由于空氣源熱泵冷熱水機(jī)組具有諸多優(yōu)點(diǎn), 作為中央空調(diào)的冷熱源, 近年來(lái)在我國(guó)發(fā)展很快。生產(chǎn)廠家已由1995 年的十幾家發(fā)展到現(xiàn)在的40 多家。產(chǎn)品品牌繁多, 機(jī)組的冷熱量規(guī)格齊全。目前, 在我國(guó)的長(zhǎng)江流域、黃河流域等地區(qū)的應(yīng)用十分廣泛 。甚至天津、西安等地也有應(yīng)用實(shí)例。

  這表明其應(yīng)用范圍有北擴(kuò)的趨勢(shì)。而我國(guó)東北、華北、西北、內(nèi)蒙古等地區(qū)冬季室外空氣中含水量很少, 其結(jié)霜問(wèn)題并不像長(zhǎng)沙等地區(qū)那么嚴(yán)重。這是否意味著, 在這些寒冷地區(qū)也可以采用空氣源熱泵冷熱水機(jī)組, 在冬季為中央空調(diào)提供50℃的熱水? 為尋找答案, 筆者對(duì)空氣源熱泵冷熱水機(jī)組在寒冷地區(qū)的應(yīng)用進(jìn)行了初步的分析, 以期為寒冷地區(qū)推廣應(yīng)用熱泵空調(diào)系統(tǒng)創(chuàng)一條新路。空氣源熱泵冷熱水機(jī)組在寒冷地區(qū)運(yùn)行中存在的問(wèn)題以某臺(tái)空氣源熱泵冷熱水機(jī)組(R22)為例。假設(shè)其在北方寒冷地區(qū)的主要城市中運(yùn)行, 在室外供暖計(jì)算溫度條件下為中央空調(diào)系統(tǒng)提供50 ℃熱水,計(jì)算出的機(jī)組的壓縮比值列入表。明確看出:機(jī)組在絕大部分的城市(除西安、濟(jì)南、石家莊外)運(yùn)行時(shí)的壓縮比大于10 , 哈爾濱甚至已超過(guò)20 。機(jī)組運(yùn)行的壓縮比過(guò)大, 會(huì)出現(xiàn)下列問(wèn)題:壓縮機(jī)的容積效率降低, 同時(shí), 由于蒸發(fā)壓力過(guò)低, 使吸氣比體積變大, 制冷系統(tǒng)的質(zhì)量流量變小。這樣, 機(jī)組的供熱量會(huì)急劇減少。 活塞式壓縮機(jī)單級(jí)系統(tǒng)的壓縮比一般不超過(guò)8 。鑒于此, 可以說(shuō)空氣源熱泵冷熱水機(jī)組在北方最寒冷的時(shí)候是無(wú)法正常運(yùn)行的。空氣源熱泵冷熱水機(jī)組在寒冷地區(qū)應(yīng)用的技術(shù)措施及應(yīng)用方案降低機(jī)組的壓縮比是空氣源熱泵冷熱水機(jī)組在寒冷地區(qū)正常運(yùn)行的惟一途徑, 因此, 應(yīng)采用技術(shù)措施降低該值。

  利用機(jī)組向用戶提供10 ～ 20 ℃的水, 而不提供50 ℃水, 可以降低機(jī)組運(yùn)行的壓縮比;這低溫水再作為水源熱泵的低位熱源, 由水源熱泵向室內(nèi)供暖。按此思想, 筆者提出3 種工程上可行的方案。利用空氣源冷熱水機(jī)組提供的10 ～20 ℃水作為水環(huán)熱泵的輔助熱源, 與水—空氣熱泵組成雙級(jí)熱泵系統(tǒng), 冬季, 機(jī)組從作為水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)的低位熱源時(shí)的系統(tǒng)示意圖水—空氣熱泵、熱泵水環(huán)路中的循環(huán)水泵、板式換熱器、冷卻塔水環(huán)路中的循環(huán)泵、 空氣—水熱泵(空氣源熱泵冷熱水機(jī)組)、開(kāi)式冷卻塔、膨脹水箱室外空氣中吸取熱量, 再通過(guò)水—空氣熱泵加熱室內(nèi)空氣,以達(dá)供暖目的;夏季, 室內(nèi)的余熱通過(guò)空氣源熱泵冷熱水機(jī)組或冷卻塔向室外釋放。該方案可解決由于目前我國(guó)各類建筑物內(nèi)的余熱量小(內(nèi)部負(fù)荷不大, 建筑物的內(nèi)區(qū)面積又小)無(wú)法使用傳統(tǒng)的水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)的問(wèn)題。在我國(guó)北方地區(qū), 由空氣源熱泵機(jī)組與水源熱泵(水—空氣熱泵或水—水熱泵)組成新型的雙級(jí)熱泵系統(tǒng)是供暖的理想系統(tǒng)之一。在寒冷地區(qū), 采用空氣源熱泵冷熱水機(jī)組提供10 ～ 20 ℃的水作為水源熱泵的低位熱源時(shí), 可以解決井水作為熱泵的低位熱源時(shí), 存在水井老化, 回灌困難等問(wèn)題;也可以解決目前建筑物內(nèi)余熱少或沒(méi)有余熱而無(wú)法采用傳統(tǒng)的水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)的問(wèn)題。在寒冷地區(qū), 采用空氣源熱泵冷熱水機(jī)組提供10 ～ 20 ℃的水是空氣源熱泵冷熱水機(jī)組在該地區(qū)可行的應(yīng)用方式。

    筆者目前所做的工作是初步的。為了更好地在寒冷地區(qū)推廣和應(yīng)用這種系統(tǒng), 筆者準(zhǔn)備在今后做如下工作: 空氣源熱泵冷熱水機(jī)組在寒冷地區(qū)供暖期里運(yùn)行的模擬研究與分析;空氣源熱泵冷熱水機(jī)組加水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在我國(guó)北方地區(qū)應(yīng)用的評(píng)價(jià);在條件許可的時(shí)候, 建立實(shí)驗(yàn)性系統(tǒng), 進(jìn)行運(yùn)行實(shí)驗(yàn)研究。