空氣源熱泵供暖在嚴寒地區冬季運行可行性分析

馬振永

摘要：國以民為本，民以國為家。“民生”作為現代化中國的大課題，最直接的影響公民的切身利益。空氣源熱泵是否能在嚴寒地區低溫環境下穩定運行，關乎民生。它的作用不僅僅是要響應國家節能政策，還要保障冬季運行的穩定性。看似言簡意賅的準則，實則需要大量反復的理論探討、實驗研究，我們的目標只有一個：準確掌握空氣源熱泵供暖在嚴寒地區冬季運行的可行性。一切有利于社會的數據，都值得我們為之付出不懈的努力。

關鍵詞：空氣源熱泵;供暖原理及特點;可行性

1引言

空氣源熱泵供暖是一種清潔的供暖方式，且在嚴寒地區的實際運行具有很好的前景，但空氣源熱泵實施供暖過程中并不是完美，室外蒸發器結霜、熱泵性能較低等問題都必須給予重視。基于此，對其在嚴寒地區的實際供暖可行性進行分析。對供暖主體構造、性能、運行原理略有疏忽，都會影響我們對空氣源熱泵的可行性分析的準確性，所以全面了解空氣源熱泵及其工作環境，判斷兩者配合發揮的熱效能及持續性等等，才能綜合評價出可行性。

2了解空氣源熱泵

2.1空氣源熱泵的文字概念

空氣源熱泵是一種將熱能從低位轉換成高位的節能裝置。熱泵就是把不能直接利用的能量利用起來，從而達到節約能量的目的。

2.2空氣源熱泵分類

我國的空氣源熱泵的研究及應用在上個世紀80年代末就有了較快的發展。目前的產品有很多不同類別的劃分。

按機組容量劃分：小型、中型、大型。

按機組組合形式劃分：整體式和模塊化式。

3空氣源熱泵供暖原理及特點

3.1空氣源熱泵供暖原理

空氣源熱泵供暖系統主要南水箱（含換熱盤管）、蒸發器、地暖及水泵等組成。蒸發器吸收空氣中的經壓縮機壓縮后的低位熱能，經過加熱、循環泵進入地暖散熱，達到供暖的目的。整個數據采集系統由電磁流量計、采集儀、數據傳感器組成。所有溫度采用PT100鉑電阻溫度傳感器測量，A級精度;壓力傳感器精度0.5% FS，壓縮機、風機和水泵耗功南功率傳感器測量，其精度為0.5級;電磁流量計測量循環水流量，其精度為±0.5%;數據采集周期為30s。

3.2空氣源熱泵供暖特點

（1）空氣源熱泵系統冷熱源合并，不用特別設置鍋爐房和冷凍機房，機組隨意放置，不占用有效建筑使用面積，安裝施工十分便捷。（2）空氣源熱泵系統沒有冷卻水這部分動力消耗環節，冷卻水消耗環節帶來的污染導致細菌感染的病例已屢見不止，從全面健康角度，空氣源熱泵也有明顯的優勢。（3）空氣源熱泵系統不需要傳統燃煤設施那種龐大的機器本體及供應燃料輸送、除塵機器和排放煙氣及燃料殘渣系統，總體設計便捷、系統穩定可靠、對環境沒有破壞影響。（4）空氣源熱泵采用模塊化機組設計，無需考慮備用設備，使用過程中電腦主動控制，調節機器的運行及使用狀態，便于工作環境與輸出功率相匹配。（5）空氣源熱泵的供暖熱效能受外界氣候直接影響。（6）在我國北方冬季低溫的情況下，南于空氣源熱泵冬季集中大量供熱量不足，建議增設輔助加熱器。

4空氣源熱泵可行性分析

4.1空氣源熱泵的溫度適應性

我國地域遼闊，氣候帶分為寒、溫、熱帶，按我國《建筑氣候區劃標準》（ GB 50178-93），全國分為20個二級區和7個一級區。所以，在運用空氣源熱泵的過程中設計與應用方式都要因地制宜。

（1）對于夏熱冬冷地區：冬季濕冷，1月平均氣溫0-10℃，年平均氣溫小于5℃的日數為0-90天;夏熱冬冷地區的氣候特征是夏季悶熱，7月份平均地區氣溫25-30℃，年日平均氣溫大于25℃的日數為40-100天;氣溫的日較差較小，年降雨量大，日照偏小。這些地區的氣候特點非常適合于應用空氣源熱泵。（2）對于云南大部，四川西南部、貴州，西藏南部一小部分地區：這些地區1月平均氣溫1-13℃，年日平均氣溫小于5℃的日數0-90天。在這樣的氣候條件下，過去相當長的一段時間建筑物在設計環節就不考慮采暖設備的運用。但是，近年來隨著現代化生活水平的提高和建筑水平的提升，人們對居住和℃作建筑環境要求也日益提高，因此，這些地區的公寓等建筑也開始因地制宜的設置采暖系統。在這種氣候條件下，選用空氣源熱泵系統是最合適不過的。（3）傳統的空氣源熱泵機組在室外空氣溫度高于一3℃的情況下，均能可靠安全地運行。所以，空氣源熱泵機組的應用范圍便順勢南南向北開始擴展，即已進入氣候區劃標準的II區的部分地區內。這些地區氣候特點是冬季氣溫較低，1月平均氣溫為-lO-OoC，但是在采暖期里氣溫高于一3℃的時數卻占很大的比例，而氣溫低于-3℃的時間多出現在夜間，因此，在這些地區以白天運行為主的建筑（如銀行、辦公樓、商場等建筑）選用空氣源熱泵供暖，其運行的可行性是可靠的。另外這些地區冬季氣候干燥，最冷室外相對濕度在45%-65%左右，因此，選用空氣源熱泵其結霜現象不太嚴重的情況下也是可行的。

4.2空氣源熱泵的可行性

由于空氣源熱泵能夠在寒冷地區低溫環境下穩定運行，因而應用于供暖具有獨特的優勢。但空氣源熱泵的運行性能受氣候條件和運行參數的影響較大。除此之外，也會受以下因素限制：（1）當需要的集中熱量較大的時候，空氣源熱泵的制熱效率會受限。（2）空氣源熱泵在寒冷地區應用的穩定性一般。（3）在低溫環境下，空氣源熱泵的能效比緩慢下降。

目前，我國北方冬季供暖時間較長，且供暖特點為集中量大。為相應國家節能減排的政策，北方供暖已經南原來的燃煤供暖逐漸替換成電供暖，小網供暖合并成大網，空氣源熱泵在北方是有自己廣闊的市場，只是因地制宜這張牌要想在北方打的響亮，我們需要對空氣源熱泵給予更加靈活的運用，或者是再次嚴謹論證的科研。

5結束語

任何順勢產生的設備都有自己的優勢與不足，其可行性的存在會對這個時代的民生產生巨大的影響，空氣源熱泵供暖在非嚴寒地區供暖的成熟性給予我們很大的鼓舞，讓我們堅信機器在嚴寒地區運行的可行性探討是有價值的，因為這種不足的局限不僅僅來源于機器本身，而更多的是機器與氣候兩者之間的融合。嚴寒地區在運用空氣源熱泵供暖要一分為二，取之所長，補之所短，讓任何一種順勢而生的機器大放異彩。

參考文獻

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