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低温实验室:热泵企业的“身份证”,你建好没有???

 

 

《热泵市场》杂志  文_刘桥华

 

 

如果工业生产许可证是企业生产的“准生证”,低温实验室就是企业的“身份证”。北京“煤改电”政策出台之后,明确要求投标单位必须有-20℃低温热泵实验室,生产企业对实验室的需求增强。那么,符合北京煤改电标准的热泵实验室应该如何建呢?

 

 

现状:数量少、基础差

 

空气源热泵行业起步比较晚,而且目前的经济总量也还比较弱小,虽然行业厂家的数量并不少,但大多是以中小企业为主。这种情况也造就了行业目前的一个现状,那就是几乎一半以上的热泵生产企业都没有热泵实验室。原因很简单:

  • 一是实验室投资较大,对于刚起步的小企业来说,负担较重;

  • 二是实验室耗电量较大,运行成本高;

  • 三是由于政策刺激与鼓励,生产企业数量剧增,还没来得及建造或者不知道怎么建。

 

此外,部分建有热泵实验室的厂家,其利用率也非常低——当初建实验室的主要目的是为了获取生产许可证,而在拿到证件后,基本就被闲置了。因为实验室工作时的耗电量是很大的,会增加不少的运行成本。

 

 

另外很多企业在建实验室的时候都是为了应付,为了节省成本,建起来的实验室都是“一次性”的,用不了多久就无法正常运转了。而且,就算能用的,设备的质量也比较差,像环境间库体的保温板有的甚至都不用保温板,导致漏冷的情况严重,不但耗电,还很难把测试工况温度降低。就行业目前的实验室而言,大部分实验室也是仅能做工况-10℃以内的测试,很少能达到-25℃。

 

还有一个情况就是,厂家建有的实验室大都是综合实验室,很少有专门的热泵实验室。为了同时取得多类产品的许可证,厂家建造的实验室都是综合性的,将多种测试功能融为一体,在测试热泵时“大马拉小车”的情况很常见。

 

同时,厂家也很少对实验室进行维护保养,包括设备的日常巡查点检,电控系统的常规安全检查,制冷机组、泵与风机的除垢、加油等等,使得实验室设备老化速度快、测试能力衰减快。 

 

热泵实验室怎么建?

 

北京“煤改电”要求热泵厂家必须建有-20℃以下低温检测实验室,另外对产品的测试工况也有明确的要求。也正是这样的要求,让热泵行业厂家一下忙晕了头,纷纷排着长队去做产品检测认证。

 

但这也只能解解近渴,建一个自己的实验室才是长久之路。要建造符合北京煤改电标准的实验室其实不难(费用的因素除外),按照以下配置来做就可以。

 

1.总体条件

制热量测试范围:5~50kW。煤改电招标要求产品制热量大于5kW,而产品标准GB/T 25127.2适用的是小于50kW的机组,所以测试范围可以定为5~50kW。如果企业产品制热量范围小于此,比如只生产3~6匹机组,可以依据实际需求建造。

 

实验室温度范围:-25℃~40℃。虽然要求产品在-20℃正常运行,但在-20℃到-25℃之间要能正常启动,所以实验室温度下限定为-25℃;由于少数情况下,需要使用制冷功能,所以实验室也能进行制冷测试,环境温度上限定为40℃。

 

 

2.实验室构成

  • a.测试间围护结构(含保温库体、合理的送回风结构);

  • b.恒温恒湿系统(含空气循环柜、制冷机组、除湿设备、加热设备、加湿设备),保障测试间里恒温恒湿工况;

  • c.空气温湿度采样装置(含取样盒、取样耙、取样风管等),采集空气温湿度参数;

  • d.水系统(含水泵、流量计、温度调节阀、恒温水箱、水冷冷水机组、冷却塔等);

  • e.电气调节控制系统(PLC、变频器、调功器、调节表、开关、接触器、稳压电源等);

  • f.参数测量采集系统(温度、压力、流量等各种测量传感器,数据采集器、功率测量仪、电流互感器等)。

 

