摘要：有的朋友看到這個命題可能會很奇怪， 我覺得也是……直到從新的角度審視地暖。 要知道， 我們的集中供熱是跟前蘇聯學的，
關鍵字：熱源；末端；空氣源熱泵
空氣源熱泵作為一種靈活高效的熱源， 在南方供暖和北方“煤改電”領域中得到了廣泛應用， 本篇專題就給朋友們介紹一些這方面的資料。
安安首先說說環境溫度、熱水出水溫度對機組性能的影響。
以普通熱泵機組為例， 其名義制熱量的工況為：環境溫度下的空氣幹球溫度為7℃， 濕球溫度為6℃， 進水溫度為40℃， 出水溫度為45℃， 冷凝器側的污垢係數為0.086m2·℃/kW。 實際使用中，
圖1 熱泵型機組的制熱量、功耗與環境溫度和熱水出水溫度的關係
圖2 熱泵型機組製冷量、功耗與環境溫度和冷水出水溫度的關係
由圖1、圖2可以看出：
1、空氣源熱泵冷熱水機組的制熱量隨著熱水出水溫度的升高而減少， 隨著環境溫度的降低而減少。
2、當環境溫度降低至0℃左右時， 空氣側換熱器表面結霜加速， 蒸發溫度下降速率增加， 機組制熱量下降加劇。 同時， 必須進行週期性地除霜， 機組才能正常工作。 因此必須考慮實際運行溫度和融霜修正。
請朋友們注意， 廠家樣本標注的額定制熱量， 只是特定工況的參數。 實際運行時工況下的制熱能力， 是隨著室外溫度的變化而即時變化的。 當接近極端天氣的時候， 其實際制熱量會遠遠低於額定產熱量。
3、機組在制熱工況下的輸入功率， 隨水溫的升高而升高， 隨環境溫度的降低而減少。 當環境溫度降低時， 系統中的蒸發溫度降低， 使壓縮機製冷劑流量減小， 特別是環境溫度低於0℃以下時， 由於空氣側換熱器的結霜， 傳熱溫差增大， 此時流量減小更快， 使壓縮機相應的輸入功率減小。
接下來讓我們看一下空氣源熱泵的一些相關規定：
1、具有先進可靠的融霜控制， 融霜時間總和不應超過運行週期時間的20%，
機組在冬季制熱運行時， 室外空氣側換熱盤管低於露點溫度時， 換熱翅片上就會結霜， 會大大降低機組運行效率， 嚴重時無法運行， 為此必須除霜。
除霜的方法有很多， 最佳除霜控制應判斷正確、除霜時間短、融霜修正係數高。
2、冬季設計工況時， 機組性能係數（COP）中， 冷熱風機組不應小於1.8， 冷熱水機組不應小於2.0。
空氣源熱泵的最低環境溫度有-7℃、-10℃、-15℃等， 適用於不同地區的不同要求。
室外計算幹球溫度低於-10℃的地區， 應採用低溫空氣源熱泵機組。 冬季設計工況下的機組性能係數是指冬季室外空調計算溫度下， 達到設計需求參數時機組供熱量（W）與機組輸入功率（W）的比值。
空氣源熱泵機組比較適合於不具備集中供熱條件的夏熱冬冷地區。
對於冬季寒冷、潮濕的地區使用時必須考慮機組的經濟性和可靠性。室外溫度過低會降低機組的制熱量，室外空氣過於潮濕使得融霜時間過長，同樣會降低機組的有效制熱量，因此我們必須計算冬季設計狀態下機組的COP，當熱泵機組失去節能優勢時就不宜採用。
3、冬季寒冷、潮濕的地區，當室外設計溫度低於當地平衡點溫度，或著對於室內溫度穩定性有較高要求的空調系統，則應該設置輔助熱源。
空氣源熱泵機組的供熱量隨著環境空氣溫度的降低而減少，但此時建築物的供暖負荷卻在增大。當供熱量小於熱負荷時，兩者之間的差值即為所需的輔助加熱量。
