解析煤改電為何力推空氣源熱泵

內(nèi)蒙古經(jīng)銷商殷先生最近向筆者反映他的一個疑惑，有個客戶問到空調(diào)也能制熱，空氣源也能制熱，而且跟空調(diào)長得差不多，但價格相差太遠了，放棄了安裝空氣能?？諝庠淳烤故且环N什么類型的產(chǎn)品，空氣源的制熱能力為什么比空調(diào)強，究竟強在哪里？為此筆者向上海海立睿能環(huán)境技術(shù)有限公司技術(shù)部總監(jiān)唐智鈞請教，他系統(tǒng)而全面地解釋了兩者的異同點，并說明為什么空氣源能作空調(diào)用，而一般空調(diào)不能作為空氣源用。

空氣源熱泵和空調(diào)都是根據(jù)逆卡諾循環(huán)原理設計的，是同宗同源，那就有個問題，為什么北方“煤改電”，替代熱源不大力推廣空調(diào)，卻推“不熟悉”的空氣源熱泵呢？酒店、學校、精裝房的生活熱水為什么強制要求空氣源熱泵作為節(jié)能建筑申請的必要條件，而不推廣改造用現(xiàn)成的空調(diào)去燒熱水？要解答這個問題，首先要了解空氣源熱泵和空調(diào)兩種產(chǎn)品的設計理念不同，執(zhí)行的標準的不同，進而才能理解其產(chǎn)品的不同和使用的不同。我們先把兩者設計理念不同的地方列表如下。

由于兩種產(chǎn)品的使用對象不同，決定他們采用的國家標準、選用的零部件、使用的地域、出風（或出水）溫度、能效等均不同，列表分析如下：

在以上所有列項中，又以壓縮機不同為最重要，不同的壓縮機決定產(chǎn)品的不同使用效果和不同的使用地域?？照{(diào)選用空調(diào)壓縮機，以R22為例，最大運行壓力不超過2MPa，壓縮機比小于7，最高排氣溫度不超過90度；但空氣源熱泵必須采用熱泵壓縮機，同樣以R22為例，最大運行壓力達到3 MPa，壓縮機比達到12，甚至更高到20，最高排氣溫度達到110度。這些參數(shù)的不同，要求熱泵壓縮機的加工精度、軸承強度、電機耐溫性能等方面均是在空調(diào)壓縮機有數(shù)量級上的提升。

有了強壯的“心臟”，空氣源熱泵才能高溫出風（水），低環(huán)境溫度運行。“高溫”到廣泛使用在出風溫度達80℃以上的烘干行業(yè)，“低環(huán)境溫度”到大西北新疆等地，帶老式鑄鐵暖氣片采暖。為滿足這種極端而又正常的使用條件，除了有強壯的“心臟”，還要有聰明的“大腦”，要求空氣源熱泵的主控制器既要保護制冷系統(tǒng)的運行可靠，又要保證用戶24小時采暖不斷續(xù)的使用需求，容錯性和精準性，兩種相互矛盾的關系在空氣源熱泵的控制邏輯上得到完美的統(tǒng)一。

由于空氣源熱泵寬氣候的運行特性，最高和最低環(huán)境溫度的溫差近80℃，由于制冷系統(tǒng)在低溫工況運行時需要的制冷劑流量相對較小，相對高溫工況運行的制冷劑流量減少20%以上，這對空氣源熱泵的系統(tǒng)容液量提出更高的要求，熱泵的制冷系統(tǒng)能夠根據(jù)實際運行的室外環(huán)境溫度、出水（風）溫度、室內(nèi)溫度參數(shù)等參數(shù)自動調(diào)節(jié)參與有效運行的制冷劑的量。所以，需要對氣液分離器進行特別的設計，包括容積、回油孔、平衡孔等方面進行專門的設計和大量的試驗驗證。同時為了保證系統(tǒng)全天候運行時最適合的過冷度和滿液蒸發(fā)，又需要另外增加一個高壓儲液器，這一般也是空調(diào)不需要的設計。為了驗證制冷系統(tǒng)對多余的存液量的耐受度，需要增加至少三個以上驗證試驗，相對空調(diào)，包括：低溫液擊試驗、低溫回油試驗、低溫低電壓啟動試驗。所以，空氣源熱泵的設計考核比空調(diào)來的更加嚴格、更加多項。

