空气源热泵的适用条件与局限性分析 | 采暖度日数与气候区划指南

空气是热泵空调的主要低位热源之一。

空气源热泵装置的安装和使用也比较方便，目前的产品主要是家用热泵空调器、商用单元式热泵空调机组和风冷热泵冷热水机组。用空气作为热泵装置的低位热源时也可利用来自建筑物内部排出的热空气。当建筑物内某些生产、照明设备的散热量较多，具有足够的发热量需排除时，此时可将这些热量作为热泵的低位热源加以利用。这样不仅可以减少加热新风的热负荷，同时与采用室外空气作为低位热源相比还能提高制热系数。

1 适用条件

在暖通空调工程中，常用“采暖度日”(HeatingDegree Day，HDD)数来反映该地区冬季供暖的需求。采暖度日(HDD)是采暖期间室温与室外空气日平均温度之差的累计值。日本学者曾提出，当采暖度日数<3000时在工程中采用空气源热泵是可行的。

严寒和寒冷地区居住建筑节能设计气候子区

我国除寒冷地带以外，很大一部分地区的大气温度是可以满足热泵制热工况的要求的。根据《建筑气候区划标准》(CB50178-1993)，全国分为7个一级区，我国的建筑气候区划图如图1所示。Ⅱ区的气候特点是冬季气温较低但是空气干燥，1月平均气温为-10~0℃，年平均气温低于5℃的日数为90~145d;在采暖期里白天气温高于-3℃的时数占很大的比例，最冷月室外相对湿度范围为45%~65%，空气源热泵的结霜现象又不太严重，有利于空气源热泵机组安全可靠地运行。Ⅲ区是我国夏热冬冷地区，夏季闷热，7月平均气温为25~30℃，年日平均气温大于25℃的日数为40~110d;冬季湿冷，1月平均气温为0~10℃，年平均气温低于5℃的日数为0~90d。V区1月平均气温为0~13℃，年平均气温低于5℃的日数为0~90d。在亚区和V区以室外空气作为热泵的低位热源是合理且可行的。近年来的热泵应用情况证明，在这些地区选用空气源热泵供冷、供暖是较为合适的选择。

2 空气源热泵局限性

1)要考虑补充热源的问题。当室外温度降低时，建筑物空调热负荷会随大气温度的降低而增加，但热泵的制热系数却相反地随着大气温度的降低而下降，热泵的供热能力就降低。为了弥补热泵的这种供需不平衡现象，需要用其他辅助热源补充加热量。

2)要解决除霜问题。冬季空气温度很低时，空气源热泵的室外换热器表面温度低于0℃且低于空气的露点温度时，空气中的水分就会在换热器表面凝结成霜，致使空气源热泵的制热系数和运行的可靠性降低。空气源热泵需要定期除霜，这不仅消耗大量的能量而且影响空调系统正常运行。

3)要注意噪声问题。由于空气的比热容小，为获得足够的热量，其室外蒸发器所需的风量较大，因而风机的容量增大，致使空气源热泵装置的噪声较大。

4)要防止材料被腐蚀问题。在沿海地区使用的热泵，其室外换热器的肋片选材以铜片为好，并应做专门的耐蚀镀层，以减少含有腐蚀性成分的空气造成的损害。