輔助加熱量可通過繪製熱泵機組供熱特徵曲線與建築物熱負荷特徵曲線來確定。
圖3 空氣源熱泵機組的制熱量和建築物熱負荷與室外溫度的關係
圖3為空氣源熱泵機組制熱量和建築物熱負荷與室外溫度的關係圖。
該圖以室外溫度為橫坐標，以機組制熱量與建築物供暖熱負荷為縱坐標。
根據不同的室外溫度，可得出與該溫度相對應的機組制熱量和建築物的供暖熱負荷，連接各點即可分別得出圖中所示AB和CD兩線。
圖中：
AB為建築物的供暖熱負荷曲線；
CD為熱泵機組的制熱量曲線；
AB和CD線的交點O，稱為平衡溫度點。
在此溫度下，熱泵機組的供熱量等於建築物的耗熱量。
當環境溫度高於平衡溫度點時，熱泵供熱量有餘。當環境溫度低於平衡溫度點時，熱泵供熱量不足，不足的部分通常應由輔助加熱設備提供。
輔助加熱設備的熱源可以是電、蒸汽或熱水等，其中最常用的為電加熱，一般都設在供水側。
電加熱宜分檔設置，按室外環境溫度低於平衡點的不同幅度自動調節。
4、對於同時供冷、供熱的建築宜選用熱回收式熱泵機組。
帶有熱回收功能的空氣源熱泵機組可以把原來排放到大氣中的熱量加以回收利用，提高了能源效率，因此對於同時供熱、製冷的建築應優先選用。
5、戶式供暖系統熱負荷計算時，宜考慮生活習慣、建築特點、間歇運行等因素從而進行附加。
一般來說，生活在美麗鄉村的村民、南方居民，室內16℃～18℃，達到國家規定的供暖基礎溫度就可以了，因為他們習慣在室內穿得比較多。
而一些在北方城市生活的朋友，室內習慣了24℃～26℃，一般在室內穿得比較少。
安安曾經遇到過這樣的一位老師，其多次投訴室內溫度低，甲方、設計院、施工方一起來到現場，經實測溫度為25℃，於是我們設計院的人“扭頭就走”。
6、戶式空氣源熱泵供暖系統應設置獨立供電回路，其化霜水應集中排放。
在供暖期間，為了保證熱泵供暖系統的設備能夠正常啟動，壓縮機應保持預熱狀態，因此熱泵供暖系統必須持續供電。
當然了，安安要提醒大家，若與其他電氣設備共用回路時，當關閉其他電氣設備電源的同時，也將使得熱泵供暖系統斷電，從而無法保證壓縮機的預熱，故應將系統的供電回路與其他電氣分開。
在供暖期間，當室外溫度較低時，若熱泵長時間不使用，系統的水回路易發生凍裂現象，因此系統水泵（一般按熱泵機組一對一設置）會不定期進行防凍保護運轉，同樣也需要持續供電。
熱泵系統在供暖運行時會有除霜運轉，產生化霜水，為了避免化霜水的無組織排放，對周圍環境及鄰里關係造成影響，應採取一定的措施，如在設備下方設置積水盤，收集化霜水後集中排放至地漏或建築集中排水管。
7、戶式供暖系統的供回水溫度、迴圈水泵應與末端散熱設備相匹配。
熱泵系統可根據供水溫度分為低溫型（出水溫度小於等於55℃）及高溫型（出水溫度小於等於85℃）。需根據連接的具體末端形式的（如地暖、散熱器等）供水溫度要求，選擇適宜的熱泵供暖設備。
8、戶式供暖系統應具有防凍保護及室溫調控功能，並應設置排氣、泄水裝置。
防凍保護可以採用防凍液等措施，以免在停暖或者停電時凍壞供暖設備。
室溫調控可以自動維持室溫相對穩定，避免溫度較高，從而節約運行費。
