摘要：本文首先介绍了空气源热泵技术的原理与应用，然后分析了该技术在地板采暖领域的应用；其次对主流采暖方式在使用特点、节能环保及费用等方面进行了定性对比，得出其优势明显；然后针对连续运行工况和间歇运行工况所消耗的电量进行对比，得出在房间温度不降低的前提下，间歇运行更节省。
关键词：空气源热泵；多功能多联式空调；地板采暖
1引言
随着人民生活水平不断提高，人们对居室的环境也渐渐高标准化。空气源作为一种可再生能源，出现在越来越多的建筑冷暖工程中。目前，制取热水主要靠电、太阳能、燃气、煤炭等，其中燃气、煤炭等属于不可再生资源，而太阳能虽然是可再生资源，但经常阴雨天或日照不足的地区都无法使用。多功能VRV空气源热泵中央空调可以在制冷的同时回收废热用于制取热水，一套机组可以满足空调制冷、制热，地暖制热，生活用热水多种使用需求，响应了国家节能减排的号召，同时减少了雾霾的排放。
2 空气源热泵原理及应用现状
空气源热泵技术就是使用极少的电量，把热量从低温装置搬运到高温装置的一种技术。夏天，热泵把室内的热量搬到室外，冬天，热泵则把室外大自然的热量转化成室内的热能。
2000年，日本将先进的热泵技术应用于低温辐射供暖设备，风靡欧洲各国。2006年，欧洲国家又推出了以空气源热泵为热源，地暖为末端形式，且可配置水箱进行生活热水供应的高能效采暖系统[1]，广泛应用在北欧区域。2009年，日本推出了多功能VRV中央空调，此系统将家用中央空调、空气源热泵采暖和空气源热泵热水器三大设备集为一体，满足室内的冷暖需求的同时，一年四季可以提供生活热水。
3 空气源热泵中央空调用于地板采暖的定性分析
采暖系统由热媒制备（热源）、热媒输送和热媒利用（散热设备）三个主要组成部分。低温热水地面辐射采暖是指以低温热水（≤60℃）为热媒，通过预埋在地面混凝土层中的塑料盘管进行加热，并向外辐射热量的采暖方式。通过低温热水地板辐射供暖的房间，地面温度分布均匀，垂直温度分布合理，室内温度相同情况下，距地面0.05～0.15m内空气温度一般比对流供暖高约8～10℃；与对流供暖相比较，空气对流减少，空气质量较高。且在保持相同舒适感的情况下，辐射供暖温度可比对流供暖低2到3℃，热负荷降低5~10%。
表3-1对主流采暖方式组合在使用特点、节能环保、投资及运行费用等方面进行了定性对比，从表中可以看出，多功能多联式空气源热泵空调优势明显。多功能VRV空气源热泵中央空调机组可以满足多种需求，而且系统全部采用电驱动，既安全又环保，还节省运行费用，是分散式采暖方式比较理想的选择。
表3-1主流采暖方式组合的特点对比
产品形式多功能VRV空气源热泵
中央空调强热地暖+壁挂炉风冷热泵+热泵热水机
产品介绍采用三管制的领先技术，实现热回收功能，夏季空调制冷的时候，回收废热加热冷水，一套机组同时满足夏季制冷、冬季空调和地暖制热等不同的使用要求。强热地暖机采用补气增焓的压缩机技术，可以实现空调制冷、制热，地暖制热三种工况，配合燃气壁挂炉的使用，填补生活用热水的使用需求风冷热泵满足用户对空调制冷制热的需求，室内机运行噪音低，热舒适性良好。配合上热泵热水器，可以满足地暖与生活用热水的需求
4 多功能VRV地板采暖全天连续运行费用分析
在冬季采用地暖供热时，大多为连续运行方式，以上海（夏热冬冷地区）、长沙（夏热冬冷地区）、青岛（寒冷地区）为例，使用能耗分析软件查询三地采暖季温度分布频率，根据实测多功能VRV多联式热泵空调机组地板采暖耗电量数据估算三地冬季连续采暖运行费用结果如表4-1所示，表中“小时耗电量”是基于青岛测试项目数据所得，该项目为节能建筑，采暖面积150㎡。
多功能VRV多联式热泵空调热水机组地板采暖运行费用与供水温度密切相关，采取加密盘管敷设间距等措施可降低供水温度，提高机组运行效率，进而降低运行费用。
5 多功能VRV地板采暖间歇运行费用分析
由于地板的蓄、放热性能，在停止供热后，地板内部的积蓄热量缓慢向室内释放，使室温在热延迟的作用下先升高到一定值，再平缓地降低。
目前对地板采暖间歇运行特性的研究已表明，在良好的建筑保温条件、合理的间歇运行策略下，间歇运行可保证房间舒适度，节省运行费用。
以长沙为例[2]，利用FLUENT软件对间歇采暖房间温度变化进行了模拟，室外温度在中午12点达到最高10.5℃，凌晨6点达最低值为4℃，地暖开启时段为23：00～3：30，12：00～16：00，共运行8.5小时，供水温度为55℃时，室内空气温度波动温差在3℃以内，最高为19.2℃，满足舒适度要求。
如普通上班族活动时间主要集中在早晨及晚间，可在凌晨、晚饭时间段进行供热循环，制定预见性间歇运行方案为14：00～20：00、2：00～6：00开机，共运行10h，人员活动时间段位于室温高峰段，上班期及睡眠期位于温度低谷段，按比例分配能耗，可得青岛、上海、长沙三地冬季采暖运行费用仅为23.5元/m2、12.9元/m2、16元/m2，比连续运行节省58%费用。与连续运行方式相比，在保证室内房间温度不下降的前提下，采用间歇运行方式更加节省电费。
6 结语
目前我国能源消费出现节节攀升的趋势，在我国的能源消费主体中，建筑能耗所占的比例已经达到27.6%。利用空气源热泵技术在冬季可以制取热水提供给地板采暖循环水，满足多种对热水的需求，而且系统全部采用电驱动，既安全又环保，还节省运行费用，是分散式采暖方式比较理想的选择。
参考文献
[1]空气源热泵技术在地暖领域中的应用[J].上海节能，2009（12）：37-40.
[2]牛润卓，邓启红.低温地板辐射采暖预见性间歇运行特性的研究[J].建筑热能通风空调，2008，27（3）：10-13.
[3]张姝.低温热水地板辐射供暖[J].油气田地面工程，2006，25（2）：30.
论文作者:尚明哲
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第24期
论文发表时间:2018/1/26
标签：采暖论文; 空气论文; 多功能论文; 温度论文; 源热泵论文; 热水论文; 费用论文; 《建筑学研究前沿》2017年第24期论文;