt,年均利用的能量大约59000TJ(16470GWh)。实际安装的机组数量大约900000个。表1列举了地热热泵利用率最高的几个国家。
表1 利用地热热泵领先的国家
3 地热热泵系统
热泵系统利用相对不变的地下温度来为家庭、学校、政府和公共建筑供热、制冷和提供生活热水。输入少量的电能驱动压缩机后,可以产生相当于输入能量4倍的能量。这样的机器使热能从低温区流向高温区,实际上是一台能倒流的制冷机。“泵”说明已经做功,温差称为“抬升”,抬升越大,输入的能量越多。该项技术并不是一项新技术,1852年Lord Kelvin提出了这个概念,20世纪40年代Rober Webber修改成地热热泵,60、70年代获得商业推广。图1是典型的水-气型热泵系统。这样的热泵在北美应用很广泛,但在北欧家庭供暖市场主要利用水-水热泵。
热泵有两种基本的配置:土壤偶极系统(闭路系统)和地下水系统(开路系统),地下系统可以水平或垂直安装,取用井水或湖水。系统的选择依赖安装地点的土壤和岩石类型,能否经济施工水井或现场已有水井,还需场地条件。图2是这些系统的示意图。如前面的水-气型热泵所示,对于热水加热系统,家用热水交换器可以在夏天利用回灌的热量,冬天利用输出的热量来加热生活用水,水-水型热泵一般只能通过转换供热模式到生活热水模式,将输出温度提高到最大来加热生活热水。
图1a 制冷循环中的水-气型地热热泵
图1b 供暖循环中的水-气型地热热泵
图2a 密闭环路热泵系统
图2b 开放环路热泵系统
在土壤偶极系统里,一条封闭的管路被水平的或者垂直的埋在地下,防冻液通过塑料管循环,或者在冬天从地下获得热量,或者在夏天将热量灌入地下。开放环路系统利用地下水或湖水直接通过热交换器后灌入另一眼井(或者河渠、湖里,或者直接用于灌溉),主要按照当地法规执行。
其他种类的热泵系统正在兴起,如竖井和本次大会上提到的一种新类型。这些系统效率很高,但大多需要更加精细的水文地质信息和比闭路系统更加专业的设计。
热泵机组的效率在供暖模式通过运行系数COP来表示,在制冷模式下用能量效率比(EER)来表示,它是输出能量与输入能量(电能)之比,目前的设备基本在3和6之间变化。这样COP为4意味着输入每个单位的电能可以产生4个单位的热能。经过对比,空气源热泵的COP大约为2,取决于高峰供暖和制冷需要的备用电能。在欧洲,这个比率有时候作为“季节性运行参数”,即供暖季和制冷季的平均COP,同时要考虑系统特性。
4 地热热泵的可再生讨论
随着热泵装机的稳定增加,使人认识到它们对可再生能源利用的贡献。这只是部分的认识,因为它们只涉及了供暖和制冷的表面,所以没有可再生电能的考虑。然而,这里面有两个其他的因素——一个是关于地下能源的可持续问题,一个是基于空气源热泵的问题,在能量输出时没有纯能量的增加,所以它们仅仅是一种能量效率技术。
20世纪50、60年代,当空气源热泵风靡的时候,在城市里的化石燃料电厂发电的效率接近30%。当时空气源热泵的COP一般在1.5~2.5之间变化。表2显示了在建筑物里能量释放的情况,60%的能量来自于空气,而用来发电的原生能量只有75%作为有用的热能得到利用。这样,从空气中提取的可再生能量已经高效地释放了热能,但没有剩余能量。表2的第二列是当前的数据。新型的组合或联合循环发电厂发电效率已超过40%。土壤源热泵的SPF已超过3.5。这导致了140%的效率,其中最终能量的71%来自地下。更重要的是,超过40%的剩余量已高于发电消耗的原始能量。
表2 能量和效率对比表
水源热泵和新型发电效率的联合才构成剩余可再生能源的释放。
如果从一开始就用可再生能源发电,则所有传递的能量就都是可再生的。为了释放可再生的能量最多,建议应该尽快使可再生电能变得经济,并与地源热泵结合起来。
能量讨论可能是有争议的,但二氧化碳排放量的减少却很容易证实。举个例子,当前英国电网和地热热泵联合供暖相对于传统的化石燃料供暖技术可以减少50%的二氧化碳排放量。这归功于当前英国电网的联合。由于目前发电所排放的二氧化碳在减少,所以通过利用地热热泵而排放的二氧化碳会更少。随着利用可再生能源发电,建筑供暖将不再需要排放二氧化碳。
