閱讀 4939 次 淺談空氣源熱泵機組的應(yīng)用與現(xiàn)狀

 

 

吳花蓉   成少敏

中聯(lián)西北工程設(shè)計研究院

 

    近年來，隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展及人民生活水平的不斷提高，改善建筑熱舒適條件已成為一個比較突出的要求。空調(diào)系統(tǒng)作為室內(nèi)空氣參數(shù)的主要調(diào)節(jié)裝置也就相應(yīng)的越來越普及。人們對空調(diào)的要求也從原來的夏季制冷發(fā)展到冬暖夏涼，發(fā)展到對空氣品質(zhì)的進一步要求。同時在能源緊缺、強調(diào)可持續(xù)發(fā)展的今天，在某些大城市和特殊地區(qū)，出于環(huán)保的考慮限制使用鍋爐供暖，于是電動熱泵技術(shù)成了人們的首選。其中又以空氣源熱泵冷熱水機組較為常見。

 

    空氣源熱泵就是一種從自然界的空氣中獲取低品位熱能，經(jīng)過電力做功，提供可被人們所用的高品位熱能裝置。其主要優(yōu)點如下：（1）用空氣作為低位熱源，取之不盡，用之不竭，可以無償獲取；（2）空調(diào)系統(tǒng)冷熱源合一，且置于建筑物屋面，不需要設(shè)專門的冷凍機房、鍋爐房省去了煙囪和冷卻水管道所占有的建筑空間；（3）主機安裝在屋頂，可省去冷凍機房土建投資及冷卻系統(tǒng)投資；COP值較高，自動化程度高。（4）安裝簡單，運行管理方便（5）節(jié)能環(huán)保。

 

    由于空氣源熱泵機組具有以上優(yōu)點，目前已經(jīng)被國內(nèi)外建設(shè)工程廣泛應(yīng)用于辦公樓、賓館、娛樂業(yè)、廠房、住宅等各行各業(yè)不同規(guī)模工程中，市場占有率逐年上升，特別是隨著城市建設(shè)對建筑立面美觀性的要求、對冷卻塔使用的制約等因素，和對能源的利用率，以及某些城市對冷卻塔使用的制約等因素，那么，空氣源冷水機組作為空調(diào)冷熱源，在某些地區(qū)的使用將會愈來愈多，空氣源熱泵也將向著成熟和完善的方向繼續(xù)發(fā)展。 但是由于它受氣候條件的約束隨著室外氣溫的不斷下降，室內(nèi)采暖熱負荷會不斷增加，同時傳統(tǒng)空氣源熱泵將會產(chǎn)生下列問題（1） 機組性能隨室（地區(qū)和季節(jié)差異）不同而變化，對熱泵的供熱能力、制熱性能系數(shù)影響比較大； 2）結(jié)霜問題，結(jié)霜后熱泵制熱性能系數(shù)下降，機組可靠性降低，室外換熱器熱阻增加，空氣流動阻力增加。3）空氣的熱容量小，熱泵比空冷冷水機組需要大得多的空氣量掠過蒸發(fā)器。針對空氣源熱泵的以上局限性，國內(nèi)外專家學(xué)者也提出了以下解決方案：

　 

    1、對于供熱負荷遠小于供冷負荷的地區(qū)，可以對與供熱負荷相應(yīng)的冷量部分用熱泵提供熱量（冬）和冷量（夏），而其余冷量由cop較高的制冷設(shè)備（如離心式）來解決。這樣夏季的電耗可得以節(jié)省。

　　

    2、采用蓄熱方法，冬季以中午熱泵出力有余，可將該熱量積蓄在蓄熱槽里，到晨、晚不足時使用，這種蓄熱方法可以在水蓄熱系統(tǒng)中應(yīng)用，也可以在空氣源熱泵的冰蓄熱裝置中實現(xiàn)。

 

    3、采用熱回收式熱泵，即在熱泵循環(huán)中增設(shè)一冷媒/水換熱器，夏季回收部分冷凝器排熱量，冬季可回收空調(diào)區(qū)內(nèi)的熱量補充采熱蒸發(fā)器的不足，即在冬季時不僅是空氣熱源，同時又利用了內(nèi)區(qū)水熱源。

 

    4、當(dāng)有條件多能源供冷供熱時，可合理組織供能模式，例如：當(dāng)高層建筑物的標(biāo)準(zhǔn)層為辦公樓而下部裙房為綜合用途者，則高層部分可用空氣源熱泵裝置，低層部分可采用燃氣吸收式系統(tǒng)。當(dāng)電動制冷設(shè)備與燃氣吸收式聯(lián)合供能時，則可按夏季優(yōu)先用燃氣、冬季優(yōu)先用電力來協(xié)調(diào)供能。

 

    5、當(dāng)利用燃氣作能源時，可試行熱力原動機（燃氣機）直接帶動的空氣源熱泵，它不僅利用了空氣熱源，還從原動機的排熱中回收大量熱量，其能量利用系數(shù)可達1.5左右。

 

    綜上所述，僅管許多人對當(dāng)?shù)囟�季熱泵供暖的可靠性和合理性持一定的懷疑態(tài)度，但由于空氣源熱泵的上述某些優(yōu)點，空氣源熱泵冷熱水機組的發(fā)展也相當(dāng)?shù)目臁Ｍ瑫r我們也不難看出在空調(diào)冷熱源的選擇方面，空氣源熱泵冷熱水機組作為中央空調(diào)的冷熱源有著很多優(yōu)勢，如設(shè)備利用率高，在氣候適宜地區(qū)可冬夏共用，省去了鍋爐房和冷卻水系統(tǒng)，符合我國缺水國情。另外，機組可安裝在室外，節(jié)省了機房的建筑面積。空氣源熱泵只是從空氣中吸取熱量或向空氣中釋放熱量，并不構(gòu)成對空氣的污染，對環(huán)境幾乎不造成什么影響。因此該機組在中小型建筑中得到了廣泛地應(yīng)用。

 

1.馬最良，姚楊，《民用空調(diào)設(shè)計》，化學(xué)工業(yè)出版社，2003

2.北京市建筑設(shè)計研究院。《建筑設(shè)備專業(yè)設(shè)計技術(shù)措施》，中國建筑工業(yè)出版社，1998

 

(本文來源：陜西省土木建筑學(xué)會  文徑網(wǎng)絡(luò)：文徑 尹維維 編輯  劉真 審核)