空氣源熱泵熱水機(jī)組技術(shù)應(yīng)用研究

雷鋒義

摘 要：隨著資源和環(huán)境的問(wèn)題日益嚴(yán)重，在滿足人們健康、舒適要求的前提下，合理利用自然資源，保護(hù)環(huán)境，減少常規(guī)能源消耗，已成為人們需要面對(duì)的一個(gè)重要問(wèn)題。文章主要針對(duì)空氣源熱泵熱水機(jī)組的優(yōu)點(diǎn)、工作原理、性質(zhì)特點(diǎn)、發(fā)展方向等方面進(jìn)行了詳細(xì)介紹。

關(guān)鍵詞：空氣源；熱泵；節(jié)能環(huán)保

前言

廟新煤礦位于貴州省遵義縣松林鎮(zhèn)境內(nèi)，隸屬于貴州省遵義縣黔渝煤業(yè)開發(fā)有限責(zé)任公司。井田走向長(zhǎng)12.07km，傾斜寬1.74km，面積約為20.47km2。含可采煤層3層，勘探區(qū)內(nèi)+300m水平以上保有地質(zhì)資源量4963萬(wàn)t。主采煤層煤質(zhì)為為中灰、中高硫、高熱值、高固定碳無(wú)煙煤。本礦井作為“西電東送”工程電源點(diǎn)（鴨溪電廠）的可靠煤源。2008年10月完成《廟新煤礦礦井初步設(shè)計(jì)》。初步設(shè)計(jì)選取的采暖及供熱是：修建鍋爐房并選用1臺(tái)DZL1-0.7-AⅡ型和1臺(tái)DZL2-0.7-AⅡ型臥式快裝鍋爐，采暖期運(yùn)行2臺(tái)，非采暖期運(yùn)行1臺(tái)2t/h鍋爐。

2008年12月按照上級(jí)公司要求開工新建，由于開工時(shí)間緊迫，在未安裝鍋爐的情況下，急需要解決臨時(shí)生產(chǎn)生活供熱的情況下，引進(jìn)了空氣源熱泵熱水機(jī)組。目前該設(shè)備在我礦成功的使用，解決了全礦臨時(shí)供熱問(wèn)題。下面主要介紹空氣源熱泵熱水機(jī)組推廣應(yīng)用：

1 空氣源熱泵熱水機(jī)組的介紹

熱泵中央熱水機(jī)組是引進(jìn)歐美成熟先進(jìn)的熱泵熱水機(jī)組技術(shù)，開發(fā)的高效、節(jié)能、安全、環(huán)保的世界性高科技熱水設(shè)備。該技術(shù)是靠直接吸收空氣的能量產(chǎn)生熱水，徹底打破傳統(tǒng)太陽(yáng)能熱水器依賴太陽(yáng)光直射或輻射來(lái)吸取熱能產(chǎn)生熱水方式，改變了陰天、雨天、冷天、夜晚皆不能產(chǎn)生熱水的缺點(diǎn)。

（1）安全——體現(xiàn)生命之本，空氣能熱水箱中無(wú)任何的電熱設(shè)備，動(dòng)作時(shí)只有空氣的能量源源不斷傳遞到熱水箱中，所以絕不會(huì)存在漏電、觸電、爆炸、煤氣中毒的危險(xiǎn)。

（2）節(jié)能——體會(huì)財(cái)富的增值，通行費(fèi)用是電熱水器的1/4、燃?xì)鉄崴鞯?/4、燃油熱水器的1/2、常規(guī)太陽(yáng)能的1/2，綜合能效比COP值高達(dá)3.6-6。