前文提到，空氣源熱泵作為一種靈活高效的熱源，在南方供暖和北方“煤改電”領域中得到了廣泛應用。而空氣源熱泵室外機的設置，則應注意以下問題：
1、佈置熱泵機組時，必須充分考慮周圍環境對機組進風與排風的影響，以確保進風順暢，排風不受阻礙，並防止進、排風氣流產生短路，避免建築物高溫高濕地排氣。
2、機組進風口處的氣流速度宜控制在1.5m/s～2.0m/s，排風口的排氣速度不宜小於7m/s，進、排風口之間的距離應盡可能大。
3、應優先選用雜訊低、振動小的機組，應注意防止雜訊對環境的影響，必要時應採取降低雜訊措施：
1）就機組整體的噪音而言，由低速風機（如720r/min）和全封閉型壓縮機或帶隔音箱的螺杆型壓縮機配置成的機組噪音最低。
2）熱泵機組設計或安裝時，應注意做好機組隔振，避免通過建築的圍護結構如牆、樓板等固體傳聲。
3）安裝在樓面上的機組，不應直接固定在屋面上，宜在屋面上設置與柱子相連且架空在屋面上的鋼樑或鋼筋混凝土梁，保持機組荷載由承載屋面的鋼筋混凝土柱或牆來承擔。
4）在機組與支撐梁之間應設置減震橡膠墊或者彈簧減震器。機組與水管的連接處，應採取如裝置雙節型橡膠接頭或金屬軟管等減震措施。
4、為防止回流及機組運行不佳，機組之間及機組與牆之間的淨距離應滿足設備廠商的要求，如無數據時可參照以下要求：
1）機組的進風側與建築側牆面間距應大於等於1.5m。
2）機組的控制櫃面與建築側牆面間距應大於等於1.2m。
3）機組頂部淨空應大於等於15m。
4）兩台機組之間的距離應大於等於2m。
5）兩台機組進風側之間的距離應大於等於3m。
6）機組周圍只允許一面牆面的高度高於機組高度。
5、多台機組分組前後佈置時，應避免位於主導風上游的機組排出的冷/熱氣流對下游機組吸氣的影響。
6、機組的排風出口前方，不應有任何受限，以確保射流能充分擴展。
7、安裝機組的支架應穩固，不允許存在安全隱患；機組的設置應滿足能方便地對室外機的換熱器進行清掃的要求。
8、熱泵基礎的高度一般應大於300mm，佈置在可能有積雪的地方時，基礎高度需加高。
9、當條件受限，機組必須裝置在建築物內時，宜採用下列方式：
1）將設備層在高度方向上分隔成上、下兩層，機組佈置在下層，機組的排風通過風管排至上層，在上、下兩層的外牆上設置進、排風百葉窗。此外，應注意避免進、排風短路。
2）將機組佈置在該層內，該層四周的外牆上設有進風百葉窗，而機組的排風通過管道或加裝軸流風機排至室外。
參閱資料
[1]《民用建築供暖通風與空氣調節設計規範》（GB 50736-2012）
[2]《輻射供暖供冷技術規程》（JGJ 142-2012）
[3]《蒸氣壓縮迴圈冷水(熱泵)機組》（GB/T 18430.2-2008）第2部分：戶用和類似用途的冷水（熱泵）機組
[4]《低環境溫度空氣源熱泵(冷水)機組》（GB/T 25127.2-2010）第2部分：戶用及類似用途的熱泵(冷水)機組
對於冬季寒冷、潮濕的地區使用時必須考慮機組的經濟性和可靠性。室外溫度過低會降低機組的制熱量，室外空氣過於潮濕使得融霜時間過長，同樣會降低機組的有效制熱量，因此我們必須計算冬季設計狀態下機組的COP，當熱泵機組失去節能優勢時就不宜採用。
