趙建康：空氣源熱泵采暖技術及應用

同方人工環(huán)境有限公司技術總監(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匯報。

空氣源熱泵采暖是清潔采暖的一個重要組成部分，其實它的工作原理跟咱們淺層的地溫能利用沒什么本質區(qū)別。如果把熱能做一個礦來說得話，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，零下25度以上的空氣當中的能量都是可以利用的。隨著技術的發(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。

第二個問題，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單的做一個介紹，煤炭我們直接燒鍋爐，我們一般做到65%，75%的這樣一個效率，如果把煤炭放在發(fā)電廠，它的效率高，能達到80%，33%轉化成電。如果這個電，帶動各類熱泵，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，能達到3的話，建筑物供暖能達到折合起來是99%，另外的還有40%的余熱，合起來，一次能源利用率超過46%，理論上來說達到一個最佳狀態(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，這個意義非常大。

一個是減少污染物排放，另一個降低單位的能耗?？諝庠礋岜脴嫵杉肮ぷ髟恚蠹曳浅Ｊ炝?，我列舉了一種，用電來驅動壓縮，拿熱的驅動，用蒸汽和燃氣來驅動，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，把這個低溫熱源的熱取出來，通過壓縮技術，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題，最開始遇到的問題，兩個問題是非常頭疼的，一個北方采暖，面臨空氣溫度非常低，嚴寒。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。

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

另一個除了機器，熱泵本身的技術進步，還要從系統(tǒng)上想辦法，比如說在北方的嚴寒地區(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問題，從機器本身再一個系統(tǒng)，除了這兩方面，還有一個軟方面的，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段把熱做好了，到了下半夜氣溫低，機器不開，或者少開，這樣相當于環(huán)境溫度抬高了，一個供暖可以保證，另一個成本降低了，通過三方面解決這個問題，目前從實際應用來看效果還不錯。

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)在在內蒙古呼和浩特也是大規(guī)模的用這個東西。

整個技術上沒問題，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，其實這個系統(tǒng)方案比較多，我總結了一下，大概有這么四類，一個空氣源熱泵+地板采暖這是最好的，包括墻壁輻射都可以，第二個空氣源熱泵+風盤，再一個空氣源熱泵+暖氣片，第四個，空氣源熱泵直接冷凝是末端供暖方案。冬天熱風，夏天冷風，這個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，我拿這個替代鍋爐。另外分散到農村，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，對于我們城區(qū)，鍋爐替代的，我們一般用模塊式的。大概一個帶來1千平米左右，還有大模塊，一個能帶到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，對運營費用節(jié)省非常明顯。

第二個，風盤也是非常簡單的。這里邊，它的舒適型比地板采暖可能差一點，但是這個有利于行為節(jié)能，有人的時候可以開風機。這個可以是冷暖兩用，夏天可以替代空調。

第三個，暖氣片，因為現(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，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商，暖氣片供暖不會超過65度，60度左右就可以了，目前空氣源熱泵可以達到這個程度。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，我改造進行的少，運行費用比地板采暖，比風盤都要高不少。

再一個直接冷凝式末端，這個比較簡單。大家看一下它的系統(tǒng)，它是不走水，沒有水，每個房間會有一個送風，一個回風，這里面兼具制熱水，以后我們的建筑，保溫，都做的好的話，這兩個非常好，單獨用凈化器，熱水器，這一套東西都可以。

第三個給大家介紹一些我們的實際應用案例。第一個案例，司馬臺新村，以這個項目作為一個示范項目，連續(xù)運行了三年之后，北京才出臺新規(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個多冬季了。

這個村是新農村建設的比較早的，把七八個自然村，建成一個中心村，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，實際大家更關心的是它的運行費用，這個清華大學，包括北京建委的，房地研究所，還有同濟大學他們都單獨的進行了測試，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，因為每戶開的時間不一樣，調的溫度不一樣?？傮w來說，折合成電耗每平米在40度電左右，這是測試的情況。

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

第三個，這是密云北莊鎮(zhèn)，用的風級盤管，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系統(tǒng)。它的運行費用基本上也是在十七八塊錢。這種風盤冬夏兩用的，還有一個是山東定陶翡翠灣小區(qū)，這個是11萬平米。

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

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

其他典型項目，我們空氣源熱泵隨著技術的發(fā)展，隨著系統(tǒng)技術，保溫，越來越往北擴展，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，可以達到70度，當然能效比會比較低。但是它替代鍋爐技術上一定是沒有障礙的。另外一個我們往西邊，西南，實際上西南方向冬天也是很暖和的，這里面香格里拉的一個城市的集中供熱，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，包括好多的部隊的銀行，都用，都沒問題的，我的介紹就這么多。謝謝大家！