趙建康：空氣源熱泵采暖技術(shù)及應(yīng)用

同方人工環(huán)境有限公司技術(shù)總監(jiān) 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(bào)。

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什么本質(zhì)區(qū)別。如果把熱能做一個(gè)礦來說得話，淺層地溫能它的品位比空氣當(dāng)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(dāng)中的能量都是可以利用的。隨著技術(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，零下25度的空氣當(dāng)中的熱量能夠采取過來的。通過熱泵做功，我們熱水現(xiàn)在能最高到65度，從地板采暖到暖氣片上目前來看是可以全覆蓋的。

第二個(gè)問題，為什么我們煤改電空氣源熱泵占了絕對(duì)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，它的效率高，能達(dá)到80%，33%轉(zhuǎn)化成電。如果這個(gè)電，帶動(dòng)各類熱泵，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(dá)到3的話，建筑物供暖能達(dá)到折合起來是99%，另外的還有40%的余熱，合起來，一次能源利用率超過46%，理論上來說達(dá)到一個(gè)最佳狀態(tài)，可能省一半，燒煤和燒燃?xì)庖埠?，燃?xì)馐且粯拥?，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?gòu)成及工作原理，大家非常熟了，我列舉了一種，用電來驅(qū)動(dòng)壓縮，拿熱的驅(qū)動(dòng)，用蒸汽和燃?xì)鈦眚?qū)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?zé)嵩吹臒崛〕鰜?，通過壓縮技術(shù)，把溫度抬上去。這里面，跟大家講一下空氣源熱泵，我們?cè)诳諝庠礋岜貌膳?dāng)中遇到的問題，最開始遇到的問題，兩個(gè)問題是非常頭疼的，一個(gè)北方采暖，面臨空氣溫度非常低，嚴(yán)寒。南方，遼河流域，長江流域采暖面臨問題是高濕，空氣源熱泵面臨這兩大難題怎么解決，分開解決的。

一個(gè)是咱們機(jī)器本身的技術(shù)進(jìn)步來解決低溫，低溫，人家說也有完全是二級(jí)壓縮的，類似于耦合式的，兩級(jí)壓縮式的，出來好多。另外，根據(jù)南方采暖的技術(shù)，延伸出好多，現(xiàn)在嘗試類似于超聲波，一些新技術(shù)，現(xiàn)在層出不窮。目前來看，以現(xiàn)有的技術(shù)來說這兩個(gè)問題都可以解決，這個(gè)是機(jī)器方面的。

另一個(gè)除了機(jī)器，熱泵本身的技術(shù)進(jìn)步，還要從系統(tǒng)上想辦法，比如說在北方的嚴(yán)寒地區(qū)，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)問題，從機(jī)器本身再一個(gè)系統(tǒng)，除了這兩方面，還有一個(gè)軟方面的，就是運(yùn)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(jī)器不開，或者少開，這樣相當(dāng)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，通過三方面解決這個(gè)問題，目前從實(shí)際應(yīng)用來看效果還不錯(cuò)。

現(xiàn)在來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，張家口都沒問題，現(xiàn)在在內(nèi)蒙古呼和浩特也是大規(guī)模的用這個(gè)東西。

整個(gè)技術(shù)上沒問題，具體講一講我們空氣源熱泵采暖究竟用了什么系統(tǒng)解決方案，其實(shí)這個(gè)系統(tǒng)方案比較多，我總結(jié)了一下，大概有這么四類，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，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(qū)的，比如現(xiàn)在煤改電，原來鍋爐拆了，我拿這個(gè)替代鍋爐。另外分散到農(nóng)村，可能一家一戶做一套，比如說北京煤改電，2016年是14萬戶，今年大概40萬戶。

剛才說的原則，對(duì)于我們城區(qū)，鍋爐替代的，我們一般用模塊式的。大概一個(gè)帶來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(tǒng)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(duì)付溫差大的地方非常好，本身蓄熱。系統(tǒng)節(jié)能，地板采暖本身是節(jié)能的，35度供水就可以，熱泵對(duì)出水溫度是非常敏感的，比如說供水溫度提高一度，它的耗電可能增加3%左右，你把供水溫度降下來，對(duì)運(yùn)營費(fèi)用節(jié)省非常明顯。

第二個(gè)，風(fēng)盤也是非常簡單的。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(jié)能，有人的時(shí)候可以開風(fēng)機(jī)。這個(gè)可以是冷暖兩用，夏天可以替代空調(diào)。

