空氣源熱泵在建筑節(jié)能中的應(yīng)用

吳衛(wèi)平+吳琛+竇秀華+魏忠鑫+趙彬

摘 要：發(fā)展新型能源，以減少煤炭、電力等資源的消耗，開發(fā)可再生能源，調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，提高能源利用效率是發(fā)展必不可少的?？諝庠礋岜玫陌l(fā)展可以大大減少資源的過度消耗以及廢棄物的排放，積極響應(yīng)國家號召，為綠色節(jié)能做出社會責(zé)任。本文就空氣源熱泵在建筑節(jié)能中的應(yīng)用展開討論分析，并提出建議。

關(guān)鍵詞：空氣熱泵；熱回收；節(jié)能

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.17.117

0 引言

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，我國建筑業(yè)發(fā)展十分迅速，人們的生活需求不斷增大。供暖、空調(diào)、生活熱水已經(jīng)成為了每天生活的必需品，這些必需品已經(jīng)占據(jù)了整個建筑能源消耗的50%-60%。能源消耗的增加讓我們不得不考慮新型能源或節(jié)能能源的發(fā)展，空氣源熱泵能夠很好的為建筑供能，而消耗的資源卻少之又少，因此熱泵技術(shù)成為了建筑節(jié)能的首選。

1 空氣源熱泵

通過空氣換熱器與室外空氣換熱制取冷熱量的空氣源熱泵，是目前應(yīng)用最廣泛的系統(tǒng)。與其他熱泵相比，空氣源熱泵能夠更方便的獲取能源，有著使用成本低、易操作、采暖效果好、安全、干凈等多重優(yōu)勢。通過將空氣中的能量轉(zhuǎn)化為主要動力，通過少量電能驅(qū)動壓縮機運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)移，不需要繁瑣的構(gòu)件、回灌或土壤換熱系統(tǒng)和專門的房間，能夠有效地減少空氣中污染物的排放，與傳統(tǒng)取暖方式有著鮮明的對比，實現(xiàn)了取暖與節(jié)能環(huán)保的雙重目的。

2 空氣源熱泵在建筑節(jié)能中的應(yīng)用優(yōu)勢

2.1 空氣源熱泵的優(yōu)勢

（1）可再生性?？諝庠醋鳛楣?jié)能建筑中的供能設(shè)施，有著取之不盡用之不竭的資源，與土壤源和淺層地下水源相比，有著不收資源利用限制，不會污染土地和地下水且免費使用的優(yōu)勢

（2）簡單方便?？諝庠礋岜貌恍枰獙ｉT的機房和大批量的管理者投入使用，安裝方便，對于大型空氣源熱泵及可以選擇防止在建筑物的頂層節(jié)省土地。

（3）費用低。空氣源作為一種唾手可及的資源相對于土壤、水源來說投入費用低，收益大。

（4）操作方便實用性強?？諝庠礋岜妙愃朴谄胀ǖ目照{(diào)機，用戶實用操作方便，使用自主性強，可以通過按戶方式進行管理，便于收費。

對于大多數(shù)人所定義的供熱小于3.0就不再是節(jié)能產(chǎn)品，但空氣源熱泵所進行的工作不需要消耗實際不開再生資源，與發(fā)電廠所消耗煤發(fā)出的能量相比，空氣源熱泵所占據(jù)的優(yōu)勢很大，在建筑節(jié)能能夠最大限度的做到節(jié)能與利用。而且在建筑面積，占用人力物力等因素考慮，空氣源熱泵所產(chǎn)生的作用是不可比的。

2.2 空氣源熱泵在建筑節(jié)能中的對比應(yīng)用

（1）空氣——空氣熱泵的應(yīng)用?？諝鈱諝獾臒岜迷缭?0年代就被我國市場的到發(fā)展，這用熱泵所運用的蒸發(fā)器和冷凝器，都是由制冷劑與空氣進行熱交換進行工作，在當(dāng)時大致有窗體式、分體式等。這種空氣對空氣的熱泵可以用作中央空調(diào)系統(tǒng)的使用，但是由于這種機組供熱范圍不大，在使用是必須運用熱風(fēng)作為傳輸介質(zhì)，而熱風(fēng)運送體積較大，產(chǎn)生噪音強，需要較大的輸送動力，且覆蓋范圍小，不能實現(xiàn)區(qū)域性供應(yīng)。后來國外公司通過技術(shù)改革，減少了這一問題的程度，對于國內(nèi)來說，結(jié)構(gòu)發(fā)展，價格高，不能得到普遍使用。

