空氣源熱泵供暖技術(shù)及具體應(yīng)用分析

喻紹江

摘要：空氣源熱泵供暖技術(shù)，是一種新興的供暖技術(shù)。與傳統(tǒng)供暖技術(shù)相比，其具有能源消耗較低以及供暖持續(xù)穩(wěn)定等方面的優(yōu)勢(shì)，一經(jīng)使用便得到了社會(huì)各界的廣泛認(rèn)可，學(xué)者對(duì)其研究與關(guān)注的力度也在不斷增加。本文將重點(diǎn)針對(duì)該項(xiàng)技術(shù)以及其具體應(yīng)用展開(kāi)全面分析，旨在提高空氣熱源泵技術(shù)運(yùn)用水平，保證國(guó)內(nèi)北方地區(qū)供暖質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：熱泵技術(shù)；供暖技術(shù)；末端設(shè)備；應(yīng)用實(shí)例

國(guó)家政策的鼓勵(lì)與支持，使得熱泵技術(shù)在我國(guó)得到了迅速推廣與應(yīng)用，地源熱泵以及空氣源熱泵等技術(shù)，成為了社會(huì)各界關(guān)注的熱點(diǎn)。其中空氣源熱泵技術(shù)發(fā)展極為迅猛，在寒冷地區(qū)以及嚴(yán)寒地區(qū)都得到了規(guī)模性的運(yùn)用，且應(yīng)用較為成功，對(duì)其進(jìn)行大規(guī)模使用已成必然趨勢(shì)。因此對(duì)其展開(kāi)研究具有一定現(xiàn)實(shí)意義，值得進(jìn)行深度探討。

1、空氣源熱泵供暖技術(shù)及其應(yīng)用

1.1空氣源熱泵供暖系統(tǒng)

該項(xiàng)技術(shù)是以逆卡諾循環(huán)原理為基礎(chǔ)的一種環(huán)保、節(jié)能型供暖技術(shù)，其會(huì)通過(guò)系統(tǒng)對(duì)在空氣中所獲取的低溫?zé)嵩催M(jìn)行集熱整合，以將其轉(zhuǎn)化成為高溫?zé)嵩矗M(jìn)而完成熱水供應(yīng)以及供暖需求。

空氣源熱泵是空氣源熱泵技術(shù)實(shí)施關(guān)鍵，其可以在為分散供暖提供熱源的同時(shí)，完成相應(yīng)集中供暖要求。現(xiàn)階段，熱泵供暖末端設(shè)備主要有散熱器、地板輻射以及風(fēng)機(jī)盤(pán)管等三種。

1.2供暖末端設(shè)備

按照空氣源熱泵效能比與特點(diǎn)要求，熱泵在進(jìn)行熱水供應(yīng)過(guò)程中，所供應(yīng)熱水溫度應(yīng)保持在技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的狀態(tài)下[1]。因此在使用該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行供暖時(shí)，要在供暖末端使用低溫散熱設(shè)備，以對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量提供保障。

通過(guò)上文論述可以明確，目前較為常用的末端設(shè)備主要有三種，這三種設(shè)備特征與優(yōu)勢(shì)并不相同。其中，地板舒適度較好、能源消耗較低，且具有不占房間面積的優(yōu)勢(shì)，但其卻存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜以及需要設(shè)置填充層等方面的弊端；散熱器安裝較為簡(jiǎn)單、方便，維修也相對(duì)較為容易，用戶可以通過(guò)溫控閥對(duì)室內(nèi)溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，且有著泄露較少以及房間升溫較快等方面的優(yōu)勢(shì)，但其卻有著占用室內(nèi)有效面積以及供暖能效比容易受到影響的問(wèn)題；而風(fēng)機(jī)盤(pán)管則具有投資較少、升溫較快以及調(diào)節(jié)靈活等多方面的優(yōu)勢(shì)，施工人員可以按照用戶具體要求，將其安裝在頂棚或者地面，能夠做到冷暖兩用，但卻有運(yùn)行噪音以及熱空氣利用效率差等狀況。所以有關(guān)人員要從實(shí)際出發(fā)，合理對(duì)末端設(shè)備進(jìn)行選擇，以保證最終系統(tǒng)供暖質(zhì)量。

1.3供暖系統(tǒng)運(yùn)行

通過(guò)對(duì)供暖系統(tǒng)調(diào)節(jié)水溫曲線的分析可以發(fā)現(xiàn)，供暖末期以及初期，地板供暖供水溫度為28℃，而散熱器供水溫度為40℃。在平均溫度為8℃左右的供暖期，整體熱泵運(yùn)行工況相對(duì)較為經(jīng)濟(jì)。而當(dāng)平均溫度達(dá)到零下10℃左右時(shí)，供暖負(fù)荷一般都僅僅是供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷的一半左右。而在嚴(yán)寒地區(qū)，因?yàn)槎鞠鄬?duì)較為漫長(zhǎng)，整體供暖時(shí)間會(huì)持續(xù)在4個(gè)月左右，所以供暖負(fù)荷不達(dá)標(biāo)情況可能會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)。

由于室內(nèi)溫度變化會(huì)對(duì)供暖期中的熱泵效能比COP值產(chǎn)生直接影響，所以熱泵供暖效能比是針對(duì)整體供暖期平均數(shù)值的，這一點(diǎn)需要引起有關(guān)人員的足夠重視。如果嚴(yán)寒地區(qū)進(jìn)入到最冷時(shí)期，此時(shí)需要借助其他熱源對(duì)熱負(fù)荷峰值進(jìn)行調(diào)節(jié)，以保證空氣源熱泵能夠始終處于合理運(yùn)行狀態(tài)。