如果要计算一下世界范围内可节约的石油当量和当前地热热泵装机容量所能减少的二氧化碳排放量,则需要有几个假设条件。如果每年地热能被利用28000TJ(7800GWh),将此量与30%效率的燃油发电相比,则会节约15.4百万桶石油,或者2.3百万吨石油当量,减少700万吨二氧化碳的排放量。如果我们假想每年同样长时间的制冷,则这个数字会翻倍。
5 美国的经验
在美国,大多数系统都是根据高峰制冷负荷设计的,它高于供暖负荷(主要是北方地区),这样,估计平均每年有1000个小时满负荷供暖。在欧洲,绝大多数系统是根据供暖负荷设计的,所以经常据基础荷载设计,另加化石燃料调峰。结果,欧洲的系统每年可以满负荷运行2000到6000个小时,平均每年2300个小时。尽管制冷模式将热量灌入地下,它不是地热,但它仍然节省能量,有利于清洁环境。在美国,地热热泵装机容量能稳定在12%,大多数安装在中西部地区和从北达科他州到佛罗里达州的东部地区。目前,每年接近安装50000个热泵机组,其中46%是垂直闭路循环系统,38%是水平闭路循环系统,15%是开路系统。超过600个学校安装了热泵系统进行供暖和制冷,尤其在得克萨斯州。应该注意到这一点,热泵按照吨(1吨冰产生的制冷量)来分等级,这个吨相当于12000Btu/hr或3.51kW(Kavanaugh和Rafferty,1997)。一个典型的家庭需要的热泵机组应该是3吨或者是105kW的装机容量。
美国装机容量最大的热泵是在肯塔基州路易斯维尔市的一个宾馆。通过热泵为600个宾馆房间、100个公寓和89000m2的办公区(整个宾馆161650m2)提供冷热空调服务。热泵利用出水量177l/s、出水温度14℃的4口水井,提供15.8MW的冷负荷和196MW的热负荷。消耗的能量是没有热泵系统附近相似建筑的53%,每月节约25000美元。
6 欧洲的状况
地热热泵实际上可在任何地方既供热又制冷,可以满足任何的需求,具有很大的灵活性。在西欧和中欧,直接利用地热能对众多客户进行区域供暖受限于区域的地质条件。在这种情况下,通过分散的热泵系统采集到处都有的浅层地热是一个明智的选择。相应的,在欧洲各个国家,热泵正在快速增长和发展起来。热泵系统的市场正在蔓延,从事该项工作的商业公司也在增长,他们的产品已经进入“黄页”。
欧洲超过20年对热泵的研究开发为该项技术的可持续性建立了一个完善的概念,还解决了噪音问题,制定了安装标准。图3是一个典型的井下热交换器型热泵(BHE)。这个系统每输出1kWh的热或冷需要0.22~0.35kWh的电能,它比季节性利用大气做热源的空气源热泵少需要30%~50%的能量。
图3 中欧家庭中BHE热泵系统的典型应用,典型的BHE长度大于100m
根据欧洲许多国家的天气条件来看,目前大多数的需求是供暖,空调很少需要。所以热泵通常只是用于供暖模式。然而随着大型商业利用数量的增加,制冷的需要以及这项技术推广到南欧,将来供暖和制冷双重功效就会越来越重要。
在欧洲统计热泵安装的可靠数量是相当困难的,尤其是个人的利用。图4是欧洲主要利用热泵的几个国家安装热泵的数量。2001年瑞典大幅增加的热泵主要是空气源热泵,然而瑞典在欧洲也是安装地热热泵最多的国家(见表1)。总的情况,除了瑞典和瑞士,地热热泵的市场扩展在整个欧洲还不太大。
7 德国的经验
1996年之后,根据热泵的销售统计,德国各种热源的热泵销售情况各不相同(图5)。在经过1991年销售量小于2000台的低迷后,热泵的销售量呈现稳定的增长。地热热泵的份额从80年代少于30%上升到1996年的78%,2002年达到82%。而且从2001年到2002年,当德国的房地产由于经济萧条正在缩水的时候,地热热泵的销售量仍然有所增长。将来它在市场上仍然有增长的机会,因为有较好技术前景做保证。
