中国建筑标准设计研究院有限公司济南分院 山东省潍坊市 261000
摘要：空气源热泵热水技术原理是从空气中吸收热量，使液态循环工质蒸发变成气态，经压缩机压缩后变成高温高压的蒸汽；高温高压的蒸汽流经冷凝器将从空气中吸取的热量和压缩机做工消耗的电能转化成热量传给冷水，使冷水的水温升高。空气能热泵为建筑提供热水，节能空间巨大，特别是学生宿舍、宾馆、医院等有集中热水需求的场所。
关键词：空气源热泵；给排水工程；制冷剂；热源
引言
节能环保是现今我国发展的重点方向与目标，尤其是在现今我国城镇化发展快速的情况下，环境污染情况更加严重，在能源利用方面也具有了新的要求。空气源热泵是近年来快速发展的一项技术，具有较好的应用价值，需要做好其把握与应用。
1空气源热泵的技术优势
1.1环境适应能力强
环境适应能力强空气源热泵不会受到气候，天气，昼夜等因素的影响，正常工作的温度阈值在－10℃～50℃之间，可以说在我国大部分地区的大部分时间里，都可以正常使用。相比之下，太阳能热水器则具有很强的局限性，例如阴天，雨天，或是冬季，夜晚等，都没有很好的加热效果，两者相比，空气源热泵能够带来更多的便利性。
1.2建筑美观
空气源热泵系统在建筑中的安装位置主要考虑的因素是：荷载满足要求、通风良好、避免噪音影响、建筑美观。空气源热泵的安装位置一般有三种：放置在屋顶、放置在地面、放置在裙楼顶。
1.3节能节本
空气源热泵的组成简单，整体来看可以分为四大部分，分别是压缩机，冷凝器，膨胀阀和蒸发器。价格上从几千到几万不等，从价格上来看比太阳能热水器稍高，但是差距不大。后期使用过程中，空气源热泵的升温速度更快。在节能方面，空气源热泵优势也十分明显，与普通热水器相比，将200kg的水从10℃升温至50℃，使用电加热费用约为5～7元，而使用空气源热泵的成本仅为1～2元。
2空气源热泵的原理
空气源热泵原理是利用逆卡诺原理，以少量电能吸收空气中的低温热能，通过压缩机的压缩变为高温热能，是一种节能高效的热泵技术。空气源热泵是由压缩机、换热器、节流器、吸热器、压缩机等装置构成的一个循环系统。冷媒在压缩机的作用下在系统内循环流动，它在压缩机内完成气态的升温升压过程，然后进入换热器后释放出热量将冷水加热，同时自己被冷却并转化为流液态。当空气源热泵运行至吸收器后液态迅速吸热蒸发再次转化为气态，同时温度下降至-30～-20℃时，吸热器周边的空气就会源源不断地将低温热量传递给冷媒，冷媒不断地循环就实现了空气中的低温热量转变为高温热量并加热冷水的过程
3建筑给排水中空气源热泵的应用
3.1空气源热泵的安装技巧
（1）结合建筑结构和空间特点，确定机组的安装位置。应当保证机组周边较为开阔，以保证正常进风和排风。（2）进行基础加固，机组需要摆放在建筑承重墙的正上方。同时使用槽钢垫底，可以起到加固和支撑机组的效果。（3）连接管路和安装主要设备，包括水箱，循环水泵，截止阀，靶流开关，电控箱等等。按照说明书依次完成安装。注意检查电器连接是否牢固，检查管路是否密封等。做好管道，线路表面的保护工作，避免因为阳光暴晒，机械损伤导致线路漏电或管道破裂，保证空气源热泵系统正常运行。（4）完成安装与检查后，进行调试。如果调试中发现问题，需要及时判断问题原因，发生位置，并采取相应的解决措施。确定不存在问题后正常投入使用。
3.2合理设置变频供水机组中辅泵及气压罐
叠压变频供水一般分为恒压变流量和变压变流量两种模式，实际应用中以恒压变流量模式居多。应当引起重视的是小流量运行时的节能水平是决定变频供水设备节能效率高低的关键因素之一。若只是依靠变频主泵低速运转来保证管网恒压，虽然与工频运行相比具有一定节能效果，但并不能做到“不用水，不耗电”，还不是彻底的节能。在变频供水机组设置气压罐及小流量辅泵可以在用水极少的情况下使变频主泵进入睡眠状态，由辅泵供水，直至辅泵也进入睡眠状态，达到最大程度节能。
3.3变频技术与空气能热水器的应用
变频技水是指利用变频水泵协调建筑给排水系统。新型变频水泵与传统水泵相比，可有效避免使用过程中对水资源及电力能源的浪费。随着科学技朮的发展及多种新型材料的研发，循环水泵使用过程中应用变频技水可实现变频。绿色建筑给排水节能系统中，通过应用变频技水可有效控制水资源、电力能源的消耗量。空气能热水器指绿色建筑给排水节能系统中可将冷水有效制热的设备。空气能热水器原理与冷气制造设备相似，不同之处在于所需达到的工作温度不同。绿色建筑给排水节能系统中应用空气能热水器设备，可节约将冷水转化为热水所需的电力能源，并将水资源传输过程中造成的浪费降至最低，达到节约水资源的目的。
4空气源热泵实际应用中的注意事项
首先，加热速度需要提升。结合上文分析，虽然空气源热泵对水的升温速度快于普通的太阳能热水器，但是相比于燃气或电加热，空气源热泵的加热速度还是偏慢。特别是在一些住户较多和对热水使用需求较高的建筑，由于需要加热的水量较多，空气源热泵升温偏慢可能会影响热水使用需求。下一步需要通过技术优化，进一步提高制热速度。其次，水温上限需要提高。现阶段的空气源热泵最高可以将水加热到60℃左右，基本上满足了日常生活用水的需要。但是随着该项技术应用领域的增加，对水温也提出更高要求，目前一些使用高温热源的空气热泵可以将水温上限提升到80℃，但是还没有推广普及。
5技术难点
对于空气源热泵技术来说，其在技术应用当中所具有的难点体现在：第一，该技术虽然具有环保、节能的特征，但在供热性能、能力方面也将随着室外温度降低而下降，并因此使其在实际应用当中将受到环境温度的限制，较多地应用在-10℃以上的区域当中，在我国-10℃以下地区则不适合应用该技术；第二，对于普通空气源热泵来说，其具有较低的出水温度，通常在70℃以内；第三，在实际应用当中，空气源热泵的制冷剂大多为氟利昂，该制冷剂对于大气臭氧层将产生破坏，进而导致形成温室效应，且机组在运行中也存在热污染与噪声污染情况。可以说，这部分技术难点的存在，对该技术的进一步应用产生了一定的限制，也是研究当中的重点。目前，研究人员也积极研究出了多种技术，如双级压缩循环、强化补气技术以及喷射增焓技术等，以此使空气源热泵技术在寒冷地区当中的应用成为了可能，也将以此不断拓宽空气源热泵技术的使用范围，使其具有更好的适用性。
结束语
空气源热泵技术随着绿色建筑理念的普及，也在建筑行业中得到了推广。将空气源热泵技术应用到建筑给排水工作中，相比于普通热水器，在节约能源，降低成本等方面有显著优势。虽然现阶段空气源热泵技术还存在一些缺陷，但是相比于其优势来说微不足道，并且随着技术成熟与发展，空气源热泵的应用效果也会得到进一步提升，未来发展前景广阔。
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