熱泵機組在現實運行中的思考

摘 要：世界各國的能源消耗中熱能消耗量最大。在一次、能源變成熱能再轉換成各種形式能量的過程中，約有58.5%的能量是以排氣、蒸汽、熱水等排熱形式損失的。而這些排熱損失中，低于100℃的熱能占很大比重。熱泵技術的開發為利用低溫熱能提供了有力的手段，而且滿足了節約能源和保護生態環境的要求。本文就我單位熱泵機組在現實運行出現的問題，效用的提高提出了個人的見解。

關鍵詞：空氣源熱泵；工作原理；產品效用

中圖分類號：TU831 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2013） 24-0000-01

熱泵技術是本世紀的最重要的新能源技術，她是基于逆卡諾循環原理的一種新型節能、環保制熱技術。其工作原理是：空氣源熱泵系統通過自然能（空氣蓄熱）獲得低溫熱源，然后經系統高效集熱整合后使其成為高溫熱源，使其用來取（供）暖或供應熱水。熱泵技術能通過熱泵的形式，可以提高能效的利用也可減少溫室氣體的排放，從而使解決當前電力高空負荷的問題。

一、熱泵機組的技術性分析

熱泵機組的技術性分析有以下幾點：（1）熱泵機組可以達到一機兩用的目的，能在冬季利用熱泵采暖，也可在夏季進行制冷。這樣可節省制冷機組的費用，又可節省了鍋爐房的占地面積，同時達到了保護環境的效果。（2）如業主本身就有地熱井，則可利用熱泵裝置進行多梯級轉換，這可以大大提高熱資源的使用的效率。（3）用于生活上采暖和水加熱的需要，如直接采用電能可造成能源再浪費，這是不科學的。如果采用熱泵供熱與加溫則能夠進一步提高電能的使用效率。（4）使用熱泵技術進行供熱采暖對大氣及環境無任何污染，而且具有高效節能的效果，這一技術屬于綠色環保技術和裝置，非常符合目前我國能源、環保的基本國策。

二、熱泵與常規太陽能產品效用的對比

熱泵機與常規太陽能產品相比較有以下優點：（1）可適用溫度范圍廣，該產品適用溫度范圍在-10～40℃，通常情況下一年四季全天候使用，不受任何天氣因素的影響，陰、雨、雪等惡劣天氣和冬季夜晚均可正常使用。（2）可進行連續加熱，與傳統太陽能儲水式相比，熱泵產品可進行連續加熱，進而可提供源源不斷熱水，滿足用戶全天候需求。（3）設備的運行成本低廉：與常規太陽能相比，在春、夏、秋季陽光較好時，其設備運行費用高于太陽能，但是在陰雨天和夜晚，其熱效率遠遠高于太陽能的電輔助加熱。全年平均下來，常規太陽能輔助系統全年耗能比產品全年總耗能還要高出很多。特別適合我局所屬區域的氣候條件。（4）設備安裝方便：空氣源熱泵占地空間較小，其外形與空調室外機大小相似，使用時可直接接保溫水箱或與供暖管網連接，這一特點非常適合于大中城市的高層建筑，故而對于大型中央供熱問題，該裝置也是最好的選擇。

三、熱泵與鍋爐效用的對比

熱泵機與鍋爐相比較有以下優點：（1）該裝置的熱效率高：產品熱效率全年平均>300%以上，而鍋爐的熱效率<100%。（2）該裝置運行費用低：與燃油，燃氣鍋爐比，全年平均可節約70%的能源，加上目前電價的走低和燃料價格的上漲，運行費用低的優點將日益突出。（3）環保方面：熱泵機產品無任何燃燒排放物，制冷劑采用了環保循環的制冷劑R417A，其對臭氧層零污染，是目前較好的環保型產品。（4）該裝置長期運行安全，無需專人值守：與傳統燃料鍋爐相比，該裝置運行絕對安全，而且可采用全自動控制，無需專人員值守，可大大節省人力成本。（5）該裝置模塊式安裝，采用便于增添設備：產品采用多臺機組并聯的安裝模式，當用戶用水量增大時，可隨時根據業主的需求增減設備。

四、現實問題的解決

我單位熱泵機組使用情況，整個成都生活管理段四川、重慶、貴州片區共有41個公寓其中24個公寓安裝使用了120組熱泵機組，其中貴州片區有貴陽、貴客、玉屏、麻尾、開陽5個行車公寓共安裝和使用了19個機組工作。熱泵機組已成為我單位現用于供應生活熱水的主要設備，對熱泵機組的研究和了解，日常使用和維護對整個公寓生產都會有重要影響。

針對貴州片區不同地區的溫度和濕度，供水環境和水質不同，有不同的要求和處理方法，以期充分發揮熱泵機組的效用和工況，充分實現熱泵機組的優勢和經濟效應。

例如：在貴陽地區全年在最冷的1-2月期間，因室外溫度達0度以下，且陰雨天氣導致濕度大，常出現熱泵機組外機結霜厚，無法自動除霜和除霜不徹底等情況，熱泵機組也就無法正常工作，導致熱水溫度達不到需求。采取措施與廠家協調針對特殊天氣和氣溫條件設置除霜時間和條件，改變水箱儲水量，人為加大單位水量的加熱量。可以較好的克服以上問題，達正常使用效果。今后建議要滿足正常生活用水的條件，則應適當增加熱泵主機容量，在夏季可停用部分機組，冬季全機組投用，保障熱水用量需求。

在我單位開陽公寓安裝的熱泵機組因受供水條件限制（每天供水三次，每次1-2小時左右），也頻繁出現故障。主要問題是水箱內水用盡后無法補水，造成水泵空載，導致損壞。冬季存在溫度低室外管道結冰等問題影響熱泵機組使用，需人工化冰疏通管道，建議措施對管道增設加厚保溫層，建議廠家開發設定控制程序，用于定時供水機組使用，且在管道中增設增壓泵用于在供水時間增加進水效率，提高進水量，并要與主機聯動自動控制，才能真正實現無人操作，自動控制，出力效果。

五、結束語

目前在國內熱泵機組的運行中還存在一些問題，其推廣應用還需進一步改進。但熱泵技術作為一門新技術，將為我國家經濟的可持續發展帶來了新的契機，隨著我國經濟的發展，人民生活水平的日益提高，科學研究深入和技術人員的不斷努力，該項技術將在中國必將有廣闊的市場前景。

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[作者簡介]李潔艷（1979.06-），女，2002年畢業于貴州工業大學熱能工程專業，工學學士，現就職于成都鐵路局成都生活管理段貴陽公寓管理室，工程師。