空气源热泵供暖在严寒地区冬季运行可行性分析

马振永

摘要：国以民为本，民以国为家。“民生”作为现代化中国的大课题，最直接的影响公民的切身利益。空气源热泵是否能在严寒地区低温环境下稳定运行，关乎民生。它的作用不仅仅是要响应国家节能政策，还要保障冬季运行的稳定性。看似言简意赅的准则，实则需要大量反复的理论探讨、实验研究，我们的目标只有一个：准确掌握空气源热泵供暖在严寒地区冬季运行的可行性。一切有利于社会的数据，都值得我们为之付出不懈的努力。

关键词：空气源热泵;供暖原理及特点;可行性

1引言

空气源热泵供暖是一种清洁的供暖方式，且在严寒地区的实际运行具有很好的前景，但空气源热泵实施供暖过程中并不是完美，室外蒸发器结霜、热泵性能较低等问题都必须给予重视。基于此，对其在严寒地区的实际供暖可行性进行分析。对供暖主体构造、性能、运行原理略有疏忽，都会影响我们对空气源热泵的可行性分析的准确性，所以全面了解空气源热泵及其工作环境，判断两者配合发挥的热效能及持续性等等，才能综合评价出可行性。

2了解空气源热泵

2.1空气源热泵的文字概念

空气源热泵是一种将热能从低位转换成高位的节能装置。热泵就是把不能直接利用的能量利用起来，从而达到节约能量的目的。

2.2空气源热泵分类

我国的空气源热泵的研究及应用在上个世纪80年代末就有了较快的发展。目前的产品有很多不同类别的划分。

按机组容量划分：小型、中型、大型。

按机组组合形式划分：整体式和模块化式。

3空气源热泵供暖原理及特点

3.1空气源热泵供暖原理

空气源热泵供暖系统主要南水箱（含换热盘管）、蒸发器、地暖及水泵等组成。蒸发器吸收空气中的经压缩机压缩后的低位热能，经过加热、循环泵进入地暖散热，达到供暖的目的。整个数据采集系统由电磁流量计、采集仪、数据传感器组成。所有温度采用PT100铂电阻温度传感器测量，A级精度;压力传感器精度0.5% FS，压缩机、风机和水泵耗功南功率传感器测量，其精度为0.5级;电磁流量计测量循环水流量，其精度为±0.5%;数据采集周期为30s。

3.2空气源热泵供暖特点

（1）空气源热泵系统冷热源合并，不用特别设置锅炉房和冷冻机房，机组随意放置，不占用有效建筑使用面积，安装施工十分便捷。（2）空气源热泵系统没有冷却水这部分动力消耗环节，冷却水消耗环节带来的污染导致细菌感染的病例已屡见不止，从全面健康角度，空气源热泵也有明显的优势。（3）空气源热泵系统不需要传统燃煤设施那种庞大的机器本体及供应燃料输送、除尘机器和排放烟气及燃料残渣系统，总体设计便捷、系统稳定可靠、对环境没有破坏影响。（4）空气源热泵采用模块化机组设计，无需考虑备用设备，使用过程中电脑主动控制，调节机器的运行及使用状态，便于工作环境与输出功率相匹配。（5）空气源热泵的供暖热效能受外界气候直接影响。（6）在我国北方冬季低温的情况下，南于空气源热泵冬季集中大量供热量不足，建议增设辅助加热器。

4空气源热泵可行性分析

4.1空气源热泵的温度适应性

我国地域辽阔，气候带分为寒、温、热带，按我国《建筑气候区划标准》（ GB 50178-93），全国分为20个二级区和7个一级区。所以，在运用空气源热泵的过程中设计与应用方式都要因地制宜。

（1）对于夏热冬冷地区：冬季湿冷，1月平均气温0-10℃，年平均气温小于5℃的日数为0-90天;夏热冬冷地区的气候特征是夏季闷热，7月份平均地区气温25-30℃，年日平均气温大于25℃的日数为40-100天;气温的日较差较小，年降雨量大，日照偏小。这些地区的气候特点非常适合于应用空气源热泵。（2）对于云南大部，四川西南部、贵州，西藏南部一小部分地区：这些地区1月平均气温1-13℃，年日平均气温小于5℃的日数0-90天。在这样的气候条件下，过去相当长的一段时间建筑物在设计环节就不考虑采暖设备的运用。但是，近年来随着现代化生活水平的提高和建筑水平的提升，人们对居住和℃作建筑环境要求也日益提高，因此，这些地区的公寓等建筑也开始因地制宜的设置采暖系统。在这种气候条件下，选用空气源热泵系统是最合适不过的。（3）传统的空气源热泵机组在室外空气温度高于一3℃的情况下，均能可靠安全地运行。所以，空气源热泵机组的应用范围便顺势南南向北开始扩展，即已进入气候区划标准的II区的部分地区内。这些地区气候特点是冬季气温较低，1月平均气温为-lO-OoC，但是在采暖期里气温高于一3℃的时数却占很大的比例，而气温低于-3℃的时间多出现在夜间，因此，在这些地区以白天运行为主的建筑（如银行、办公楼、商场等建筑）选用空气源热泵供暖，其运行的可行性是可靠的。另外这些地区冬季气候干燥，最冷室外相对湿度在45%-65%左右，因此，选用空气源热泵其结霜现象不太严重的情况下也是可行的。

4.2空气源热泵的可行性

由于空气源热泵能够在寒冷地区低温环境下稳定运行，因而应用于供暖具有独特的优势。但空气源热泵的运行性能受气候条件和运行参数的影响较大。除此之外，也会受以下因素限制：（1）当需要的集中热量较大的时候，空气源热泵的制热效率会受限。（2）空气源热泵在寒冷地区应用的稳定性一般。（3）在低温环境下，空气源热泵的能效比缓慢下降。

目前，我国北方冬季供暖时间较长，且供暖特點为集中量大。为相应国家节能减排的政策，北方供暖已经南原来的燃煤供暖逐渐替换成电供暖，小网供暖合并成大网，空气源热泵在北方是有自己广阔的市场，只是因地制宜这张牌要想在北方打的响亮，我们需要对空气源热泵给予更加灵活的运用，或者是再次严谨论证的科研。

5结束语

任何顺势产生的设备都有自己的优势与不足，其可行性的存在会对这个时代的民生产生巨大的影响，空气源热泵供暖在非严寒地区供暖的成熟性给予我们很大的鼓舞，让我们坚信机器在严寒地区运行的可行性探讨是有价值的，因为这种不足的局限不仅仅来源于机器本身，而更多的是机器与气候两者之间的融合。严寒地区在运用空气源热泵供暖要一分为二，取之所长，补之所短，让任何一种顺势而生的机器大放异彩。

参考文献

[1]王晓婷，唐汝宁，贺兵.太阳能联合空气源热泵供暖系统在严寒地区的设计应用[J].建筑节能，2018，46（ 09）：126-130.

[2]金洪文，孙妍，马拮，等.超低温空气源热泵在严寒地区供暖应用研究[J].哈尔滨商业大学学报（自然科学版），2017，33（06）：728-731+743.