1.4熱泵采暖系統(tǒng)運(yùn)用與評(píng)價(jià)

以暖氣散熱片采暖系統(tǒng)為例。該類型供暖系統(tǒng)由傳統(tǒng)暖氣片與空氣源熱泵共同組成，定壓灌以及循環(huán)水泵等，會(huì)提前在熱泵內(nèi)集成，用戶在使用時(shí)只需將暖氣片與熱泵連接起來(lái)便可進(jìn)行供暖。如果系統(tǒng)保溫性能較好，且能夠按照45/40℃標(biāo)準(zhǔn)供回水溫差，則整體系統(tǒng)運(yùn)行就會(huì)取得較為理想的結(jié)果。在對(duì)傳統(tǒng)燃煤鍋爐進(jìn)行取代過(guò)程中，有關(guān)人員需要對(duì)暖氣片類型、系統(tǒng)連接方式以及建筑保溫情況等內(nèi)容進(jìn)行綜合考量，并要盡量選擇高溫空氣源熱泵設(shè)備。

該系統(tǒng)能夠直接代替?zhèn)鹘y(tǒng)鍋爐供暖模式，整體操作相對(duì)較為簡(jiǎn)單，在對(duì)老舊建筑供暖方式進(jìn)行改造時(shí)，可以直接通過(guò)此技術(shù)，對(duì)燃煤鍋爐進(jìn)行取代。但卻存在著高溫供暖會(huì)對(duì)系統(tǒng)能效比產(chǎn)生影響的狀況，且在極度嚴(yán)寒地區(qū)，可能需要通過(guò)增加熱源的方式，對(duì)供暖效果進(jìn)行保障。現(xiàn)階段，空氣源熱泵產(chǎn)品技術(shù)更加成熟，能夠提供超過(guò)60℃的高溫出水，暖氣片對(duì)接技術(shù)問(wèn)題得到了妥善解決。但此種方式效能比相對(duì)較低，節(jié)能效果并不理想，所以還需要不斷進(jìn)行改進(jìn)與優(yōu)化，以保證空氣源熱泵供暖系統(tǒng)使用持續(xù)性。

2、空氣熱泵供暖技術(shù)具體應(yīng)用實(shí)例

以甘肅省漳縣車站為例。本次項(xiàng)目位于漳縣大草灘鎮(zhèn)，該地海拔約2600米，屬大陸性季風(fēng)季候，降水稀少，冬春寒冷干燥，冬季平均氣溫為零下12℃左右[2]。整體項(xiàng)目建筑面積為6000㎡，通過(guò)空氣源熱泵與地板采暖系統(tǒng)相結(jié)合的方式，為車站候車廳、售票廳、辦公房屋進(jìn)行供暖。由于本項(xiàng)目所處環(huán)境相對(duì)較為特殊，因此施工人員在頂戶以及邊戶都做了末端盤(pán)管密度強(qiáng)化，用戶室內(nèi)溫度都可以超過(guò)20℃。

供暖系統(tǒng)于2016年冬季開(kāi)始正式運(yùn)作，項(xiàng)目共配有6臺(tái)空氣源熱泵機(jī)組，在零下3℃以上溫度時(shí)，4臺(tái)設(shè)備會(huì)同時(shí)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)；而在零下3℃到零下10℃時(shí)，或者溫度更加惡劣的環(huán)境中，機(jī)組運(yùn)行臺(tái)數(shù)也會(huì)隨之上升，項(xiàng)目整體運(yùn)行數(shù)據(jù)如表一。

該技術(shù)的運(yùn)用，有效提高了車站站房的供暖條件，切實(shí)改善了鐵路沿線供暖管理的困難。同時(shí)該項(xiàng)目還具有設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定以及能耗較小等方面的優(yōu)勢(shì)，能夠有效解決煤炭污染以及資源過(guò)度浪費(fèi)的問(wèn)題，運(yùn)用效果較為理想，值得進(jìn)行大范圍推廣。

結(jié)束語(yǔ)：

目前空氣源熱泵供暖技術(shù)已經(jīng)在國(guó)內(nèi)多地進(jìn)行試點(diǎn)，根據(jù)試運(yùn)行結(jié)果表明，該項(xiàng)技術(shù)在夏熱冬冷地區(qū)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)較為突出，運(yùn)行質(zhì)量較為理想，供暖效果可以達(dá)到一定水平。因此，業(yè)內(nèi)人士有必要加大對(duì)該項(xiàng)技術(shù)研究與推廣的力度，要將該項(xiàng)技術(shù)與其他供暖技術(shù)有機(jī)結(jié)合在一起，制定出更多高效、節(jié)能的供暖方案，確保該項(xiàng)技術(shù)具有的優(yōu)勢(shì)能夠得到有效利用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)理想化、綠色化供暖新模式。

參考文獻(xiàn)：

[1]董重成，李立，劉元芳.空氣源熱泵供暖技術(shù)[J].供熱制冷，2016（12）：60-64.

[2]胡文舉，張帥，李德英，等.北京地區(qū)空氣源熱泵供暖系統(tǒng)的應(yīng)用研究[J].流體機(jī)械，2017，45（7）：58-61.