空氣源熱泵采暖在建筑節能中的應用與前景分析

范哲

摘? ? 要：合理利用清潔環保、可再生能源，提高能源利用率，改進采暖技術、設施，在滿足人們生活舒適條件的同時，節能減排已經成為我們解決建筑節能問題的主要任務。高效、節能、環保的空氣源熱泵采暖逐步受到人們的青睞。

關鍵詞：空氣源熱泵采暖;建筑節能;應用;前景

1? 前言

近些年，我國面臨著巨大的環境壓力與能源壓力。經濟要保持較高速度增長的的步伐不能停下，環保和可持續發展問題也必然同步進行。這就要求提高能源利用效率，鼓勵各種節能設備和技術的推廣，“煤改電”就是其中重要的行動。因此，可以預見，熱泵市場的發展潛力巨大。

2? 空氣源熱泵系統原理

空氣源熱泵技術，它是采用逆卡諾原理，用通俗的話來說，空氣源熱泵就是一個熱量的搬運工，它把空氣中的能量加以吸收，轉變成熱量，再把水加熱，同時把失去大量熱量的空氣排放到室外。這種通過吸收空氣中大量的低溫熱能，經過壓縮機的壓縮變為高溫熱能和加熱水溫的過程是一種能量轉移的過程（從空氣中轉移到水中），它既不是能量轉換的過程，也不需要通過電加熱元件加熱熱水，或者燃燒可燃氣體加熱熱水。空氣源熱泵采暖系統利用空氣源熱泵所搬運的熱量，加熱采暖系統中的水，并通過水泵將熱水循環供應給室內的采暖末端（一般為暖氣片），從而達到室內供暖的目的。

3? 設計依據

（1）GB 50736—2012《民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范》;（2）GB 50016—2014《建筑設計防火規范》;（3）DB 11/891—2012《居住建筑節能設計標準》;（4）國家現行的安全生產、文明施工、環保及消防等有關規定。

4? 空氣源熱泵的市場分析

如今，在空氣源熱泵的市場上，兩聯/ 三聯供系統已逐步興起，這是行業研發與市場需求共同作用的結果，“一體化系統”成為消費趨勢。“煤改電”等政策趨勢下，行業人士對技術產品的研發加大力度，以自身專業不斷滿足用戶需求、積淀企業實力。熱立方研發出的熱立方冷暖平衡型二/ 三聯供系列產品正是其具有前瞻性且貼近用戶需求的產品。據熱立方市場部經理何毅介紹，產該品采用直流變頻技術，可使機組根據室內外環境溫度變化自動調節壓縮機和電機的運轉速度，超低溫環境穩定運行，確保機組可在-25℃的極端氣候下快速啟動，也可在53℃酷熱的夏天高效制冷;采用的積分加權法智能除霜技術，可智能防凍除霜;對于設備安全問題，專設IP 智保功能，全方位保護功能齊全;同時，還采用先進的冷媒控制技術以及優化的換熱分路設計，能效比可達5.0（部分負荷時）;全自動智能控制系統，微電腦控制;WIFI/APP 人機界面，無線控器系統……多重先進技術融于一體，熱立方一直在鉆研。科學技術是第一生產力，企業要想在風起云涌的市場上立足，技術創新必然排在首位。除熱立方外，美的、格力、芬尼克茲、紐恩泰、同益等品牌企業齊齊發力，不斷為熱泵行業增添新產品，積淀行業發展實力。在全直流變頻技術方面，美的深扎其中，全直流變頻低溫空氣源熱泵烈焰系列就是其中的重要代表。該產品通過自適應噴液冷卻技術、多閥體聯動控制技術、壓花型螺紋管高效換熱技術、智能除霜技術的創新四大核心技術，突破性解決熱水超低溫運行的技術壁壘，獲得兩院院士鑒定。2018 ～2019 年采暖季分別在黑龍江、北京、天津、甘肅、山東、河北等多地進行實際運行測試，產品在極寒環境下各項測評中，不僅保持快速制熱、高效穩定運行，且技極具耐候性這為北方“煤改電”提供新的綠色采暖解決方案。縱觀行業，芬尼克茲將營銷、品牌建設玩的風生水起，而回望其技術產品發展，其對空氣能也不斷深挖，科技創新這記“重拳”一直緊握。例如，芬尼克茲6P 變頻超低溫空氣源熱泵（熱水）機組中雙轉子直流變頻EVI 壓縮機，比一般單轉子變頻壓縮機變頻范圍更寬廣，運行更平穩;另外，還采用“電子膨脹閥PID+ 模糊控制技術”，制冷制熱時間縮短20% 以上，高品質先進變頻控制器，將無級變頻線性控制技術與180°正弦波直流變頻驅動技術完美融合;翅片上附以爍金防腐親水涂層，極大提升設備的耐鹽霧腐蝕能力，投標設備全部采用滑移除霜的專利技術……

