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(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，人們的生活水平有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，同時(shí)對(duì)于生活的質(zhì)量提出了更高的要求，尤其是中國(guó)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(jìn)行研究，希望對(duì)改善北京農(nóng)村地區(qū)冬季取暖和控制污染物排放保護(hù)環(huán)境做出積極貢獻(xiàn)。

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(guó)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(shí)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(guó)北方冬季霧霾天氣嚴(yán)重，加強(qiáng)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(shí)，對(duì)環(huán)境不會(huì)造成破壞，實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧發(fā)展，保證我國(guó)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(shí)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(guó)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(guó)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(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定，能夠以減少的花費(fèi)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(yán)寒，為人們提供大量的熱量，并且達(dá)到高效節(jié)能、不污染環(huán)境的要求是一個(gè)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(shí)候能夠降到零下二十度以下，所以在我國(guó)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(jìn)，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(gè)月份，在人們需要大量熱量的時(shí)候，空氣源熱泵無法為人們提供及時(shí)有效的服務(wù)，就會(huì)變得不適用。所以必須針對(duì)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(huì)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，人們發(fā)明了雙級(jí)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(jí)壓縮和變頻技術(shù)，提出了低溫空氣源熱泵系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，在低溫的環(huán)境中，該系統(tǒng)運(yùn)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(guó)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(guó)北方地區(qū)霧霾天氣的首要來源，嚴(yán)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(yán)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(shí)，也危害著人們的健康，給我國(guó)敲響了環(huán)境保護(hù)的警鐘。根據(jù)國(guó)務(wù)院發(fā)布的大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃指出，要加快推進(jìn)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(guó)家倡導(dǎo)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

（1）系統(tǒng)穩(wěn)定性強(qiáng)，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(jī)組內(nèi)進(jìn)行高低壓保護(hù)、壓縮機(jī)過流過載保護(hù)等措施，系統(tǒng)穩(wěn)定性較強(qiáng)，在使用過程中安全可靠，不會(huì)出現(xiàn)安全事故。在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(jī)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(diǎn)五度電產(chǎn)生的熱量，在為人們提供熱量的同時(shí)，為國(guó)家節(jié)省了能源消耗，實(shí)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(huì)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(hù)環(huán)境。低溫空氣源熱泵在工作過程中不會(huì)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(guó)家提倡的綠色環(huán)保理念的綠色產(chǎn)品，應(yīng)該積極鼓勵(lì)北京農(nóng)村地區(qū)大力引進(jìn)使用，在保護(hù)環(huán)境的基礎(chǔ)上解決人們的冬季取暖需求。

（4）經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，結(jié)實(shí)耐用。在設(shè)計(jì)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(diǎn)，進(jìn)行供暖費(fèi)用較低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于燃煤、燃?xì)忮仩t或者管道供暖所需的費(fèi)用。經(jīng)濟(jì)性較強(qiáng)，能夠滿足人們?nèi)粘Ｈ∨枨?，并且在設(shè)計(jì)使用年限上長(zhǎng)達(dá)十五年，滿足農(nóng)村人們對(duì)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(jì)實(shí)惠耐用等特性，關(guān)鍵是能給人們?cè)诤涞亩編砼?，提高人們的生活質(zhì)量，一定會(huì)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?yàn)槿藗儙韺?shí)惠的同時(shí)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(shí)代大背景下，我們必然要選擇這一節(jié)能，環(huán)保，經(jīng)濟(jì)的低溫空氣源熱泵系統(tǒng)作為我們實(shí)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(guó)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(duì)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(huì)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(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性，對(duì)于提高人們的生活質(zhì)量和環(huán)境保護(hù)具有較高的使用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬最良，楊自強(qiáng)，姚楊等.空氣源熱泵冷熱水機(jī)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(jiǎn)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。