趙建康：空氣源熱泵采暖技術(shù)及應用

同方人工環(huán)境有限公司技術(shù)總監 趙建康

我將清華同方在空氣源熱泵采暖方面做的工作給大家做一個(gè)匯報。

空氣源熱泵采暖是清潔采暖的一個(gè)重要組成部分，其實(shí)它的工作原理跟咱們淺層的地溫能利用沒(méi)什么本質(zhì)區別。如果把熱能做一個(gè)礦來(lái)說(shuō)得話(huà)，淺層地溫能它的品位比空氣當中的熱能的品位要高，但是空氣也是有好多的熱能。目前咱們的技術(shù)，零下25度以上的空氣當中的能量都是可以利用的。隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展，溫度還能往下走。冬天在空氣里取熱，利用熱泵，它的正常溫度最低到零下30度，我留5到8度溫差的話(huà)，零下25度的空氣當中的熱量能夠采取過(guò)來(lái)的。通過(guò)熱泵做功，我們熱水現在能最高到65度，從地板采暖到暖氣片上目前來(lái)看是可以全覆蓋的。

第二個(gè)問(wèn)題，為什么我們煤改電空氣源熱泵占了絕對的主力，為什么推廣空氣源熱泵采暖了？從大的方面給大家的簡(jiǎn)單的做一個(gè)介紹，煤炭我們直接燒鍋爐，我們一般做到65%，75%的這樣一個(gè)效率，如果把煤炭放在發(fā)電廠(chǎng)，它的效率高，能達到80%，33%轉化成電。如果這個(gè)電，帶動(dòng)各類(lèi)熱泵，這里面可能有地源熱泵，有水源熱泵，有空氣源熱泵，按最低的空氣源熱泵，能達到3的話(huà)，建筑物供暖能達到折合起來(lái)是99%，另外的還有40%的余熱，合起來(lái)，一次能源利用率超過(guò)46%，理論上來(lái)說(shuō)達到一個(gè)最佳狀態(tài)，可能省一半，燒煤和燒燃氣也好，燃氣是一樣的，能省一半。為什么推廣空氣源熱泵，這個(gè)意義非常大。

一個(gè)是減少污染物排放，另一個(gè)降低單位的能耗?？諝庠礋岜脴嫵杉肮ぷ髟?，大家非常熟了，我列舉了一種，用電來(lái)驅動(dòng)壓縮，拿熱的驅動(dòng)，用蒸汽和燃氣來(lái)驅動(dòng)，它的原理都是一樣的，跟冰箱，甚至地源熱泵都是一樣的。蒸發(fā)溫度很低，把這個(gè)低溫熱源的熱取出來(lái)，通過(guò)壓縮技術(shù)，把溫度抬上去。這里面，跟大家講一下空氣源熱泵，我們在空氣源熱泵采暖當中遇到的問(wèn)題，最開(kāi)始遇到的問(wèn)題，兩個(gè)問(wèn)題是非常頭疼的，一個(gè)北方采暖，面臨空氣溫度非常低，嚴寒。南方，遼河流域，長(cháng)江流域采暖面臨問(wèn)題是高濕，空氣源熱泵面臨這兩大難題怎么解決，分開(kāi)解決的。

一個(gè)是咱們機器本身的技術(shù)進(jìn)步來(lái)解決低溫，低溫，人家說(shuō)也有完全是二級壓縮的，類(lèi)似于耦合式的，兩級壓縮式的，出來(lái)好多。另外，根據南方采暖的技術(shù)，延伸出好多，現在嘗試類(lèi)似于超聲波，一些新技術(shù)，現在層出不窮。目前來(lái)看，以現有的技術(shù)來(lái)說(shuō)這兩個(gè)問(wèn)題都可以解決，這個(gè)是機器方面的。