5? 空氣源熱泵技術在采暖系統中應用的經濟性分析

5.1? 供暖系統的運行費用比較低

空氣源熱泵技術的供暖系統在北京、石家莊以及其他的北方城市的運行費用是比較低的，相比于其他供暖系統，可以節省供暖費用。采用空氣源熱泵技術的供暖系統已經在北方的各個城市運行了五年多，根據系統運行的實際情況得出的相關統計數據表明，在北方等主要城市，在供暖季節的最大上限為每平方米14元左右。

5.2? 供暖系統的管理和維護費用低

空氣源熱泵技術的供暖系統中的室內毛細管道部分不需要進行日常維護管理的。而供暖系統的室外主機部分在沒有受到破壞的情況下，可以安全運行20年左右，因特殊原因，對供暖系統壓縮機及其他部件進行更換的情況，可以不計算在內。

5.3? 供暖系統的使用壽命長

采用空氣源熱泵技術的供暖系統是非常節能環保的，在運行過程中，不需要大量的燃燒一次能源，也不會產生化學反應，可爭取國家環保政策的補貼資金。這種供暖系統，在低溫環境下依然可以保持系統正常運行，在零度以上比較溫暖的環境下運行時，更是比水源熱泵還要節省能效。就大面積的住宅區來看，采用空氣源熱泵技術的供暖系統進行供暖的評估價值是非常大的，住宅區的業主如果應用這一供暖系統，可以每平方米節省8元左右的供暖費，節省開支。采用空氣源熱泵技術的供暖系統的小區，系統使用穩定，維護簡易，不會出現跑水、爆管、斷裂以及停暖的現象，使生活更加舒適。

6? 典型城市計算結果及分析

筆者采用上述最經濟平衡點計算方法對嚴寒與寒冷地區典型城市的最經濟平衡點溫度進行了計算。嚴寒地區選取大同、哈爾濱、呼和浩特、沈陽、烏魯木齊、西寧、長春等七個城市，寒冷地區選取天津、北京、鄭州、濟南、太原、石家莊等六個城市，與國家標準GB 50736—2012《民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范》中各城市規定相比，嚴寒地區最經濟平衡點溫度較之供暖室外計算溫度高2℃～9℃，與冬季空調室外計算溫度相比高4℃～13℃;寒冷地區最經濟平衡點溫度較之供暖室外計算溫度高1℃～2℃，與冬季空調室外計算溫度相比高1℃～4℃。可見若以最經濟平衡點溫度作為供暖負荷的設計參數，對于冬季供暖用的空氣源熱泵的選型將不同程度減小設備容量，降低設備投資，提高設備滿負荷使用率，從而實現空氣源熱泵系統的全生命周期費用降到最低。

7? 結束語

總之，在科技快速發展的時代背景下，我國的供暖技術也有了飛躍發展，空氣源熱泵技術憑借節能環保、使用壽命長等各種優點，受到了人們的關注，改善生活，提高生活質量，同時也是供暖領域的重大進步。

參考文獻：

[1] 范旭紅.空氣源熱泵采暖在建筑節能中的應用與前景分析[J].山西建筑，2017（14）：198～199.

[2] 熊帝戰.適用于中國北方農宅的太陽能兩用集熱器性能及應用研究[D].清華大學，2015.

[3] 朱曉嬌，宋波，張思思，等.供暖系統節能運行調試技術分析及應用存在的問題[J].建設科技，2014（22）：46～48.

[4] 李炅志.熱水供熱系統試運行故障成因及調試措施[J].中國科技投資，2013（17）：93.