赵建康：空气源热泵采暖技术及应用

同方人工环境有限公司技术总监 赵建康

我将清华同方在空气源热泵采暖方面做的工作给大家做一个汇报。

空气源热泵采暖是清洁采暖的一个重要组成部分，其实它的工作原理跟咱们浅层的地温能利用没什么本质区别。如果把热能做一个矿来说得话，浅层地温能它的品位比空气当中的热能的品位要高，但是空气也是有好多的热能。目前咱们的技术，零下25度以上的空气当中的能量都是可以利用的。随着技术的发展，温度还能往下走。冬天在空气里取热，利用热泵，它的正常温度最低到零下30度，我留5到8度温差的话，零下25度的空气当中的热量能够采取过来的。通过热泵做功，我们热水现在能最高到65度，从地板采暖到暖气片上目前来看是可以全覆盖的。

第二个问题，为什么我们煤改电空气源热泵占了绝对的主力，为什么推广空气源热泵采暖了？从大的方面给大家的简单的做一个介绍，煤炭我们直接烧锅炉，我们一般做到65%，75%的这样一个效率，如果把煤炭放在发电厂，它的效率高，能达到80%，33%转化成电。如果这个电，带动各类热泵，这里面可能有地源热泵，有水源热泵，有空气源热泵，按最低的空气源热泵，能达到3的话，建筑物供暖能达到折合起来是99%，另外的还有40%的余热，合起来，一次能源利用率超过46%，理论上来说达到一个最佳状态，可能省一半，烧煤和烧燃气也好，燃气是一样的，能省一半。为什么推广空气源热泵，这个意义非常大。

一个是减少污染物排放，另一个降低单位的能耗。空气源热泵构成及工作原理，大家非常熟了，我列举了一种，用电来驱动压缩，拿热的驱动，用蒸汽和燃气来驱动，它的原理都是一样的，跟冰箱，甚至地源热泵都是一样的。蒸发温度很低，把这个低温热源的热取出来，通过压缩技术，把温度抬上去。这里面，跟大家讲一下空气源热泵，我们在空气源热泵采暖当中遇到的问题，最开始遇到的问题，两个问题是非常头疼的，一个北方采暖，面临空气温度非常低，严寒。南方，辽河流域，长江流域采暖面临问题是高湿，空气源热泵面临这两大难题怎么解决，分开解决的。

一个是咱们机器本身的技术进步来解决低温，低温，人家说也有完全是二级压缩的，类似于耦合式的，两级压缩式的，出来好多。另外，根据南方采暖的技术，延伸出好多，现在尝试类似于超声波，一些新技术，现在层出不穷。目前来看，以现有的技术来说这两个问题都可以解决，这个是机器方面的。

另一个除了机器，热泵本身的技术进步，还要从系统上想办法，比如说在北方的严寒地区，如果空气源热泵跟搭载地板采暖之后，可以取得非常好的效果，空气源热泵解决这两个问题，从机器本身再一个系统，除了这两方面，还有一个软方面的，就是运行策略。我们北方的冬季的气温，白天昼夜温差非常大，我如果利用建筑保温，利用下午段气温高的时段把热做好了，到了下半夜气温低，机器不开，或者少开，这样相当于环境温度抬高了，一个供暖可以保证，另一个成本降低了，通过三方面解决这个问题，目前从实际应用来看效果还不错。

现在来看空气源热泵采暖在我们国家到了什么范围，基本上零下24度和零下25度以上的可以用，大连，鞍山，承德，张家口都没问题，现在在内蒙古呼和浩特也是大规模的用这个东西。

整个技术上没问题，具体讲一讲我们空气源热泵采暖究竟用了什么系统解决方案，其实这个系统方案比较多，我总结了一下，大概有这么四类，一个空气源热泵+地板采暖这是最好的，包括墙壁辐射都可以，第二个空气源热泵+风盘，再一个空气源热泵+暖气片，第四个，空气源热泵直接冷凝是末端供暖方案。冬天热风，夏天冷风，这个东西可以做成成片区的，比如现在煤改电，原来锅炉拆了，我拿这个替代锅炉。另外分散到农村，可能一家一户做一套，比如说北京煤改电，2016年是14万户，今年大概40万户。