（3）環(huán)保——不會(huì)向室內(nèi)或室外排放廢熱、廢水、廢氣等任何有害物質(zhì)，絕對(duì)環(huán)保。

（4）無(wú)需人員值守：本系統(tǒng)全自動(dòng)運(yùn)行，啟、停無(wú)需人員操作，節(jié)省人工費(fèi)用。

（5）無(wú)需安全審查：由于本系統(tǒng)不是高壓、高溫容器設(shè)備，無(wú)需像鍋爐一樣年審，也無(wú)需專職資質(zhì)人員操作。

（6）壽命長(zhǎng)：使用壽命大約在10-15年左右（傳統(tǒng)鍋爐大約在7-8年左右）。

2 空氣源熱泵機(jī)組特點(diǎn)及外觀圖

產(chǎn)品特點(diǎn)：

（1）工程安裝簡(jiǎn)便，運(yùn)行及維護(hù)成本低廉。

（2）一體式設(shè)計(jì)，機(jī)組運(yùn)行更穩(wěn)定。

（3）具有斷電自動(dòng)記憶功能，來(lái)電后自動(dòng)啟動(dòng)機(jī)組運(yùn)行，無(wú)需專人開關(guān)機(jī)。

（4）在環(huán)境溫度較低時(shí)，微電腦自動(dòng)啟動(dòng)化霜功能。

（5）適用賓館、酒店、工廠、學(xué)校浴室等場(chǎng)所。

3 空氣源熱泵機(jī)組工作原理及功能

3.1 機(jī)組工作原理

空氣源熱泵熱水系統(tǒng)是由水箱空氣源熱泵主機(jī)和廢水循環(huán)系統(tǒng)三部分組成。為用戶供熱水時(shí)，空氣源熱泵系統(tǒng)從空氣中提取低品位熱能，通過(guò)電能驅(qū)動(dòng)的空氣源熱泵“泵”送到高溫?zé)嵩矗詽M足用戶供熱水需求。

熱泵機(jī)組由一個(gè)高效熱泵及暴露在大氣中的蒸發(fā)器組成，由此形成空氣源熱泵機(jī)組。該系統(tǒng)的工作原理是傳熱工質(zhì)循環(huán)，即傳熱工質(zhì)從空氣中吸熱，到保溫水箱中放熱。熱泵基本上有四個(gè)主要部件組成，兩個(gè)熱交換（蒸發(fā)器和一個(gè)冷凝器）和一個(gè)壓縮機(jī)及一個(gè)膨脹閥。

熱泵在運(yùn)行中，蒸發(fā)器從空氣中的環(huán)境熱能中吸取熱量以蒸發(fā)傳熱工質(zhì)，工質(zhì)蒸氣經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后壓力和溫度上升，高溫蒸氣通過(guò)永久黏結(jié)在貯水箱外表面的特制環(huán)形管冷凝器冷凝成液體時(shí)，釋放出的熱量傳遞給了貯水箱中的水。冷凝后的傳熱工質(zhì)通過(guò)膨脹閥返回到蒸發(fā)器，然后再被蒸發(fā)，如此循環(huán)往復(fù)。傳熱工質(zhì)是一種特殊物質(zhì)，常壓下其沸點(diǎn)為零下400C，凝固點(diǎn)為零下1000C以下，該物質(zhì)冷的時(shí)候是液體，但很容易被蒸發(fā)成氣體，反之亦然。在實(shí)際運(yùn)行中，熱泵中傳熱工質(zhì)的蒸發(fā)極限溫度為零下20C左右，因此5C的環(huán)境溫度對(duì)如此低的溫度也是“熱”的，甚至下雪的溫度，比如說(shuō)0C，相比之下也是熱的，因此，仍可交換一些熱能。

3.2 空氣源熱泵功能特點(diǎn)

3.2.1 個(gè)性配置，合理節(jié)能

技術(shù)節(jié)能增加1/3的蒸發(fā)器面積以更大的吸取空氣中低位熱源中的免費(fèi)熱量，制熱效率（COP）最高達(dá)4，在常規(guī)運(yùn)行下比其他熱水設(shè)備節(jié)省75%的電能，40%的天然氣、煤氣和50%柴油的運(yùn)行成本。

系統(tǒng)節(jié)能每項(xiàng)機(jī)組的定型都經(jīng)過(guò)國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)室多達(dá)3000多次的實(shí)驗(yàn)測(cè)試，調(diào)試評(píng)估出機(jī)組系統(tǒng)的最優(yōu)化配置方案及機(jī)組最合理的COP值。