（2）空氣——水熱泵的應(yīng)用?？諝鈱λ疅岜迷诮ㄖ写蠖鄳?yīng)用于“戶式中央空調(diào)”，它把水作為供熱介質(zhì)，增加了供熱范圍，大多用于大面積住宅區(qū)。由于多級熱交換，這種裝置對于水溫的要求較高，當(dāng)這種裝置放置在大氣溫度低于無攝氏度時，需要用電進行驅(qū)動工作。這種供能裝置所導(dǎo)致的區(qū)域氣溫上高下低，不適宜人類的居住，且耗能大。

（3）熱泵的種類及其規(guī)模對比?，F(xiàn)有的熱泵熱源大致可以分為空氣源、土壤源、以及淺層地下水源三類，其中淺層地下水源的規(guī)模和用途范圍比較大，其次是土壤源，最后是空氣源。三種熱泵熱源根據(jù)規(guī)模不同所使用的壓縮器也有不同之處，空氣源由于其空氣側(cè)的換熱器較大，因此所占供熱規(guī)模較小，可以利用螺桿機，將原有的7KW-70KW的供熱范圍，增加到700kw，建筑中適合小型辦公及小型住宅區(qū)所使用。

3 空氣源熱泵地板在寒冷建筑中節(jié)能的應(yīng)用

作為寒冷地區(qū)，取暖設(shè)施所占用的能源消耗較大，在節(jié)能建筑中的節(jié)能設(shè)施的應(yīng)用較為關(guān)鍵。目前空氣熱泵只有兩種能夠進行使用，一是國外進口的空氣——空氣熱泵地板，另一種是采用空氣源熱泵取暖地板，后者的構(gòu)造較為簡單。但除霜問題被很多人所關(guān)注。

有些人認為在寒冷地區(qū)進行除霜時會降低空氣源熱泵的供暖效果，其實霜的構(gòu)成要由空氣中的絕對含濕量有關(guān)，即使在空氣溫度為零下五攝氏度時，其每立方米空氣中的絕對含濕量也很小，對于寒冷地區(qū)的設(shè)備負荷大時，機組不會進行除霜。

還有問題是挺高壓縮機在寒冷天氣中回氣量的問題，在低溫下工作的空氣源熱泵，蒸發(fā)機壓了很大，這就導(dǎo)致一般制冷劑的比容會的小下降，最終導(dǎo)致壓縮機反悔的質(zhì)量流率不高，導(dǎo)致壓縮機的質(zhì)量惡化，排氣溫度升高甚至容易導(dǎo)致電機燒毀。我們可以采用一種增補回氣的方法來應(yīng)對寒冷建筑下的空氣源熱泵的回氣問題。就是在夾雜滴液的回氣與冷凝器出口的液體在加裝的盤管上進行交換，增加壓縮機的回氣量，這是在寒冷地區(qū)解決回氣問題的好辦法。

4 空氣源熱泵在建筑節(jié)能中的應(yīng)用前景

（1）空氣源熱泵單價低。首先我們可以通過對各種供暖設(shè)備的費用來比較，其他供暖設(shè)備假設(shè)24h都運行費用在每平米24到30元之間，電加熱每天運行16小時，需要52.6元每平米。這些較為普遍的設(shè)備已經(jīng)被大多數(shù)人所接受，并且在供暖設(shè)備單價具有較大的競爭力。而空氣源熱泵在低耗電模式下運行24小時，所需要的費用僅僅11.2元每平方米。單價競爭力上已經(jīng)占據(jù)了很大優(yōu)勢。具有廣闊的市場。

（2）國家政策?？諝庠礋岜梅蠂覍τ诃h(huán)境保護，能源消耗的政策，符合新型能源建設(shè)的發(fā)展方向，可以更好地去面對國家規(guī)定的《可再生能源法》和《節(jié)能中長期規(guī)劃》，大大減少碳排放量實現(xiàn)真正的建筑節(jié)能。

5 總結(jié)

空氣源熱泵能夠大大減少污染物的排放和資源的使用，其中空氣源熱泵地板在我國長江流域等地區(qū)已經(jīng)有相對較為成熟的技術(shù)，在與其他熱泵的對比中有著明顯的優(yōu)勢，設(shè)備成本低，使用費用小，在居民建筑中的節(jié)能效益好，有著很好的發(fā)展前景。

參考文獻：

[1]顏浩.空氣源熱泵在建筑節(jié)能中大有作為[J].建筑節(jié)能，2011（11）：54-60.

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。endprint