針對空氣源熱泵的使用特點，冬季全天候制熱運行，為保證低溫環(huán)境下的制熱效果和室內(nèi)溫度舒適性（減少波動），化霜是一個不可回避的問題，并相對空調(diào)的化霜要求更高。常用的手段有：制冷劑換向化霜、熱氣旁通化霜、冷凝管末端余熱化霜、熱水回流翅片化霜、伴熱帶底盤化霜等等，真是手段無所不及。往往多種手段綜合使用，才能保證化霜時間不超過5分鐘，化霜時，室內(nèi)溫度波動極小，極大的提高機組的制熱效果和用戶的舒適性。

最后，我們再來看一下，空氣源熱泵中的新貴，低溫空氣源熱泵與空調(diào)在系統(tǒng)設計上的不同。在北京“煤改電”的政策推動，空氣源熱泵在低溫環(huán)境的制熱技術(shù)得到一個新的提高，就是直流變頻噴氣增焓技術(shù)的應用，使得空氣源熱泵在“煤改電”活動中，在諸多采暖設備中獨占鰲頭、獨步天下。

空調(diào)的四大件，壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器、節(jié)流裝置，到低溫空氣源熱泵中就變成了五大件，壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器、雙節(jié)流裝置、經(jīng)濟器，也就由單一系統(tǒng)變成了帶噴氣增焓的雙系統(tǒng)，系統(tǒng)更復雜，成本更高，低溫制熱效果更好。同時也可看出市面上80%以上的空調(diào)器的節(jié)流裝置均采用雙毛細管節(jié)流，因為空調(diào)只需要考慮制冷國標工況和制熱國標工況，兩個單一工況，一根毛細管對應一個工況，使其達到最佳點，其他工況（環(huán)境溫度）運行的制冷（熱）性能就會偏離最佳運行狀態(tài)，效果就會下降；而低溫空氣源熱泵，采用了雙電子膨脹閥節(jié)流，針對不同的工況（環(huán)境溫度），計算系統(tǒng)的最佳過熱度和系統(tǒng)壓力，自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)最佳的流量，使得低溫空氣源熱泵在全氣候運行，系統(tǒng)均在最佳狀態(tài)運行，效果均最佳，保證了低溫空氣源熱泵更加節(jié)能、更加可靠，同時變頻壓縮機的使用，節(jié)能型、舒適性、低溫性得到更好的發(fā)揮。

綜上所述，空氣源熱泵不同于并優(yōu)于空調(diào)的主要有：

壓縮機：空氣源熱泵采用熱泵專用壓縮機，耐壓、耐溫、加工精度等方面均在空調(diào)壓縮機上有數(shù)量級上的提高，并且使用壽命也大為延長；

控制器：空氣源熱泵的控制器的邏輯設計較空調(diào)來的更復雜，比空調(diào)的單一制冷系統(tǒng)控制，還多一個水路系統(tǒng)控制，熱泵通常是多工況控制，空調(diào)一般是雙工況控制；

儲液器：空氣源熱泵采用雙儲液器，滿足寬氣候運行特點，空調(diào)一般是單儲液器設計；

化霜：空氣源熱泵的化霜設計相對空調(diào)要求更高，既要保證制冷系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運行，又要減少室內(nèi)溫度的波動幅度，提高用戶的舒適度，化霜方式更多樣、更高效；

結(jié)構(gòu)：低溫空氣源熱泵一般采用“五大件”設計，相對空調(diào)的“四大件”的單一系統(tǒng)變成了帶噴氣增焓的雙系統(tǒng)，低溫制熱效果更好，性能系數(shù)更高；

節(jié)流裝置：空氣源熱泵的節(jié)流裝置全部采用電子膨脹閥或外平衡熱力膨脹閥，相對空調(diào)的毛細管節(jié)流精度更高，調(diào)節(jié)范圍更寬。

基于以上幾點，空氣源熱泵不完全等同空調(diào)，兼顧制冷情況下，制熱效果更突出，也是將來建筑舒適節(jié)能系統(tǒng)的必選品。

作為海立集團旗下全資子公司，自2012年投資成立以來，上海海立睿能環(huán)境技術(shù)有限公司便一直專注于空氣源熱泵產(chǎn)品的研發(fā)和設計，經(jīng)過不斷的創(chuàng)新與發(fā)展，海立睿能目前已成為一家集生產(chǎn)銷售和服務于一體的全產(chǎn)業(yè)鏈高新技術(shù)企業(yè)，先后推出商用和家用空氣源熱泵采暖機、熱水機、熱風機、冷暖機。多年以來，海立睿能力爭在環(huán)保節(jié)能的同時，滿足人們冬暖夏涼的需求，提高人們的生活質(zhì)量，從專業(yè)領域走進大眾生活，為用戶打造一個舒適的家。