3.2.2 多重保護(hù)，更加安心

系統(tǒng)保護(hù)內(nèi)設(shè)有高低壓保護(hù)、壓縮機(jī)過(guò)流過(guò)載保護(hù)，啟動(dòng)延時(shí)，水流量保護(hù)，水溫高溫保護(hù)等多重安全保護(hù)！電器保護(hù)壓縮機(jī)過(guò)載保護(hù)、漏電保護(hù)、接地保護(hù)、相序保護(hù)、蒸發(fā)壓力超高保護(hù)、排氣過(guò)高保護(hù)、進(jìn)出水溫差過(guò)大保護(hù)、出水超高溫保護(hù)等！出廠檢測(cè)系統(tǒng)保壓、鹵檢、二道鹵檢等，保證出廠的每臺(tái)機(jī)組100%合格率！

3.2.3 科技領(lǐng)先，智能體現(xiàn)

高沖擊對(duì)流抗垢設(shè)計(jì)，電分離水中的鈣鎂離子，防止冷凝器結(jié)垢，確保機(jī)組使用壽命延長(zhǎng)！

3.2.4 綠色產(chǎn)品，共享環(huán)保

僅用微量電能驅(qū)動(dòng)，低能源消耗，熱泵機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中沒(méi)有任何污染物排放，符合國(guó)家對(duì)能源利用、環(huán)保的要求，屬于綠色環(huán)保產(chǎn)品。

3.2.5 品質(zhì)卓越，優(yōu)化系統(tǒng)

選用全球知名品牌高溫壓縮機(jī)，艾柯（ALCO）膨脹閥，智能芯片，經(jīng)生產(chǎn)技術(shù)人員優(yōu)化配置，確保機(jī)組系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)最佳，并同時(shí)將機(jī)組使用壽命延長(zhǎng)達(dá)到10年以上。

3.2.6 專業(yè)安裝，更顯簡(jiǎn)便

專業(yè)的安裝可行性報(bào)告方案、專門派安裝工程師上門指導(dǎo)安裝、專業(yè)安裝隊(duì)伍，卓越的產(chǎn)品由專業(yè)體現(xiàn)。

4 空氣源熱泵機(jī)組發(fā)展方向

空氣源熱泵是目前空調(diào)系統(tǒng)中能效比（COP值）最高的產(chǎn)品之一，實(shí)際運(yùn)行為3.7-4.3。

空氣源熱泵的使用電能，電能本身為一種清潔的能源，但在發(fā)電時(shí)，消耗一次能源并導(dǎo)致污染物和二氧化碳溫室氣體的排放。所以節(jié)能的設(shè)備本身的污染就小。設(shè)計(jì)良好的熱泵機(jī)組的電力消耗，與電供暖相比，相當(dāng)于減少70%以上。空氣源熱泵技術(shù)采用的制冷劑，可以是R22或R134A、R407C和R410A等替代共質(zhì)。空氣源熱泵機(jī)組的運(yùn)行沒(méi)有任何污染，可以建造在居民區(qū)內(nèi)，沒(méi)有燃燒，沒(méi)有排煙，也沒(méi)有廢棄物，不需要堆放燃料廢物的場(chǎng)地，且不用遠(yuǎn)距離輸送熱量。空氣源熱泵機(jī)組供熱時(shí)省去了燃煤、燃?xì)狻⑷挥偷儒仩t房系統(tǒng)，無(wú)燃燒過(guò)程，避免了排煙、排污等污染；供冷時(shí)省去了冷卻水塔，避免了冷卻塔的噪音、霉菌污染及水耗。所以，空氣源熱泵機(jī)組運(yùn)行無(wú)任何污染，無(wú)燃燒、無(wú)排煙，不產(chǎn)生廢渣、廢水、廢氣和煙塵，不會(huì)產(chǎn)生城市熱島效應(yīng)，對(duì)環(huán)境非常友好，是理想的綠色環(huán)保產(chǎn)品。國(guó)家十分重視可再生能源開發(fā)利用工作，《中華人民共和國(guó)可再生能源法》已于2006年1月1日起實(shí)施；同時(shí)，在《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》中，又把大力發(fā)展和規(guī)模化應(yīng)用新能源和可再生能源作為能源領(lǐng)域的優(yōu)先發(fā)展主題。從國(guó)家立法和發(fā)展戰(zhàn)略的高度，對(duì)可再生能源的發(fā)展應(yīng)用予以強(qiáng)力推動(dòng)。