刚才说的原则，对于我们城区，锅炉替代的，我们一般用模块式的。大概一个带来1千平米左右，还有大模块，一个能带到2600平方米。

这几种系统组成，大家比较熟悉，地板采暖大家比较熟悉，至于用什么热源都是可以随便搭配的，空气源热泵+地板采暖这是最好的，对付温差大的地方非常好，本身蓄热。系统节能，地板采暖本身是节能的，35度供水就可以，热泵对出水温度是非常敏感的，比如说供水温度提高一度，它的耗电可能增加3%左右，你把供水温度降下来，对运营费用节省非常明显。

第二个，风盘也是非常简单的。这里边，它的舒适型比地板采暖可能差一点，但是这个有利于行为节能，有人的时候可以开风机。这个可以是冷暖两用，夏天可以替代空调。

第三个，暖气片，因为现在咱们北京、山西、河北这一大片都是煤改电，原来是装暖气片，要是把暖气片全拆了不现实，研究出了出高温水的空气源热泵，直接接暖气片。目前我们调研了好多的运营商，暖气片供暖不会超过65度，60度左右就可以了，目前空气源热泵可以达到这个程度。它出了高温水，你就不要指望它的运行费用多理想了，只能说，我改造进行的少，运行费用比地板采暖，比风盘都要高不少。

再一个直接冷凝式末端，这个比较简单。大家看一下它的系统，它是不走水，没有水，每个房间会有一个送风，一个回风，这里面兼具制热水，以后我们的建筑，保温，都做的好的话，这两个非常好，单独用净化器，热水器，这一套东西都可以。

第三个给大家介绍一些我们的实际应用案例。第一个案例，司马台新村，以这个项目作为一个示范项目，连续运行了三年之后，北京才出台新规，大规模的推荐空气源热泵采暖，2012年冬天装完，现在已经6个多冬季了。

这个村是新农村建设的比较早的，把七八个自然村，建成一个中心村，原来的地方搞旅游开发。这样它大概是有600户，大概用了几种形式的，大户型，小户型，也有别墅，也有板楼，大概三种形式，解决这几百户的采暖。效果是没问题的，供暖效果没问题，实际大家更关心的是它的运行费用，这个清华大学，包括北京建委的，房地研究所，还有同济大学他们都单独的进行了测试，他们测的是2.6，我们自己测的是2.8几，它的运行速率基本在17到25之间，因为每户开的时间不一样，调的温度不一样。总体来说，折合成电耗每平米在40度电左右，这是测试的情况。

第二个就是门头沟马个庄村，这个跟司马台差了两年多，司马台夏天也要制冷，这个项目冬天用地板采暖，夏天用风气盘管。这里面克服了司马台的软件，司马台的盘管间距比较大，到马个庄，我们特意要求他盘管间距不超过15公分，这样运行费用会比较少。这是做的采暖的一个过程。这里面它的运行费用也是大概这个区间，实际运行起来比司马台少一点，这里面的建筑都比较小，效果非常不错的。包括这两个项目，都获得了北京市蓝田杯的典型项目。

第三个，这是密云北庄镇，用的风级盘管，原来打算搁民装的，但是老百姓嫌民装不好看，就做成了跟酒店里面的这种空调系统。它的运行费用基本上也是在十七八块钱。这种风盘冬夏两用的，还有一个是山东定陶翡翠湾小区，这个是11万平米。

第四个，就是咱们比较担心的荣成，这个也是新农村建设的，大概建了三栋楼，用了模块机来供暖。这个是农村煤改电里面运行效果最好的，6毛2的电价，运行费用12块多钱。这个也是得益于地板采暖，跟他们的运行策略结合产生的。

实际上，他们耗电量不到20多，基本上这是最省的一个，多数都在40度电左右，30到40居多，超过50的也少。

其他典型项目，我们空气源热泵随着技术的发展，随着系统技术，保温，越来越往北扩展，现在已经做到，像大连没有问题，鞍山也没问题，承德的医院项目都没问题。所以，现在是逐渐的往北边移。现在的空气源热泵到了什么程度呢？在零下30度，可以达到70度，当然能效比会比较低。但是它替代锅炉技术上一定是没有障碍的。另外一个我们往西边，西南，实际上西南方向冬天也是很暖和的，这里面香格里拉的一个城市的集中供热，这里面一期上了264台的空气源热泵，里边有电锅炉，计划电锅炉供暖，空气源热泵辅助。他正在计划，264台，单独用它，他可以达到25万平米。

另外高原的地方，有西藏拉萨宾馆，西藏军区的总医院，包括好多的部队的银行，都用，都没问题的，我的介绍就这么多。谢谢大家！