3、冬季寒冷、潮濕的地區，當室外設計溫度低於當地平衡點溫度，或著對於室內溫度穩定性有較高要求的空調系統，則應該設置輔助熱源。
空氣源熱泵機組的供熱量隨著環境空氣溫度的降低而減少，但此時建築物的供暖負荷卻在增大。當供熱量小於熱負荷時，兩者之間的差值即為所需的輔助加熱量。
輔助加熱量可通過繪製熱泵機組供熱特徵曲線與建築物熱負荷特徵曲線來確定。
圖3 空氣源熱泵機組的制熱量和建築物熱負荷與室外溫度的關係
圖3為空氣源熱泵機組制熱量和建築物熱負荷與室外溫度的關係圖。
該圖以室外溫度為橫坐標，以機組制熱量與建築物供暖熱負荷為縱坐標。
根據不同的室外溫度，可得出與該溫度相對應的機組制熱量和建築物的供暖熱負荷，連接各點即可分別得出圖中所示AB和CD兩線。
圖中：
AB為建築物的供暖熱負荷曲線；
CD為熱泵機組的制熱量曲線；
AB和CD線的交點O，稱為平衡溫度點。
在此溫度下，熱泵機組的供熱量等於建築物的耗熱量。
當環境溫度高於平衡溫度點時，熱泵供熱量有餘。當環境溫度低於平衡溫度點時，熱泵供熱量不足，不足的部分通常應由輔助加熱設備提供。
輔助加熱設備的熱源可以是電、蒸汽或熱水等，其中最常用的為電加熱，一般都設在供水側。
電加熱宜分檔設置，按室外環境溫度低於平衡點的不同幅度自動調節。
4、對於同時供冷、供熱的建築宜選用熱回收式熱泵機組。
帶有熱回收功能的空氣源熱泵機組可以把原來排放到大氣中的熱量加以回收利用，提高了能源效率，因此對於同時供熱、製冷的建築應優先選用。
5、戶式供暖系統熱負荷計算時，宜考慮生活習慣、建築特點、間歇運行等因素從而進行附加。
一般來說，生活在美麗鄉村的村民、南方居民，室內16℃～18℃，達到國家規定的供暖基礎溫度就可以了，因為他們習慣在室內穿得比較多。
而一些在北方城市生活的朋友，室內習慣了24℃～26℃，一般在室內穿得比較少。
安安曾經遇到過這樣的一位老師，其多次投訴室內溫度低，甲方、設計院、施工方一起來到現場，經實測溫度為25℃，於是我們設計院的人“扭頭就走”。
6、戶式空氣源熱泵供暖系統應設置獨立供電回路，其化霜水應集中排放。
在供暖期間，為了保證熱泵供暖系統的設備能夠正常啟動，壓縮機應保持預熱狀態，因此熱泵供暖系統必須持續供電。
當然了，安安要提醒大家，若與其他電氣設備共用回路時，當關閉其他電氣設備電源的同時，也將使得熱泵供暖系統斷電，從而無法保證壓縮機的預熱，故應將系統的供電回路與其他電氣分開。
在供暖期間，當室外溫度較低時，若熱泵長時間不使用，系統的水回路易發生凍裂現象，因此系統水泵（一般按熱泵機組一對一設置）會不定期進行防凍保護運轉，同樣也需要持續供電。
熱泵系統在供暖運行時會有除霜運轉，產生化霜水，為了避免化霜水的無組織排放，對周圍環境及鄰里關係造成影響，應採取一定的措施，如在設備下方設置積水盤，收集化霜水後集中排放至地漏或建築集中排水管。
7、戶式供暖系統的供回水溫度、迴圈水泵應與末端散熱設備相匹配。
熱泵系統可根據供水溫度分為低溫型（出水溫度小於等於55℃）及高溫型（出水溫度小於等於85℃）。需根據連接的具體末端形式的（如地暖、散熱器等）供水溫度要求，選擇適宜的熱泵供暖設備。
