高温空气源热泵技术的详细介绍及其应用

佛山市顺德区科创达冷热设备制造有限公司

【中国制冷网】：

1技术背景

1.1建筑物供热及空调的节能问题亟待解决

随着国民经济迅速发展和人民生活水平的提高，采暖、空调、生活热水等的能源需求越来越大，是一般民用建筑物能源消费的主要部分。在发达城市，夏季空调、冬季采暖与供热所消耗的能量已占建筑物总能耗的40-50%。特别是冬季采暖用的燃煤锅炉、燃油锅炉的大量使用，给大气环境造成了极大的污染。因此，建筑物污染控制和节能已是国民经济发展的一个重大问题。

1.2环保节能空气源热泵技术应用前景广阔

空气源热泵是由压缩机――换热器――节流器――吸热器――压缩机等装置构成了一个循环系统。冷媒在压缩机的作用下在系统内循环流动。它在压缩机内完成气态的升压升温过程（温度高达100℃），它进入换热器后释放出高温热量加热水，同时自己被冷却并转化为流液态，当它运行到吸热器后，液态迅速吸热蒸发再次转化为气态，同时温度下降至零下20℃――30℃，这时吸热器周边的空气就会源源不断地将低温热量传递给冷媒。冷媒不断地循环就实现了空气中的低温热量转变为高温热量并加热冷水过程。

从上面可以得知,空气源热泵是以空气中热量为能源的,只要空气中有足够的热量,它就吸收能量而产生热水。因而空气源热泵它使用不受阴天下雨白天黑夜的影响，而且在使用时，不象化石燃料在获取能源和产生电力的同时，向环境排放大量的燃烧产物，如CO2、SO2、NOx、粉尘等，对环境造成严重的污染，引起温室效应、酸雨、土地沙漠化等灾害，也严重影响了人们的身心健康。

因此空气源热泵的使用是替代传统的制冷机+锅炉的建筑物空调、采暖、供热模式，是改善城市大气环境、节约能源的一条有效途径。也是我国节能产品能利用一个新的发展方向。

1.3普通地源热泵设备难以满足市场需求

我国幅员辽阔，气候多样，因建筑物的地理位置功能等不同，采暖空调及热水系统形式亦各不相同。并且随着人们对环保和能源问题的重视，大量原有使用燃油、燃煤、燃气等锅炉设备需要改造。而一些新上马供热系统工程，也主动寻找一些节能、安全、无污染的加热设备安装。

目前，空气源热泵技术作为供热设备行业的一个热点，空气源热泵各类产品层出不穷。短短几年时间，在我国的空调市场上已经有数百家国内外企业加入空气源热泵产品的生产销售竞争之中。但是，由于压缩式制冷技术在工质和冷凝温度等的局限性，空气源热泵在制热工况下的出水温度一般最高只能达到55℃左右。这对于原来使用燃油、燃煤、燃气等锅炉设备高温用水的工程的改造以及一些特殊的行业（特别是工业上的如食品、电镀、化工、屠宰等行业）需要高温热水作为生产资源的工程项目。55℃的供水温度已经不能或不完全能满足系统的使用要求，从而限制了空气源热泵这一经济节能的技术的推广应用。

高温空气源热泵技术正是在这一背景下应运而生，最高可达85℃的供热出水温度大大的拓展了空气源热泵技术的应用范围。

2高温空气源热泵技术

2.1高温空气源热泵的概念

高温空气源热泵的“高温”是相对于目前占市场主导地位的最高热水出水温度在55℃以下的空气源热泵产品而言，一般指环境温度在10-15℃以上时，供热温度在60℃以上的产品，正常运行出水温度范围在60―75℃，最高可达85℃。可以满足大部分生活及工业热水系统的水温要求。虽然在供热出水温度上只有十几度的提高，但对于热泵技术来说却是一个极大的突破，一般的空气源热泵机组在该工况下，性能会极大衰减甚至无法运行，因此高温热泵产品对设备零部件的选择和制冷剂的使用都有很高的要求，产品的研发和设计方面的成本也很高。目前国内市常上拥有合格高温热泵技术和产品的企业寥寥无几。

2.2高温地源热泵的几个关键技术

相对于输出温度55℃以下的空气源热泵技术，高温空气源热泵在不改变设备运行环境的情况下，热泵供热温度达到60℃以上，并保持较高的运行效率和稳定的运行状态，一般需要解决如下几个关键技术。

（1）压缩机的选择：目前热泵设备常用压缩机类型主要有螺杆压缩机、全封闭涡旋压缩机与半封闭活塞压缩机等，经过对不同类型压缩机工作特性进行比较研究，目前高温空气热泵设备一般选用美国品牌3T工况谷轮全封闭涡旋压缩机。

（2）工质的选择：为保证高温热泵设备在稳定的可允许的工作压力下运用，采用特殊的制冷剂为工质，换热效率高并对环境无污染，对臭氧层无破坏作用；

（3）氟路系统控制的优化：保证整体机组的长时间高温稳定运行和使用寿命，并可根据环境温度和出水温度，自动调节高温空气热泵设备运行工作状态和条件。