超低温空气源热泵在严寒地区的应用

空气源热泵在冬天超低温下环境下的难点针对空气源热泵来讲，除了具备诸多优势以外，仍具有许多缺陷及尚需克服的难题。

空气源热泵的性能受户外气候条件变化影响较大，伴随着户外环境的恶化而恶化。

大家都知道，超低温空气源热泵机组样本(或铭牌)上给出的冬天制热量能效比（不加说明），一般指标准工况（名义工况）下的制热量、能效比（干球温度7℃，湿球温度6℃，）冷热水热泵机组名义工况的最低制冷性能系数额定制冷量＞50kW，COP不应小于2.6。

标准工况能效比测试数据：1、上述热水工况参数在环境温度20℃，水温从15℃升到55℃测定。

2、制冷工况参数在进水温度12℃，出水温度7℃，户外环境温度35℃测定。

3、制热工况参数在进水温度40℃，出水温度45℃，户外（环境温度）干球温度7℃测定。

因此，在夏热冬冷地域，鉴于超低温热泵冬天供暖时的户外空气温度最低达到-20℃，但目前空气源热泵空气能热泵机组样本(或铭牌)上给出的冬天制热量干球温度7℃，湿球温度6℃。

冬天当环境温度小于-10℃，在实际运行时，空气源热泵空气能热泵机组冬天运行制热量具有衰减，造成空气源热泵空气能热泵机组冬天运行制热量衰减现象的原因有两个：1、当室外温度小于7℃时，一方面室外侧换热器表面结霜会增大换热热阻，减小单位时间内的换热量；与此同时，为了除去盘管上的霜层，空气能热泵机组不得不作周期性的短暂换向运行，由制热工况改为制冷工况。

这必然导致空气能热泵机组实际制热运行时间的减少，从而影响向室内提供的热量。

这一部分热量衰减得比较有限，大致为5%～7%，而且空气能热泵机组多在空气温度-5～7℃时出现结霜。

伴随着室外温度的降低，鉴于空气中含湿量的减小，结霜的概率不增反降。

2、简单的说，鉴于室外温度的降低，空气源热泵热水机组工作时吸取的是户外空气中的热量，提升后把它传递给用户侧的水，显而易见，气温越低，越不容易吸取和提升，高效率就越低。

直接导致热泵机组制热量的降低。

怎样保证空气源热泵空气能热泵机组冬天超低温下的高效率难题：1、事实上制热量能效比是随干球温度、湿球温度变化的。

空气源热泵在寒冷地区供暖系统的应用一、空气源热泵技术概述空气源热泵是一种利用空气中的热量来提供供暖、热水和制冷的高效能源设备。

它通过吸收空气中的低温热量，经过压缩机的压缩，使温度升高，然后通过热交换器释放热量，为建筑提供所需的热能。

与传统的供暖方式相比，空气源热泵具有更高的能效比，能够显著降低能源消耗和运行成本。

1.1 空气源热泵的工作原理空气源热泵的工作原理基于逆卡诺循环，它通过制冷剂在蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀四个主要部件中的循环来实现热量的转移。

在蒸发器中，制冷剂吸收空气中的热量并蒸发成气态；在压缩机中，气态制冷剂被压缩，温度和压力升高；在冷凝器中，高温高压的气态制冷剂释放热量，冷凝成高压液态；最后在膨胀阀中，高压液态制冷剂经过节流降压后进入蒸发器，循环往复。

1.2 空气源热泵的优势空气源热泵的优势在于其高能效比和环境友好性。

由于它主要利用空气中的热量，因此不依赖于化石燃料，减少了对环境的污染。

同时，空气源热泵的能效比通常在3-4之间，即消耗1单位电能可以产生3-4单位的热能，远高于传统的电加热设备。

二、寒冷地区供暖系统的需求特点寒冷地区由于气温较低，对供暖系统的需求有其特殊性。

这些地区需要供暖系统能够提供稳定、高效的热能，以保证室内温度的舒适性和建筑物的节能性。

2.1 寒冷地区供暖系统的要求在寒冷地区，供暖系统需要满足以下要求：- 高效的热量输出：由于室外温度低，供暖系统需要提供足够的热量以维持室内温度。

- 稳定的运行性能：在极端低温条件下，供暖系统需要保持稳定运行，不受外界环境影响。

- 节能和环保：寒冷地区的供暖周期长，因此节能和环保是供暖系统设计的重要考虑因素。

- 经济性：考虑到长期的运行成本，供暖系统需要具有经济性，以降低用户的经济负担。

2.2 寒冷地区供暖系统的挑战寒冷地区供暖系统面临的挑战包括：- 低温环境下的启动和运行问题：在低温条件下，供暖系统的启动和运行可能会受到影响。

低温环境下空气源热泵的应用分析一、低温环境下空气源热泵的原理及优势空气源热泵是利用空气中的低品位热能进行热能转换的一种设备。

其工作原理是通过压缩机将低温的空气中的热能转移到高温区域，从而达到取暖的目的。

在低温环境下，空气源热泵仍然能够提供稳定的热量，具有以下优势：1. 环保节能：空气源热泵不像传统的采暖方式需要燃烧化石燃料，不会产生废气和二氧化碳等有害物质，对环境没有污染。

空气源热泵采用新型压缩机和换热器，能够将外界的低品位热能充分利用，节约能源。

2. 适应性强：空气源热泵可以在-25℃以下的低温环境下正常工作，不受外界温度的限制。

在北方地区的寒冷冬季，空气源热泵仍然能够提供足够的热量，满足室内采暖的需求。

3. 运行成本低：与传统的采暖方式相比，空气源热泵的运行成本更低。

由于其利用空气中的低品位热能进行热能转换，只需支付少量的电能用于驱动压缩机，因此能够节约大量的能源费用。

在低温环境下，空气源热泵可以广泛应用于各种建筑物的采暖系统中，包括居民住宅、商业建筑、工业厂房等。

具体包括以下几个方面：1. 居民住宅采暖：在北方地区，采暖是居民生活的重要问题。

传统的采暖方式需要大量的燃料支持，而空气源热泵采用电能作为驱动能源，不受气源的限制，能够为居民提供舒适的采暖环境。

2. 商业建筑采暖：商业建筑通常对于室内温度的要求更高，而且需要长时间稳定供热。

空气源热泵具有稳定的供热能力，能够满足商业建筑的采暖需求。

3. 工业厂房采暖：工业厂房内部通常有大量的机器设备和工作人员，需要提供稳定的室内温度，以确保生产和作业的顺利进行。

空气源热泵在低温环境下能够提供足够的热量，适合用于工业厂房的采暖系统。

尽管空气源热泵在低温环境下具有诸多优势，但是也存在一些不足之处，主要体现在以下几个方面：1. 制热效率受限：在低温环境下，空气中的低品位热能较少，空气源热泵的制热效率会受到一定的影响，导致供热能力下降。