8、戶式供暖系統應具有防凍保護及室溫調控功能，並應設置排氣、泄水裝置。
防凍保護可以採用防凍液等措施，以免在停暖或者停電時凍壞供暖設備。
室溫調控可以自動維持室溫相對穩定，避免溫度較高，從而節約運行費。
前文提到，空氣源熱泵作為一種靈活高效的熱源，在南方供暖和北方“煤改電”領域中得到了廣泛應用。而空氣源熱泵室外機的設置，則應注意以下問題：
1、佈置熱泵機組時，必須充分考慮周圍環境對機組進風與排風的影響，以確保進風順暢，排風不受阻礙，並防止進、排風氣流產生短路，避免建築物高溫高濕地排氣。
2、機組進風口處的氣流速度宜控制在1.5m/s～2.0m/s，排風口的排氣速度不宜小於7m/s，進、排風口之間的距離應盡可能大。
3、應優先選用雜訊低、振動小的機組，應注意防止雜訊對環境的影響，必要時應採取降低雜訊措施：
1）就機組整體的噪音而言，由低速風機（如720r/min）和全封閉型壓縮機或帶隔音箱的螺杆型壓縮機配置成的機組噪音最低。
2）熱泵機組設計或安裝時，應注意做好機組隔振，避免通過建築的圍護結構如牆、樓板等固體傳聲。
3）安裝在樓面上的機組，不應直接固定在屋面上，宜在屋面上設置與柱子相連且架空在屋面上的鋼樑或鋼筋混凝土梁，保持機組荷載由承載屋面的鋼筋混凝土柱或牆來承擔。
4）在機組與支撐梁之間應設置減震橡膠墊或者彈簧減震器。機組與水管的連接處，應採取如裝置雙節型橡膠接頭或金屬軟管等減震措施。
4、為防止回流及機組運行不佳，機組之間及機組與牆之間的淨距離應滿足設備廠商的要求，如無數據時可參照以下要求：
1）機組的進風側與建築側牆面間距應大於等於1.5m。
2）機組的控制櫃面與建築側牆面間距應大於等於1.2m。
3）機組頂部淨空應大於等於15m。
4）兩台機組之間的距離應大於等於2m。
5）兩台機組進風側之間的距離應大於等於3m。
6）機組周圍只允許一面牆面的高度高於機組高度。
5、多台機組分組前後佈置時，應避免位於主導風上游的機組排出的冷/熱氣流對下游機組吸氣的影響。
6、機組的排風出口前方，不應有任何受限，以確保射流能充分擴展。
7、安裝機組的支架應穩固，不允許存在安全隱患；機組的設置應滿足能方便地對室外機的換熱器進行清掃的要求。
8、熱泵基礎的高度一般應大於300mm，佈置在可能有積雪的地方時，基礎高度需加高。
9、當條件受限，機組必須裝置在建築物內時，宜採用下列方式：
1）將設備層在高度方向上分隔成上、下兩層，機組佈置在下層，機組的排風通過風管排至上層，在上、下兩層的外牆上設置進、排風百葉窗。此外，應注意避免進、排風短路。
2）將機組佈置在該層內，該層四周的外牆上設有進風百葉窗，而機組的排風通過管道或加裝軸流風機排至室外。
參閱資料
[1]《民用建築供暖通風與空氣調節設計規範》（GB 50736-2012）
[2]《輻射供暖供冷技術規程》（JGJ 142-2012）
[3]《蒸氣壓縮迴圈冷水(熱泵)機組》（GB/T 18430.2-2008）第2部分：戶用和類似用途的冷水（熱泵）機組
[4]《低環境溫度空氣源熱泵(冷水)機組》（GB/T 25127.2-2010）第2部分：戶用及類似用途的熱泵(冷水)機組