空氣源熱泵供暖的節能效果實例分析

潘艷丹 陳靜 張炳學

摘 要：空氣源熱泵供暖逐漸成為煤改電的替代選擇方案。本文結合河南省鄭州市的某供暖項目，核算分析了該項目采用空氣源熱泵供暖的節能效果。該項目單位供熱面積能耗為1.95 kgce/m2，遠低于燃煤為主集中供暖建筑供暖能耗指標引導值。節約能耗折標煤393.47 t，相應地可減少產生SO2為240.01 t，煙塵為40.92 t，氮氧化物為1.97 t，體現了很好的節能減排效果。

關鍵詞：空氣源熱泵;供暖;節能效果

中圖分類號：TU83? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? 文章編號：1003-5168（2021）24-0091-03

A case Study of the Energy Saving Effect About Heating Supply Under Air Source Heat Pumps

PAN Yandan? ? CHEN Jing? ? ZHANG Bingxue

（Henan Low-Carbon Energy Saving Technology Co.， Ltd，Zhengzhou? Henan? 450000）

Abstract： Air source heat pump heating has gradually become an alternative to coal heating. Combining with a heating project， this paper analyzes the energy saving effect of using air source heat pumps. In this project， the energy consumption per unit heating area is 1.95kgce/m2， which is far lower than the guiding value of heating energy consumption index for buildings with coal burning heating. It saved the energy consumption of 393.47 tons standard coal， correspondingly， the production of sulfur dioxide 240.01 tons， dust 40.92 tons and nitrogen oxides 1.97 tons can be reduced， which has shown a good effect on energy conservation and emission reduction.

Keywords： air source heat pump;heating supply;energy-saving effect

我國能源緊缺形勢十分嚴峻，開發利用可再生能源為主的新能源成為人類的必然選擇。目前我國城鎮建筑采暖主要是靠燃燒礦物燃料，給大氣環境造成了極大的污染。隨著我國城市化進程的不斷推進和人民生活水平不斷提高，建筑能耗的比例將繼續增加。這將導致建筑用能的不斷增長，造成對我國能源供應系統的巨大壓力。

與此同時，國務院下發全面整治燃煤小鍋爐計劃，加快推進“煤改氣”“煤改電”等集中供熱工程建設。一些地區的政府工作文件中也鼓勵用地熱能、空氣能等清潔能源提供供熱、供冷服務，提出了壓減燃煤消費，防治大氣污染、提高可再生能源消費比例等要求。鼓勵因地制宜發展可再生能源供熱，加快構建以集中供熱為主，以空氣熱能等清潔能源利用為輔的現代清潔取暖體系[1]。

熱泵作為一種高效加熱裝置，在新能源技術領域備受關注，尤其是空氣源熱泵可從環境大氣中吸取豐富的低品位能量，使用方便，安全節約，因此成為熱泵諸多型式中應用最為廣泛的一種。該產品所體現的節能環保性，將成為煤改電政策之下北方清潔采暖、清潔熱水的首選技術之一[2-3]。

1 實例介紹

本文實例分析的供暖項目位于我國河南省鄭州市，該地區屬暖溫帶大陸季風性氣候，冬冷夏熱。項目供暖總面積10.78萬㎡，共建熱源站1個，供熱管網約6 350 m，遠程控制系統1套。采暖建筑為框架結構的節能型建筑。主要建設內容包含供暖熱源站建設、供熱管網建設、物聯網智能控制系統建設。

項目住宅供暖系統運行時間為24 h/天，供暖期為11月15日至次年3月15日，年運行120天，運行時間共計2 880 h/季。依據該地區冬季室外的溫度為-3.8 ℃，項目室內設計溫度為不低于18 ℃。本項目住宅建成于2010年，墻體有外保溫結構，依據當地居住建筑節能設計標準，設計供熱指標均按45 W/㎡標準執行[4]。

項目采用某型號空氣源熱泵供暖，產品名義制熱量為175 kW，消耗總電功率為52 kW，共配置空氣源熱泵機組25臺。空氣源熱泵機組的附屬設備有循環水泵6臺，補水泵1臺，軟化水系統1套。根據項目所在地氣象條件、供水排水管網及所采用的設備等其他條件，核算得出該項目的主要技術指標，如表1所示。

2 項目工藝原理

空氣源熱泵是運用逆卡諾循環原理，通過壓縮機的工作使冷媒吸熱與放熱，實現了利用空氣中的低溫（低品位）熱量轉變為高溫（高品位）熱量，使冷水逐步升溫至55 ℃以上的新型機電產品。在制熱時，液態制冷劑在空氣換熱器中汽化，吸收空氣中的熱量，低溫低壓的氣態制冷劑經壓縮機壓縮后變為高溫高壓氣體送至水換熱器。由于制冷劑的溫度高于水的溫度，制冷劑從氣態冷卻為液態，液體制冷劑經膨脹閥節流后，在壓力作用下進入空氣換熱器，低壓氣體制冷劑再次汽化，完成一次循環。在這個循環中，隨著制冷劑狀態的變動，實現了熱量從空氣側向水側的轉移[5]。