2. 除霜能力不足：在低温环境下，空气中的水分容易结冰，对空气源热泵的换热器和风道会造成影响，影响其正常运行。

空气源热泵采暖技术在寒冷地区的应用研究摘要：随着科技与时代的发展，当前国际社会经济发展趋势已然朝着低碳环保发展。

近年来，我国确立了3060双碳目标，对高效、清洁能源的需求与日俱增。

这也对我国现代化城市楼宇建设提出了更高的要求，尤其是在寒冷地区楼房供暖方面。

而空气源热泵采暖技术，这一种高效、清洁的新供暖方式开始逐渐进入了公众的视野。

关键词：空气源热泵；热源；采暖技术；寒冷地区随着热泵技术不断发展，空气源热泵采暖技术不仅可以提升建筑供暖系统的整体性能，还更加的环保与节能。

尤其是在寒冷地区空气源热泵采暖技术的建筑供暖成本将比新型中央集中供暖系统更高效、更具性价比。

一．我国背景介绍1.1能源现状改革开放以来，我国社会经济飞速发展，成为全球最大的能源消费国以及能源消耗国之一。

近年来，我国不断促进水电、风电等可再生清洁能源的开发建设与发展利用，成为了全球最大的能源生产国。

虽然，我国极力推动低碳能源替代高碳能源，可再生能源替代化石能源，但仍然大规模的使用煤炭等化石能源。

同时，在能源的高效利用方面仍然存在不足。

1.2寒冷地区供暖现状我国寒冷地区多采用集中供暖系统，能源主要为煤炭、天然气和电力等。

在整个供暖系统的热源结构中，煤炭仍然是最主要的供暖能源，燃煤锅炉是最普遍的采暖方式。

采用大规模的燃煤供暖，通过燃煤锅炉进行供暖，虽然成本相对较低，但增加碳排放对环境照成严重污染，而且燃煤锅炉对于能源利用效率非常低。

同时，采用天然气作为供暖能源的燃气锅炉，虽然相比于燃煤锅炉对环境的污染小以及能源利用率较高。

但天然气价格要远高于煤炭，这也导致燃气锅炉在供暖成本控制上不及燃煤锅炉，无法做到全国大规模应用。

而采用电力作为供暖能源的热泵，则成为了符合低碳环保、高效的最佳清洁采暖方式。

二．热泵热泵是一种可从土壤、空气和水中吸取热量，并将其传递给需加热对象进行热量交换的高效、环保、节能的采暖技术。

也可说是一种从低档热能向高档传递的提升装置。

低温环境下空气源热泵的应用分析随着环保节能的重要性日益凸显，空气源热泵成为了一种备受关注的新型绿色能源。

空气源热泵可以将空气中的低温热能转化成高温热能，从而实现空调、制热、热水供应等多种功能。

因为其具有高效节能、环保无污染等优点，因此受到了越来越多人的青睐。

本文将重点分析低温环境下空气源热泵的应用情况及其存在的问题。

空气源热泵的工作原理是基于空气中热能的获取和转化，由于热量传输需要温差推动，所以其性能受到环境温度的影响。

一般来说，空气源热泵的温度运行范围为-15℃~43℃，其效果在5℃~35℃的环境下最为显著。

在低温环境下，空气源热泵的应用情况与一般的温度下有所不同。

因为空气源热泵需要获取空气中的低温热能并将其转化成高温热能，而低温环境下减少了空气中的热能，因此其效果相对较差。

但是，在目前的发展状况下，空气源热泵已经通过不断的技术更新和改良，逐渐能够适应低温环境下的应用需求。

在具体应用中，空气源热泵在低温环境下主要应用于小型别墅和办公室等场所。

这些场所相对较小，空气的流动相对有限，同时对温度和湿度的要求也不是很高，因此空气源热泵能够基本满足其需求。

此外，在寒冷地区，空气源热泵也可以作为辅助系统来使用，如与地源热泵、太阳能和锅炉等其他能源相结合，来保证供暖系统的稳定性和节能性。

虽然空气源热泵在低温环境下的应用逐渐得到了推广，但其存在的问题也不容忽视。

其中主要问题包括以下几个方面：1.能效比较低。

在低温环境下，空气源热泵需要耗费更多的电能进行加热，因此其能效比会下降，从而影响了其节能性。

2.对环境依赖性强。

空气源热泵需要获取空气中的低温热能，因此其工作效果会受到环境的影响。

在极度寒冷的环境下，空气中的热能减少，会对其工作效果产生很大的影响。

3.噪音问题。

空气源热泵在工作时会产生一定的噪音，而在低温环境下，由于机器需要不断运作来进行加热，因此其噪音也会相对较高。

4.维护成本高。

空气源热泵需要不断进行维护和保养，以保证其正常运行。

我国北方冬季寒冷地区一支鲜艳的雪中红梅——超低温空气源热泵采暖空气源热泵是一种节能环保产品，在国内外得到了广泛的应用。

但普通的空气源热泵一般是在夏季制冷（或制取卫生热水）中使用的，它将室内的热能“搬运”的室外并散发掉，使室温降低（或将空气的热能“搬运”到水中，使水温升高）。

但在冬季气温在零下时，它的“搬运”能力大大下降，它“搬运”的热能往往小于它付出的电能的热量（能效比小于1）。

针对普通空气源热泵的缺陷，广州西莱克中央空调有限公司从2001年开始研制在低温环境中能高效“搬运”热能的空气源热泵，并引进欧盟成熟先进的制造技术开发研制出超低温空气源热泵机组，该机组的制热能力突出，可在-20℃的环境温度下正常工作，且能效比可达1：2.超低温空气源热泵是在寒冷地区利用空气能采暖的高科技产品，该产品自诞生以来一直出口欧洲，已成为欧洲热泵供暖的主要设备，受到欧洲用户的好评。

