空氣源熱泵采暖在建筑節(jié)能中的應(yīng)用與前景分析

范哲

摘? ? 要：合理利用清潔環(huán)保、可再生能源，提高能源利用率，改進采暖技術(shù)、設(shè)施，在滿足人們生活舒適條件的同時，節(jié)能減排已經(jīng)成為我們解決建筑節(jié)能問題的主要任務(wù)。高效、節(jié)能、環(huán)保的空氣源熱泵采暖逐步受到人們的青睞。

關(guān)鍵詞：空氣源熱泵采暖;建筑節(jié)能;應(yīng)用;前景

1? 前言

近些年，我國面臨著巨大的環(huán)境壓力與能源壓力。經(jīng)濟要保持較高速度增長的的步伐不能停下，環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展問題也必然同步進行。這就要求提高能源利用效率，鼓勵各種節(jié)能設(shè)備和技術(shù)的推廣，“煤改電”就是其中重要的行動。因此，可以預(yù)見，熱泵市場的發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

2? 空氣源熱泵系統(tǒng)原理

空氣源熱泵技術(shù)，它是采用逆卡諾原理，用通俗的話來說，空氣源熱泵就是一個熱量的搬運工，它把空氣中的能量加以吸收，轉(zhuǎn)變成熱量，再把水加熱，同時把失去大量熱量的空氣排放到室外。這種通過吸收空氣中大量的低溫?zé)崮?，?jīng)過壓縮機的壓縮變?yōu)楦邷責(zé)崮芎图訜崴疁氐倪^程是一種能量轉(zhuǎn)移的過程（從空氣中轉(zhuǎn)移到水中），它既不是能量轉(zhuǎn)換的過程，也不需要通過電加熱元件加熱熱水，或者燃燒可燃?xì)怏w加熱熱水?？諝庠礋岜貌膳到y(tǒng)利用空氣源熱泵所搬運的熱量，加熱采暖系統(tǒng)中的水，并通過水泵將熱水循環(huán)供應(yīng)給室內(nèi)的采暖末端（一般為暖氣片），從而達到室內(nèi)供暖的目的。

3? 設(shè)計依據(jù)

（1）GB 50736—2012《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》;（2）GB 50016—2014《建筑設(shè)計防火規(guī)范》;（3）DB 11/891—2012《居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》;（4）國家現(xiàn)行的安全生產(chǎn)、文明施工、環(huán)保及消防等有關(guān)規(guī)定。

4? 空氣源熱泵的市場分析

如今，在空氣源熱泵的市場上，兩聯(lián)/ 三聯(lián)供系統(tǒng)已逐步興起，這是行業(yè)研發(fā)與市場需求共同作用的結(jié)果，“一體化系統(tǒng)”成為消費趨勢?！懊焊碾姟钡日呲厔菹?，行業(yè)人士對技術(shù)產(chǎn)品的研發(fā)加大力度，以自身專業(yè)不斷滿足用戶需求、積淀企業(yè)實力。熱立方研發(fā)出的熱立方冷暖平衡型二/ 三聯(lián)供系列產(chǎn)品正是其具有前瞻性且貼近用戶需求的產(chǎn)品。據(jù)熱立方市場部經(jīng)理何毅介紹，產(chǎn)該品采用直流變頻技術(shù)，可使機組根據(jù)室內(nèi)外環(huán)境溫度變化自動調(diào)節(jié)壓縮機和電機的運轉(zhuǎn)速度，超低溫環(huán)境穩(wěn)定運行，確保機組可在-25℃的極端氣候下快速啟動，也可在53℃酷熱的夏天高效制冷;采用的積分加權(quán)法智能除霜技術(shù)，可智能防凍除霜;對于設(shè)備安全問題，專設(shè)IP 智保功能，全方位保護功能齊全;同時，還采用先進的冷媒控制技術(shù)以及優(yōu)化的換熱分路設(shè)計，能效比可達5.0（部分負(fù)荷時）;全自動智能控制系統(tǒng)，微電腦控制;WIFI/APP 人機界面，無線控器系統(tǒng)……多重先進技術(shù)融于一體，熱立方一直在鉆研。科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，企業(yè)要想在風(fēng)起云涌的市場上立足，技術(shù)創(chuàng)新必然排在首位。除熱立方外，美的、格力、芬尼克茲、紐恩泰、同益等品牌企業(yè)齊齊發(fā)力，不斷為熱泵行業(yè)增添新產(chǎn)品，積淀行業(yè)發(fā)展實力。在全直流變頻技術(shù)方面，美的深扎其中，全直流變頻低溫空氣源熱泵烈焰系列就是其中的重要代表。該產(chǎn)品通過自適應(yīng)噴液冷卻技術(shù)、多閥體聯(lián)動控制技術(shù)、壓花型螺紋管高效換熱技術(shù)、智能除霜技術(shù)的創(chuàng)新四大核心技術(shù)，突破性解決熱水超低溫運行的技術(shù)壁壘，獲得兩院院士鑒定。2018 ～2019 年采暖季分別在黑龍江、北京、天津、甘肅、山東、河北等多地進行實際運行測試，產(chǎn)品在極寒環(huán)境下各項測評中，不僅保持快速制熱、高效穩(wěn)定運行，且技極具耐候性這為北方“煤改電”提供新的綠色采暖解決方案?？v觀行業(yè)，芬尼克茲將營銷、品牌建設(shè)玩的風(fēng)生水起，而回望其技術(shù)產(chǎn)品發(fā)展，其對空氣能也不斷深挖，科技創(chuàng)新這記“重拳”一直緊握。例如，芬尼克茲6P 變頻超低溫空氣源熱泵（熱水）機組中雙轉(zhuǎn)子直流變頻EVI 壓縮機，比一般單轉(zhuǎn)子變頻壓縮機變頻范圍更寬廣，運行更平穩(wěn);另外，還采用“電子膨脹閥PID+ 模糊控制技術(shù)”，制冷制熱時間縮短20% 以上，高品質(zhì)先進變頻控制器，將無級變頻線性控制技術(shù)與180°正弦波直流變頻驅(qū)動技術(shù)完美融合;翅片上附以爍金防腐親水涂層，極大提升設(shè)備的耐鹽霧腐蝕能力，投標(biāo)設(shè)備全部采用滑移除霜的專利技術(shù)……

