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低溫實驗室:熱泵企業的“身份證”,你建好沒有???

 

 

《熱泵市場》雜志  文_劉橋華

 

 

如果工業生產許可證是企業生產的“準生證”,低溫實驗室就是企業的“身份證”。北京“煤改電”政策出臺之后,明確要求投標單位必須有-20℃低溫熱泵實驗室,生產企業對實驗室的需求增強。那么,符合北京煤改電標準的熱泵實驗室應該如何建呢?

 

 

現狀:數量少、基礎差

 

空氣源熱泵行業起步比較晚,而且目前的經濟總量也還比較弱小,雖然行業廠家的數量并不少,但大多是以中小企業為主。這種情況也造就了行業目前的一個現狀,那就是幾乎一半以上的熱泵生產企業都沒有熱泵實驗室。原因很簡單:

  • 一是實驗室投資較大,對于剛起步的小企業來說,負擔較重;

  • 二是實驗室耗電量較大,運行成本高;

  • 三是由于政策刺激與鼓勵,生產企業數量劇增,還沒來得及建造或者不知道怎么建。

 

此外,部分建有熱泵實驗室的廠家,其利用率也非常低——當初建實驗室的主要目的是為了獲取生產許可證,而在拿到證件后,基本就被閑置了。因為實驗室工作時的耗電量是很大的,會增加不少的運行成本。

 

 

另外很多企業在建實驗室的時候都是為了應付,為了節省成本,建起來的實驗室都是“一次性”的,用不了多久就無法正常運轉了。而且,就算能用的,設備的質量也比較差,像環境間庫體的保溫板有的甚至都不用保溫板,導致漏冷的情況嚴重,不但耗電,還很難把測試工況溫度降低。就行業目前的實驗室而言,大部分實驗室也是僅能做工況-10℃以內的測試,很少能達到-25℃。

 

還有一個情況就是,廠家建有的實驗室大都是綜合實驗室,很少有專門的熱泵實驗室。為了同時取得多類產品的許可證,廠家建造的實驗室都是綜合性的,將多種測試功能融為一體,在測試熱泵時“大馬拉小車”的情況很常見。

 

同時,廠家也很少對實驗室進行維護保養,包括設備的日常巡查點檢,電控系統的常規安全檢查,制冷機組、泵與風機的除垢、加油等等,使得實驗室設備老化速度快、測試能力衰減快。 

 

熱泵實驗室怎么建?

 

北京“煤改電”要求熱泵廠家必須建有-20℃以下低溫檢測實驗室,另外對產品的測試工況也有明確的要求。也正是這樣的要求,讓熱泵行業廠家一下忙暈了頭,紛紛排著長隊去做產品檢測認證。

 

但這也只能解解近渴,建一個自己的實驗室才是長久之路。要建造符合北京煤改電標準的實驗室其實不難(費用的因素除外),按照以下配置來做就可以。

 

1.總體條件

制熱量測試范圍:5~50kW。煤改電招標要求產品制熱量大于5kW,而產品標準GB/T 25127.2適用的是小于50kW的機組,所以測試范圍可以定為5~50kW。如果企業產品制熱量范圍小于此,比如只生產3~6匹機組,可以依據實際需求建造。

 

實驗室溫度范圍:-25℃~40℃。雖然要求產品在-20℃正常運行,但在-20℃到-25℃之間要能正常啟動,所以實驗室溫度下限定為-25℃;由于少數情況下,需要使用制冷功能,所以實驗室也能進行制冷測試,環境溫度上限定為40℃。

 

 

2.實驗室構成

  • a.測試間圍護結構(含保溫庫體、合理的送回風結構);

  • b.恒溫恒濕系統(含空氣循環柜、制冷機組、除濕設備、加熱設備、加濕設備),保障測試間里恒溫恒濕工況;

  • c.空氣溫濕度采樣裝置(含取樣盒、取樣耙、取樣風管等),采集空氣溫濕度參數;

  • d.水系統(含水泵、流量計、溫度調節閥、恒溫水箱、水冷冷水機組、冷卻塔等);

  • e.電氣調節控制系統(PLC、變頻器、調功器、調節表、開關、接觸器、穩壓電源等);

  • f.參數測量采集系統(溫度、壓力、流量等各種測量傳感器,數據采集器、功率測量儀、電流互感器等)。

 

