近日,北京市發(fā)展和改革委員會制定了《關(guān)于加強騰退空間和低效樓宇改造利用促進高精尖產(chǎn)業(yè)發(fā)展的工作方案(試行)》,對熱泵行業(yè)來說有個積極的消息:政府要求對老舊廠房改造和產(chǎn)業(yè)園區(qū)進行綠色低碳循環(huán)化改造。請看相關(guān)條款——

老舊廠房改造和產(chǎn)業(yè)園區(qū)內(nèi)配套基礎(chǔ)設(shè)施改造項目,按照固定資產(chǎn)投資總額30%的比例安排市政府固定資產(chǎn)投資補助資金,最高不超過5000萬元。
對于改造升級項目發(fā)生的銀行貸款,可以按照基準利率給予不超過2年的貼息支持,總金額不超過5000萬元。
綠色低碳循環(huán)化改造。對建筑本體、照明、空調(diào)和供熱系統(tǒng)實施節(jié)能低碳改造,使用光伏、熱泵等可再生能源,積極打造超低能耗建筑。
項目改造后綜合節(jié)能率達到15%及以上。具備可再生能源利用條件的項目,應有不少于全部屋面水平投影40%的面積安裝太陽能光伏,供暖采用地源、再生水或空氣源熱泵等方式。
看到這里,不僅讓人思考,為何在2015年之前還相對應用較少的空氣源熱泵供暖,在“綠色低碳改造”中為何能夠被定義為“先進模式”,并迅速成為設(shè)備更新的首要選擇呢?

今天,我們就來聊一聊這個話題。至少從技術(shù)原理、節(jié)能效果、制熱穩(wěn)定性、安裝適應性上,空氣源熱泵都堪稱更加先進的應用模式。
空氣源熱泵在現(xiàn)在的“煤改電”市場已經(jīng)獲得大量的應用,但作為一種新型采暖產(chǎn)品,很多用戶心里都沒底。好不好用?節(jié)不節(jié)能?這些都是他們非常關(guān)注的問題。尤其是空氣源熱泵為什么能做到“一份電可以供三份熱”?難道不符合能量守恒定律嗎?今天我們就來談談熱泵高效的秘密。
空氣源熱泵實質(zhì)上是一種熱量提升裝置,從周圍環(huán)境中吸取熱量,并把它傳遞給被加熱的對象。在工作時,首先是輸入1份電能,驅(qū)動壓縮機做功(這部分電能最終還要轉(zhuǎn)化為熱能),然后從外界環(huán)境溫度中再吸收大量的熱能,通過冷媒循環(huán)系統(tǒng)在冷凝器中進行放熱。正是由于“能量守恒定律”的存在,輸入壓縮機的這1份電能總是能轉(zhuǎn)化成為1份熱能,而從外界環(huán)境中吸取的大量熱能就成了額外的收獲啦。也就是說,真正把水加熱的主要力量,不是輸入的那1份電能,而是空氣中免費的“熱量”。

上表是業(yè)內(nèi)某企業(yè)30p低溫采暖機的“全天候性能曲線圖”,表中“能效比”,即俗稱的cop,實際就是熱泵系統(tǒng)所能實現(xiàn)的制熱量和輸入功率的比值,在相同的工況下,其比值越大說明這個熱泵系統(tǒng)的效率越高越節(jié)能。
該機組在2℃環(huán)境溫度下,出水45℃,cop為3.23,也就是說輸入一份電能,得到了3.23份的熱量。即便是在比較冷的-12℃的環(huán)境溫度下,cop既然達到了2.35。遠遠大過直接電采暖,節(jié)能效果非常顯著。所以說“空氣源熱泵一份電可以供三份熱,效率更高”空氣源熱泵采暖產(chǎn)品的初投資確實要比電暖氣高的多,但運行費用也要低的多,舒適性也更好,還安全。至于采暖費多少,這個是由很多因素決定的。比如說,房子的保溫狀況,保溫好的肯定運行費用要低,節(jié)能建筑和非節(jié)能建筑,在計算熱負荷時甚至有50%的差異。另外還跟溫度設(shè)置的高低、使用習慣、系統(tǒng)設(shè)計等很多方面都有關(guān)系。26℃的室溫和18℃的室溫,運行費用可能差別很大。根據(jù)測試,室溫每升高1℃,能耗都有10%左右的提升。所以,用戶如果想要更省電,最好在滿足溫度的需求下,把水溫調(diào)低一點。