日前，國(guó)家財(cái)政部、建設(shè)部發(fā)文《關(guān)于推進(jìn)可再生能源在建筑中應(yīng)用的實(shí)施意見》以及《可再生能源建筑應(yīng)用專項(xiàng)資金管理暫行辦法》，明確指出“十一五”期間，可再生能源應(yīng)用面積占新建建筑面積比例為25%以上，到2020年，可再生能源應(yīng)用面積占新建建筑面積比例為50%以上，這為我國(guó)空氣源熱泵的發(fā)展提供了良好的環(huán)境。

5 結(jié)束語(yǔ)

廟新煤礦于2008年11月安裝運(yùn)行使用至今，該系統(tǒng)工作穩(wěn)定，熱水供水正常，能滿足當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)需要，為公司節(jié)約了能源，減少了排放，減少了管理成本，為打造成一個(gè)現(xiàn)代化礦井，倡導(dǎo)節(jié)能、減低碳排放的號(hào)召，起到一個(gè)先進(jìn)示范作用，在本礦井使用良好的影響下，然后是能渝煤礦、吉源煤礦、官倉(cāng)煤礦相繼安裝投入使用，并且反映較好，同時(shí)重慶和貴州的一些新建礦井到我礦參觀后也引進(jìn)安裝使用，據(jù)了解目前有重慶恒宇礦業(yè)有限公司部分礦井也在使用該系統(tǒng)，中國(guó)鋁業(yè)遵義鋁廠、四川寶光礦業(yè)綏陽(yáng)礦井、遵義縣梯子巖煤礦也有意引進(jìn)使用。

雖然該設(shè)備在新建礦井目前還都是辦公系統(tǒng)未形成的情況下安裝臨時(shí)使用，但是運(yùn)行使用穩(wěn)定，節(jié)能減排效果明顯，在今后可利用該設(shè)備代替未建設(shè)的鍋爐設(shè)備。

取消礦井使用鍋爐設(shè)備供熱，利用熱泵解決方案如下：（1）大機(jī)組、多機(jī)組并聯(lián)加熱供水；（2）在設(shè)計(jì)公共洗澡堂時(shí)盡量把洗澡廢水熱量回收；（3）在設(shè)計(jì)時(shí)盡量把機(jī)組、管道、安裝場(chǎng)地、洗澡堂建設(shè)納入整體設(shè)計(jì)。

3.2.6 專業(yè)安裝，更顯簡(jiǎn)便

專業(yè)的安裝可行性報(bào)告方案、專門派安裝工程師上門指導(dǎo)安裝、專業(yè)安裝隊(duì)伍，卓越的產(chǎn)品由專業(yè)體現(xiàn)。

4 空氣源熱泵機(jī)組發(fā)展方向

空氣源熱泵是目前空調(diào)系統(tǒng)中能效比（COP值）最高的產(chǎn)品之一，實(shí)際運(yùn)行為3.7-4.3。

空氣源熱泵的使用電能，電能本身為一種清潔的能源，但在發(fā)電時(shí)，消耗一次能源并導(dǎo)致污染物和二氧化碳溫室氣體的排放。所以節(jié)能的設(shè)備本身的污染就小。設(shè)計(jì)良好的熱泵機(jī)組的電力消耗，與電供暖相比，相當(dāng)于減少70%以上。空氣源熱泵技術(shù)采用的制冷劑，可以是R22或R134A、R407C和R410A等替代共質(zhì)。空氣源熱泵機(jī)組的運(yùn)行沒(méi)有任何污染，可以建造在居民區(qū)內(nèi)，沒(méi)有燃燒，沒(méi)有排煙，也沒(méi)有廢棄物，不需要堆放燃料廢物的場(chǎng)地，且不用遠(yuǎn)距離輸送熱量。空氣源熱泵機(jī)組供熱時(shí)省去了燃煤、燃?xì)狻⑷挥偷儒仩t房系統(tǒng)，無(wú)燃燒過(guò)程，避免了排煙、排污等污染；供冷時(shí)省去了冷卻水塔，避免了冷卻塔的噪音、霉菌污染及水耗。所以，空氣源熱泵機(jī)組運(yùn)行無(wú)任何污染，無(wú)燃燒、無(wú)排煙，不產(chǎn)生廢渣、廢水、廢氣和煙塵，不會(huì)產(chǎn)生城市熱島效應(yīng)，對(duì)環(huán)境非常友好，是理想的綠色環(huán)保產(chǎn)品。國(guó)家十分重視可再生能源開發(fā)利用工作，《中華人民共和國(guó)可再生能源法》已于2006年1月1日起實(shí)施；同時(shí)，在《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》中，又把大力發(fā)展和規(guī)模化應(yīng)用新能源和可再生能源作為能源領(lǐng)域的優(yōu)先發(fā)展主題。從國(guó)家立法和發(fā)展戰(zhàn)略的高度，對(duì)可再生能源的發(fā)展應(yīng)用予以強(qiáng)力推動(dòng)。

