空气源热泵供暖的节能效果实例分析

潘艳丹 陈静 张炳学

摘 要：空气源热泵供暖逐渐成为煤改电的替代选择方案。本文结合河南省郑州市的某供暖项目，核算分析了该项目采用空气源热泵供暖的节能效果。该项目单位供热面积能耗为1.95 kgce/m2，远低于燃煤为主集中供暖建筑供暖能耗指标引导值。节约能耗折标煤393.47 t，相应地可减少产生SO2为240.01 t，烟尘为40.92 t，氮氧化物为1.97 t，体现了很好的节能减排效果。

关键词：空气源热泵;供暖;节能效果

中图分类号：TU83        文献标识码：A       文章编号：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

我國能源紧缺形势十分严峻，开发利用可再生能源为主的新能源成为人类的必然选择。目前我国城镇建筑采暖主要是靠燃烧矿物燃料，给大气环境造成了极大的污染。随着我国城市化进程的不断推进和人民生活水平不断提高，建筑能耗的比例将继续增加。这将导致建筑用能的不断增长，造成对我国能源供应系统的巨大压力。

与此同时，国务院下发全面整治燃煤小锅炉计划，加快推进“煤改气”“煤改电”等集中供热工程建设。一些地区的政府工作文件中也鼓励用地热能、空气能等清洁能源提供供热、供冷服务，提出了压减燃煤消费，防治大气污染、提高可再生能源消费比例等要求。鼓励因地制宜发展可再生能源供热，加快构建以集中供热为主，以空气热能等清洁能源利用为辅的现代清洁取暖体系[1]。

热泵作为一种高效加热装置，在新能源技术领域备受关注，尤其是空气源热泵可从环境大气中吸取丰富的低品位能量，使用方便，安全节约，因此成为热泵诸多型式中应用最为广泛的一种。该产品所体现的节能环保性，将成为煤改电政策之下北方清洁采暖、清洁热水的首选技术之一[2-3]。

1 实例介绍

本文实例分析的供暖项目位于我国河南省郑州市，该地区属暖温带大陆季风性气候，冬冷夏热。项目供暖总面积10.78万㎡，共建热源站1个，供热管网约6 350 m，远程控制系统1套。采暖建筑为框架结构的节能型建筑。主要建设内容包含供暖热源站建设、供热管网建设、物联网智能控制系统建设。

项目住宅供暖系统运行时间为24 h/天，供暖期为11月15日至次年3月15日，年运行120天，运行时间共计2 880 h/季。依据该地区冬季室外的温度为-3.8 ℃，项目室内设计温度为不低于18 ℃。本项目住宅建成于2010年，墙体有外保温结构，依据当地居住建筑节能设计标准，设计供热指标均按45 W/㎡标准执行[4]。

项目采用某型号空气源热泵供暖，产品名义制热量为175 kW，消耗总电功率为52 kW，共配置空气源热泵机组25台。空气源热泵机组的附属设备有循环水泵6台，补水泵1台，软化水系统1套。根据项目所在地气象条件、供水排水管网及所采用的设备等其他条件，核算得出该项目的主要技术指标，如表1所示。

2 项目工艺原理

空气源热泵是运用逆卡诺循环原理，通过压缩机的工作使冷媒吸热与放热，实现了利用空气中的低温（低品位）热量转变为高温（高品位）热量，使冷水逐步升温至55 ℃以上的新型机电产品。在制热时，液态制冷剂在空气换热器中汽化，吸收空气中的热量，低温低压的气态制冷剂经压缩机压缩后变为高温高压气体送至水换热器。由于制冷剂的温度高于水的温度，制冷剂从气态冷却为液态，液体制冷剂经膨胀阀节流后，在压力作用下进入空气换热器，低压气体制冷剂再次汽化，完成一次循环。在这个循环中，随着制冷剂状态的变动，实现了热量从空气侧向水侧的转移[5]。