第三個(gè)，暖氣片，因?yàn)楝F(xiàn)在咱們北京、山西、河北這一大片都是煤改電，原來是裝暖氣片，要是把暖氣片全拆了不現(xiàn)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(diào)研了好多的運(yùn)營商，暖氣片供暖不會(huì)超過65度，60度左右就可以了，目前空氣源熱泵可以達(dá)到這個(gè)程度。它出了高溫水，你就不要指望它的運(yùn)行費(fèi)用多理想了，只能說，我改造進(jìn)行的少，運(yùn)行費(fèi)用比地板采暖，比風(fēng)盤都要高不少。

再一個(gè)直接冷凝式末端，這個(gè)比較簡單。大家看一下它的系統(tǒng)，它是不走水，沒有水，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，這兩個(gè)非常好，單獨(dú)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(yīng)用案例。第一個(gè)案例，司馬臺(tái)新村，以這個(gè)項(xiàng)目作為一個(gè)示范項(xiàng)目，連續(xù)運(yùn)行了三年之后，北京才出臺(tái)新規(guī)，大規(guī)模的推薦空氣源熱泵采暖，2012年冬天裝完，現(xiàn)在已經(jīng)6個(gè)多冬季了。

這個(gè)村是新農(nóng)村建設(shè)的比較早的，把七八個(gè)自然村，建成一個(gè)中心村，原來的地方搞旅游開發(fā)。這樣它大概是有600戶，大概用了幾種形式的，大戶型，小戶型，也有別墅，也有板樓，大概三種形式，解決這幾百戶的采暖。效果是沒問題的，供暖效果沒問題，實(shí)際大家更關(guān)心的是它的運(yùn)行費(fèi)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(jì)大學(xué)他們都單獨(dú)的進(jìn)行了測(cè)試，他們測(cè)的是2.6，我們自己測(cè)的是2.8幾，它的運(yùn)行速率基本在17到25之間，因?yàn)槊繎糸_的時(shí)間不一樣，調(diào)的溫度不一樣?？傮w來說，折合成電耗每平米在40度電左右，這是測(cè)試的情況。

第二個(gè)就是門頭溝馬個(gè)莊村，這個(gè)跟司馬臺(tái)差了兩年多，司馬臺(tái)夏天也要制冷，這個(gè)項(xiàng)目冬天用地板采暖，夏天用風(fēng)氣盤管。這里面克服了司馬臺(tái)的軟件，司馬臺(tái)的盤管間距比較大，到馬個(gè)莊，我們特意要求他盤管間距不超過15公分，這樣運(yùn)行費(fèi)用會(huì)比較少。這是做的采暖的一個(gè)過程。這里面它的運(yùn)行費(fèi)用也是大概這個(gè)區(qū)間，實(shí)際運(yùn)行起來比司馬臺(tái)少一點(diǎn)，這里面的建筑都比較小，效果非常不錯(cuò)的。包括這兩個(gè)項(xiàng)目，都獲得了北京市藍(lán)田杯的典型項(xiàng)目。

第三個(gè)，這是密云北莊鎮(zhèn)，用的風(fēng)級(jí)盤管，原來打算擱民裝的，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(diào)系統(tǒng)。它的運(yùn)行費(fèi)用基本上也是在十七八塊錢。這種風(fēng)盤冬夏兩用的，還有一個(gè)是山東定陶翡翠灣小區(qū)，這個(gè)是11萬平米。

第四個(gè)，就是咱們比較擔(dān)心的榮成，這個(gè)也是新農(nóng)村建設(shè)的，大概建了三棟樓，用了模塊機(jī)來供暖。這個(gè)是農(nóng)村煤改電里面運(yùn)行效果最好的，6毛2的電價(jià)，運(yùn)行費(fèi)用12塊多錢。這個(gè)也是得益于地板采暖，跟他們的運(yùn)行策略結(jié)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(shù)都在40度電左右，30到40居多，超過50的也少。

其他典型項(xiàng)目，我們空氣源熱泵隨著技術(shù)的發(fā)展，隨著系統(tǒng)技術(shù)，保溫，越來越往北擴(kuò)展，現(xiàn)在已經(jīng)做到，像大連沒有問題，鞍山也沒問題，承德的醫(yī)院項(xiàng)目都沒問題。所以，現(xiàn)在是逐漸的往北邊移?，F(xiàn)在的空氣源熱泵到了什么程度呢？在零下30度，可以達(dá)到70度，當(dāng)然能效比會(huì)比較低。但是它替代鍋爐技術(shù)上一定是沒有障礙的。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(tái)的空氣源熱泵，里邊有電鍋爐，計(jì)劃電鍋爐供暖，空氣源熱泵輔助。他正在計(jì)劃，264臺(tái)，單獨(dú)用它，他可以達(dá)到25萬平米。

另外高原的地方，有西藏拉薩賓館，西藏軍區(qū)的總醫(yī)院，包括好多的部隊(duì)的銀行，都用，都沒問題的，我的介紹就這么多。謝謝大家！