北方地区空气源热泵的应用-张军

北方地区空气源热泵的应用-张军

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影响空气源热泵的因素

为避免无霜除霜的状况频发，提高机组的 COP性能 将室外环境湿度必须作为机组除霜的重要 考因素 常规的除霜方法： 1、逆循环法； 2、热气旁通； 3、其它除霜法（自然除霜、淋水法、电力 热法、显热除霜法、高压静电除霜法、超 波除霜法和分布除霜法等）

影响空气源热泵的主要因素：

供水温度的高低（以55℃为最佳，增加热水消毒措施，满足规范要求） 室外温度的高低（对严寒地区而言特别重要） 室外湿度的大小（室外湿度大于65%就要考虑采用除霜型空气源热泵） 结霜化霜能耗的控制（尽可能考虑假化霜的出现，同时还要考虑因为下 雪等因素出现的结霜而不除霜现行的发生）

1、低温及潮湿环境下档案标准，空气源热泵的稳定性问题及 2、空气源热泵全年综合能耗的问题 3、空气源热泵在一些地区结霜的问题 4、使用空气源热泵存在噪声对周围环境影响的问题 5、空气源热泵使用中的“冷岛效应”问题

从我国气候区域划分我们可以看出区基本属于寒冷地区（黄河流域） 面区和V区则属于严寒地区 无论是寒冷地区或是严寒地区冬李一般都设直有集中供暖系统 特别是对于寒冷地区，并非所有的冬季月份都不适合空气源热泵的使用 而对于严寒地区选择使用空气源热泵集中生活热水系统，需要结合项目 司时结合项自集中供暖的热源相结合，将空气源热泵集中热水系统的全 因此就是要寻求平衡点

以空气源热泵系统冬季运行能耗最少为目标 确定平衡点温度 平衡点温度取低，配置的空气源热泵的容量 就大，辅助热源就小，甚或可以不设辅助热 源（b点），热泵容量大，运行效率低经济 上不一定合理； 平衡点温度取的高，配套空气源热泵的机组 就小，则选择辅助热源就较大，系统运行费 用就可能高，系统全年的运行就不节能

空气源与其它能源组合

■空气源和市政热力的组合

空气源和市政热力的组合 北方地区冬季单纯的依靠空气源热泵作为热源，其热效 率会明显下降，达不到节能的效果 北方地区因为采暖的原因，一般都会设置有集中供暖系 统，热源一般为市政热网或自备锅炉，因此，在供热期 间，要结合项目当地的气候特点，极端天气的实际发生 天数或时段，合理设置空气源热泵和供热热源的匹配使 用，以空气源热泵系统在冬季运行的耗能少为目标确定 平衡点。 随着城市集中供热能源的变化和多样性，也需要综合考

北方地区儿种能源组合

太阳能作为主要供热能源，空气源作为辅助热源来考 虑。 在北方地区要考虑最不利环境条件下，组合中空气源 热泵能否满足供水温度及供水系统稳定性的要求，空 气源热泵的选型（低温型或CO型）要结合项目所在 区域最不利状况的实际情况，结合项目的定位合理选 择 空气源+太阳能组合存在的问题：初投资费用高，空 源设备的闲置时间长，冬季及潮湿环境空气源热泵 的热效率受到到很大影响，北方地区不太适合

北方地区几种能源组合

低温型或CO，型空气源热泵的选用 空气源热泵作为预热系统应用于生活热水系统 空气源热泵运营时间配合峰谷电价更节能 冬季使用空气源热泵采用智能控制，避免人为因素，提高全年运行效能

北方地区应用存在的问题

■北方地区结霜后的化霜问题： ·化霜排水应组织排放： 化霜水排水管道和建筑排水管道应采用间接连接 ，化霜水排水管道需采用保温及电伴热措施，若化霜水不及时排出，容易在换 热器底部结冰，严重的会损坏换热器

寒冷地区热泵容易出现的问题

机组本身问题，要选择质量可靠的 空气源热泵机组，使之性能达到标 准要求（性能和参数不符） 要针对不同的环境温度选择合适的 空气源热泵机组（设计选型不合理 机组本身不能抑制结霜和高效除霜