（瑞典实例图片）（德国实例图片）CDR文件有图片根据超低温空气源热泵在欧洲使用的成功经验，广州西莱克中央空调有限公司自2008年初开始在国内推广使用，从2008年5月开始辽宁省葫芦岛市的一些住宅用户和山东省临沂市的一些办公楼、别墅、普通住宅安装了超低温空气源热泵机组，根据这1.2年机组的运行情况来看：机组在夏天制冷的能力与普通的中央空调相似，但冬季制热的能力远远高出普通的空气源热泵，运行费用极低。

现仅仅以葫芦岛市两个的普通住宅和临沂的一栋别墅、一栋办公大楼来说明这个问题。

一.辽宁葫芦岛的取暖期为144天，冬季极平均温度-3.5℃. 电价0.5元/度，热网的取暖费是25元/平方米。

1.一住户建筑面积69.7平方米，是2007年交工使用的节能住宅，该住户楼层位于四楼，由于是新楼房，入住率很低，08年冬天这个住户的上下左右都无人居住（邻居都没有供暖），这种情况冬季取暖需要的热量较大，这个用户使用了西莱克的空气源热泵采暖，整个取暖期采暖用电费710元，取暖期间室温在18-20℃.（如交采暖费要1742.5元），是交取暖费的40%。

空气源热泵采暖技术在严寒地区选煤厂供暖的应用研究摘要：近年来有一些严寒地方应用了空气源热泵的采暖方式,这种方法在应用过程中即能环保,又可增强室内供暖系统的节水作用。

在严寒地方可以通过复叠循环、双压缩等的方法减小水压比,又或者可以通过电加热压气机与热水界面间的吸气管道,从而增加了蒸汽压力、蒸发温度等。

该报告通过对空气源热泵式采暖系统在中国北部严寒地区选煤厂使用现状的探讨,期望能使在中国北部严寒地区的选煤厂供暖效果有所提高。

关键词：空气源热泵；采暖技术；选煤厂；严寒地区前言：随着我国城镇化进程的加快，城镇建设用地规模急剧扩大，城镇建设用地的能源消耗也在不断上升，同时带来了日益严重的环境污染问题。

为了应对日益严峻的能源环保问题，寻找一种洁净、高效的采暖方法已迫在眉睫[1]。

空气源热泵采暖是一种清洁、高效、灵活的采暖形式，其发展前景十分广阔。

但在高寒地区，常规空气能热泵因其性能下降、热效率下降等问题，已不能正常使用。

为此，本文提出了几种新型的空气源热泵技术，但该技术在较冷的环境下的工作性能需要进一步研究。

一、研究现状中国很多寒冷地区冬季供暖多采用空气源热泵系统。

冬季来临，很多寒冷地区气温下降，空气源热泵制冷系统比容量增大。

空气源热泵系统在运行时，由于室外温度降低，空气源热泵系统的吸入量将逐渐减少，产生的热量将逐渐升高。

随着建筑外部温度的持续下降，空气源热泵机组在运行过程中，由于压缩机吸气压力的降低，压比的增大，使空气源热泵机组的运行压比偏离了最优值。

随着压缩比的增大，其输气能力、及输气系数均有所降低。

压气机工作过程中，压气机润滑油的粘度一般会降低。

造成这一现象的主要原因是由于压气机排气温度过高，严重影响了压气机的软化效果。

空气源热泵在运行时，如果压缩率过高，将会导致系统启动频繁、停机，从而影响热泵系统的推广应用。

随着国家对环境保护要求的提高，选煤厂的生产工艺和厂房设计也发生了相应的变化，目前多数选煤厂采用燃煤锅炉作为热源，对环境产生严重影响。

北方地区低温环境下空气源热泵应用研究摘要随着清洁供暖深入推进和“煤改电”政策的落实，空气源热泵以优异的节能效果、良好的用户体验、使用维护方便等显著优点，成为热泵诸多型式中应用最为广泛的一种。

空气源热泵在低温环境下应用时，突出问题是制热能力受室外温度波动和结霜严重程度的影响。

本文结合低温环境下空气源热泵应用现状和典型问题，针对低温环境情况，进行空气源热泵应用的适宜性研究和应用时的关键技术指标计算方法的研究，提出提高低温环境下空气源热泵应用性能的建议和措施，以促进空气源热泵技术在清洁供暖应用领域的推广应用。

关键词空气源热泵；低温环境；应用适宜性；计算方法；建议；措施1 北方地区空气源热泵应用现状和典型问题分析空气源热泵在北方地区低温环境下的推广和应用，关注的焦点就是它的应用受到气候条件的约束，热泵机组出现的突出问题是制热能力受室外温度波动和结霜程度的双重影响。

2 低温环境下空气源热泵应用的适宜性研究2.1低温环境下空气源热泵应用的适宜性研究按照《民用建筑热工设计规范》（GB50716-2016）的建筑热工设计原则[1]，建筑热工设计区划分为两级。

其中，严寒、寒冷地区的建筑热工设计区划指标见表1所示。

表1 建筑热工设计区划指标及设计要求[4]一级区划名称区划指标二级区划名称区划指标主要指标辅助指标严寒地区（1）t min.m≤-10℃145≤d≤5严寒A区（1A）6000≤HDD18严寒B区（1B）5000≤HDD18＜6000严寒C区（1C）3800≤HDD18＜5000寒冷地区（2）-10℃＜t min.m≤0℃90≤d≤5＜145寒冷A区（2A）2000≤HDD18＜3800CDD26≤90寒冷B区（2B）CDD26＞90北方地区的严寒B区气候酷寒，极端最低温度低于-30℃，可选择-35℃超低温空气源热泵；严寒C区气候寒冷，极端最低气温在-25℃左右，宜选择-25℃超低温空气源热泵，可保证供暖期的正常启动和运行；寒冷A区和寒冷B区冬季平均气温在0℃左右，冬季供暖期气候整体比严寒地区温和，寒冷A区可选择配备低温空气源热泵以应对极端最低气温，寒冷B区选择常规空气源热泵即可。

