記 者：有人稱，空氣源熱泵適用于以長江流域?yàn)橹鞯亩湎臒岬貐^(qū)，而在北方寒冷地區(qū)則不適用。因?yàn)榭諝庠礋岜檬苁彝鈿鉁氐挠绊戄^大，尤其是在低溫環(huán)境下，其壓縮機(jī)性能將會受到很大影響，使用起來就不節(jié)能。這種說法正確嗎？
李教授：事實(shí)上，實(shí)踐已證明，空氣源熱泵在北方寒冷地區(qū)是可以使用的。關(guān)鍵是要選對機(jī)組、配置合理的末端系統(tǒng)，再加以正確的使用方法，空氣源熱泵的運(yùn)行情況將非常良好。
記 者：以何種末端系統(tǒng)與空氣源熱泵配套比較適宜？
李教授：應(yīng)采用何種末端系統(tǒng)，首先要看其舒適度如何。在現(xiàn)有的采暖方式中，地面低溫?zé)崴椛洳膳ê喎Q“水地暖”）系統(tǒng)是舒適度比較理想的一種。
人體的熱舒適度與室內(nèi)空氣溫度、包圍人體的圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的平均溫度成正比。當(dāng)采用水地暖系統(tǒng)供暖時(shí)，包圍人體的圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的平均溫度會提高，相應(yīng)地，人體熱舒適度也會提高。實(shí)驗(yàn)證明，在人體熱舒適范圍內(nèi)，人體熱舒適度的等效溫度可以比室內(nèi)空氣溫度低2℃~3℃并維持人體的熱平衡，加之以水地暖系統(tǒng)供暖時(shí)，熱量自下而上傳遞，符合人體生理需求，因而這種供暖方式近年來在我國推廣較快。它與空氣源熱泵相配套也最相宜。
記 者：水地暖末端系統(tǒng)與空氣源熱泵組合系統(tǒng)的舒適性有多高？
李教授：在設(shè)計(jì)整個(gè)采暖系統(tǒng)時(shí)，首先要確保系統(tǒng)在不同室溫和不同供暖負(fù)荷下，能使室內(nèi)空氣由下向上形成對流，以供給房間足夠的散熱量，保持室內(nèi)舒適。
計(jì)算水地暖末端系統(tǒng)與空氣源熱泵組合系統(tǒng)的舒適性，首先需要測量地板上表面溫度和非加熱表面的平均溫度，以便計(jì)算地板表面向上的對流量和輻射散熱量。
以1996年建設(shè)部頒布的《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中給出的民用多層住宅中地暖系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)為參照標(biāo)準(zhǔn)，針對以空氣源熱泵為熱源設(shè)備、具有不同地板結(jié)構(gòu)的水地暖系統(tǒng)，我們進(jìn)行過詳細(xì)的有關(guān)人體舒適度的計(jì)算。
通過計(jì)算可知，當(dāng)室內(nèi)空氣溫度為18℃時(shí)，人體熱舒適度等效溫度為17.76℃；當(dāng)外溫為-9℃時(shí)，室內(nèi)人體熱舒適度等效溫度為17.47℃，皆滿足舒適性要求。地板表面的平均溫度最高為25.22℃，符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中地表溫度小于26℃~28℃的要求。
總體來說，采用水地暖系統(tǒng)采暖期間，地板表面所需達(dá)到的溫度都不高。需要說明的是，由于房屋的熱惰性及地板的蓄熱性比較大，以某階段平均室外溫度為準(zhǔn)來討論熱泵的運(yùn)行工況也具有參考價(jià)值。
記 者：空氣源熱泵的供水溫度應(yīng)該設(shè)多高才能使室內(nèi)保持良好的舒適性？
李教授：水地暖系統(tǒng)以水盤管為放熱部件，其供水溫度與地板表面溫度，水至地板表面的熱阻及盤管向下的熱阻有關(guān)，一般取向下的傳熱為水盤管散熱量的10%~15%設(shè)置其下部的熱阻，而向上的熱阻又與水盤管內(nèi)的流量、直徑、材料、壁厚、間距、覆蓋層厚度及裝飾面層的物性有關(guān)。
為計(jì)算水地暖系統(tǒng)所需供水溫度，我們也針對三種具有不同的典型地板條件的地暖系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)計(jì)算。