实验室主要设备详解

 

1.测试间围护结构

测试间围护结构采用硬质聚氨酯夹心冷库板,双面0.8mm彩钢板或不锈钢。库板厚120mm或150mm,聚氨酯密度39~42kg/m³。底板由于要承重,所以制作时内部预置垫木,用以加大强度,增加承重能力。

 

底板的上表面预制为3mm厚不锈钢板,既可以防锈(样机测试时常有水流到地上),也可以起到加大底板强度的作用。库板安装时要注意,板与板接合处接触面上一定要打一道密封胶,防止空气渗漏。

 

2.恒温恒湿系统

恒温恒湿系统的主体设备是空气循环柜,附属设备有:

  • a.低噪音循环风机;

  • b.非标套片式蒸发盘管、表冷盘管;

  • c.不锈钢绕片式电加热管(功率42KW),融霜电加热(功率24kw),两者不同时开,融霜加热是工况温度低于0℃时开启,系统自动切换;

  • d.加湿器:不锈钢、电热式(功率36kW),配软化水装置,如果没有软水装置,加湿器的寿命会大大减少;

  • e.制冷机组:水冷式压缩冷凝机组(8HP+10HP×2),水冷式机组比风冷式更节能。

 

3.水系统

水系统主要分成三部分:

  • a.冷却水系统,主要有冷却塔、冷却水泵,用于给制冷机组冷凝器侧提供冷却水;

  • b.恒温水箱系统,主要有保温水箱(考虑可测试制冷工况,带电加热管48kW,若只测制热工况,电加热18kW即可),水冷冷水机组(5HP×3),水泵。用于给待测样机提供恒温水源;

  • c.样机水系统,主要有样机变频水泵、流量计、控温调节阀、水温度压力测量工装。

 

4.节能系统

节能系统的设备主要有板式换热器、表冷器(装在空气循环柜中)、变频乙二醇泵、膨胀水箱,并且要注意板换防冻控制以及防止换热过冲的控制。

 

节能系统的主要作用是将样机水侧释放的热(冷)量与风侧释放的冷(热)量中和,达到节能的目的。例如,样机在运行制冷工况时,样机出水经过板换,将冷量传递给板换另一侧的乙二醇溶液,再由乙二醇泵送到表冷器,对样机释放的热风进行冷却,这样就会让水箱侧的电加热少一些投入、让空气循环柜侧的制冷机组少一些投入。

 


 

如何建个入门级的实验室?

 

对行业里的一些大品牌特别是由空调领域跨界过来的品牌来说,北京“煤改电”要求的“生产企业必须建有-20℃低温实验室”并不是太难的事情,本身就有或者有足够的资金实力去建一个,但对行业里数量庞大的中小厂家来说,却是个难题

 

 

一个摆在空气源热泵中小企业面前的很现实的问题就是:如果不建立符合招标要求(估计以后的招标项目都会要求产品有低温实验室检测证明)的低温实验室,就只能眼睁睁看着“煤改电”这块大蛋糕被别人瓜分;而建一个低温实验室的成本又太大,动辄几十万上百万,风险太大。有没有可能低成本建一个低温实验室,还能符合招标要求呢?对此我们提出一些可行的方法供参考。

 

实验室可以建小一些

 

由于政策或其它原因,现有的很多厂家的性能实验室都建的比较大,25P、30P甚至更大。我们建造符合“煤改电”要求的实验室,可以有针对性的进行规划。

 

“煤改电”项目要求产品的国家标准是GB/T25127.2,这个标准规定的是50kW以下的产品,大致相当于15匹。也就是说,有个15P的低温实验室就可以了。但事实上北京农村“煤改电”项目都是分户采暖,农户建筑面积基本都在200平米以下,空气源热泵采暖机组基本都是3P、5P、6P机组,其他机型几乎没有。因此,针对“煤改电”项目,我们建实验室的时候可按照实际需求,建6P的实验室即可,这样成本可以降低很多。

 

只检测产品的制热量

 

 
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