日前，國(guó)家財(cái)政部、建設(shè)部發(fā)文《關(guān)于推進(jìn)可再生能源在建筑中應(yīng)用的實(shí)施意見》以及《可再生能源建筑應(yīng)用專項(xiàng)資金管理暫行辦法》，明確指出“十一五”期間，可再生能源應(yīng)用面積占新建建筑面積比例為25%以上，到2020年，可再生能源應(yīng)用面積占新建建筑面積比例為50%以上，這為我國(guó)空氣源熱泵的發(fā)展提供了良好的環(huán)境。

5 結(jié)束語(yǔ)

廟新煤礦于2008年11月安裝運(yùn)行使用至今，該系統(tǒng)工作穩(wěn)定，熱水供水正常，能滿足當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)需要，為公司節(jié)約了能源，減少了排放，減少了管理成本，為打造成一個(gè)現(xiàn)代化礦井，倡導(dǎo)節(jié)能、減低碳排放的號(hào)召，起到一個(gè)先進(jìn)示范作用，在本礦井使用良好的影響下，然后是能渝煤礦、吉源煤礦、官倉(cāng)煤礦相繼安裝投入使用，并且反映較好，同時(shí)重慶和貴州的一些新建礦井到我礦參觀后也引進(jìn)安裝使用，據(jù)了解目前有重慶恒宇礦業(yè)有限公司部分礦井也在使用該系統(tǒng)，中國(guó)鋁業(yè)遵義鋁廠、四川寶光礦業(yè)綏陽(yáng)礦井、遵義縣梯子巖煤礦也有意引進(jìn)使用。

雖然該設(shè)備在新建礦井目前還都是辦公系統(tǒng)未形成的情況下安裝臨時(shí)使用，但是運(yùn)行使用穩(wěn)定，節(jié)能減排效果明顯，在今后可利用該設(shè)備代替未建設(shè)的鍋爐設(shè)備。

取消礦井使用鍋爐設(shè)備供熱，利用熱泵解決方案如下：（1）大機(jī)組、多機(jī)組并聯(lián)加熱供水；（2）在設(shè)計(jì)公共洗澡堂時(shí)盡量把洗澡廢水熱量回收；（3）在設(shè)計(jì)時(shí)盡量把機(jī)組、管道、安裝場(chǎng)地、洗澡堂建設(shè)納入整體設(shè)計(jì)。

3.2.6 專業(yè)安裝，更顯簡(jiǎn)便

專業(yè)的安裝可行性報(bào)告方案、專門派安裝工程師上門指導(dǎo)安裝、專業(yè)安裝隊(duì)伍，卓越的產(chǎn)品由專業(yè)體現(xiàn)。

