[打印] [關閉] 發(fā)布時間：[2010-01-11 00:00]

1、技術背景
　　1.1建筑物供熱及空調的節(jié)能問題亟待解決

　　隨著國民經(jīng)濟迅速發(fā)展和人民生活水平的提高，采暖、空調、生活熱水等的能源需求越來越大，是一般

民用建筑物能源消費的主要部分。在發(fā)達城市，夏季空調、冬季采暖與供熱所消耗的能量已占建筑物總能耗

的40-50%。特別是冬季采暖用的燃煤鍋爐、燃油鍋爐的大量使用，給大氣環(huán)境造成了極大的污染。因此，建

筑物污染控制和節(jié)能已是國民經(jīng)濟發(fā)展的一個重大問題。

　　1.2環(huán)保節(jié)能空氣源熱泵技術應用前景廣闊

　　空氣源熱泵是由壓縮機換熱器節(jié)流器吸熱器壓縮機等裝置構成了一個循環(huán)系統(tǒng)。冷媒在壓縮機的作用下

在系統(tǒng)內循環(huán)流動。它在壓縮機內完成氣態(tài)的升壓升溫過程（溫度高達100℃），它進入換熱器后釋放出高溫

熱量加熱水，同時自己被冷卻并轉化為流液態(tài)，當它運行到吸熱器后，液態(tài)迅速吸熱蒸發(fā)再次轉化為氣態(tài)，

同時溫度下降至零下20℃30℃，這時吸熱器周邊的空氣就會源源不斷地將低溫熱量傳遞給冷媒。冷媒不斷地

循環(huán)就實現(xiàn)了空氣中的低溫熱量轉變?yōu)楦邷責崃坎⒓訜崂渌^程。

　　從上面可以得知,空氣源熱泵是以空氣中熱量為能源的,只要空氣中有足夠的熱量,它就吸收能量而產(chǎn)生熱

水。因而空氣源熱泵它使用不受陰天下雨白天黑夜的影響，而且在使用時，不象化石燃料在獲取能源和產(chǎn)生

電力的同時，向環(huán)境排放大量的燃燒產(chǎn)物，如CO2、SO2、NOx、粉塵等，對環(huán)境造成嚴重的污染，引起溫室效

應、酸雨、土地沙漠化等災害，也嚴重影響了人們的身心健康。

　　因此空氣源熱泵的使用是替代傳統(tǒng)的制冷機+鍋爐的建筑物空調、采暖、供熱模式，是改善城市大氣環(huán)境

、節(jié)約能源的一條有效途徑。也是我國節(jié)能產(chǎn)品能利用一個新的發(fā)展方向。

　　1.3普通地源熱泵設備難以滿足市場需求

　　我國幅員遼闊，氣候多樣，因建筑物的地理位置功能等不同，采暖空調及熱水系統(tǒng)形式亦各不相同。并

且隨著人們對環(huán)保和能源問題的重視，大量原有使用燃油、燃煤、燃氣等鍋爐設備需要改造。而一些新上馬

供熱系統(tǒng)工程，也主動尋找一些節(jié)能、安全、無污染的加熱設備安裝。

　　目前，空氣源熱泵技術作為供熱設備行業(yè)的一個熱點，空氣源熱泵各類產(chǎn)品層出不窮。短短幾年時間，

在我國的空調市場上已經(jīng)有數(shù)百家國內外企業(yè)加入空氣源熱泵產(chǎn)品的生產(chǎn)銷售競爭之中。但是，由于壓縮式

