北方地區(qū)空氣源熱泵熱風(fēng)機(jī)夏季制冷使用調(diào)查分析

張 賽 白 莉 徐昭煒

（1.吉林建筑大學(xué)， 長(zhǎng)春 130118；2. 中國(guó)建筑科學(xué)研究院有限公司， 北京 100013）

0 引言

由于全球氣候變暖，空調(diào)制冷區(qū)向北移的擴(kuò)展范圍也越來(lái)越大，夏季房間制冷已成為人們提高自身舒適度的必需。熱風(fēng)機(jī)作為改善室內(nèi)熱環(huán)境的設(shè)備，在我國(guó)北方農(nóng)村地區(qū)煤改清潔能源項(xiàng)目中得到大批量安裝應(yīng)用。目前針對(duì)熱風(fēng)機(jī)的研究均圍繞冬季制熱工況展開(kāi)[2-6]，而熱風(fēng)機(jī)與房間空調(diào)器一樣可一機(jī)兩用，兼有夏季制冷功能。在理論上采用雙級(jí)壓縮變頻技術(shù)使其在性能方面高于一般房間空調(diào)器。除此之外，在政策上政府補(bǔ)助后熱風(fēng)機(jī)的初投資相較于一般房間空調(diào)器也有較大優(yōu)勢(shì)，但目前缺乏熱風(fēng)機(jī)在實(shí)際應(yīng)用效果上的研究。為了解熱風(fēng)機(jī)在夏季房間制冷時(shí)的實(shí)際應(yīng)用情況，本研究圍繞熱風(fēng)機(jī)安裝使用率、用戶行為模式和用戶滿意度三個(gè)方面設(shè)計(jì)問(wèn)卷，通過(guò)走訪調(diào)研的方式在多個(gè)北方農(nóng)村地區(qū)對(duì)安裝熱風(fēng)機(jī)的用戶進(jìn)行調(diào)查研究。

1 熱風(fēng)機(jī)簡(jiǎn)介

熱風(fēng)機(jī)是采用電動(dòng)機(jī)-壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)的，冷凝器、蒸發(fā)器均采用空氣換熱器的，以創(chuàng)造室內(nèi)舒適環(huán)境為目的，通過(guò)提取環(huán)境空氣中的熱量作為熱源/冷源為房間供熱/制冷的裝置。機(jī)組外觀如圖1、圖2 所示。

圖1 室內(nèi)機(jī)

圖2 室外機(jī)

2 調(diào)研概況

本次調(diào)研于2019 年夏季在北京市、河南省開(kāi)封市以及鶴壁市的農(nóng)村地區(qū)開(kāi)展，三地均屬于寒冷地區(qū)（B 區(qū)）（《嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》依據(jù)不同的采暖度日數(shù)（HDD18）和空調(diào)度日數(shù)（CDD26）范圍，將嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)進(jìn)一步劃分為5 個(gè)氣候子區(qū)：嚴(yán)寒（A）區(qū)，嚴(yán)寒（B）區(qū)，嚴(yán)寒（C）區(qū)，寒冷（A）區(qū)，寒冷（B）區(qū)），該分區(qū)

指標(biāo)是2000≤HDD18＜3800，90＜CDD26，氣候特征是冬季冷，夏季熱。用戶同時(shí)有冬季取暖和夏季制冷的需求。近年來(lái)北方地區(qū)各省均推出因地制宜的清潔取暖替代方案規(guī)劃，熱風(fēng)機(jī)由于其性能穩(wěn)定、安裝便捷、初投資低等特點(diǎn)在各地清潔能源替代方案中安裝比例也逐年提高，故選取這幾個(gè)地區(qū)對(duì)熱風(fēng)機(jī)夏季房間制冷情況進(jìn)行問(wèn)卷走訪調(diào)研。

3 調(diào)研結(jié)果分析

熱風(fēng)機(jī)制冷效果主要受到建筑、人員以及行為模式的影響較大，所以本次問(wèn)卷針對(duì)建筑信息、常住家庭人員信息以及人員行為模式信息和用戶主觀感受四個(gè)方面進(jìn)行問(wèn)題設(shè)計(jì)，以綜合分析其制冷效果

調(diào)研過(guò)程中，有些農(nóng)宅用戶因?yàn)橄募緹o(wú)制冷需求而未使用熱風(fēng)機(jī)，有些因無(wú)人在家或者不清楚熱風(fēng)機(jī)有制冷功能再或者擔(dān)心電費(fèi)過(guò)高而未使用，還有部分因習(xí)慣夏季使用空調(diào)進(jìn)行房間制冷。將以上用戶排除后，最終有效樣本總數(shù)為144戶，共安裝熱風(fēng)機(jī)332 臺(tái)，其中夏季房間制冷常用共200 臺(tái)，使用率達(dá)60%。