關(guān)于空氣源熱泵供暖的運行費用,根據(jù)上圖清華大學對北京80平方米典型農(nóng)宅進行采暖能耗的試驗和研究,在維持室溫16攝氏度左右的條件下,可以知道——
一個供暖季采用散煤采暖爐的費用為2718元,型煤的采暖支出為1737元,壁掛爐的采暖支出為1967元,熱風型空氣源熱泵的采暖支出為880元,熱水型的空氣源熱泵的采暖支出為1178元,而太陽能熱水+熱水型空氣源熱泵結(jié)合后,費用更是低至799元。
雖然南北方維護結(jié)構(gòu)的差異、室外溫度及相對濕度的差異、居住者習慣、化霜控制等對于機組運行經(jīng)濟性有很大影響,根據(jù)測試結(jié)果,空氣源熱泵比燃氣壁掛爐和電供暖供熱經(jīng)濟節(jié)能,比其他熱源要節(jié)省15%-70%的運行費用,不論是從替代燃煤鍋爐集中供暖還是獨立用戶供暖角度來講,都是節(jié)能環(huán)保的優(yōu)選方案。空氣源熱泵能夠制熱,靠的是壓縮機做功和冷媒“搬運”熱量。這個問題我們需要重點說說“冷媒”和“壓縮機”。先說冷媒。熱泵要想從空氣源中吸熱,必須蒸發(fā)器內(nèi)部溫度要低于室外溫度,因為熱量都是高溫向低溫傳輸?shù)?,所以蒸發(fā)溫度越低,就可以在更低的工況下工作。也就是“只要有溫差,就能吸熱”。

比較常見的冷媒,采用r22冷媒的熱泵產(chǎn)品可從-25℃以上的環(huán)境中吸熱(不是說采用r22冷媒的產(chǎn)品可以在-25℃以上的環(huán)境工作,還跟壓縮機有關(guān)),而r410a的蒸發(fā)溫度要更低,可以達到-30℃。其次,決定低溫熱泵采暖產(chǎn)品的工作范圍的,還有個核心部件是壓縮機,因為要讓熱泵產(chǎn)品在更低環(huán)境下正常運行,還要解決壓縮比過大、排氣溫度高導致的制熱不足等問題。近年來,隨著搭載了噴氣增焓技術(shù)、變頻技術(shù)的熱泵專用壓縮機開始普及,空氣源熱泵采暖在我國寒冷地區(qū)和大部分嚴寒地區(qū)的應用早就沒問題了。

業(yè)內(nèi)很多搭載了變頻+噴氣增焓兩大技術(shù)的“超低溫采暖空氣源熱泵”,采用r410a環(huán)保冷媒,不僅可以-25℃穩(wěn)定運行,最大的特點是在-12℃工況下,可以實現(xiàn)100%制熱能力不衰減。這樣一來,哪怕遇到極端溫度,也不會影響到用戶對采暖溫度的需求,室內(nèi)溫度波動較小。所以,網(wǎng)上那些攻擊空氣源熱泵產(chǎn)品,說熱泵采暖產(chǎn)品只能在南方用,北方不好用的,要么就是用老眼光在看問題,或者是人云亦云,還有的就是抱有特殊的目的。利用空氣源熱泵為建筑進行集中供暖,不管是新建還是“煤改電”后的二次改造建筑,都有很大優(yōu)勢。它沒有集中供熱系統(tǒng)所必須具備的熱源廠、一次網(wǎng)、換熱站、二次網(wǎng)、用戶散熱設(shè)施等環(huán)節(jié),接電就可以供暖,使用功率分配系統(tǒng),可有效的避免電力增容。與城市熱力管網(wǎng)相比,省去開挖道路,鋪設(shè)熱力管道的巨額投資,省時、省錢。系統(tǒng)可放置于樓頂平臺或地下室,利用了閑置空間,無需占用城市寶貴的土地空間,為用戶創(chuàng)造效益。空氣源熱泵熱力供暖中心可采用ppp模式建設(shè),投資方和用能方、建設(shè)維護方三者合作,純市場化手段操作,不增加政府任何資金負擔。推動清潔取暖大方向是肯定的,但在實現(xiàn)路徑上,要認真看待。天然氣是一種高品質(zhì)能源,潛力很優(yōu),若只將其提高幾十度用來采暖,是資源的浪費。對于電采暖,直接電直熱是高能耗、高污染的方式,且初投資高,電網(wǎng)增容必不可少??諝庠礋岜眠m應性最廣。只要依當?shù)貤l件而定,不盲目發(fā)展,空氣源熱泵一定能夠為國家的北方清潔供暖大計,提供越來越多的堅實支持。