超低温空气源热泵技术的应用摘要：近年来，随着国家社会经济的发展，人们生活质量也在不断的提高。

除了日常的衣食住行，人们对生活日常舒适度也提出了更高的要求，从而有效的促进了空调行业的迅速发展。

同时，随着国家政策的扶持力度也在不断的加大，由于北方地区环境以及能源结构的变革，空气源热泵在北方地区得到了广泛的应用，也为其关键技术的发展带来了一个改革契机。

在空调行业发展过程中，不可缺少的便是低温空气源热泵技术，它成为了行业发展和研究的重点。

在实际的生活中，低温空气源热泵技术应用的十分广泛，不仅应用于制冷制热设备，还在很多设备加工中也应用的较多。

由此可见，超低温空气源热泵技术有着广阔的发展前景。

本文根据超低温空气源热泵技术工作原理及特征，提出了超低温空气源热泵技术在热泵型空调机上的应用，并且得出了试验结果及分析。

关键词：超低温；空气源热泵技术；应用1.空气源热泵技术概述空气源热泵供暖技术就是空气源热泵技术在供暖中的具体应用形式，其中的空气源热泵技术是在逆卡诺循环理论上形成的。

空气源热泵装置构成分别为：冷凝器、压缩机、蒸发器、膨胀阀及其他零构件，在装置运行的过程中通过不断完成蒸发、压缩、冷凝、节流与再蒸发环节，实现热力循环过程，将内部环境中的热量传递到水中，以此实现热力的运输与传送。

在空气源热泵机组的运行过程中，能量能够在压缩机的作用下，通过产生一定的消耗，实现在压缩机与换热系统之间的内循环过程，实现热能转换，将其释放到水等循环介质中，实现高温热源输出，为人们提供供暖服务。

2.超低温空气源热泵特点2.1安全性使用该元件完成供热活动时，不需要对内部构件进行加热，因此有效减少供热过程中漏电的概率，提高工作安全性。

使用该类热泵完成供热活动，能够有效减少居民对煤气的使用次数，避免发生煤气泄漏意外事件，提高人们人身安全系数。

避免人们发生一氧化碳中毒事件，进一步提高人们居住安全性，提升人们活动安全程度。

2.2舒适性该类热泵是储水式的，对蓄水空间内进行水温调节时，需要根据内部空间具体温度进行调节。

北方地区供暖中低温空气源热泵的应用北方地区尤其是寒冷地区的冬季一般都是比较寒冷的，室外环境在整个供暖季基本处在相对较低的温度中。

传统供暖方式中，城市地区主要是以燃煤锅炉为主的集中供暖，农村地区则是以散煤烧炉的分散供暖。

而在无城市热网、天然气供应不足区域，空气源热泵供暖无疑是一种最优选择，和燃煤供暖相比，其供暖更加的方便、环保、高效。

因此，空气源热泵在北方地区的供暖被广泛应用，而这其中，低温空气源热泵较普通型空气源热泵在供暖能耗以及品质方面更具有其优越性。

故本文主要针对北方寒冷地区供暖中低温空气源热泵的应用进行了分析和探讨，并提出了存在的问题。

标签：寒冷地区;低环境;低温空气源热泵为了达到在2020年实现全面小康社会目标中对环境空气质量的要求，全国各地相继出台政策，鼓励采用可再生能源、清洁能源供热，并在投资和电价方面给予相应的政策补贴和优惠，使得低温空气源热泵在北方地区的中小型公共建筑甚至是住宅建筑的供暖中均得到了广泛应用。

本文笔者旨在通过对空气源热泵工况参数及投资运行能耗等方面进行技术分析，以便在后续设计以及设备选型中给予设计师一定借鉴。

1 空气源热泵工况条件的比较根据《蒸气压缩循环冷水（热泵）机组第1部分工业或商业用及类似用途的冷水（热泵）机组》中的规定，名义制热工况下，普通型空气源热泵的使用侧出口水温为45℃，测试工况是在干球温度为7℃、湿球温度为6℃的条件下测得的。

显然，针对寒冷地区整个供暖季，室外环境温度基本处于零度以下，甚至更低。

所以在低环境温度条件下，普通型空气源热泵在保持出口水温仍为45℃的条件下，其制热量及COP会存在显著衰减，机组存在环境温度运行范围过小的缺陷。

以单模块（制热量为68kW）普通型空气源热泵机组为例，在进出水温度均为45℃/40℃的条件下，室外环境温度为7℃时，其制热量为68kW，COP为3.56;而当室外环境温度降至-7.2℃（青岛地区冬季空调室外计算温度）时，其制热量降为42.3kW，COP降为2.31。