另一個(gè)除了機器，熱泵本身的技術(shù)進(jìn)步，還要從系統上想辦法，比如說(shuō)在北方的嚴寒地區，如果空氣源熱泵跟搭載地板采暖之后，可以取得非常好的效果，空氣源熱泵解決這兩個(gè)問(wèn)題，從機器本身再一個(gè)系統，除了這兩方面，還有一個(gè)軟方面的，就是運行策略。我們北方的冬季的氣溫，白天晝夜溫差非常大，我如果利用建筑保溫，利用下午段氣溫高的時(shí)段把熱做好了，到了下半夜氣溫低，機器不開(kāi)，或者少開(kāi)，這樣相當于環(huán)境溫度抬高了，一個(gè)供暖可以保證，另一個(gè)成本降低了，通過(guò)三方面解決這個(gè)問(wèn)題，目前從實(shí)際應用來(lái)看效果還不錯。

現在來(lái)看空氣源熱泵采暖在我們國家到了什么范圍，基本上零下24度和零下25度以上的可以用，大連，鞍山，承德，張家口都沒(méi)問(wèn)題，現在在內蒙古呼和浩特也是大規模的用這個(gè)東西。

整個(gè)技術(shù)上沒(méi)問(wèn)題，具體講一講我們空氣源熱泵采暖究竟用了什么系統解決方案，其實(shí)這個(gè)系統方案比較多，我總結了一下，大概有這么四類(lèi)，一個(gè)空氣源熱泵+地板采暖這是最好的，包括墻壁輻射都可以，第二個(gè)空氣源熱泵+風(fēng)盤(pán)，再一個(gè)空氣源熱泵+暖氣片，第四個(gè)，空氣源熱泵直接冷凝是末端供暖方案。冬天熱風(fēng)，夏天冷風(fēng)，這個(gè)東西可以做成成片區的，比如現在煤改電，原來(lái)鍋爐拆了，我拿這個(gè)替代鍋爐。另外分散到農村，可能一家一戶(hù)做一套，比如說(shuō)北京煤改電，2016年是14萬(wàn)戶(hù)，今年大概40萬(wàn)戶(hù)。

剛才說(shuō)的原則，對于我們城區，鍋爐替代的，我們一般用模塊式的。大概一個(gè)帶來(lái)1千平米左右，還有大模塊，一個(gè)能帶到2600平方米。

這幾種系統組成，大家比較熟悉，地板采暖大家比較熟悉，至于用什么熱源都是可以隨便搭配的，空氣源熱泵+地板采暖這是最好的，對付溫差大的地方非常好，本身蓄熱。系統節能，地板采暖本身是節能的，35度供水就可以，熱泵對出水溫度是非常敏感的，比如說(shuō)供水溫度提高一度，它的耗電可能增加3%左右，你把供水溫度降下來(lái)，對運營(yíng)費用節省非常明顯。

第二個(gè)，風(fēng)盤(pán)也是非常簡(jiǎn)單的。這里邊，它的舒適型比地板采暖可能差一點(diǎn)，但是這個(gè)有利于行為節能，有人的時(shí)候可以開(kāi)風(fēng)機。這個(gè)可以是冷暖兩用，夏天可以替代空調。

第三個(gè)，暖氣片，因為現在咱們北京、山西、河北這一大片都是煤改電，原來(lái)是裝暖氣片，要是把暖氣片全拆了不現實(shí)，研究出了出高溫水的空氣源熱泵，直接接暖氣片。目前我們調研了好多的運營(yíng)商，暖氣片供暖不會(huì )超過(guò)65度，60度左右就可以了，目前空氣源熱泵可以達到這個(gè)程度。它出了高溫水，你就不要指望它的運行費用多理想了，只能說(shuō)，我改造進(jìn)行的少，運行費用比地板采暖，比風(fēng)盤(pán)都要高不少。

再一個(gè)直接冷凝式末端，這個(gè)比較簡(jiǎn)單。大家看一下它的系統，它是不走水，沒(méi)有水，每個(gè)房間會(huì )有一個(gè)送風(fēng)，一個(gè)回風(fēng)，這里面兼具制熱水，以后我們的建筑，保溫，都做的好的話(huà)，這兩個(gè)非常好，單獨用凈化器，熱水器，這一套東西都可以。

