小型低溫空氣源熱泵采暖在北京農村的適用性研究

吳衛平+吳琛+張偉+竇秀華+程明新

摘 要：隨著我國經濟社會的不斷發展，人們的生活水平有了長足的進步，同時對于生活的質量提出了更高的要求，尤其是中國北方冬季寒冷的自然環境，給人們的冬季生活帶來了很大的困擾。在當前節能環保的大背景下，空氣源熱泵取暖的應用前景越來越收到人們的廣泛關注。本文就小型低溫空氣源熱泵采暖在北京農村的適用性進行研究，希望對改善北京農村地區冬季取暖和控制污染物排放保護環境做出積極貢獻。

關鍵詞：空氣源熱泵；采暖；北京；適用性

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.17.246

0 引言

在當前國家大力整治排污企業的背景下，采用高效、節能、環保的空氣源熱泵是實現可持續發展戰略的重要體現。由于近年來我國北方冬季霧霾天氣嚴重，加強取暖設備和設施的科學化管理顯得格外重要起來，只有通過不斷的探索研究，才能在保證人們冬季取暖需要的同時，對環境不會造成破壞，實現人與自然的和諧發展，保證我國北方的環境衛生。

1 小型低溫空氣源熱泵的工作原理

空氣源熱泵是通過把大自然中的余熱資源經過轉化成為高質量的熱能為人們使用。僅僅以普通空調的三分之一的能耗實現低品位的能源轉化為高品位的熱能，減少能量的消耗，為人們提供高品質的能源。在之前的應用中，我國廣大南方地區應用良好。但是因地理位置差異影響，我國南方冬季溫度一般不低于零下五度，室內需要的熱量不大，南方空氣源熱泵系統應用效果良好，機組運行穩定，能夠以減少的花費和較低的能源消耗滿足人們的取暖要求。而北京地區冬季一般在零下十幾度，最冷零下二十度左右，空氣源熱泵系統能否耐住嚴寒，為人們提供大量的熱量，并且達到高效節能、不污染環境的要求是一個比較大的挑戰。

2 低溫空氣源熱泵系統的研究提高其適用性

之前空氣源熱泵在南方地區廣泛應用，但是北京農村地區不同于南方地區，冬季溫度有時候能夠降到零下二十度以下，所以在我國北方寒冷的室外溫度環境下，如果冒然直接引入空氣源熱泵而不經過任何改進，設備有可能無法工作。尤其在一年中最寒冷的十二月、一月和二月三個月份，在人們需要大量熱量的時候，空氣源熱泵無法為人們提供及時有效的服務，就會變得不適用。所以必須針對北京農村地區冬季溫度較低的情況研究低溫空氣源熱泵系統，以提高其適用性。

隨著社會的發展和技術的進步，人們發明了雙級耦合熱泵系統，該系統是空氣源熱泵通過從室外空氣中吸收熱量，然后制取水作為水源熱泵的熱量來源，再制取高溫的熱水向人們提供熱量。人們結合雙級壓縮和變頻技術，提出了低溫空氣源熱泵系統，實驗驗證，在低溫的環境中，該系統運行穩定，可以在零下十八度以上的室外低溫環境中向室內提供足夠的熱量滿足人們冬季取暖需求。

3 小型低溫空氣源熱泵系統的特性極其應用

傳統上我國北方地區依靠燃煤取暖，但是燃煤所產生的氮氧化物和PM2.5值比較大，使我國北方地區霧霾天氣的首要來源，嚴重污染空氣，給北方人們帶來環境污染，尤其冬季，霧霾頻發，嚴重影響了人們的生活，降低了生活質量，給人們帶來諸多不便的同時，也危害著人們的健康，給我國敲響了環境保護的警鐘。根據國務院發布的大氣污染防治行動計劃指出，要加快推進煤改電的工程建設，低溫空氣源熱泵等技術應用。而低溫空氣源熱泵技術的特性也比較符合國家倡導的可持續發展戰略。

（1）系統穩定性強，安全可靠。由于低溫空氣源熱泵的工作原理是水電分離，并且在機組內進行高低壓保護、壓縮機過流過載保護等措施，系統穩定性較強，在使用過程中安全可靠，不會出現安全事故。在系統的設計上首先杜絕了安全隱患，保證了低溫空氣源熱泵系統的安全可靠性。

（2）轉化率高，節省能源。低溫空氣源熱泵是從空氣中收集熱量，壓縮機工作效率比較高，平均一度電產生的熱量就相當于普通空調的二點五度電產生的熱量，在為人們提供熱量的同時，為國家節省了能源消耗，實現綠色可持續發展。并且在低溫空氣源熱泵系統的工作效率中，轉化率也比較高，不會產生第三方熱量，是冬季北方供暖的首選之一。給人們帶來熱量，相比于普通空調，更加省電節能，為人們提供更加優質的服務。

（3）綠色無污染，保護環境。低溫空氣源熱泵在工作過程中不會產生任何有害氣體，所以低溫空氣源熱泵系統是符合國家提倡的綠色環保理念的綠色產品，應該積極鼓勵北京農村地區大力引進使用，在保護環境的基礎上解決人們的冬季取暖需求。

（4）經濟實惠，結實耐用。在設計之初，小型低溫空氣源熱泵就是服務于廣大農村地區，滿足農村地區人員稀少分散的特點，進行供暖費用較低，遠遠低于燃煤、燃氣鍋爐或者管道供暖所需的費用。經濟性較強，能夠滿足人們日常取暖需求，并且在設計使用年限上長達十五年，滿足農村人們對于質量的要求，為人們節省成本，提供最大化的服務。

小型低溫空氣源熱泵在北京農村地區可以展開廣泛的應用，以它的綠色環保、產物無污染，經濟實惠耐用等特性，關鍵是能給人們在寒冷的冬季帶來暖意，提高人們的生活質量，一定會深受人們的喜愛，得到廣泛的應用，低溫空氣源熱泵系統的可靠性安全可靠，在源頭上杜絕了安全隱患，能夠為人們帶來實惠的同時保證用戶的安全，使低溫空氣源熱泵系統深受人們的信賴。

4 結論

在提倡綠色環保生活的時代大背景下，我們必然要選擇這一節能，環保，經濟的低溫空氣源熱泵系統作為我們實際生活中的應用。而且隨著低溫空氣源熱泵的技術上突破及即耐寒的特性，這使得小型低溫空氣源熱泵在我國北方廣袤的土地上也有了可以大面積使用的基礎條件。所以對于耗能耗電的傳統方式供暖制冷已經不適合當代社會發展。通過以上分析論述，可以得出在北京農村地區使用小型低溫空氣源熱泵供暖具有較好的實用性和經濟性，對于提高人們的生活質量和環境保護具有較高的使用價值。

參考文獻：

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作者簡介：吳衛平（1959-），男，山東青島人，碩士研究生，主要從事企業管理和超低溫空氣源熱泵恒溫系統的研究與開發工作。