低温环境下空气源热泵的应用分析【摘要】本文主要介绍了低温环境下空气源热泵的应用分析。

首先介绍了空气源热泵技术以及低温环境对其影响，接着详细讨论了低温环境下空气源热泵的工作原理、应用范围、优势和劣势，以及相关案例分析。

进一步探讨了低温环境下空气源热泵的发展趋势，并总结其应用前景。

最后展望了低温环境下空气源热泵的未来发展，指出其在能源领域的重要性和潜在市场。

通过本文的介绍和分析，读者可以更全面地了解低温环境下空气源热泵的特点和应用前景，为相关领域的研究和实践提供参考。

【关键词】空气源热泵、低温环境、工作原理、应用范围、优势、劣势、案例分析、发展趋势、应用前景、未来发展。

1. 引言1.1 介绍空气源热泵技术空气源热泵是一种利用空气中的低品位热能进行加热或制冷的设备。

其工作原理是通过一个循环系统将空气中的热量吸收并转移至室内，通过压缩和膨胀来实现热能转换。

与传统的供暖方式相比，空气源热泵具有高效节能、环保清洁等优点。

空气源热泵技术的应用领域非常广泛，可以应用于家庭采暖、工业生产、商业建筑等多个领域。

在家庭采暖方面，空气源热泵可以有效地提高供暖效率，降低能源消耗，减少运行成本。

空气源热泵也可以用于空调制冷，其制冷效果同样优秀。

在夏季高温天气中，空气源热泵能够快速降温，为人们提供舒适的生活环境。

空气源热泵技术正逐渐成为未来热能利用的主流方式，其在节能减排、环保方面具有巨大的潜力和优势。

1.2 阐述低温环境对空气源热泵的影响低温环境对空气源热泵的影响是非常重要的，因为低温环境下空气源热泵的性能会受到影响，从而影响到其应用效果和效率。

低温环境下空气源热泵的制热能力会受到限制，因为空气源热泵是通过从空气中吸热来实现制热的，而在低温环境下空气中的热量较低，所以空气源热泵的制热效果会变差。

低温环境下空气源热泵的COP 值也会下降，因为在低温环境下空气源热泵需要消耗更多的能量来达到同样的制热效果。

低温环境下空气源热泵的制冷效果也会受到影响，因为在低温环境下空气源热泵需要消耗更多的能量来实现制冷。

收稿日期:2020-3-5超低温空气源热泵在严寒地区应用赵 明(内蒙古恒基建设工程施工图审查有限公司,内蒙古 呼和浩特 010020)摘要:根据近四年来在呼和浩特地区设计的应用成功案例及实际运行的部分项目来说明超低温空气源热泵应用在严寒地区冬季供暖是可行的,节能效果显著,供暖期综合能效比C O P 在2.7左右,为超低温空气源热泵机组供热工况选型及能效评价提供了合理化建议㊂关键词:超低温空气源热泵,喷气增焓,二级压缩,能效比,节能中图分类号:T B 655 文献标识码:B 文章编号:1006-7981(2020)05-0024-03引言为解决京津冀地区冬季雾霾天气频繁出现问题,国家 十三五 规划中提出: 实施以电代煤㊁以气代煤,率先使用太阳能㊁地热能㊁空气能等清洁能源提供供热㊁供冷服务 ,以压减燃煤消费,防治大气污染㊁提高可再生能源消费比例等方面要求㊂随着国家政策的扶持力度不断的加大,北方地区环境以及能源结构的变革,空气源热泵在北方地区得到了广泛的应用,也为其关键技术的发展带来了一个改革契机㊂一些空气源热泵厂家为拓展市场占领先机,率先针对严寒地区研发出超低温空气源热泵产品推向市场㊂1 超低温空气源热泵工作原理超低温空气源热泵是以空气作为低品位热源来进行供暖或供卫生热水的装置,同时也可以作为进行夏季空调供冷的冷源,能提供7~12ħ的冷水㊂其特点是以准二级压缩及喷气增焓技术使热泵系统保证机组-25ħ能正常制热㊂为空气源热泵在严寒地区使用提供了强有力的技术支撑㊂热泵工作原理:空气源热泵机组由蒸发器㊁冷凝器㊁压缩机㊁膨胀阀四大主要部件构成封闭系统,其内充注有适量的工质㊂机组运行基本原理是逆卡诺循环:液态工质首先在蒸发器内吸收空气中的热量而蒸发形成蒸汽(汽化),汽化潜热即为所回收热量,而后经压缩机压缩成高温高压气体,进入冷凝器内冷凝成液态(液化)把吸收的热量发给需要加热的池水中,液态工质经膨胀阀降压膨胀后重新回到膨胀阀内,吸收热量蒸发而完成一个循环,如此往复,不断吸收低温源的热而输出所加热的泳池水中,直接达到预定温度㊂相比于普通热泵在-10ħ及更低温度下,由于蒸发温度过低,引起蒸发量较少,导致压缩机回气量少,从而影响冷凝放热㊂超低温热泵增加了一条连通压缩机的喷射增焓支路,当压缩机回气不够时,喷射增焓支路会给压缩机补气,冷凝器的放热量就会提高,因此在极低的温度下仍能正常制热㊂空气源热泵工作原理图42 内蒙古石油化工2020年第5期空气源热泵技术最大的优势就是经济节能,因为具有很高的能效,只需消耗一部分电能,而能得到3~4倍于所耗电能的热能㊂空气源热泵在国标工况下的C O P值一般在2.9~4.5之间,容易满足要求;但是环境温度低于5ħ后,机组能效开始衰减,普通的空气源热泵在-5ħ下几乎都不能使用;超低温空气源机组却可以在-25ħ的低温环境下正常制热,此时的能效衰减至1.8左右,也满足‘公共建筑节能设计标准“(G