图4 一些欧洲国家热泵机组的安装数量对比图
图5 每年德国热泵的销售数量对比图
德国地热热泵在住宅利用的数量是巨大的,许多小型系统安装在独立的房子里,而较大系统用于一些需要供暖和制冷的办公楼等商业区域。德国的大部分地区夏季的湿度允许制冷不带除湿,例如冷却顶棚。热泵系统就很适合直接利用地下的冷能,不需要冷却器,它们显示了非常高的制冷效率,COP能达到20以上。第一个利用井下热交换器和直接制冷的系统在1987年安装的,同时该项技术成为一个标准设计选择。一些最新的德国地热热泵的例子Sanner和Kohlsch有文章介绍。
在德国,地热热泵已经走过了研究、开发和开发现状阶段,当前的重点是选型和质量安全性。像技术准则VDI4640、合同规范以及质量认证等工作正开始被强制执行来保护工业和消费者,避免质量不合格和地热热泵系统无法长期运行等问题。
8 瑞士地热热泵的繁荣
地热热泵系统在瑞士已经以每年15%的速度快速增长。目前,有超过25000台热泵系统在运行。来自地下有三种热能供应系统:浅层水平管(占所有安装热泵的比例小于5%)、井下换热器系统(100~400m深,占65%)、地下水水源热泵(占30%)。仅仅在2002年,就施工钻孔600000m,并安装了井下换热器系统。
地热热泵系统非常适于开发到处都有的浅层地热资源。热泵系统长期运行的可靠性现在已经通过理论和实践研究以及通过在几个供暖季的测试得到证明。季节运行因素已大于3.5。
各种测试和模型模拟证明这种系统可以持续性的吸取热量。长期运行的可靠性保证了系统可以无故障应用。热泵系统所配备井下换热器的合理尺寸也有利于广泛的应用和选择。实际上,热泵系统的安装在1980年从零开始,经过快速发展,现在是瑞士地热直接利用里最大的部分。
地热热泵系统的安装自从20世纪70年代末期开始认识以来发展很快,这种印象深刻的增长可见图6和图7。
图6 1980~2001年瑞士地热热泵安装的发展趋势图
图7 1980~2001年瑞士井下换热装置和地下水的地热热泵系统装机容量发展趋势图
每年的增长非常显著:新安装系统的数量以每年大于10%的速度增长。小型系统(<20kW)显示了最高的增长速度(大于15%,见图1)。2001年地热热泵系统的装机容量是440MWt,产生的能量为660GWh。2002年施工了大量的钻孔(几千个),并安装了双U型管的井下热交换器。井下换热器的平均深度大约150~200m;超过300m深度的钻孔也越来越多。平均每米的造价是45美元左右,包括钻井、下入U型管和回填。2002年,井下换热器的进尺达到600000m。
热泵快速进入瑞士市场的原因
热泵系统在瑞士市场上快速发展的原因主要是那里除了这种到处都有的地热以外,在地壳浅层没有其他地热能资源。另外,也有许多其他的原因,包括技术上的、环境上的以及经济上的原因。
技术原因
大多数人口居住的瑞士高原合适的天气条件:大气温度在0℃附近,冬天日照很少,
地下浅层温度在10~12℃之间,长供暖期。
恒定的地下温度通过正确选型尺寸,可以提供热泵最好的季节运行因素和长期使用寿命。
地热热泵以分散方式进行安装,适合于独立用户需要,避免了如同区域供暖系统的昂贵的热分配。
安装位置在建筑物附近(或建筑物地下),相对自由,在建筑物内对空间的要求也不高。
至少对小型系统来说,不需要进行回灌,因为在系统闲置期(夏天)地下的热能可以自动恢复。
环境原因
没有交通运输、储藏和运行的危险(与石油相比);
没有地下水污染的危险(与石油相比);
系统运行可以减少温室气体二氧化碳的排放。
经济原因
环境友好的地源热泵安装成本比得上传统(燃油)系统的安装(赖贝奇,2001);
比较低的运行成本(与利用化石燃料供暖进行比较,不需购买石油或天然气,和燃烧器控制);
对环境友好的热泵,当地给予对用电费用优惠。
二氧化碳的排放税预计要实施。
进一步快速推广地热热泵的刺激因素是公用事业的“能量合同”。它暗示了利用热泵的公司以自己的成本设计、安装、运行和维护地热热泵,同时以合同价格卖热能或冷能给合适的用户。