實驗室主要設備詳解

 

1.測試間圍護結構

測試間圍護結構采用硬質聚氨酯夾心冷庫板,雙面0.8mm彩鋼板或不銹鋼。庫板厚120mm或150mm,聚氨酯密度39~42kg/m³。底板由于要承重,所以制作時內部預置墊木,用以加大強度,增加承重能力。

 

底板的上表面預制為3mm厚不銹鋼板,既可以防銹(樣機測試時常有水流到地上),也可以起到加大底板強度的作用。庫板安裝時要注意,板與板接合處接觸面上一定要打一道密封膠,防止空氣滲漏。

 

2.恒溫恒濕系統

恒溫恒濕系統的主體設備是空氣循環柜,附屬設備有:

  • a.低噪音循環風機;

  • b.非標套片式蒸發盤管、表冷盤管;

  • c.不銹鋼繞片式電加熱管(功率42KW),融霜電加熱(功率24kw),兩者不同時開,融霜加熱是工況溫度低于0℃時開啟,系統自動切換;

  • d.加濕器:不銹鋼、電熱式(功率36kW),配軟化水裝置,如果沒有軟水裝置,加濕器的壽命會大大減少;

  • e.制冷機組:水冷式壓縮冷凝機組(8HP+10HP×2),水冷式機組比風冷式更節能。

 

3.水系統

水系統主要分成三部分:

  • a.冷卻水系統,主要有冷卻塔、冷卻水泵,用于給制冷機組冷凝器側提供冷卻水;

  • b.恒溫水箱系統,主要有保溫水箱(考慮可測試制冷工況,帶電加熱管48kW,若只測制熱工況,電加熱18kW即可),水冷冷水機組(5HP×3),水泵。用于給待測樣機提供恒溫水源;

  • c.樣機水系統,主要有樣機變頻水泵、流量計、控溫調節閥、水溫度壓力測量工裝。

 

4.節能系統

節能系統的設備主要有板式換熱器、表冷器(裝在空氣循環柜中)、變頻乙二醇泵、膨脹水箱,并且要注意板換防凍控制以及防止換熱過沖的控制。

 

節能系統的主要作用是將樣機水側釋放的熱(冷)量與風側釋放的冷(熱)量中和,達到節能的目的。例如,樣機在運行制冷工況時,樣機出水經過板換,將冷量傳遞給板換另一側的乙二醇溶液,再由乙二醇泵送到表冷器,對樣機釋放的熱風進行冷卻,這樣就會讓水箱側的電加熱少一些投入、讓空氣循環柜側的制冷機組少一些投入。

 


 

如何建個入門級的實驗室?

 

對行業里的一些大品牌特別是由空調領域跨界過來的品牌來說,北京“煤改電”要求的“生產企業必須建有-20℃低溫實驗室”并不是太難的事情,本身就有或者有足夠的資金實力去建一個,但對行業里數量龐大的中小廠家來說,卻是個難題

 

 

一個擺在空氣源熱泵中小企業面前的很現實的問題就是:如果不建立符合招標要求(估計以后的招標項目都會要求產品有低溫實驗室檢測證明)的低溫實驗室,就只能眼睜睜看著“煤改電”這塊大蛋糕被別人瓜分;而建一個低溫實驗室的成本又太大,動輒幾十萬上百萬,風險太大。有沒有可能低成本建一個低溫實驗室,還能符合招標要求呢?對此我們提出一些可行的方法供參考。

 

實驗室可以建小一些

 

由于政策或其它原因,現有的很多廠家的性能實驗室都建的比較大,25P、30P甚至更大。我們建造符合“煤改電”要求的實驗室,可以有針對性的進行規劃。

 

“煤改電”項目要求產品的國家標準是GB/T25127.2,這個標準規定的是50kW以下的產品,大致相當于15匹。也就是說,有個15P的低溫實驗室就可以了。但事實上北京農村“煤改電”項目都是分戶采暖,農戶建筑面積基本都在200平米以下,空氣源熱泵采暖機組基本都是3P、5P、6P機組,其他機型幾乎沒有。因此,針對“煤改電”項目,我們建實驗室的時候可按照實際需求,建6P的實驗室即可,這樣成本可以降低很多。

 

只檢測產品的制熱量

 

 
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