B50189-2015)中规定不小于1.8的规定㊂超低温空气源热泵的核心技术就是喷气增焓技术应用及二级压缩技术应用:(1)喷气增焓系统,是由喷气增焓压缩机㊁喷气增焓技术㊁高效过冷却器组成的新型系统,这三个技术的组合可提供高效的性能㊂这是一个有机的整体,即高效的喷气增焓压缩机㊁高效过冷却器及电子膨胀阀形成的经济器㊁高效换热器共同构成了高效节能的喷气系统㊂(2)喷气增焓技术是指以喷气增焓压缩机为基础,优化了中压段冷媒喷射技术㊂原理是过中间压力吸气孔吸入一部分中间压力的气体,与经过部分压缩的冷媒混合再压缩,实现以单台压缩机实现两级压缩,增加了冷凝器中的制冷剂流量,从而大大提高了压缩机的效率㊂(3)高效过冷却器在整个系统中也起到了关键性的作用,一方面对主循环回路冷媒进行节流前过冷,增大焓差;另一方面,对辅助回路中经过电子膨胀阀降压后的低压低温冷媒进行适当的预热,以达到合适的中压,提供给压缩机进行二次压缩㊂2工程实例在2016年4月北京国际制冷展期间,盾安中央空调推出的超低温空气源热泵应用是一次技术革新,为空气源热泵在严寒地区使用提供了有力技术支撑㊂2016年8月一个设计项目(一层庭院别墅, 835平方米),无供暖热源,甲方当时拟采用电供暖㊂因热泵投资较高,从投资回收期角度与甲方经过深入的技术沟通,最终甲方同意采用超低温空气源热泵+低温地板辐射供暖系统㊂主机选型时根据供暖热负荷(59KW)及机组在-17ħ(供暖室外计算温度)的实际制热量选择两台标准制热工况(-12ħ)46KW的超低空气源热泵机组二台,在-17ħ时的实际制热量为30KW,二台的实际制热量与供暖热负荷基本接近,满足设计要求㊂当时该机型的最低运行温度为-24ħ,设计时将停机保护温度设定在-21ħ,将机组的配电容量配置在管道电加热器上作为电辅热供暖㊂经过四个供暖期的实际运行,电辅热一直未运行,室外温度在-12ħ以上时仅开启一台机组就满足要求,运行效果良好,即使在-20ħ室外温度下,室内温度维持在25ħ左右㊂运行费用每平米每月在4元左右㊂无论从室内环境温度还是从供暖运行费用上甲方都非常满意㊂2019年在内蒙古国际蒙医医院门诊楼因冬季室内温度过低的供暖技术改造中,采用超低温空气源热泵+散热器供暖技术进行改造,经过一冬季的运行,应用结果良好,无论从室内温度还是从节能效果上甲方特别满意,达到预期效果;有效的解决了因燃气锅炉提温而导致病房楼(45000m2)室内温度过高而开窗导致无效能源浪费,建设单位委托的能源管理公司对此系统也给予高度评价㊂庭院别墅超低温空气源热泵机组实景图52 2020年第5期赵明超低温空气源热泵在严寒地区应用庭院别墅超实景图原门诊楼共四层近4500平方米,玻璃幕墙结构,层高4.2米㊂原供暖方式采用空气水盘管(风机盘管)供暖,供暖热源由院区内燃气锅炉提供㊂实际运行情况是即使二十四小时开启空气水盘管,冬季室内温度也只在12ħ左右,严重影响了门诊区正常工作环境㊂针对此情况,经过现场踏勘及对原设计施工图仔细研究,发现门诊楼供暖系统与病房楼供暖系统共用外网管,仅在供暖入口处分开设置㊂当时能源管理公司试图通过提高水温来解决门诊区温度偏低问题,门诊区温度有所提高;因共用室外供暖管网,提高供回水温度导致病房区室内温度过高而导致开窗严重,造成无谓能源浪费㊂据此情况与建设单位沟通,将门诊楼与住院楼彻底独立,并单独设置热源,采用超低温空气源热泵作为门诊楼的供暖热源㊂为不影响门诊楼正常营业,供暖末端设备采用铜铝型散热器,供暖热源设计选用五台标准低温工况(-12ħ)98KW超低温强热型空气源热泵主机,供暖室外计算温度(-17ħ)下的修正制热量为66KW㊂满足该楼供暖热负荷需求㊂以不影响门诊楼正常工作为前提,安装施工过程尽量利用夜间㊁周六日及十一长假来施工,经过近二个半月的施工于11月底开始供暖,经过一冬季的运行,应用结果良好㊂2019年4月同包头平禄骨科医院甲方参观考察呼和浩特市医院的超低温空气源热泵+燃气锅炉联合供暖项目㊂该项目原设计为燃气锅炉供暖, 2017年南方电网公司投资近1000万元在锅炉房顶部设置48台超低温空气源热泵及与燃气锅炉实现联合运行的运行方式改造,以节省费用回收投资㊂从运行数据来看,即使在最冷的一月份比以往用燃气锅炉节约费用在25%左右,十一月㊁二月节省50%以上,十月㊁三月㊁四月燃气锅炉停止运行,仅运行空气源热泵就能承担整个院区(近15万平方米)的供暖㊂通过该项目能体现出超低温空气源热泵+燃气锅炉联合供暖在严寒地区是可行的且节能效果显著㊂包头平禄骨科医院考察后也将近12000平方米的医院采用超低温空气源热泵+燃气锅炉联合供暖方式,于2019年冬季投入运行,运行良好且节能效果显著㊂包头平禄骨科医院屋顶布置的超低温空气源热泵呼和浩特市医院锅炉房顶部的超低温空气源热泵3结束语综上所述,在呼和浩特这个地处严寒C类地区,采用超低温空气源热泵作为供暖热源是可行的且综合能效比在2.7左右㊂就目前情况采用超低温空气源热泵的电供暖方式运行费用要优于燃气供暖㊂评价空气源热泵机组综合能效应以项目所在地的供暖期室外平均温度来计算;空气源热泵机组选型应以项目所在地的供暖室外计算温度来选择比较合理,避免出现机组选型过大或偏小,造成不必要的浪费或达不到供暖效果㊂[参考文献][1]张朝晖,王若楠,高钰㊂热泵技术的应用现状与发展前景[J].制冷与空调,2018,18(01):1-8.[2]‘公共建筑节能设计标准“(G B50189-2015)62内蒙古石油化工2020年第5期。