尽管绝大多数地热热泵是为单独住宅供暖(生活热水),但一些新的利用方式正在出现(包括各种井下换热器系统,联合太阳能进行热量采集和储存、地热供暖和制冷,“能量堆”)。对于每2km2一台机组,它们的地区密度是世界上最高的。这保证了瑞士在地热直接利用方面是有优势的(在世界上前五个国家中人均装机容量)。相信瑞士的地热热泵在相当长的一段时间内会兴盛下去。
9 英国的地热热泵
在英国,路特·开尔文努力发展了热泵理论,但利用热泵进行供暖却进展缓慢。第一个安装地热热泵的记载要追溯到1976年夏天。小型闭路系统的先锋设置是在90年代初期苏格兰的住宅进行安装的。英国花了很长时间发现为什么到目前为止在英国该项技术要落后于北美和北欧。首要的原因是相对温暖的天气、房屋材料的保温性较差、缺少适合的热泵机组和与天然气庞大管网的竞争。
在20世纪90年代中期,通过吸取加拿大、美国和北欧地区利用热泵的经验教训,英国的地热热泵开始缓慢发展。他们利用很长时间确定合理的技术来适用于本国的住宅材料,以及克服英国特有的各种问题。另外的一个难题就是英国的地质条件复杂。
过去的两年时间里,热泵已经被公认在几个英国政策里扮演着重要的角色,例如供热保障程序、可再生能源以及能源效率目标。
在英国,很少人知道其实热泵系统比起传统的那些系统可以大量减少二氧化碳的排放。利用英国电网的地热热泵系统将会立刻减少40%~60%的二氧化碳排放量。随着英国电网在将来几年变得越来越清洁,长寿热泵的排放量也会进一步下降。建筑师和发展商发现新的建筑评价标准正开始考虑二氧化碳这个新参数。
从非常小的起步,目前地热热泵系统已经出现在整个英国,从苏格兰到Cornwall。私人建筑家、房地产商和建筑协会现都成为这些系统的消费者。室内安装热泵系统一般在25kW到2.5kW之间,主要选择各种水对水和水对空气的热泵,安装在几种不同地质条件的地区。
最近宣称有拨款计划(清洁天空项目)会帮助建立该项技术的部门鉴定,会建立可信的安装队伍、技术标准以及适用于英国室内的热泵。随着去年英国主要的用户发起了热泵安装发展到1000家的活动,希望对于该项技术的兴趣能够快速增长,同时希望在将来几年能够大量涌现出室内地热热泵安装的成功案例。
另一个利用地热热泵的重要领域就是供暖和制冷都需要的商业和公共建筑。2002年国际能源协会热泵中心安排了首批国家级研究,对热泵可能减少二氧化碳的排放量进行研究(IEA,2002)。其中第一个就是在英国展开的,研究结论是热泵系统应用于办公室和小商店效果最好。第一个不在室内安装的热泵仅25kW,是在Scilly的Isles的健康中心。这个系统在接下来的2000年到今天得到迅速发展,设备尺寸和型号目前已经达到300kW。
热泵的利用已经发展到学校、单层或者多层的办公楼和展览中心。显著的一个例子就是Derbyshire的国家森林展览中心、Chesterfield、Nottingham、Croydon地区的办公楼以及Cornwall的Tolvaddon能源公园。一个大型的系统已经在Peterborough地区的新宜家销售中心进行安装。这些系统的安装采用了各种各样的类型,有简单利用地板供暖的,反循环热泵供暖和制冷的,也有复杂的整合机组同时进行供暖和制冷的。单独的或者是混合的配置都已经被采用,包括利用大型地下水平循环和其他相互联系的钻孔网。
10 瑞典的地热热泵
20世纪80年代初期,地热热泵在瑞典开始盛行。到1985年,已有50000台热泵机组被安装。随后较低的能源价格和技术质量问题使热泵市场萎缩,在接下来的10年里,平均每年安装2000个热泵机组。1995年,由于瑞典政府的支持和补贴,公众对地热热泵的兴趣开始增强。根据占住宅销售市场约90%的瑞典热泵机构(SVEP)统计的销售数据显示,2001年和2002年大约有27000个热泵机组被安装(见图8)。因此,安装的机组数量估计达到200000台。
