小型低溫空氣源熱泵采暖在北京農(nóng)村的適用性研究

吳衛(wèi)平+吳琛+張偉+竇秀華+程明新

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

關(guān)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(dāng)前國家大力整治排污企業(yè)的背景下，采用高效、節(jié)能、環(huán)保的空氣源熱泵是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要體現(xiàn)。由于近年來我國北方冬季霧霾天氣嚴重，加強取暖設(shè)備和設(shè)施的科學(xué)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(huán)境不會造成破壞，實現(xiàn)人與自然的和諧發(fā)展，保證我國北方的環(huán)境衛(wèi)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(jīng)過轉(zhuǎn)化成為高質(zhì)量的熱能為人們使用。僅僅以普通空調(diào)的三分之一的能耗實現(xiàn)低品位的能源轉(zhuǎn)化為高品位的熱能，減少能量的消耗，為人們提供高品質(zhì)的能源。在之前的應(yīng)用中，我國廣大南方地區(qū)應(yīng)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(nèi)需要的熱量不大，南方空氣源熱泵系統(tǒng)應(yīng)用效果良好，機組運行穩(wěn)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(qū)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(tǒng)能否耐住嚴寒，為人們提供大量的熱量，并且達到高效節(jié)能、不污染環(huán)境的要求是一個比較大的挑戰(zhàn)。

2 低溫空氣源熱泵系統(tǒng)的研究提高其適用性

之前空氣源熱泵在南方地區(qū)廣泛應(yīng)用，但是北京農(nóng)村地區(qū)不同于南方地區(qū)，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(huán)境下，如果冒然直接引入空氣源熱泵而不經(jīng)過任何改進，設(shè)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(wù)，就會變得不適用。所以必須針對北京農(nóng)村地區(qū)冬季溫度較低的情況研究低溫空氣源熱泵系統(tǒng)，以提高其適用性。

隨著社會的發(fā)展和技術(shù)的進步，人們發(fā)明了雙級耦合熱泵系統(tǒng)，該系統(tǒng)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(jié)合雙級壓縮和變頻技術(shù)，提出了低溫空氣源熱泵系統(tǒng)，實驗驗證，在低溫的環(huán)境中，該系統(tǒng)運行穩(wěn)定，可以在零下十八度以上的室外低溫環(huán)境中向室內(nèi)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(tǒng)的特性極其應(yīng)用

傳統(tǒng)上我國北方地區(qū)依靠燃煤取暖，但是燃煤所產(chǎn)生的氮氧化物和PM2.5值比較大，使我國北方地區(qū)霧霾天氣的首要來源，嚴重污染空氣，給北方人們帶來環(huán)境污染，尤其冬季，霧霾頻發(fā)，嚴重影響了人們的生活，降低了生活質(zhì)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(huán)境保護的警鐘。根據(jù)國務(wù)院發(fā)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(shè)，低溫空氣源熱泵等技術(shù)應(yīng)用。而低溫空氣源熱泵技術(shù)的特性也比較符合國家倡導(dǎo)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

（1）系統(tǒng)穩(wěn)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(nèi)進行高低壓保護、壓縮機過流過載保護等措施，系統(tǒng)穩(wěn)定性較強，在使用過程中安全可靠，不會出現(xiàn)安全事故。在系統(tǒng)的設(shè)計上首先杜絕了安全隱患，保證了低溫空氣源熱泵系統(tǒng)的安全可靠性。

（2）轉(zhuǎn)化率高，節(jié)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(chǎn)生的熱量就相當(dāng)于普通空調(diào)的二點五度電產(chǎn)生的熱量，在為人們提供熱量的同時，為國家節(jié)省了能源消耗，實現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展。并且在低溫空氣源熱泵系統(tǒng)的工作效率中，轉(zhuǎn)化率也比較高，不會產(chǎn)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(diào)，更加省電節(jié)能，為人們提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

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

（4）經(jīng)濟實惠，結(jié)實耐用。在設(shè)計之初，小型低溫空氣源熱泵就是服務(wù)于廣大農(nóng)村地區(qū)，滿足農(nóng)村地區(qū)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(jīng)濟性較強，能夠滿足人們?nèi)粘Ｈ∨枨螅⑶以谠O(shè)計使用年限上長達十五年，滿足農(nóng)村人們對于質(zhì)量的要求，為人們節(jié)省成本，提供最大化的服務(wù)。

小型低溫空氣源熱泵在北京農(nóng)村地區(qū)可以展開廣泛的應(yīng)用，以它的綠色環(huán)保、產(chǎn)物無污染，經(jīng)濟實惠耐用等特性，關(guān)鍵是能給人們在寒冷的冬季帶來暖意，提高人們的生活質(zhì)量，一定會深受人們的喜愛，得到廣泛的應(yīng)用，低溫空氣源熱泵系統(tǒng)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(tǒng)深受人們的信賴。

4 結(jié)論

在提倡綠色環(huán)保生活的時代大背景下，我們必然要選擇這一節(jié)能，環(huán)保，經(jīng)濟的低溫空氣源熱泵系統(tǒng)作為我們實際生活中的應(yīng)用。而且隨著低溫空氣源熱泵的技術(shù)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(chǔ)條件。所以對于耗能耗電的傳統(tǒng)方式供暖制冷已經(jīng)不適合當(dāng)代社會發(fā)展。通過以上分析論述，可以得出在北京農(nóng)村地區(qū)使用小型低溫空氣源熱泵供暖具有較好的實用性和經(jīng)濟性，對于提高人們的生活質(zhì)量和環(huán)境保護具有較高的使用價值。

參考文獻：

[1]馬最良，楊自強，姚楊等.空氣源熱泵冷熱水機組在寒冷地區(qū)應(yīng)用的分析[J].暖通空調(diào)，2011，31（03）.

[2]馬榮江，張了，付宇，楊旭東，江億.熱風(fēng)型低環(huán)境溫度空氣源熱泵：一種適用于北京地區(qū)農(nóng)宅的清潔高效采暖技術(shù)[J].建設(shè)科技，2016.

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