制冷技術在工質和冷凝溫度等的局限性，空氣源熱泵在制熱工況下的出水溫度一般最高只能達到55℃左右。

這對于原來使用燃油、燃煤、燃氣等鍋爐設備高溫用水的工程的改造以及一些特殊的行業(yè)（特別是工業(yè)上的

如食品、電鍍、化工、屠宰等行業(yè)）需要高溫熱水作為生產(chǎn)資源的工程項目。55℃的供水溫度已經(jīng)不能或不

完全能滿足系統(tǒng)的使用要求，從而限制了空氣源熱泵這一經(jīng)濟節(jié)能的技術的推廣應用。

　　高溫空氣源熱泵技術正是在這一背景下應運而生，最高可達85℃的供熱出水溫度大大的拓展了空氣源熱

泵技術的應用范圍。

　　2、高溫空氣源熱泵技術

　　2.1高溫空氣源熱泵的概念

　　高溫空氣源熱泵的“高溫”是相對于目前占市場主導地位的最高熱水出水溫度在55℃以下的空氣源熱泵

產(chǎn)品而言，一般指環(huán)境溫度在10-15℃以上時，供熱溫度在60℃以上的產(chǎn)品，正常運行出水溫度范圍在6075℃

，最高可達85℃。可以滿足大部分生活及工業(yè)熱水系統(tǒng)的水溫要求。雖然在供熱出水溫度上只有十幾度的提

高，但對于熱泵技術來說卻是一個極大的突破，一般的空氣源熱泵機組在該工況下，性能會極大衰減甚至無

法運行，因此高溫熱泵產(chǎn)品對設備零部件的選擇和制冷劑的使用都有很高的要求，產(chǎn)品的研發(fā)和設計方面的

成本也很高。目前國內市常上擁有合格高溫熱泵技術和產(chǎn)品的企業(yè)寥寥無幾。

　　2.2高溫地源熱泵的幾個關鍵技術

　　相對于輸出溫度55℃以下的空氣源熱泵技術，高溫空氣源熱泵在不改變設備運行環(huán)境的情況下，熱泵供

熱溫度達到60℃以上，并保持較高的運行效率和穩(wěn)定的運行狀態(tài)，一般需要解決如下幾個關鍵技術。

　?。?）壓縮機的選擇：目前熱泵設備常用壓縮機類型主要有螺桿壓縮機、全封閉渦旋壓縮機與半封閉活塞

壓縮機等，經(jīng)過對不同類型壓縮機工作特性進行比較研究，目前高溫空氣熱泵設備一般選用美國品牌3T工況

谷輪全封閉渦旋壓縮機。

　?。?）工質的選擇：為保證高溫熱泵設備在穩(wěn)定的可允許的工作壓力下運用，采用特殊的制冷劑為工質，

換熱效率高并對環(huán)境無污染，對臭氧層無破壞作用；

　?。?）氟路系統(tǒng)控制的優(yōu)化：保證整體機組的長時間高溫穩(wěn)定運行和使用壽命，并可根據(jù)環(huán)境溫度和出水

溫度，自動調節(jié)高溫空氣熱泵設備運行工作狀態(tài)和條件。

　　2.3高溫空氣源熱泵技術優(yōu)勢

　　商用和民用熱泵技術在國外已相當普及，以其高效、節(jié)能、環(huán)保、利用可再生資源等眾多眾所周知的優(yōu)