3.1 熱風(fēng)機(jī)安裝房間分布情況

由圖3 可看出，熱風(fēng)機(jī)主要安裝使用的房間有臥室、客廳和廚房。由于人員日常作息習(xí)慣和房間功能不同的原因，臥室安裝使用比例較高，達(dá)60%之多；客廳安裝使用比例為34%；而廚房安裝使用比例相對(duì)較少，僅為6%。由此可見(jiàn)，熱風(fēng)機(jī)在臥室使用頻率最高，而臥室對(duì)噪音要求較高，可推測(cè)熱風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的噪音較小。

圖3 熱風(fēng)機(jī)安裝使用房間分布

3.2 用戶行為模式分析

用戶行為模式即用戶對(duì)熱風(fēng)機(jī)的使用習(xí)慣，可以更好地反映出熱風(fēng)機(jī)在實(shí)際使用過(guò)程中的應(yīng)用效果。以下從用戶對(duì)熱風(fēng)機(jī)的出風(fēng)溫度設(shè)置和日均開(kāi)啟時(shí)間兩個(gè)方面進(jìn)行分析。從圖4 到圖6 可看出，臥室安裝的熱風(fēng)機(jī)主要在夜間開(kāi)啟使用較多，日均開(kāi)啟時(shí)間以5-8h 居多；客廳安裝的熱風(fēng)機(jī)均在白天開(kāi)啟使用，日均開(kāi)啟時(shí)間和臥室相似，以5-8h 居多。在出風(fēng)溫度設(shè)置方面，臥室和客廳較為相似，大部分用戶選擇設(shè)置為22-26℃，選擇默認(rèn)出風(fēng)溫度的也占不小比例。用戶在使用熱風(fēng)機(jī)時(shí)控制使用模式有較大差別，充分說(shuō)明熱風(fēng)機(jī)使用調(diào)節(jié)范圍大，能夠滿足不同用戶對(duì)熱舒適性的要求。通過(guò)用戶主觀感受，熱風(fēng)機(jī)最佳控制出風(fēng)溫度為22-26℃，最佳日均開(kāi)啟運(yùn)行時(shí)間為5-8h。

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，超過(guò)90%的用戶表示不知道可根據(jù)自己需要來(lái)開(kāi)啟或關(guān)閉室內(nèi)機(jī)下出風(fēng)，室內(nèi)機(jī)下出風(fēng)是針對(duì)冬季制熱工況而研發(fā)的，熱風(fēng)從下而上自然上升，目的是使整個(gè)房間溫度更均勻。而若在夏季制冷時(shí)開(kāi)啟，人體腳踝處會(huì)感到不舒適。在對(duì)室內(nèi)機(jī)清灰的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，只有10%的用戶清理過(guò)，67%的用戶不清楚室內(nèi)機(jī)需要清灰，其余為知道需要清灰但未清理過(guò)。室內(nèi)機(jī)清灰的目的是避免灰塵在換熱器上堆積過(guò)多而影響機(jī)組性能。定期清灰有利于提高機(jī)組性能和節(jié)約電費(fèi)。以上兩方面對(duì)熱風(fēng)機(jī)在實(shí)際使用過(guò)程中的應(yīng)用效果會(huì)有較大影響，應(yīng)該提高用戶對(duì)熱風(fēng)機(jī)運(yùn)行與維護(hù)知識(shí)的普及。

圖4 出風(fēng)溫度設(shè)置

圖5 熱風(fēng)機(jī)開(kāi)啟時(shí)間/d

3.3 用戶滿意度調(diào)查

在實(shí)際使用過(guò)程中，用戶對(duì)制冷效果的滿意度高達(dá)96%，大多數(shù)人對(duì)熱風(fēng)機(jī)制冷性能感到滿意；在噪音方面，41%的用戶表示沒(méi)感覺(jué)，42%的用戶感覺(jué)有噪音，但在可接受范圍之內(nèi)，只有17%的用戶反映噪音過(guò)大。運(yùn)行費(fèi)用是多數(shù)用戶較為關(guān)心的問(wèn)題，只有15%的用戶認(rèn)為運(yùn)行費(fèi)用不貴，40%的用戶感覺(jué)可以接受，另有14%的用戶感覺(jué)熱風(fēng)機(jī)較貴，滿意度情況具體如表1 所示。用戶對(duì)于熱風(fēng)機(jī)應(yīng)用總體滿意度較高，可推廣作為北方地區(qū)夏季房間制冷的設(shè)備。

表1 用戶滿意度調(diào)查表