4 空氣源熱泵機(jī)組發(fā)展方向

空氣源熱泵是目前空調(diào)系統(tǒng)中能效比（COP值）最高的產(chǎn)品之一，實(shí)際運(yùn)行為3.7-4.3。

空氣源熱泵的使用電能，電能本身為一種清潔的能源，但在發(fā)電時(shí)，消耗一次能源并導(dǎo)致污染物和二氧化碳溫室氣體的排放。所以節(jié)能的設(shè)備本身的污染就小。設(shè)計(jì)良好的熱泵機(jī)組的電力消耗，與電供暖相比，相當(dāng)于減少70%以上。空氣源熱泵技術(shù)采用的制冷劑，可以是R22或R134A、R407C和R410A等替代共質(zhì)。空氣源熱泵機(jī)組的運(yùn)行沒(méi)有任何污染，可以建造在居民區(qū)內(nèi)，沒(méi)有燃燒，沒(méi)有排煙，也沒(méi)有廢棄物，不需要堆放燃料廢物的場(chǎng)地，且不用遠(yuǎn)距離輸送熱量。空氣源熱泵機(jī)組供熱時(shí)省去了燃煤、燃?xì)狻⑷挥偷儒仩t房系統(tǒng)，無(wú)燃燒過(guò)程，避免了排煙、排污等污染；供冷時(shí)省去了冷卻水塔，避免了冷卻塔的噪音、霉菌污染及水耗。所以，空氣源熱泵機(jī)組運(yùn)行無(wú)任何污染，無(wú)燃燒、無(wú)排煙，不產(chǎn)生廢渣、廢水、廢氣和煙塵，不會(huì)產(chǎn)生城市熱島效應(yīng)，對(duì)環(huán)境非常友好，是理想的綠色環(huán)保產(chǎn)品。國(guó)家十分重視可再生能源開發(fā)利用工作，《中華人民共和國(guó)可再生能源法》已于2006年1月1日起實(shí)施；同時(shí)，在《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》中，又把大力發(fā)展和規(guī)模化應(yīng)用新能源和可再生能源作為能源領(lǐng)域的優(yōu)先發(fā)展主題。從國(guó)家立法和發(fā)展戰(zhàn)略的高度，對(duì)可再生能源的發(fā)展應(yīng)用予以強(qiáng)力推動(dòng)。

日前，國(guó)家財(cái)政部、建設(shè)部發(fā)文《關(guān)于推進(jìn)可再生能源在建筑中應(yīng)用的實(shí)施意見》以及《可再生能源建筑應(yīng)用專項(xiàng)資金管理暫行辦法》，明確指出“十一五”期間，可再生能源應(yīng)用面積占新建建筑面積比例為25%以上，到2020年，可再生能源應(yīng)用面積占新建建筑面積比例為50%以上，這為我國(guó)空氣源熱泵的發(fā)展提供了良好的環(huán)境。

5 結(jié)束語(yǔ)

廟新煤礦于2008年11月安裝運(yùn)行使用至今，該系統(tǒng)工作穩(wěn)定，熱水供水正常，能滿足當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)需要，為公司節(jié)約了能源，減少了排放，減少了管理成本，為打造成一個(gè)現(xiàn)代化礦井，倡導(dǎo)節(jié)能、減低碳排放的號(hào)召，起到一個(gè)先進(jìn)示范作用，在本礦井使用良好的影響下，然后是能渝煤礦、吉源煤礦、官倉(cāng)煤礦相繼安裝投入使用，并且反映較好，同時(shí)重慶和貴州的一些新建礦井到我礦參觀后也引進(jìn)安裝使用，據(jù)了解目前有重慶恒宇礦業(yè)有限公司部分礦井也在使用該系統(tǒng)，中國(guó)鋁業(yè)遵義鋁廠、四川寶光礦業(yè)綏陽(yáng)礦井、遵義縣梯子巖煤礦也有意引進(jìn)使用。

雖然該設(shè)備在新建礦井目前還都是辦公系統(tǒng)未形成的情況下安裝臨時(shí)使用，但是運(yùn)行使用穩(wěn)定，節(jié)能減排效果明顯，在今后可利用該設(shè)備代替未建設(shè)的鍋爐設(shè)備。

取消礦井使用鍋爐設(shè)備供熱，利用熱泵解決方案如下：（1）大機(jī)組、多機(jī)組并聯(lián)加熱供水；（2）在設(shè)計(jì)公共洗澡堂時(shí)盡量把洗澡廢水熱量回收；（3）在設(shè)計(jì)時(shí)盡量把機(jī)組、管道、安裝場(chǎng)地、洗澡堂建設(shè)納入整體設(shè)計(jì)。