小型低温空气源热泵采暖在北京农村的适用性研究

吴卫平+吴琛+张伟+窦秀华+程明新

摘 要：随着我国经济社会的不断发展，人们的生活水平有了长足的进步，同时对于生活的质量提出了更高的要求，尤其是中国北方冬季寒冷的自然环境，给人们的冬季生活带来了很大的困扰。在当前节能环保的大背景下，空气源热泵取暖的应用前景越来越收到人们的广泛关注。本文就小型低温空气源热泵采暖在北京农村的适用性进行研究，希望对改善北京农村地区冬季取暖和控制污染物排放保护环境做出积极贡献。

关键词：空气源热泵；采暖；北京；适用性

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.17.246

0 引言

在当前国家大力整治排污企业的背景下，采用高效、节能、环保的空气源热泵是实现可持续发展战略的重要体现。由于近年来我国北方冬季雾霾天气严重，加强取暖设备和设施的科学化管理显得格外重要起来，只有通过不断的探索研究，才能在保证人们冬季取暖需要的同时，对环境不会造成破坏，实现人与自然的和谐发展，保证我国北方的环境卫生。

1 小型低温空气源热泵的工作原理

空气源热泵是通过把大自然中的余热资源经过转化成为高质量的热能为人们使用。仅仅以普通空调的三分之一的能耗实现低品位的能源转化为高品位的热能，减少能量的消耗，为人们提供高品质的能源。在之前的应用中，我国广大南方地区应用良好。但是因地理位置差异影响，我国南方冬季温度一般不低于零下五度，室内需要的热量不大，南方空气源热泵系统应用效果良好，机组运行稳定，能够以减少的花费和较低的能源消耗满足人们的取暖要求。而北京地区冬季一般在零下十几度，最冷零下二十度左右，空气源热泵系统能否耐住严寒，为人们提供大量的热量，并且达到高效节能、不污染环境的要求是一个比较大的挑战。

2 低温空气源热泵系统的研究提高其适用性

之前空气源热泵在南方地区广泛应用，但是北京农村地区不同于南方地区，冬季温度有时候能够降到零下二十度以下，所以在我国北方寒冷的室外温度环境下，如果冒然直接引入空气源热泵而不经过任何改进，设备有可能无法工作。尤其在一年中最寒冷的十二月、一月和二月三个月份，在人们需要大量热量的时候，空气源热泵无法为人们提供及时有效的服务，就会变得不适用。所以必须针对北京农村地区冬季温度较低的情况研究低温空气源热泵系统，以提高其适用性。

随着社会的发展和技术的进步，人们发明了双级耦合热泵系统，该系统是空气源热泵通过从室外空气中吸收热量，然后制取水作为水源热泵的热量来源，再制取高温的热水向人们提供热量。人们结合双级压缩和变频技术，提出了低温空气源热泵系统，实验验证，在低温的环境中，该系统运行稳定，可以在零下十八度以上的室外低温环境中向室内提供足够的热量满足人们冬季取暖需求。

3 小型低温空气源热泵系统的特性极其应用

传统上我国北方地区依靠燃煤取暖，但是燃煤所产生的氮氧化物和PM2.5值比较大，使我国北方地区雾霾天气的首要来源，严重污染空气，给北方人们带来环境污染，尤其冬季，雾霾频发，严重影响了人们的生活，降低了生活质量，给人们带来诸多不便的同时，也危害着人们的健康，给我国敲响了环境保护的警钟。根据国务院发布的大气污染防治行动计划指出，要加快推进煤改电的工程建设，低温空气源热泵等技术应用。而低温空气源热泵技术的特性也比较符合国家倡导的可持续发展战略。

（1）系统稳定性强，安全可靠。由于低温空气源热泵的工作原理是水电分离，并且在机组内进行高低压保护、压缩机过流过载保护等措施，系统稳定性较强，在使用过程中安全可靠，不会出现安全事故。在系统的设计上首先杜绝了安全隐患，保证了低温空气源热泵系统的安全可靠性。

（2）转化率高，节省能源。低温空气源热泵是从空气中收集热量，压缩机工作效率比较高，平均一度电产生的热量就相当于普通空调的二点五度电产生的热量，在为人们提供热量的同时，为国家节省了能源消耗，实现绿色可持续发展。并且在低温空气源热泵系统的工作效率中，转化率也比较高，不会产生第三方热量，是冬季北方供暖的首选之一。给人们带来热量，相比于普通空调，更加省电节能，为人们提供更加优质的服务。

（3）绿色无污染，保护环境。低温空气源热泵在工作过程中不会产生任何有害气体，所以低温空气源热泵系统是符合国家提倡的绿色环保理念的绿色产品，应该积极鼓励北京农村地区大力引进使用，在保护环境的基础上解决人们的冬季取暖需求。

（4）经济实惠，结实耐用。在设计之初，小型低温空气源热泵就是服务于广大农村地区，满足农村地区人员稀少分散的特点，进行供暖费用较低，远远低于燃煤、燃气锅炉或者管道供暖所需的费用。经济性较强，能够满足人们日常取暖需求，并且在设计使用年限上长达十五年，满足农村人们对于质量的要求，为人们节省成本，提供最大化的服务。

小型低温空气源热泵在北京农村地区可以展开广泛的应用，以它的绿色环保、产物无污染，经济实惠耐用等特性，关键是能给人们在寒冷的冬季带来暖意，提高人们的生活质量，一定会深受人们的喜爱，得到广泛的应用，低温空气源热泵系统的可靠性安全可靠，在源头上杜绝了安全隐患，能够为人们带来实惠的同时保证用户的安全，使低温空气源热泵系统深受人们的信赖。

4 结论

在提倡绿色环保生活的时代大背景下，我们必然要选择这一节能，环保，经济的低温空气源热泵系统作为我们实际生活中的应用。而且随着低温空气源热泵的技术上突破及即耐寒的特性，这使得小型低温空气源热泵在我国北方广袤的土地上也有了可以大面积使用的基础条件。所以对于耗能耗电的传统方式供暖制冷已经不适合当代社会发展。通过以上分析论述，可以得出在北京农村地区使用小型低温空气源热泵供暖具有较好的实用性和经济性，对于提高人们的生活质量和环境保护具有较高的使用价值。

参考文献：

[1]马最良，杨自强，姚杨等.空气源热泵冷热水机组在寒冷地区应用的分析[J].暖通空调，2011，31（03）.

[2]马荣江，张了，付宇，杨旭东，江亿.热风型低环境温度空气源热泵：一种适用于北京地区农宅的清洁高效采暖技术[J].建设科技，2016.

作者简介：吴卫平（1959-），男，山東青岛人，硕士研究生，主要从事企业管理和超低温空气源热泵恒温系统的研究与开发工作。