严寒地区空气源结合水源耦合式热泵系统的应用研究严寒地区空气源结合水源耦合式热泵系统的应用研究随着我国经济的快速发展和城市化进程的推进，能源消耗日益增加，对环境资源的压力也越来越大。

传统的采暖、供热方式普遍使用的燃煤、燃油等传统能源，不仅排放大量二氧化碳等温室气体，还存在易燃、易爆、污染环境等诸多问题。

因此，寻找一种高效、环保、可持续的供热方式已经成为当务之急。

其中，空气源热泵技术作为一种新的环保型供热方式，受到越来越多人的关注。

然而，在严寒地区的应用过程中，空气源热泵系统面临着许多问题。

例如，极端低温环境下，空气源热泵的供热效果不理想，热量输出不稳定，能耗较大等。

为了解决这些问题，研究者们开始探索结合水源的耦合式热泵系统，以提高系统的供热效果。

严寒地区空气源结合水源耦合式热泵系统，首先利用空气源热泵技术，通过从大气中吸收热量，再经过压缩和膨胀等过程，将低温热量提升为高温热量，以满足供暖和供热的需求。

然而，由于在极端低温环境下，空气源热泵的供热效果不理想，因此引入水源来提高系统的供热效果。

该系统利用水源加以辅助，将水源中的热量与空气源热泵中的热量相结合，通过内外循环方式，提高了整个系统的供热效果。

具体而言，系统通过将水源与空气源的热量进行热交换，在水源中提取出的热量再经过压缩和膨胀等过程，使其温度升高，然后再通过外循环方式输送到供热设备。

这样一来，不仅提高了系统的供热效果，还降低了能耗。

严寒地区空气源结合水源耦合式热泵系统的应用研究表明，该系统能够有效解决在极端低温环境下空气源热泵的热量输出不稳定的问题。

通过引入水源来提高供热效果，能够在寒冷的冬季中为用户提供稳定、舒适的供暖和供热服务。

同时，该系统还具有环保的特点，减少了传统能源的使用，降低了温室气体的排放量，对环境资源有着积极的影响。

然而，严寒地区空气源结合水源耦合式热泵系统仍然存在一些问题需要进一步解决。

例如，水源的选择和质量对系统的影响较大，需要进行精确的测量和监控。

一、前言北京市清洁空气行动已经进行到第三个年头，各种煤改电替代方案在各郊区县有了诸多的试点，其中多以电阻式电加热器尤以蓄热式电暖气为主。

这类产品的好处是可以部分利用夜间谷电蓄热，白天缓慢释放，但是最大的问题是用电负荷大，各区县试点村改造后户均供电负荷最小9k W，最大达到18k W，电网改造费用高，根据2014年北京市建筑节能与环境工程协会对顺义县某地区上述的煤改电采暖投资的调查，仅电增容费相当于每户安装空气源热泵的投资费用，并且，这种方式虽然使电厂发电负荷有所平衡，效率有所提高，但毕竟直接用电量加大，能源耗费与有害气体排放都有所增加。

由笔者及所在单位在全国率先发明和大面积应用的空气源热泵低温地板供暖系统具有用电负荷低、节能效果明显等突出优点，在2002年得到建设部组织的专家组鉴定，并已逐步得到专家学者和社会各界认可。

但是，农村现有住宅散热器供暖系统改为地面辐射供暖大面积推广难度较大。

因此，利用农村住宅现有散热器末端，将热源由燃煤锅炉改为空气源热泵，组成“空气源热泵散热器”供暖系统势在必行，如能达到理论计算和实验室模拟测试的效果，对解决当前农村煤改电存在的问题具有十分重要的意义。

但是散热器供暖对于水温的要求比水地暖高，加之延庆地区气候寒冷、温差大，所以本试验技术难度较高，风险性更大。

在理论计算、室内模拟和应用实践的基础上，选择了延庆县有典型意义的一户农宅作为试点，利用其现有散热器末端设备不加任何改造并在电力不增容的条件下进行试验，跟踪测试整个冬季的各房间温度，各时间段用电量，目的在于通过实测数据探讨该系统在农村地区煤改电推广应用的可行性。

空气源热泵散热器系统在寒冷低温地区的应用研究为适应低温寒冷气候区———延庆既有燃煤炉暖气系统采暖的改造，本文以预测水温法及新型除霜技术对空气源热泵散热器系统供暖进行了典型住宅示范工程，经2014~2015年冬季测试结果分析，获得了良好的效果，受到用户好评。

延庆民主村二区104号用户热泵机组二、采暖负荷计算、热泵机组选择及设计供回水温度的确定试点用户位于延庆县民主村二区104号，供暖面积105平方米，原入户配电为220V ，20A ，即：包括其他生活用电设备最大允许负载4400W。

空气源热泵在严寒地区的高效应用摘要：随着社会经济的发展，我国大力发展可再生能源绿色采暖供热，空气源热泵是最佳选择。

空气源热泵是空气可再生能源经典应用技术和产品之一，因其结构简单，安装方便以及维护量低的优点，被广泛应用。

但是，空气源热泵存在一个很大的弊病———冬季制热运行室外表冷器结霜，工作效率下降，造成大量热能消耗与浪费；夏季由于气温酷热，导致冷凝温度升高，压缩机排气压力增大，电功率加大，制冷空调运行费用高。

为支持国家煤改电下空气源热泵可持续性发展，本文将论述空气源热泵在严寒地区高效采暖的可持续性，并提出无霜热泵空调概念，以供参考。

关键词：空气源热泵；无霜空气源热泵；严寒地区高效采暖引言空气源热泵供暖是一种清洁的供暖方式，且在严寒地区的实际运行具有很好的前景，但空气源热泵实施供暖过程中并不是完美，室外蒸发器结霜、热泵性能较低等问题都必须给予重视。

基于此，对其在严寒地区的实际供暖可行性进行分析。

对供暖主体构造、性能、运行原理略有疏忽，都会影响我们对空气源热泵的可行性分析的准确性，所以全面了解空气源热泵及其工作环境，判断两者配合发挥的热效能及持续性等等，才能综合评价出可行性。

1空气源热泵供暖原理空气源热泵供暖系统主要由水箱（含换热盘管）、蒸发器、地暖及水泵等组成。

蒸发器吸收空气中的经压缩机压缩后的低位热能，经过加热、循环泵进入地暖散热，达到供暖的目的。

整个数据采集系统由电磁流量计、采集仪、数据传感器组成。

所有温度采用PT100铂电阻温度传感器测量，A级精度；压力传感器精度0.5%FS，压缩机、风机和水泵耗功由功率传感器测量，其精度为0.5级；电磁流量计测量循环水流量，其精度为±0.5%；数据采集周期为30s。

2低能耗建筑新型复合供热系统研究在某些实际的建筑工程中，比如公园的管理用房、边防哨所以及公路服务区等，比较偏僻，没有办法接入市政供暖系统和供热管道，使用太阳能无法满足全天的供热需求，而空气源热泵也由于投资费用较高而且对安装场地有要求难以应用，电能的供热方式资源消耗巨大，因此，通过对低能耗建筑用热需求和供热方式的研究，提出了多种供热方式互补的清洁能源供热方式，即联合太阳能、空气源热泵、电辅助复合供热，采用毛细管辐射板作为末端的智能供热系统。