目前,热泵是瑞典小型住宅区最流行的采用液体循环的供暖方式,由于当前的油价,它替代了烧油;由于电费高昂,它又替代了电;由于方便而替代了木炭火炉。直接利用电加热的发展速度已相当减慢。除了住宅方面,还有一些大型的系统安装(包括闭路和开路循环)用于区域供暖网。所有热泵机组平均输出的热能估计大约10kW。
瑞典地热热泵的安装通常建议占标称负荷的60%,即每年大约3500~4000个小时满负荷运行。整合在热泵里的电加热器提供剩余的负荷,有将热泵负荷增加到80%~90%的趋势。大约80%的热泵采用的是垂直类型(钻孔类型)。在住宅里,钻孔的平均深度大约125m,水平类型平均循环长度大约350m。开式、充满地下水的单U型管(树脂管,直径40mm,压力正常6.3bar)几乎用于所有的热泵安装。当热量需要被回灌入地下时,双U型管有时候被采用。热反应测试已经显示自然对流在充满地下水的钻孔中比填满砂(砾石)的钻孔热交换更强烈。地源热泵的盛行已经使人们逐渐关注相邻钻孔之间长期热影响的问题。
图8 每年瑞典热泵销售数量对比图
用于客户住所的大型系统正在变得越来越流行。用来制冷的垂直式安装正在占据市场,但在住宅方面仍然没有引起人们的兴趣。在商业和工业上制冷的需求为地热热泵打开了一个崭新的市场。
热泵技术上的发展有由涡轮式压缩机逐渐代替活塞式压缩机的趋势,它的优点是运行平稳、设计简洁。另外人们对各种容量控制也产生了兴趣,例如在同一个机组里分别安装一个小型压缩机和一个大型压缩机,夏天,生活热水可以通过小型压缩机来供给。绝大多数进口的热泵利用的工质是R410A。瑞典生产商仍然利用的是R407C,但有向R410A转变的趋势,还有的对丙烷也感兴趣。目前正在研究利用极少量的工质来组建热泵。一些生产商通过利用废气和土壤作为热源的热泵抢占市场。废气可以被用来预加热从钻孔开采出来的热运移流体,或者热泵闲置时灌入地下。
在大型钻孔型热泵系统里,为了确保系统长期运行,不得不考虑地下热能的平衡。如果主要是满足热负荷,则在夏天必须向地下回灌热能。自然界的可再生能源,如室外空气、地表水和太阳能都应该被考虑。在Nasby公园,在建筑物下面安装了一套系统,施工了48个200m深的钻孔,利用400kW的一个热泵基本提供热负荷,每年运行6000个小时。夏天,从附近的湖引来的地表温水(15~20℃)通过钻孔灌入地下。
11 挪威的例子
在奥斯陆的Nydalen,180个基岩井将会是给一个接近20万m2的建筑进行供热和制冷的关键。这是欧洲这种类型的系统里最大的项目。
一个能量供应站将为Nydalen的这个建筑供暖和制冷。通过利用热泵和地热井,热能既可以从地下采集,也可以将能量储存地下。夏天,但有制冷需要时,热能可以灌入地下。基岩的温度可以从平常的8℃上升到25℃。在冬天,热能可以用来供暖。供暖的输出功率是9MW,而制冷是7.5MW。与电、石油和天然气供暖相比,每年供暖的成本可以减少60%~70%。供暖和制冷的联合调用确保了能量站的高效利用。
这个项目最独特的地方是地热能量储藏。这里的180个井,每个都深200m,可以提供4~10kW能量。整个储热基岩的体积是180万m3,主要在建筑物的下面。塑料管形成封闭环路,用来传递热能。
该项目总投资是6千万挪威克朗(相当于750万欧元)。这比起传统方式(即没有能量井和收集装置)多投资1700万挪威克朗。然而,每年购买的能量减少约400万挪威克朗,项目还是有利润的。这个项目由政府实体Enova SF和奥斯陆能源基金拨款支持了1100万挪威克朗。
能量站按计划在2003年4月开始建设,包括施工一半的基岩井。剩下的井可能安排在2004年的建设中。
该项目的细节可以在项目组www.avantor.no和热能储存www.geoenergi.no两个网站上查询。
结论
地热热泵是一个刚兴起的技术,有能力利用地下巨大的可再生贮存能量,提供高效率的供暖和制冷。它们正逐渐被认为是替代化石燃料的一种选择,在许多国家,它们在对建筑进行供暖和制冷时可以极大地减少二氧化碳的总排放量。相信安装热泵系统的数量和国家都会快速增长起来。
