空气源热泵供暖技术及应用现状的几点思索

发表时间:2021/4/26   来源:《基层建设》2020年第34期   作者:陈国锦
[导读] 摘要:空气源热泵用于夏热冬冷地区的供暖具有明显的优势,针对北方严寒地区设计超低温热泵机组也有了较好的工程案例,为更好发展推广应用空气源热泵供暖,本文针对空气源热泵供暖技术及应用现状展开探讨,以供借鉴。
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        摘要:空气源热泵用于夏热冬冷地区的供暖具有明显的优势,针对北方严寒地区设计超低温热泵机组也有了较好的工程案例,为更好发展推广应用空气源热泵供暖,本文针对空气源热泵供暖技术及应用现状展开探讨,以供借鉴。
        关键词:空气源;热泵;供暖技术;应用现状
        引言
        在国家政策的支持下,热泵技术在我国得到了大力推广应用,除地源热泵等技术被成熟应用建筑和生活中,近年空气源热泵又有了快速发展。目前,不但在寒冷地区开始推广应用,在严寒地区的新疆、呼和浩特、沈阳也具有规模应用的成功案例。而随着市场的不断发展,空气源热泵企业的发展态势,将在未来几年逐渐呈现打破当前应用南北区域划分的限制
        1  空气源热泵供暖系统的构成
        空气源热泵技术是基于逆卡诺循环原理建立起来的一种节能、环保制热技术,通过空气获取低温热源,经系统高效集热整合后成为高温热源,用来供暖或供应热水。
        以热泵为热源的供暖系统即为热泵供暖系统。空气源热泵不仅可作为分散供暖的热源,按照GB50736-2012《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》确定的集中供暖定义,空气源热泵完全可以用作集中供暖系统的热源。目前,热泵供暖末端设备可采用:地板辐射供暖、风机盘管供暖、散热器供暖。
        2  空气源热泵供暖技术的特点及优势
        2.1 特点
        (1)节能高效,空气源热泵相比电采暖、燃气、燃煤采暖、太阳能采暖更节能,更高效。(2)安全系数高,相比燃气、煤电采暖,空气源热泵更加没有发生火灾和爆炸的危险。(3)容易普及,相对于风能、太阳光伏,空气源更加容易大规模地普及。(4)使用寿命长,只要运行管理得当,通常可运行15年。
        2.2 技术体系健全
        (1)空气源热泵供暖的研发与应用之前,经过大量的测试分析。供暖对于我国北方居民而言,是非常重要的组成部分,即便是出现了很小的不足,都会对日常的生产、生活造成特别大的影响。在此种情况下,空气源热泵供暖的调查、研究数据、信息是非常庞大的,因此在具体技术手段的操作过程中,能够充分考虑到用户感受,这对于空气源热泵供暖的体系健全,奠定了坚实的基础。(2)在空气源热泵供暖的技术操作过程中,能够对社会上的一些时事热点积极的借鉴、吸收,这样就能够针对不同区域的工作任务较好地完成。
        2.3 技术相对便捷
        (1)空气源热泵供暖的应用过程中,能够充分结合地方工作的需求,加强供暖体系的有效改造。空气源热泵供暖的操作,与一般技术有很大的不同,其比较致力于将供暖体系长久的、稳定的改造,这样不仅能够对既往积累的一些问题有效的解决,同时能够在未来的工作发展中,持续性创造出较高的价值,不会造成严重的隐患现象。(2)在空气源热泵供暖的研发过程中,已经针对很多地方的试点区域做出应用,从得到的结果来看,大部分地方的试点区域,都能够在空气源热泵供暖的应用上取得较好的效果,整体上未表现出严重的不足。(3)空气源热泵供暖的操作过程中,能够快速的完成工作任务,基本上不会造成严重的拖沓现象,很多内容都可以取得较好的发展,为地方的供暖事业进步,提供了更多的动力支持。
        3  热泵供暖末端设备的应用
        空气源热泵末端设备与设备末端热媒温度空气源热泵末端设备:由于空气源热泵末端设备的特点与能效比之间存在一定关系,因此空气源热泵所需供应热水温度需根据现阶段技术与成本等因素决定,这在一定程度上表明空气源热泵末端需要采用温度较低的散热设备。现阶段最常用的末端散热设备为地板辐射供暖与散热器供暖等。不同散热设备其优点与优势也不尽相同,因此在选择中,应根据具体需求选择。低温地板供暖方式的使用,能够为人们营造较为舒适的居住环境,此外还能够在最大程度上节约使用资源,具有一定环保功能。低温地板供暖在使用中,不会大面积占用居住空间,并且在地板上还能够随意摆放家具用品,此外此种供暖方式还具有阻隔噪声功能,人们在休息过程中,不会受到噪声打扰。使用散热器供暖方式,优点为安装操作十分简单,后期维护与修理简便,并且颜色鲜艳多样,外观美观,采用此种供暖系统还能够与家具装饰相结合。但散热器供暖方式在使用中会占据大量面积,且供水温度较高。
        末端设备热媒温度:空气源热泵供暖设备供应的热水温度较低,则表明能效比较高,反之,热水温度较高,则表明能效比较低。通过相关研究数据表明,空气源热泵的最佳工作状态为向用户提供温度在五十摄氏度以下的热水。以往使用空气源热泵进行供暖失败的主要原因为对热水温度要求较高,一般在75摄氏度左右,由于热水温度较高,则能效比较低,对能源消耗量较大,成本较大,因此导致供暖效果欠佳。