超低温空气源热泵与太阳能供热系统在寒冷地区的优化应用李杰
【期刊名称】《能源与节能》
【年(卷),期】2024()1
【摘要】为了加强对环境的保护,推动可持续发展社会的建设,超低温空气源热泵联合太阳能供热系统被研发出来。

该联合系统的应用极大地缓解了当前能源紧张的问题,同时对降低环境污染、提高能源利用率、降低供暖成本也有着积极的作用。

基于此,围绕超低温空气热源泵与太阳能供热系统展开论述,对当前超低温空气源热泵与太阳能联合供热系统结构进行分析,剖析其中所存在的问题,同时针对问题提出超低温空气源热泵与太阳能供热系统的优化方案,将其应用于北方寒冷地区的一建筑当中,并对应用效果进行分析。

【总页数】4页(P37-40)
【作者】李杰
【作者单位】山西焦煤集团森源节能环保有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TU832
【相关文献】
1.太阳能-空气源/水源热泵双级耦合地板采暖系统在寒冷地区的应用
2.寒冷地区空气源热泵与太阳能复合供热系统性能测试分析
3.蓄热型空气式太阳能集热-空气源
热泵复合供暖系统在寒冷地区的应用研究4.严寒地区太阳能-空气源热泵耦合供热系统控制策略优化研究5.严寒地区农村太阳能与空气源热泵供热系统优化研究
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

严寒地区空气源热泵的应用与供暖期能效分析新疆建筑设计研究院王绍瑞*摘要本文以乌鲁木齐为例，根据典型气象年室外气温分布情况对严寒地区应用风冷空气源热泵的气象条件进行了分析，并根据气象数据分析了热泵结霜除霜损失。

在综合考虑结霜除霜损失和低温环境下空气源热泵制热量衰减的情况下，计算出热泵机组供暖期平均运行能效。

为提高空气源热泵机组部分负荷下性能系数，文中提出按室外气温区间配置热泵机组容量的方案。

由热泵机组供暖期平均运行能效计算结果得出如下结论：供暖室外计算温度高于-20℃，且室外气温高于-15℃的时数占绝大多数的地区，采用低温环境下制热性能良好且除霜性能可靠的空气源热泵机组时，可以实现全供暖期运行。

关键词严寒地区空气源热泵供暖期平均运行能效容量配置0 引言空气源热泵按驱动方式分，有电驱动热泵（EHP）、燃气发动机驱动热泵（GHP）和用热能驱动的吸收式热泵（AHP）等。

不同类型的空气源热泵，其供热量的50～80%取自于室外低温空气，属于可再生能源应用方式，从长远来看，是一种前景十分广阔的供热应用方式。

然而，随着室外气温的降低，空气源热泵的制热量和运行能效呈下降趋势，在严寒地区的应用需要考虑供暖的可靠性和经济性。

鉴于目前电驱动风冷空气源热泵的经济性较好，有可能在严寒地区有较为广泛的应用，因此本文仅针对电驱动风冷空气源热泵（以下简称为“空气源热泵”）进行应用和能耗分析。

近年来，对于提高空气源热泵低温适用性的研究备受学者、厂家的关注，我国不少空调厂家已研发出适用于低温环境的空气源热泵，为严寒地区的应用打开了局面。

某些严寒地区，供暖期内室外气温高于-15℃的时数占绝大多数，在这些时数里空气源热泵可处于较高能效的运行状态，供暖的节能效果可充分体现；室外气温低于-15℃的时数占少数，这些时数里空气源热泵处于较低能效的运行状态，供暖的经济性有所下降。

随着增压循环或准双级压缩技术的应用以及除霜技术的改进［1］，空气源热泵机组在低温*王绍瑞，男，1963年10月生，大学，提高待遇高级工程师830002 新疆乌鲁木齐市光明路125号（0991）8869192-2185Email：*****************环境下制热的能效和可靠性均有显著的提高。

超低温空气源热泵超低温空气源热泵是一种高效的取暖和制冷设备，可以在极低温环境下运行并提供稳定的热量。

本文将介绍超低温空气源热泵的原理、工作过程以及其在不同领域的应用。

一、超低温空气源热泵的原理超低温空气源热泵的原理与常规空气源热泵相似，都是利用空气中的热量来产生供暖或制冷效果。

但超低温空气源热泵具有更强的适应能力，在极寒的冬季环境下仍然能够提供稳定的热量。

超低温空气源热泵通过空气源换热器从室外的低温空气中吸收热量，并利用压缩机将低温低压的制冷剂压缩成高温高压的气体。

然后，制冷剂在室内的换热器中释放热量，使室内温度升高。

这个过程类似于常规空气源热泵的工作原理，但超低温空气源热泵能够在更低的环境温度下运行。

二、超低温空气源热泵的工作过程超低温空气源热泵的工作过程可分为蒸发、压缩、冷凝和膨胀四个主要阶段。

1. 蒸发阶段：在室外的空气源换热器中，制冷剂低温低压状态下与环境中的低温空气接触，吸收热量并蒸发成低温低压的蒸气。

2. 压缩阶段：经过蒸发过程后，低温低压的蒸气进入压缩机，通过机械压缩成为高温高压的气体。

这个过程需要耗费一定的能量。

3. 冷凝阶段：从压缩机中出来的高温高压气体进入室内的换热器，释放热量给室内环境，同时气体冷却成高温高压的液体。

4. 膨胀阶段：高温高压的液体通过膨胀阀进入室外的膨胀装置，由于减压作用，液体迅速成为低温低压的液体。

这个过程使得制冷剂能够吸收更多热量回到蒸发器中，进行下一轮循环。

超低温空气源热泵通过这样的循环作用，不断吸收和释放热量，从而提供室内的舒适温度。

三、超低温空气源热泵在不同领域的应用超低温空气源热泵的高效性和适应能力使得它在许多领域都有广泛的应用。

1. 居住建筑：超低温空气源热泵适用于各种类型的住宅建筑，无论是单户还是多户住宅。

它能够在严寒的冬季提供舒适的取暖效果，并且在夏季可以用来制冷。

2. 商业建筑：超低温空气源热泵也广泛应用于商业建筑，如办公楼、商场、酒店等。