這三種地板條件為：陶瓷面磚厚8mm、豆石混凝土填充層厚5cm，d20/16（外直徑/內(nèi)直徑，單位毫米）PEX水盤管、間距200mm，稱Ⅰ型（當(dāng)無面磚時(shí)為Ⅱ型），裝配式薄型地板，d10/8的PE-RT管，間距5cm，填充水泥砂漿厚15mm，上鋪15mm實(shí)木地板，稱Ⅲ型。根據(jù)相應(yīng)的公式計(jì)算可知，由水至地面的溫差最大是Ⅰ型，即有陶瓷磚的地暖系統(tǒng)。其次是Ⅲ型，即無表層的厚型地暖系統(tǒng)，而Ⅱ型最小。在采暖設(shè)計(jì)溫度下，Ⅰ型地暖系統(tǒng)的供回水平均溫度不過32℃。如果供回水溫差為5℃，則供水溫度不超過35℃。所以，使用空氣源熱泵為熱源的水地暖系統(tǒng)時(shí)，供水溫度可設(shè)置在30℃～35℃之間。而水量則以供回水溫差小于5℃為宜，以使地表面溫度均勻。
記 者：空氣源熱泵在北京等寒冷地區(qū)的實(shí)際使用效果究竟如何呢？
李教授：空氣源熱泵在北京等寒冷地區(qū)的運(yùn)行情況非常好，這從它與中央空調(diào)的對比中就可以看出�？諝庠礋岜门c中央空調(diào)的工作原理一樣，但是中央空調(diào)（這里指以風(fēng)機(jī)盤管為末端裝置的中央空調(diào)）是以外溫5℃～7℃，供水溫度42℃～45℃為標(biāo)準(zhǔn)工況。一些中央空調(diào)產(chǎn)品還要求其工作外溫最低為-5℃。因?yàn)槿绻鉁卦俚�，壓縮機(jī)的工作壓差就會超過標(biāo)準(zhǔn)值(14kg/c㎡)。而空氣源熱泵不同，當(dāng)北京地區(qū)最冷月平均溫度為-4.6℃，采暖負(fù)荷為54w/㎡時(shí)，在符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的節(jié)能建筑中，若采用空氣源熱泵為熱源的水地暖系統(tǒng)，其平均供水溫度只要33℃~34℃就可以保證室內(nèi)的舒適度。
更多的人可能比較關(guān)心在北京地區(qū)平均氣溫最冷的階段（平均氣溫-15℃），空氣源熱泵的運(yùn)行情況怎樣的問題。其實(shí)，由中國家電所在2002年給出的測試結(jié)果已經(jīng)證明，空氣源熱泵在此環(huán)境下的運(yùn)行情況良好。
記 者：空氣源熱泵在北京等寒冷地區(qū)使用時(shí)，它的能效比有多大？
李教授：2005年頒布的《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（DBJ 01-621-2005）提出，冬季溫度達(dá)到空調(diào)設(shè)計(jì)最低溫度（北京地區(qū)為-9.8℃），若熱泵的能效比低于1.8時(shí)，則不宜采用。然而，在北京地區(qū)，空氣源熱泵整個(gè)采暖季的能效比都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于這個(gè)最低能效值。這已經(jīng)在2002年被國家權(quán)威機(jī)構(gòu)檢測證實(shí)。
2002年，該機(jī)構(gòu)對北京市天鴻集團(tuán)建設(shè)的曙光花園甲區(qū)11號405室住宅進(jìn)行了采樣測試。該住宅建筑面積為88㎡，西南向中間層，外墻200mm混凝土內(nèi)5cm聚苯板保溫板、單框雙安外窗，地暖系統(tǒng)采用PB管、間距200mm、采暖設(shè)計(jì)負(fù)荷3101W。實(shí)鋪水地暖系統(tǒng)面積約為60㎡，在西向窗下安裝2.5HP空氣源熱泵熱水機(jī)組為熱源。
測試從1月23日開始，至2月6日結(jié)束，測試期間室外溫度穩(wěn)定。從所得數(shù)據(jù)分析機(jī)組的運(yùn)行工況：該15天日平均室外氣溫為3℃左右，室溫為20℃左右。采暖負(fù)荷約為27W/㎡～28W/㎡，每平方米地板向上散熱量為40W左右，總耗電量為260.5KWh，供熱量總計(jì)6615KWh，折合計(jì)算，每平方米一個(gè)采暖季耗電29.4KWh。其間，熱泵供暖系統(tǒng)的能效比為2.53，供水溫度最高33℃。如果僅計(jì)空氣源熱泵，則其COP（能量與熱量之間的轉(zhuǎn)換比率，簡稱能效比）在2.6～2.7之間。
這次測試相當(dāng)準(zhǔn)確地證明了有關(guān)機(jī)構(gòu)2007年給出的結(jié)論，即上鋪有陶瓷磚的水地暖系統(tǒng)與空氣源熱泵組合系統(tǒng)，其全冬季能效比大于2.2，可節(jié)電60%。
上一篇：
中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能措施的簡單介紹
下一篇：
節(jié)能新技術(shù)推動暖通空調(diào)行業(yè)發(fā)展
專注中央空調(diào)工程20年
暖通工程設(shè)計(jì)/銷售專業(yè)方案服務(wù)商
