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专家|对北方空气源热泵清洁取暖方式的建议

中国炉具网-炉具行业门户丨综合服务平台    2018-08-03    作者:李元哲     来源:中国经济导报     浏览:651

        2017年5月,财政部、住房和城乡建设部、(原)环境保护部、国家能源局决定开展中央财政支持北方地区冬季清洁取暖试点工作,支持试点城市推进清洁取暖方式替代散煤燃烧取暖,并同步开展既有建筑节能改造,鼓励地方政府创新体制机制、完善政策措施,引导企业和社会资本加大资金投入,实现试点地区散烧煤供暖全部“销号”和清洁替代,形成示范带动效应。试点工作重点支持京津冀及周边地区大气污染传输通道“2+26”城市。截至2017年冬季,北京地区煤改电的行动中,空气源热泵采暖取得了可喜的效果和经验,引起了各界的重视。但是,在继续推进清洁取暖试点中,一些专家学者把空气源热泵风机盘管直接送热风方式(空气源热泵热风机)作为首推方案,理由是可以局部时间、局部空间快速启停,节省初投资、运行费,方便调节,并已被一些寒冷地区农村用户所认可。本人作为一个多年从事暖通空调专业的科技工作者,愿就此提出如下意见和建议。

        一、热泵是通过消耗能源做功,把处在较低温度下的热量提升到较高的温度水平下释放,以满足热量使用要求。对于暂不能或不宜燃煤实现热电联产供暖的区域,热泵采暖是使用电采暖的最好方式。热泵采暖是否节能取决于实际工程条件、地理和气象状况,以及设计安装和运行管理水平,必须因地制宜,在合适场合、适当条件下使用热泵才能获得真正的节能效果。

        二、空气源热泵是从室外空气中提取热量,通过风机驱动室外空气流过安装在室外的采热装置(热泵的蒸发器),获取室外空气中的热量,再经电动压缩制取温度更高、数量更大的热量,室内换热器,制取热水或热风提供给用户用于房间采暖。空气源热泵采暖的室内末端可以有多种方式,包括地板辐射采暖、直接送热风采暖和散热器采暖等。随着技术进步,目前,空气源热泵可在环境温度-12~-20℃的极寒气候下正常运行。

        三、空气源热泵采暖存在多种方式,用户选择什么样的末端方式必须因地制宜,考虑适宜性、经济性、舒适性等多种因素。空气源热泵产品最简单的形式是分体空调,即其热源为空气源热泵,末端为风机盘管,冬季以热风向室内送暖、夏季也可供空调制冷,并且设有风量调节,作为冷热源一体机,一室一机且设备简单、相对价廉是它的优势。在空气源热泵采暖实际推广应用中,由于政府补贴少、用户经济条件所限,推广这种形式相对容易些。空气源热泵热风机的优点是使用者可以在部分空间、部分时间中自行调节使用,但是,考虑到以热风供暖,舒适性较差,尤其对于家庭有老人、幼儿和已经使用并适应“土暖气”的家庭,以及需要持续取暖的人群更不适宜,因为它的室内温度场不均匀,不能给人体四周壁面辐射的温暖,加之有吹风感,没有传统热水散热器供暖和地板采暖方式舒适。

        四、推进北方地区清洁取暖应满足人民日益增长的美好生活需要,不能在煤改清洁能源以后比土暖气方式的热舒适性更差。从系统节能性能和舒适性角度考虑,空气源热泵与热水采暖末端结合的方式更具优势,尤其对城镇居住建筑需要持续采暖的用户更合适,目前,智能技术使该类热水机组可以满足使用者要求的室温±℃进行调节,还可以实现值班采暖,使室内自来水管不冻结,并可以解决热泵的循环水管不冻结的问题。因此,建议推广采用空气源热泵为热源的混合末端采暖方案,至少在卧室采用热水采暖末端(如散热器),甚至在以风机盘管为末端的房间也可设置少量的值班采暖末端(如一根循环管),使风机盘管停机时室内不至于有骤冷的感觉,并在热泵系统除霜过程中也不至于使房间变冷,从而保证舒适度。例如:在北京地区,最冷天水温设为40~45℃,供回水温差3~5℃,维持室温18℃时可选择一组12片的四柱813散热器,就可满足8~10平方米的房间采暖需求,而且散热器总长不超过684毫米,适合安装在窗台下,随着采暖季天气的变暖,其水温还可以不断下调,从而使热泵系统更节能。然而,单纯的空气源热泵热风采暖由于送出热风的温度不能低于人体体温,所以,其末端采暖用风机盘管的传热介质温度不宜低于45℃左右,更不能像热水采暖末端一样调到35℃左右,从而导致二者的节能效果、运行的经济性存在差异。

        目前,在北方地区清洁取暖行动中,空气源热泵采暖方式已被越来越多的消费者所接受,但是空气源热泵采暖的末端方式存在多种形式,不同实现方式的节能效果、经济性、舒适度是有差别的,推广什么方式必须因地制宜,充分发挥各种系统方式的优势。

        (作者简介:清华大学热能工程系教授、北京清华索兰环能技术研究所创始人,被誉为“空气源热泵地板辐射采暖先驱者”。

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