参考文献(略)
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新能源汽车水泵&mdash&mdash选择水泵的好方法
泵的选择应基于工艺流程和排水要求。此外,还应考虑五个方面,即液体输送、设备提升、液体性质、管道布置和操作条件等。
1.流量是水泵最重要的功能数据之一,直接关系到整个设备的生产能力和输送能力。选择泵时,以最大流量为依据,统筹正常流量。没有最大流量时,一般以正常流量的1.1倍为最大流量为宜。
2.设备系统所需的扬程是泵选择的另一个关键功能数据,其中大部分需要扩大5% —电梯选型后10%的余量。
3.液体性质,包括液体介质的标题、物理性质、化学性质等性质,物理性质包括温度C、密度D、粘度U、介质中固体颗粒的直径和气体含量等。与系统扬程、有效气蚀余量计算和合适的泵类型有关:化学性质是液体介质化学腐蚀性和毒性的关键,是采用泵数据和哪种轴封的重要依据。
4.设备系统的管路布置条件是指进液高度、进液方向、吸入侧最低液位和排出侧最高液位等数据,以及管路规格、长度、数据、管件规格、数量等。,从而做好检查梳头和气蚀余量。
5.运行工况有很多,如液体的运行、饱和蒸汽力P、吸入侧压力PS(正)、排出侧容器压力PZ、海拔、环境温度的运行是空间隙还是连续、泵的位置是固定的还是可移动的。
新能源汽车水泵&mdash&mdash特性
大部分汽车水泵基本都有自吸功能。自吸是指在水泵抽水管内存在空气体的情况下,借助水泵工作时发展变化产生的负压(true 空),将低于抽水口的水压在大气压的作用下抽上来,然后从水泵的排水端排出。没有必要添加&ldquo在这个一流的过程之前。引水(引水)和rdquo是的。具有这种自吸能力的微型水泵称为&ldquo微型自吸泵&rdquo。原理类似于微型气泵。
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新能源汽车死火能充电吗
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如何给汽车充新能源,如何保养电池
1.防止行驶中突然加速。纯电动汽车的百米加速性能堪比跑车,但在起步、载人、上坡时无需猛踩加速。正因为如此,电池会放电出很大的电流,容易导致硫酸铅结晶,破坏电池极板的物理性能,影响速度和性能的突然下降。
2.避免汽车暴晒或太冷。纯电动汽车不必长时间暴露在强烈的阳光下。由于温度较高,电池内压会升高,影响电池失水,导致电池活性降低,加速极板老化。相反,你不必认为如果你长时间不在寒冷的环境中驾驶,你就会没事。如果温度过低,续航能力会急剧下降,对电池组性能造成不利影响。北方地区很多小伙伴都反映,冬天气温过低时,一般充电时间比以前长,续航能力明显下降。
3.良好的充电时间控制。充电时,充电不足或过度放电基本都会影响电池的寿命。在使用过程中,汽车应根据汽车的实际情况进行充电。如果电表指示灯亮着,应尽快充电,否则电池过度放电会影响使用寿命。大部分情况下,电池平均充电时间在8-10小时左右,充电时间不宜过长,否则会通过发展变化过度充电,使电池发热,影响电池寿命。
4.养成定期保养的好习惯。无论是传统燃油车还是 新能源车 ,基本上都要养成定期保养的好习惯。在行驶过程中发现续航里程突飞猛进下降,也就是突然少了十公里,那么可能是电池问题,需要去4S店检查维修。这个时候不要拖,否则可能会加重电池损耗。
5.确保电池在闲置储存时充满电。如果长时间不打开,会觉得可以在断电状态下停车,想开车的时候等满了再开。这种想法是错误的。由于电池处于长期失电状态,容易硫酸化,硫酸铅晶体附着在极板上,对电池危害极大。因此,即使你想长时间停车,也必须保持必要的动力,并确保每月至少需要充电一次。
新能源汽车如何充电?你为什么选择新能源汽车?
