风冷热泵采暖在我国北方地区的应用

摘要。由于环保要求的提高，我国北方越来越多的城市限制燃煤采暖，随之而来何种清洁节能的采暖系统可替代燃煤采暖成为关系到国计民生的紧要课题。本文通过对三种风冷热泵机组低温（-6～-16℃）性能的测试，发现采用地板采暖时，由于地板所需水温较低，c.o.p可以在3.0以上，比风机盘管供暖节省30-35%。选择低温性能优异的风冷热泵机组，并适当考虑功率大一些，在我国大部分北方地区，均可以满足采暖要求，达到明显节能、环保的效果。风冷热泵结合地板采暖将是替代燃煤采暖的最经济的清洁采暖系统。

关键词：风冷热泵地板采暖cop

一、我国北方地区面临的采暖问题

环境保护与节约能源正挑战我国的供暖热源。各种传统采暖方式都存在不同的缺陷：

1、燃煤锅炉采暖污染严重，必须改变。

2、集中供热收费制度正在改革，但即使解决了分户计量问题，也还存在着系统网络如何避免水力与热力的失调问题，除非彻底解决自动化，否则，很难实现用户自主调节使用，并缴纳相应的费用。

3、使用燃气炉采暖，一是用户支出费用高，二是仍存在污染问题。据北京市节能办公室对用这种热源分户采暖的住宅小区进行测试，证明氮氧化物明显超标，甚至还存在安全隐患。

4、直接用电取暖（如。电暖气、电热膜、电锅炉等），由于燃料的利用率太低，运行费用很高，所以，在国标中明确规定一般情况不允许采用[1]。

表一：几种常用能源冬季采暖费用比较

方式

燃料价格

热转化效率

燃料热值

产生1kwh热所需费用

北京地区运行费用

特点

燃煤集中供热

280元/吨

55%

5000wh/kg

0.102元/kwh

13.4元/m2

污染严重、费用低

燃气

1.7元/m3

75%

10500wh/m3

0.216元/kwh

28.5元/m2

轻微污染、费用较高

燃油

3000元/吨

85%

10500wh/kg

0.336元/kwh

44.3元/m2

轻微污染、费用高

电暖气、电热膜

0.4元/度

100%

1000wh/度

0.4元/kwh

52.8元/m2

无污染、费用最高

热泵

0.4元/度

300%

1000wh/度

0.133元/kwh

17.6元/m2

无污染、费用低

注：根据气象资料，求得北京地区冬季采暖负荷按132kwh/m2计算

另一方面，随着人民生活质量的提高，空调制冷的普及率大大提高，如果能创造冷暖合一的人工环境设施，将具有环保、节能的双重意义。

风冷热泵是一种无需水源，只与空气换热的电驱动供冷暖设施。空气随处可得，用之不尽。因此，采用风冷热泵在更广阔的地域供冷暖可以达到保护环境、节约能源、方便管理、安全使用乃至美观的诸多目的，是众人企盼的。

但是，风冷热泵在寒冷地区（采暖设计温度-5～-15℃范围）能否用于采暖。在学术界一直是众人存疑的，为此，必须明确回答以下几个问题，即：

1、什么样的热泵可以在上述气候下运行。

2、在上述的低温天气下，热泵的供热量下降多少。出风或出水的温度最高达到了多少度。其功效比为多少。

3、除霜状况如何。给供热量带来多大影响。

4、与哪种采暖末端结合可以达到供暖的目的。

5、在我国采暖地区使用的经济性如何。及与其他采暖方式的比较。

下面就上述问题加以阐述。

二、风冷热泵的低温性能

为揭示风冷热泵的低温性能，北京清华索兰环能技术研究所建立了低温模拟实验室，于2001年8月对以下三种有代表性的热泵机组进行了人工气候下的试验，三种机组是：

a.索兰中低温压缩机的热泵试验机组（以下称a型）

b.某著名公司热泵机组（以下称b型）

c.索兰现产机组（以下称c型）