关键词：空气源热泵；建筑供热；节能应用
1空气源热泵热水机组选型分析
1.1设计机组每天运行时间偏长问题
部分空气源热泵热水机组，每日运行时间可达18小时，如此之长的运行时间会导致系统的稳定性受到很大程度的影响，进一步极易引发故障。值得注意的是，对于机组设计每日运行时长，在建筑?系统不同的情况下，相关要求也有所不同。对于一般的住宅建筑来说，热泵机组每天设计运行时间需在10小时到12小时；与此同时，对于高校的工厂以及宿舍来说，通常每天运行时间也需控制在10小时到12小时，这样才能够使设计机组每天运行时间偏长问题得到根本排除。
1.2热泵制热功率问题
大部分空气源热源热水机组，会根据机组的制热功率进行选型，此类选型方法通常难以使应用的要求得到有效满足。以热泵产热原理为依据，其制热效率及功率都会受到工况的改变而改变，当室外湿球温度越低，则其制热效率及功率便越低。而对于热泵机组名义制热功率来说，是基于名义工况条件下完成相应的测量工作的，即在热源侧干球温暖度为20℃?进水温度为15℃的条件下；此项标准和我国大多数地区冬季最低环节温度<0℃的实际情况存在很大程度的差异，比如：当环境温度在0℃的情况下，热泵制热功率等同于名义工况下制热功率的60%。倘若根据机组名义制热功率对机组总制热能力进行计算，便会发生“小马拉大车”的状况。所以，有必要及时改进热泵制热功率。根据目前的研究，改进热泵制热功率的修正系数，即：当环境温度为-5℃?0℃?5℃?10℃?15℃?20℃?25℃?30℃时，则修正系数依次需控制在0.47?0.60?0.73?0.82?0.93?1.04?1.13?1.19。
1.3热泵主机选择问题
在空气源热泵热水机组选型过程中，需合理选择热泵主机的数量。但是，在实际工作过程中，确存在热泵主机选择不当的问题。从现状来看，所应用的热泵主机均属于模块化机组，此类型机组的优势为：各个模块能够维持独立作业，互相不会受到影响，这样便能够使系统工作的稳定性得到有效保障。对于热泵模块的数量来说，有必要以安装场地的情况加以确定，通常安装3台到4台最为适宜。值得注意的是，之所以会出现主机数量选取不合理的情况，主要是因为未能对机组检修加以充分考量，因此如果某台机组出现故障，需确保其他机组具备充足的制热能力来满足系统运行的实际需求。所以，应该在原来选定好的模块数上增设1台备用模块机组，从而使1台机组出现故障时，能够及时替换，从而使机组运行不会受到较大的影响。
2空气源热泵的低温适应性
2.1空气源热泵在寒冷地区应用存在的问题
我国寒冷地区冬季气温较低，而气候干燥。采暖室外计算温度基本在-5~-15℃，最冷月平均室外相对湿度在45%~65%之间。在这些地区选用空气源热泵，其结霜现象不太严重。退却存在下列一些制约空气源热泵在寒在寒冷地区应用的问题。
(1)当需要的热量比较大时，空气源热泵的圳热量不足。建筑物的热负荷随着室外气温的降低而增加，而空气源热泵的制冷量却随着室外气温的降低而减少。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当冷凝温度不变时，室外气温的降低，使其蒸发温度也降低，引起吸气比容变大；同时，由于压缩比的变大，使压缩机的容积效率降低，因此，空气源热泵在低温工况下运行比在中温工况下运行时制冷剂流量要小。
(2)空气源热泵在寒冷地区应用的可靠性差。主要体现在以下几个方面：空气源热泵在保证供一定温度的热水时，由于室外温度低，必然会引起压缩机压缩比变大，使空气源热泵机组无注正常运行。由于室外温度低，会出现玉缩机排气温度过高，而使机组无法正常运行。会出现失油问题。
(3)在低温环境下，空气源热泵的能效比(EER)会急速下降。
2.2改善空气源热泵低温运行特性的技术措施
要使空气源热泵机组在寒冷地区具有较好的运行特性和可靠性，在机组设订时，必须考虑寒冷地区的气候特点，在压缩机与部件的选择?热泵系统的配置?热泵循环方式上采取技术措施，以改善空气源热泵性能，提高空气源热泵机组在寒冷地区运行的可靠性和低温适应性。目前，常采用的主要技术措施有：
(1)在低温工况下，加大压缩机的容量。在蒸发温度和冷凝温度一定时，系统内工质的质量流量会随着压缩机容量的增大而增大。因此，机组的制热能力也会随流量的增大而增大。
(2)喷液旁通技术。可以扩大空气源热泵在低温环境下的运行范围，提高大约15%的制热量，与单位压缩循环相比，性能几乎不受影响。
(3)加大室外换热器的面积和风量。
3动态运行控制策略
公共及民用建筑不同住宿率?部分负荷蓄热水的条件下，各个时刻机组和蓄热水箱应分别承担热水负荷，实现设备利用率最大化，节约运行费用。若按常规选型方法热泵机组功率约450kW可以完全满足任意时刻热水需求。设备利用最大化原则下选用2台150kW热泵机组。热泵机组24h运行，夜间利用低谷电价时段蓄热水。用水高峰时段由水箱和热泵机组同时供热水。机组装机容量可减小1/3，当住宿率在40%80%范围内波动部分热水负荷需求动态状况下采用水箱蓄热水和控制热泵机组开机台数。2台热泵机组24h开机，夜间热水需求量较小电力低谷时段，开2台机组同时供热水，多余部分用蓄热水箱蓄存，次日用热水平时段开2台机组供热水，用水高峰时段水箱同时供热水。水箱起到热水负荷削峰填谷作用。当住宿率在80%100%时，2台机组夜间均运行蓄热水。白天开1台机组，高峰时段水箱同时供热水，根据热水需求量实时状况启/停另一台热泵机组。住宿率为50%。80%时设备利用最大化逐时热水负荷运行，2台机组夜间均运行蓄热水，白天开一台机组，高峰时段水箱同时供热水。以60%住宿率为例，夜间0：00—6：00开2台机组蓄热水，白天开一台热泵机组，高峰时段水箱同时供热水。离间用电低谷开1台机组蓄热水，次日早晨用水小高峰时段由蓄热水箱供水。次日午后室外环境温度相对较高，热泵机组性能系数升高，开1台机组供热水.热水富余部分由水箱蓄存供晚间高峰时段使用。采用部分负荷蓄热水的系统，当热水负荷较小时优先考虑以全负荷蓄热方式运行。冬季住宿率<30%或者夏季用热水量较小时，单台机组150kW即能满足用水高峰时段141kW要求，也可以夜间开l台机组蓄热水供应白天用水，白天根据热水需求实时动态启/停1台机组。
结束语
遵循设备利用最大化原则配置热泵机组和蓄热水箱，根据不同季节?不同住宿率动态状况.采用热泵机组+蓄热水箱夜间用电低谷时段蓄热水。依据不同住宿率热水需求量控制热泵机组开机台数，从运行策略上降低制热水年运行费用。
参考文献：
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论文作者:李清
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第17期
论文发表时间:2020/3/4
标签：机组论文; 蓄热论文; 空气论文; 热泵论文; 源热泵论文; 热水论文; 水箱论文; 《科学与技术》2019年第17期论文;