5? 空氣源熱泵技術(shù)在采暖系統(tǒng)中應(yīng)用的經(jīng)濟性分析

5.1? 供暖系統(tǒng)的運行費用比較低

空氣源熱泵技術(shù)的供暖系統(tǒng)在北京、石家莊以及其他的北方城市的運行費用是比較低的，相比于其他供暖系統(tǒng)，可以節(jié)省供暖費用。采用空氣源熱泵技術(shù)的供暖系統(tǒng)已經(jīng)在北方的各個城市運行了五年多，根據(jù)系統(tǒng)運行的實際情況得出的相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，在北方等主要城市，在供暖季節(jié)的最大上限為每平方米14元左右。

5.2? 供暖系統(tǒng)的管理和維護費用低

空氣源熱泵技術(shù)的供暖系統(tǒng)中的室內(nèi)毛細(xì)管道部分不需要進行日常維護管理的。而供暖系統(tǒng)的室外主機部分在沒有受到破壞的情況下，可以安全運行20年左右，因特殊原因，對供暖系統(tǒng)壓縮機及其他部件進行更換的情況，可以不計算在內(nèi)。

5.3? 供暖系統(tǒng)的使用壽命長

采用空氣源熱泵技術(shù)的供暖系統(tǒng)是非常節(jié)能環(huán)保的，在運行過程中，不需要大量的燃燒一次能源，也不會產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，可爭取國家環(huán)保政策的補貼資金。這種供暖系統(tǒng)，在低溫環(huán)境下依然可以保持系統(tǒng)正常運行，在零度以上比較溫暖的環(huán)境下運行時，更是比水源熱泵還要節(jié)省能效。就大面積的住宅區(qū)來看，采用空氣源熱泵技術(shù)的供暖系統(tǒng)進行供暖的評估價值是非常大的，住宅區(qū)的業(yè)主如果應(yīng)用這一供暖系統(tǒng)，可以每平方米節(jié)省8元左右的供暖費，節(jié)省開支。采用空氣源熱泵技術(shù)的供暖系統(tǒng)的小區(qū)，系統(tǒng)使用穩(wěn)定，維護簡易，不會出現(xiàn)跑水、爆管、斷裂以及停暖的現(xiàn)象，使生活更加舒適。

6? 典型城市計算結(jié)果及分析

筆者采用上述最經(jīng)濟平衡點計算方法對嚴(yán)寒與寒冷地區(qū)典型城市的最經(jīng)濟平衡點溫度進行了計算。嚴(yán)寒地區(qū)選取大同、哈爾濱、呼和浩特、沈陽、烏魯木齊、西寧、長春等七個城市，寒冷地區(qū)選取天津、北京、鄭州、濟南、太原、石家莊等六個城市，與國家標(biāo)準(zhǔn)GB 50736—2012《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》中各城市規(guī)定相比，嚴(yán)寒地區(qū)最經(jīng)濟平衡點溫度較之供暖室外計算溫度高2℃～9℃，與冬季空調(diào)室外計算溫度相比高4℃～13℃;寒冷地區(qū)最經(jīng)濟平衡點溫度較之供暖室外計算溫度高1℃～2℃，與冬季空調(diào)室外計算溫度相比高1℃～4℃?？梢娙粢宰罱?jīng)濟平衡點溫度作為供暖負(fù)荷的設(shè)計參數(shù)，對于冬季供暖用的空氣源熱泵的選型將不同程度減小設(shè)備容量，降低設(shè)備投資，提高設(shè)備滿負(fù)荷使用率，從而實現(xiàn)空氣源熱泵系統(tǒng)的全生命周期費用降到最低。

7? 結(jié)束語

總之，在科技快速發(fā)展的時代背景下，我國的供暖技術(shù)也有了飛躍發(fā)展，空氣源熱泵技術(shù)憑借節(jié)能環(huán)保、使用壽命長等各種優(yōu)點，受到了人們的關(guān)注，改善生活，提高生活質(zhì)量，同時也是供暖領(lǐng)域的重大進步。

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