新能源汽车凭借使用成本低、维修保养便宜、无尾号限制、无排放污染等优势,近年来被国家大力推广,并相继出台多项优惠政策。其中,纯电动汽车和 混合动力 汽车是现在市场上经常遇到的两种。
绝大多数选择新能源汽车的消费者基本都选择纯电动汽车,因为纯电动汽车是由电动机驱动的,而且其内部结构与去年同期相比比较简单,保养周期也在一年以上,不需要像传统燃油车那样行驶5000公里或者半年。据权威统计,新能源汽车的维修成本仅为汽油车的30%至40%。
已经是的新年了,新能源汽车领域也相应进入了一个新的时代,开启了新的视野。节能减排和环境保护是当前汽车行业最重要的概念。为了鼓励新能源汽车的发展,国家也在汽车领域实施了许多新能源优惠政策。虽然很多购买新能源汽车的消费者并不是真的喜欢新能源汽车,更多的只是为了一个车牌或者单双号的限制。但是,无论如何,如果你买了一辆纯 电动车 ,你也想使用更长的时间,这就需要你的朋友们更加爱护车内的电池。毕竟没有电池供电,车也启动不了。而且,一辆纯电动汽车将近一半的成本基本都在电池上,照顾好电池也能给自己省下不少钱。汽车边肖分享的新能源汽车如何充电的内容,需要和朋友们见面。 新能源汽车水泵新能源汽车要水泵干嘛 新能源汽车死火能充电吗@2019
【太平洋汽车网】新能源汽车需要水泵。汽车用水泵可以分为机械式水泵和电动水泵两类。在新能源汽车中,电动水泵的独特作用非常明显,它可以在发动机停止的情况下,保持冷却系统的正常运行,通过对转速的调节可以使冷却系统运行更为高效。
新能源汽车水泵——简介汽车电子水泵,很多新能源汽车、房车等特种车辆常用于微型水泵作为水循环、冷却或车上供水系统,这种微型自吸水泵统称为汽车水泵。电机的圆周运动,通过机械装置使水泵内部的隔膜做往复式运动,从而压缩、拉伸泵腔(固定容积)内的空气,在单向阀作用下,在排水口处形成正压(实际输出压力大小跟泵排水口受到的助力和泵的特性有关);在抽水口处形成真空,从而与外界大气压间产生压力差。在压力差的作用下,将水压入进水口,再从排水口排出。在电机传递的动能作用下,水持续不断的吸入、排出,形成较稳定的流量。
新能源汽车水泵——选择水泵的正确方法水泵选型应根据工艺流程,排水要求为根据。除此外,还要从五个方面加以考虑,既液体运送量、设备扬程、液体性质、管路安置以及操作工作条件等。
1、流量是选水泵的重要功能数据之一,它直接关系到整个设备的的生产能力和运送能力。选择泵时,以最大流量为根据,统筹正常流量,在没有最大流量时,通常可取正常流量的1.1倍作为最大流量。
2、设备体系所需的扬程是选泵的又一重要功能数据,一般要用扩大5%—10%余量后扬程来选型。
3、液体性质,包含液体介质称号,物理性质,化学性质和其它性质,物理性质有温度c密度d,粘度u,介质中固体颗粒直径和气体的含量等,这涉及到体系的扬程,有用气蚀余量核算和合适泵的类型:化学性质,主要指液体介质的化学腐蚀性和毒性,是选用泵资料和选用那一种轴封型式的重要根据。
4、设备体系的管路安置条件指的是送液高度送液距离送液走向,吸如侧最低液面,排出侧最高液面等一些数据和管道标准及其长度、资料、管件标准、数量等,以便进行系梳扬程核算和汽蚀余量的校核。
5、操作条件的内容很多,如液体的操作T饱和蒸汽力P、吸入侧压力PS(肯定)、排出侧容器压力PZ、海拔高度、环境温度操作是空隙的还是是连续的、泵的位置是固定的还是可移的。
新能源汽车水泵——特点汽车水泵一般都具备自吸功能,自吸的意思是:水泵的抽水管内是空气的情况下,利用泵工作时形成的负压(真空),在大气压的作用下将低于抽水口的水压上来,再从水泵的排水端排出。
(图/文/摄:太平洋汽车网问答叫兽)
以下是水泵损坏的症状:1、水泵损坏会使冷却循环能力减弱甚至不循环,会出现冷却液开锅”现象;2、发动机靠近水泵部位漏水。漏冷却液会在水泵通风孔上留下冷却液颜色的痕迹,导致缺少冷却液后水温高等症状的出现;3、发动机工作时水泵出现异响。水泵出现异响可能是由于内部有异物,或者轴承磨损引起。