系统设计不合理（如：辅助热源的 选择，机型的选择不合理，系统匹 配不合理等）

改善寒冷地区空气源热泵正常使用的办法

设直辅助电加热装直（降低机组的COP） 加大室外换热器的面积（提高空气源热泵的蒸发温度，1+1变为1+2可提高 机组的热效率） 加大空气源热泵的机组容量 提高空气源低温热源的品位来改善空气源热泵机组在低温环境的运行特性 （机组设置在屋顶、楼台等有供暖的建筑物上，或有阳光照射的朝南方向 建筑物的排风口设置在空气源热泵的吸风口附近 采用低温型或超低温型空气源热泵机组（或CO空气源热泵机组）

空气源热泵机组的设置

>空气源热泵的噪声问题

选择合适的设置位置，避免对噪声要求高的场所产生影响，无其是对居民、学校、 幼儿园、养老建筑、医院等对噪音要求高的周围建筑 噪声治理可采取有声屏障、隔声罩等 机组布置问题： ·考虑机组布置之间冷空气对机组性能系数的影响 削弱冷岛效应的发生（架空设置空气源热泵机组，机组设置在通风效果好的场所， 调整机组单元之间的横向距离，布置导流叶片） 设置在建筑屋面的机组需考虑减隔震措施

·特别适合生活热水系统、工业干燥、制热及制冷多种用途 自前我们国家的CO，空气源热泵机组还不太稳定，不太成熟 但CO空气源热泵的市场广阔 潜在的问题：CO.的跨临界压力高，临界温度低，运行侧压力高（1OMPa 因此安全性还有待提高

自前我们国家的CO空气源热泵机组的运营的稳定性差，存在一定的安全隐 惠

自前我们国家的C○，空气源热泵机组的运营的稳定性差，存在一定的安全隐

空气源热泵集中热水的几种常用系统

空气源热泵集中热水的几种常用系统

空气源热泵对水质的要求（硬度

空气源热泵对水质的要冰（硬度 空气源热泵在运行一段时间后容易出现管路和换热器结垢问题，影响换热 效率，降低空气源的能效比。 由于空气源热泵生活热水系统的供水一般项目不可能均采用软化水（高档 星级酒店除外），因此，对于硬度建议补水硬度大于120ppm（以CaCO. 计），否则需增加软化措施

常用防垢除垢方法： 选择合适的管材，有效果，但不能根本解决（如热水用塑料管材） 采取一定的处理方法： 化学法：软化法、加阻垢剂（硅磷晶）阻燃标准，酸洗等： ，1软化水一般星级酒店选用，运行成本大，操作复杂，生活热水普遍采用不切实际 2阻垢剂无法保证其对人体的潜在风险存在； ·3酸洗需要间断供水，操作难度大 ◆物理法： 1永磁软化水； 2高频电子除垢仪： 3电子感应除垢仪

空气源热泵的发展方向

空气源热泵余热回收机组

显热回收热泵机组 一般只能回收冷凝热的15%~20%，可制取55~60℃的生活热水 适用于热水需求量远小于制冷量的工程 全热回收热泵机组 ·可冬夏使用 ·五中模式（单制冷纸箱标准，制冷+热回收，供热，生活热水，同时为生活热水和空调制热 ·适用于集中供冷暖+集中热水系统的工程 两级串联全热回收机组 可制备高温水+中温水 ·系统初投资费用大 口常用的热回收系统： ，室内排风热回收：浴室排风热回收：室内泳池热回收

显热回收热泵机组 般只能回收冷凝热的15%~20%，可制取55~60℃的生活热水 适用于热水需求量远小于制冷量的工程 全热回收热泵机组

虽然生活热水系统的用热没有建筑采暖的用热负荷大，但在国家目前制定的双碳目标 下，寻求理想的清洁能源也是给排水设计师需要重点考虑的问题： 空气源热泵本身往往会受到气候条件的影响，但随着空气源热泵技术的不断发展，空 气源热泵由原来的长江流域使用已经慢慢延伸到黄河流域，甚或严寒地区也在使用： 做好季节性的能源组合，加之空气源热泵技术的不断提升，空气源热泵还是有广阔的 使用前景：