勢在近幾年得到了迅速的發(fā)展。目前市場上的熱泵設備主要低溫熱泵為主，熱泵的輸出溫度低于55℃，其主

要缺點是出水溫度低，受到地區(qū)性和項目使用特性的限制，使用范圍不廣，高溫空氣源熱泵技術在這方面取

得了一定的突破，其主要表現(xiàn)在于：

　　（1）輸出熱水溫度高：最高輸出熱水溫度為85℃。我國目前正在對城市燃煤采暖系統(tǒng)進行改造，為了適

應原采暖系統(tǒng)的室內末端設備，必須有較高的熱水溫度，高溫熱泵就具有這一特性；

　?。?）運行費用低。采用高溫空氣源熱泵設備，在20℃環(huán)境溫度下，產(chǎn)生75℃熱水，其費用只是電加熱的

40%，是燃油（氣）的60%。

　?。?）采用專用制冷劑，換熱效率高并對環(huán)境沒有污染，綠色環(huán)保。

　　2.4高溫熱泵技術現(xiàn)狀和前景

　　目前，國內外的熱泵產(chǎn)品主要以空氣源熱泵和水源熱泵為主，輸出溫度大于60℃，高溫空氣源熱泵在國

內只有少數(shù)幾個單位在研制生產(chǎn)，如順德科創(chuàng)達冷熱設備制造有限公司等，順德科創(chuàng)達冷熱設備制造有限公

司于2005年初率先推出了最高出水溫度可達85℃的高溫空氣源熱泵機組。并在近幾年里在深圳、東莞、惠州

等地已成功安裝了多項工程，涉及電鍍、干燥、化工等多個行業(yè)，取得了良好的運行效果。

　　3、高溫空氣源熱泵技術的應用

　　3.1高溫空氣源熱泵系統(tǒng)的應用形式

　　高溫空氣源熱泵技術作為一種高效、環(huán)保、節(jié)能的供熱制冷技術可以應用于所有的采暖空調和熱水供應

系統(tǒng)，并可以和其它新能源技術有機結合，提高綜合利用效率。目前，高溫空氣源熱泵在工程中的實際應用

主要有如下幾種形式。

　?。?）燃煤或燃油（氣）鍋爐改造。直接替代供熱鍋爐，具有占地少，工程量小，環(huán)保，安全，運行費用

低等優(yōu)勢，可以直接接駁散熱其采暖系統(tǒng)而不需要改造末端系統(tǒng)，雖然一次投資高于普通供熱鍋爐，但因其

運行費用僅相當于燃煤鍋爐的60%，其增加的投資可以在3-5年內收回；

　?。?）在一些特殊工業(yè)行業(yè)中的需用熱水溫度60℃以上的生產(chǎn)用水。如電鍍業(yè)，化工行業(yè)，漂染業(yè)等。

　　（3）與太陽能供熱系統(tǒng)的結合。目前太陽能越來越多的應用到建筑熱水供應和空調采暖系統(tǒng)之中，但是

因為太陽能資源的不穩(wěn)定性，基本上需要常規(guī)能源作為輔助，如采用電鍋爐、染油（氣）鍋爐輔助加熱。將

高溫空氣源熱泵與太陽能結合用于建筑熱水供應和采暖系統(tǒng)，一方面可以節(jié)省大量的能源費用，減少對環(huán)境

的污染，另一方面，對太陽能熱水的溫度要求降低，在滿足供熱溫度的同時極大的提高了太陽能集熱器的吸

熱效率，減少集熱器的投資。

　　隨著新能源利用和節(jié)能建筑技術的進一步推廣，建筑能耗逐漸降低，高溫空氣源熱泵的應用空間將越來

越大，將會出現(xiàn)更多的應用形式。

　　3.2高溫熱泵技術應用實例

　?。?）高溫空氣源熱泵與太陽能等新能源的結合使用。

　　如佛山市科創(chuàng)達冷熱設備制造有限公司在廣州白云區(qū)某化裝品公司安裝的高溫熱水工程。

　　該工程每天需用15噸75℃的熱水,作為化工原料的溶劑使用?；趶V州地區(qū)一年四季日照充足，冬天氣溫

較高的氣候特點，為使達到最佳的節(jié)能效果。采用以太陽能加熱為主，以高溫空氣源熱泵為輔的工程設計方

案。

　　該設計方案配置2000支真空管規(guī)格為φ47×1500mm高效真空太能管，輔以兩臺科創(chuàng)達公司的PAKA-750H（

13P）的高溫空氣源熱泵。當太陽光度不夠，造成太陽能部分的出水溫度達不到75℃，系統(tǒng)就自動啟動高溫熱

泵補充熱量，使水溫達到設計要求的75℃。

　　4、高溫地源熱泵技術的發(fā)展

　　隨著各科研單位對高溫空氣源熱泵研究力度的深入和大量新技術的不斷涌現(xiàn)，高溫空氣源熱泵技術將不

斷發(fā)展，其運行效率、出水溫度、應用范圍將會不斷的改進，滿足各種方面的供熱需求。比如佛山市科創(chuàng)達

冷熱設備制造有限公司目前正在研究出水溫度在85℃以上的，在環(huán)境溫度10-15℃下能效比能達到3.0以上的

高效高溫空氣源熱泵機組。相信在不久的將來，在地源熱泵市場上將會有越來越多的產(chǎn)品供供熱空調設計師

和用戶選擇。