北汽集团是一家涵盖整车及零部件研发、销售等业务的汽车企业,成立于2010年9月28日,总部在北京。
1、在自吸泵进、出水口处装漏斗充水。这种方法是做一个漏斗,插在水泵充水孔内,从漏斗向水泵内充水,需要注意的是不注水时一定要密封措施处理好。
2、用手压泵或者小型潜水泵充水有些水泵自带有手压泵,购置或做小型手压泵安装在进水口处。用手泵充水时,水泵出水口必须安装好闸阀把阀门关死后,用少量水灌满压水机进行引水,等手压泵出水后,表示水泵内已充满水,开机工作。
3、柴油机自吸泵可以利用柴油机进、排气充水。当用柴油机带动水泵工作时,可利用柴油机的吸排气作用抽真空充水,利用柴油机进气门抽气是在水泵的排气U上装专用抽气管接柴油机空气滤清器,靠机器进气门的抽吸作用排出水泵内空气引水。
。要了解热泵的工作原理,首先要了解制冷系统的工作原理。制冷系统(压缩制冷)一般由压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器四部分组成。工作过程如下:低温低压液态制冷剂(如氟利昂)首先在蒸发器(如空调室内机)中从高温热源(如常温空气)吸热,气化成低压蒸汽。然后制冷剂气体在压缩机中被压缩成高温高压蒸汽,高温高压气体在冷凝器中被低温热源(如冷却水)冷却冷凝成高压液体。然后通过节流元件(毛细管、热膨胀阀、电子膨胀阀等)节流。)变成低温低压的液态制冷剂。这样,制冷循环就完成了。热泵的性能一般用制冷系数(COP性能系数)来评价。制冷系数定义为从低温物体传递到高温物体的热量与所需功率之比。通常情况下,热泵的制冷系数约为3-4,即热泵能从低温物体向高温物体传递其所需能量的3-4倍。因此,热泵本质上是一种热量提升装置。工作时消耗少量电能,但能从环境介质(水、空气、土壤等)中提取4-7倍的电能。)来提高温度进行利用,这也是热泵节能的原因。欧洲、美国和日本正在竞相开发新的热泵。据报道,新型热泵的制冷系数可达6至8。如果这个数值能够普及,就意味着能源会得到更有效的利用。热泵的普及率也将大幅提高。地源热泵(GSHP)是热泵的一种。它是一种利用土壤或水作为冷热源,冬季给建筑物供暖,夏季给建筑物降温的空调技术。GSHP只在地球和房间之间“转移”能量。使用最少的电能来维持所需的室内温度。在冬天,1千瓦的电将4-5千瓦的热量从土壤或水中送入室内。夏季则相反,通过热泵将室内热量传递给土壤或水,从而在室内获得凉爽的空气。地下获得的能量将在冬天使用。如此循环往复,将建筑空间与自然融为一体。以最低的成本获得最舒适的居住环境。
车辆的使用久了或是季节转换温度变化较大时,轮胎压力会有所变化,此时一定要多注意轮胎压力,及时地调整轮胎压力至标准的胎压,这可是保证行驶时车轮正常工作的基础。目前很多汽车维修站都是用的自动充气机,可直接自动充气到设置的胎压,无需人工观察,这样充气既快速又准确。
但是充气机上设置的胎压值都是固定的,基本都是设定在240Kpa左右,这也是燃油汽车的胎压范围,对于燃油车来说,这个是没有问题的,可要是换了新能源汽车这个标准就有问题了,因为有些新能源车和燃油车的胎压标准是不一样的。
由上图可见,燃油车的标准胎压要低于新能源车,新能源车的标准为260Kpa,燃油车的标准则是240Kpa,新能源车要是直接在充气机上去充气,那最后导致新能源车的胎压还是低于标准胎压,所以在进行充气时一定要注意调整充气机的数值到标准范围,当然也可以自己准备一个轮胎充气机,自己调整胎压,胎压的标准值在用户手册上可以看到,大部分车辆打开左前或左后车门就可以看到B柱上有胎压标准值的标签。
那么,为什么新能源车的胎压要比燃油车要高呢,因为新能源车有电池包,电池包的重量远远大于发动机,所以整车质量相对燃油车要重一些,这使得轮胎承重增加,所以在设计上胎压就会高一些。还有,千万不要小看轮胎胎压的压力偏差,不管轮胎压力是高了,还是低了,都会造成轮胎的工作不正常,导致的过度磨损不说,严重的还会影响驾驶安全,会引起爆胎,导致交通事故发生,为了安全行驶,一定要注意自己车辆的胎压哦