空氣能熱泵

空氣能熱泵是一種利用高位能使熱量從低位熱源空氣流向高位熱源的節(jié)能裝置。它是熱泵的一種形式。顧名思義，熱泵也就是像泵那樣，可以把不能直接利用的低位熱能（如空氣、土壤、水中所含的熱量）轉(zhuǎn)換為可以利用的高位熱能，從而達(dá)到節(jié)約部分高位能（如煤、燃?xì)�、油、電能等）的目�?br/>

空氣能熱泵簡介

熱泵是一種利用高位能使熱量從低位熱源流向高位熱源的節(jié)能裝置�？諝庾鳛闊岜玫牡臀粺嵩矗�取之不盡，用之不竭，處處都有，可以無償?shù)孬@取，而且，空氣源熱泵的安裝和使用都比較方便。[1]  我國的空氣源熱泵（亦稱風(fēng)冷熱泵）的研究、生產(chǎn)、應(yīng)用在20世紀(jì)80年代末才有了較快的發(fā)展。目前的產(chǎn)品有家用熱泵空調(diào)器、商用單元式熱泵空調(diào)機(jī)組和熱泵冷熱水機(jī)組等。

空氣能熱泵分類

按機(jī)組容量大小分為：戶式小型機(jī)組、中型機(jī)組、大型機(jī)組等。

按機(jī)組組合形式分為：整體式機(jī)組（由一臺或幾臺壓縮機(jī)共用一臺水側(cè)換熱器的機(jī)組稱為整體式機(jī)組）和模塊化機(jī)組（由幾個獨(dú)立模塊組成的機(jī)組，稱為模塊化機(jī)組）。

空氣能熱泵的特點(diǎn)

  空氣源熱泵具有如下特點(diǎn)[2]  ：

（1）空氣能熱泵系統(tǒng)冷熱源合一，不需要設(shè)專門的冷凍機(jī)房、鍋爐房，機(jī)組可任意放置屋頂或地面，不占用建筑的有效使用面積，施工安裝十分簡便。

（2）空氣能熱泵系統(tǒng)無冷卻水系統(tǒng)，無冷卻水消耗，也無冷卻水系統(tǒng)動力消耗。另外，冷卻水污染形成的軍團(tuán)菌感染的病例已有不少報導(dǎo)，從安全衛(wèi)生的角度，考慮空氣源熱泵也具有明顯的優(yōu)勢。

（3）空氣能熱泵系統(tǒng)由于無需鍋爐、無需相應(yīng)的鍋爐燃料供應(yīng)系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)和煙氣排放系統(tǒng)，系統(tǒng)安全可靠、對環(huán)境無污染。

（4）空氣源熱泵冷（熱）水機(jī)組采用模塊化設(shè)計，不必設(shè)置備用機(jī)組，運(yùn)行過程中電腦自動控制，調(diào)節(jié)機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)，使輸出功率與工作環(huán)境相適應(yīng)。

（5）空氣能熱泵的性能會隨室外氣候變化而變化。

（6）在我國北方室外空氣溫度低的地方，由于熱泵冬季供熱量不足，需設(shè)輔助加熱器。

空氣源熱泵在我國應(yīng)用的適應(yīng)性

我國疆域遼闊，其氣候涵蓋了寒、溫、熱帶，按我國《建筑氣候區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50178-93），全國分為7個一級區(qū)和20個二級區(qū)。與此相應(yīng)，空氣源熱泵的設(shè)計與應(yīng)用方式等，各地區(qū)都應(yīng)有不同。[1] 

（1）對于夏熱冬冷地區(qū)：夏熱冬冷地區(qū)的氣候特征是夏季悶熱，7月份平均地區(qū)氣溫25-30℃，年日平均氣溫大于25℃的日數(shù)為40-100天；冬季濕冷，1月平均氣溫0-10℃，年平均氣溫小于5℃的日數(shù)為0-90天。氣溫的日較差較小，年降雨量大，日照偏小。這些地區(qū)的氣候特點(diǎn)非常適合于應(yīng)用空氣源熱泵。

（2）對于云南大部，貴州、四川西南部，西藏南部一小部分地區(qū)：這些地區(qū)1月平均氣溫1-13℃，年日平均氣溫小于5℃的日數(shù)0-90天。在這樣的氣候條件下，過去一般建筑物不設(shè)置采暖設(shè)備。但是，近年來隨著現(xiàn)代化建筑的發(fā)展和向小康生活水平邁進(jìn)，人們對居住和工作建筑環(huán)境要求愈來愈高，因此，這些地區(qū)的現(xiàn)代建筑和高級公寓等建筑也開始設(shè)置采暖系統(tǒng)。因此，在這種氣候條件下，選用空氣源熱泵系統(tǒng)是非常合適的。

（3）傳統(tǒng)的空氣源熱泵機(jī)組在室外空氣溫度高于-3℃的情況下，均能安全可靠地運(yùn)行。因此，空氣源熱泵機(jī)組的應(yīng)用范圍早已由長江流域北擴(kuò)至黃河流域，即已進(jìn)入氣候區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)的II區(qū)的部分地區(qū)內(nèi)。這些地區(qū)氣候特點(diǎn)是冬季氣溫較低，1月平均氣溫為-10-0℃，但是在采暖期里氣溫高于-3℃的時數(shù)卻占很大的比例，而氣溫低于-3℃的時間多出現(xiàn)在夜間，因此，在這些地區(qū)以白天運(yùn)行為主的建筑（如辦公樓、商場、銀行等建筑）選用空氣源熱泵，其運(yùn)行是可行而可靠的。另外這些地區(qū)冬季氣候干燥，最冷月室外相對濕度在45%-65%左右，因此，選用空氣源熱泵其結(jié)霜現(xiàn)象又不太嚴(yán)重。

空氣能熱泵在寒冷地區(qū)應(yīng)用的問題

我國寒冷地區(qū)冬季氣溫較低，而氣候干燥。采暖室外計算溫度基本在-5至-15℃，最冷月平均室外相對濕度基本在45%-65%之間。在這些地區(qū)選用空氣源熱泵，其結(jié)霜現(xiàn)象不太嚴(yán)重。因此說，結(jié)霜問題不是這些地區(qū)冬季使用空氣源熱泵的最大障礙。但卻存在下列一些制約空氣源熱泵在寒冷地區(qū)應(yīng)用的問題。[1] 

（1）當(dāng)需要的熱量比較大的時候，空氣源熱泵的制熱量不足。

（2）空氣源熱泵在寒冷地區(qū)應(yīng)用的可靠性差。

（3）在低溫環(huán)境下，空氣源熱泵的能效比（EER）會急速下降。

空氣能熱泵熱水器

空氣源熱泵熱水器為一種利用空氣作為低溫?zé)嵩磥碇迫∩�活熱水的熱泵熱水器，主要由空氣源熱泵循環(huán)系統(tǒng)和蓄水箱兩部分組成�？諝庠礋岜脽崴�器就是通過消耗部分電能，把空氣中的熱量轉(zhuǎn)移到水中的制取熱水的設(shè)備。近年來，國內(nèi)外都在研究CO2熱泵熱水器。[1]  文獻(xiàn)[3]  中指出，在蒸發(fā)溫度0℃的條件下，把水從9℃加熱至60℃，CO2熱泵熱水系統(tǒng)的COP值可達(dá)4.3。以周圍空氣為熱源時，全年的運(yùn)行平均供熱COP值可達(dá)到4.0，與傳統(tǒng)的電加熱或者燃煤鍋爐相比，可以節(jié)省75%的能量。