        4  空气源热泵供暖末端设计与系统运行
        空气源热泵末端设计:采用空气源热泵进行供暖,具有多重优势,但由于此系统在供暖过程中,极易受到温度影响,因此在使用中,需要充分考虑多种因素。首先在空气源热泵末端设备选择过程中,需要分析住户习惯以及对房间与供暖需求,继而选择适宜末端设备。其次需要分析安装供暖设备建筑的新旧,新建筑便能够依据相关建筑规范选择。在旧建筑中安装供暖设备,需要根据不同住户需求,针对不同房间安装供暖设备。在旧建筑中供暖设备安装中,其末端设备选择地板辐射供暖方式,则需要对建筑承载力进行精确计算,并选用干式地板供暖方式。

最后需要分析建筑中家具摆放问题,利用家具起到遮挡作用。
        系统运行:对供暖系统运行水温曲线图分析,发现在供暖前期与供暖后期,散热器的水温度为四十摄氏度即可,地板供暖水温度为三十摄氏度即可。在寒冷地区,日平均气温小于-10摄氏度,这部分较为严寒地区,所需供暖时间较长,基本在五个月左右,因此将近4个月以上的时间空气源热泵都在进行供暖工作,此时间段的供热负荷仅为预计负荷的一半。在集中供暖期间,室外温度变化在一定程度上将会影响空气源热泵能效比,因此空气源热泵能效比为供暖期间的平均值,在较为寒冷地区最冷季节,应当出现其他热源作为热负荷调峰,其主要作用为使得空气源热泵始终处于经济合理的运行状况。
        5  提高空气源热泵供暖技术应用质量的对策
        5.1 加强技术方案的有效拟定
        对于空气源热泵供暖技术而言,其在研发和应用的过程中,目的在于更好地提高供暖综合水平,经过大量的讨论与分析,认为空气源热泵供暖的应用过程中,必须加强技术方案的有效拟定。(1)空气源热泵供暖的技术操作方案,要结合地方工作的需求来完成。如我国北方区在冬季来临时,供暖的区域非常庞大,受到的影响因素较多,这就要求空气源热泵供暖的应用,要考虑到地方的特殊情况,尤其是西北区域,该区域的严寒程度非常突出,应坚持在空气源热泵供暖的应用效果上深入的把控。(2)在技术方案的拟定过程中,要对动态影响因素积极的把握,尤其是天气的极端现象、季节的特殊情况等,均为空气源热泵供暖的重点应对内容,绝对不能出现任何的疏忽。
        5.2 完善设备体系
        在空气源热泵供暖的功能发挥上取得更好的效果,应坚持在设备体系上不断的完善,只有在该方面取得较多的支持,才能在后续工作任务的执行过程中,不断地创造出较高的价值。(1)空气源热泵供暖的设备选用,要确保设备本身能够拥有较高的承载力,在设备的应用效率、应用质量上,均可取得良好的提升,这样才能争取创造出较高的价值,不会由此产生严重的隐患。(2)在设备体系的完善过程中,一定要充分考虑到将来工作产生的影响。伴随着人口数量的持续增加,空气源热泵供暖的任务难度也在持续性的提升,这就要求在设备的搭配过程中,不断取得较好的效果,从而给设备的综合应用效果,更好地进行巩固。(3)在空气源热泵供暖的设备体系完善层面上,需要充分考虑到设备的细节完善,应坚持与厂家保持良好的合作,促使设备细节完善水平得到大幅度的提升。
        5.3 优化末端设计
        选用末端设备时应考虑房间功能、生活习惯和运行方式,从舒适性和经济性选择适合住户需求的地板辐射供暖、风机盘管供暖、散热器供暖形式。既有建筑增设地板辐射供暖时应考虑荷载,尽量采用干式地板供暖,并考虑局部供暖和家具摆放遮挡。地面饰面层应采用热阻小的材料,选用理石饰面具有较好的散热效果。各环路长度应尽可能一致,并加设调节和环路关断阀门。从这一点来看,空气源热泵供暖的末端设计工作在获得有效的健全后,整体上的工作进步幅度是比较大的,很多工作的落实,都可从长远的角度来出发,创造的效益相对明显。
        5.4 供暖区域设计
        应在空气源热泵供暖的供暖区域设计上,按照合理化的模式来应对,从而将相关问题的改善、解决,表现出更加彻底的效果。空气源热泵以少量电能,吸收空气中大量的低温热能,通过压缩机的压缩变为高温热能,传输至水箱,加热热水,所以它能耗低、效率高、速度快、安全性好、环保性强,源源不断的供应热水。作为热水系统,它具有无以比拟的优点。但空气源热泵供热能力和供热性能系数随着室外气温的降低而减小,所以它的使用受到环境温度的限制,一般适用于最低温度在–10℃以上的地区。所以一直以来被业内人士认为空气源热泵用于夏热冬冷地区具有优势。对于空气源热泵供暖而言,其在应用的过程中,供暖区域是必须重点考虑的内容,有些地方完全对空气源热泵供暖开展简单应用,不仅没有获得预期效果,还造成了很严重的相反结果,这一点必须在今后的工作中深入分析。
        结束语
        在现代化的发展过程中,空气源热泵供暖的技术操作,能够取得非常好的效果,很多内容都能够得到积极改善,整体上未表现出严重的不足。今后应继续在空气源热泵供暖方面持续性的深化,这样才可在工作的可靠性、可行性方面取得良好的改善效果,在工作问题的处置过程中,不会造成严重的隐患。
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