第三個(gè)給大家介紹一些我們的實(shí)際應用案例。第一個(gè)案例，司馬臺新村，以這個(gè)項目作為一個(gè)示范項目，連續運行了三年之后，北京才出臺新規，大規模的推薦空氣源熱泵采暖，2012年冬天裝完，現在已經(jīng)6個(gè)多冬季了。

這個(gè)村是新農村建設的比較早的，把七八個(gè)自然村，建成一個(gè)中心村，原來(lái)的地方搞旅游開(kāi)發(fā)。這樣它大概是有600戶(hù)，大概用了幾種形式的，大戶(hù)型，小戶(hù)型，也有別墅，也有板樓，大概三種形式，解決這幾百戶(hù)的采暖。效果是沒(méi)問(wèn)題的，供暖效果沒(méi)問(wèn)題，實(shí)際大家更關(guān)心的是它的運行費用，這個(gè)清華大學(xué)，包括北京建委的，房地研究所，還有同濟大學(xué)他們都單獨的進(jìn)行了測試，他們測的是2.6，我們自己測的是2.8幾，它的運行速率基本在17到25之間，因為每戶(hù)開(kāi)的時(shí)間不一樣，調的溫度不一樣?？傮w來(lái)說(shuō)，折合成電耗每平米在40度電左右，這是測試的情況。

第二個(gè)就是門(mén)頭溝馬個(gè)莊村，這個(gè)跟司馬臺差了兩年多，司馬臺夏天也要制冷，這個(gè)項目冬天用地板采暖，夏天用風(fēng)氣盤(pán)管。這里面克服了司馬臺的軟件，司馬臺的盤(pán)管間距比較大，到馬個(gè)莊，我們特意要求他盤(pán)管間距不超過(guò)15公分，這樣運行費用會(huì )比較少。這是做的采暖的一個(gè)過(guò)程。這里面它的運行費用也是大概這個(gè)區間，實(shí)際運行起來(lái)比司馬臺少一點(diǎn)，這里面的建筑都比較小，效果非常不錯的。包括這兩個(gè)項目，都獲得了北京市藍田杯的典型項目。

第三個(gè)，這是密云北莊鎮，用的風(fēng)級盤(pán)管，原來(lái)打算擱民裝的，但是老百姓嫌民裝不好看，就做成了跟酒店里面的這種空調系統。它的運行費用基本上也是在十七八塊錢(qián)。這種風(fēng)盤(pán)冬夏兩用的，還有一個(gè)是山東定陶翡翠灣小區，這個(gè)是11萬(wàn)平米。

第四個(gè)，就是咱們比較擔心的榮成，這個(gè)也是新農村建設的，大概建了三棟樓，用了模塊機來(lái)供暖。這個(gè)是農村煤改電里面運行效果最好的，6毛2的電價(jià)，運行費用12塊多錢(qián)。這個(gè)也是得益于地板采暖，跟他們的運行策略結合產(chǎn)生的。

實(shí)際上，他們耗電量不到20多，基本上這是最省的一個(gè)，多數都在40度電左右，30到40居多，超過(guò)50的也少。

其他典型項目，我們空氣源熱泵隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展，隨著(zhù)系統技術(shù)，保溫，越來(lái)越往北擴展，現在已經(jīng)做到，像大連沒(méi)有問(wèn)題，鞍山也沒(méi)問(wèn)題，承德的醫院項目都沒(méi)問(wèn)題。所以，現在是逐漸的往北邊移?，F在的空氣源熱泵到了什么程度呢？在零下30度，可以達到70度，當然能效比會(huì )比較低。但是它替代鍋爐技術(shù)上一定是沒(méi)有障礙的。另外一個(gè)我們往西邊，西南，實(shí)際上西南方向冬天也是很暖和的，這里面香格里拉的一個(gè)城市的集中供熱，這里面一期上了264臺的空氣源熱泵，里邊有電鍋爐，計劃電鍋爐供暖，空氣源熱泵輔助。他正在計劃，264臺，單獨用它，他可以達到25萬(wàn)平米。

另外高原的地方，有西藏拉薩賓館，西藏軍區的總醫院，包括好多的部隊的銀行，都用，都沒(méi)問(wèn)題的，我的介紹就這么多。謝謝大家！