熱泵商學院

講師_王言明 圖_陳進周

空氣源熱泵采暖，對暖氣片的改造應該是最多的，北方很多建築都是用的暖氣片，但暖氣片改造也是最難的。空氣源熱泵說實話和暖氣片并不是最佳搭檔，原因有好幾個：

1.暖氣片隻能用于采暖而不能用來制冷，因為理論上采暖需要的暖氣片面積和制冷時的需求剛好差一倍——假如采暖時水溫是50℃，室溫要求是20℃，那麼溫差是30℃，制冷的水溫按10℃算，室溫要求是25℃，溫差是15℃。

溫差相差一倍，散熱面積也要增加一倍，但隻是增加暖氣片也不行的，那樣管道就細了，而要改管道還得考慮循環水泵的問題等等，基本上改造下來相當于是全部重新安裝了。因此，暖氣片夏天制冷基本不用探讨，因為做不到。

2.冬天采暖水溫的要求比較高，一般低溫也是要求50～60℃，高的甚至70～80℃。雖然空氣源熱泵的出水溫度也能達到55℃，甚至采用二級壓縮技術溫度可以再高一點，但從-10℃到55℃，溫差就已經65℃了，這時候能效比已經很低了，而如果COP不能達到2.0，就不符合國家的标準，因為不節能了。

3.還有一個就是暖氣片的出水溫度和回水溫度溫差大，國家規定暖氣片的溫差是大于15℃，小于20℃，而空氣源熱泵的溫差才5℃，流量相當于是空氣源熱泵的1/3，改起來會非常麻煩。

北京“煤改電”中農戶家裡用的老舊鑄鐵暖氣片

根據《民用建築供暖通風與空氣調節設計規範GB50736-2012》，暖氣片需要供水溫度為50～75℃(不能大于85℃，因為溫度太高容易燙傷人)，供回水溫差大于20℃；另外，鍋爐熱源經二次換熱後，二次管網的供水溫度可以根據情況需要是50～60℃(嚴寒地區大于70℃)，供回水溫差大于15℃。

空氣源熱泵 電鍋爐

現在很多人拿暖氣片的高水溫來卡空氣源熱泵，其實這裡面有唬人的地方，很多小區現在都是這麼做的，都是50～60℃，設計院設計的工程也是這麼做的。但即便是50～60℃，空氣源熱泵做起來也有難度：

北京煤改電中的空氣源熱泵安裝實景。圖由合肥美菱提供

1、先不說70～80℃的熱水，哪怕是50℃的熱水，在低溫環境下能效比就比較低了，而且還容易出故障，比如說低溫情況下燒壞壓縮機；

2、空氣源熱泵的供回水溫差是5℃，而暖氣片是要達到15℃以上，根據公式(溫差×流量=熱功率)很容易就可以算出來空氣源熱泵系統的流量是暖氣片系統流量的3倍，這樣肯定不利于空氣源熱泵機組運行。

第二個難題還有解決辦法，但第一個卻是根本性的。那麼如何克服這個難題呢?可以采取空氣源熱泵 電鍋爐的組合方式：晚間谷電價時間段用電鍋爐工作，産70～80℃熱水，空氣源熱泵不工作；白天非谷電價時間段空氣源熱泵工作，産45～50℃熱水，電鍋爐不工作。

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這樣就可以盡量讓熱泵在白天溫度較高的時候工作，而溫度低時交給電鍋爐。這種方式主機怎麼選?末端又怎麼改呢?

選型要考慮建築總熱負荷

因為空氣源熱泵都是在白天工作，寒冷地區冬季白天的平均溫度一般都是在0℃以上，機組的工作效率相對也比較高，所以我們要參考的是0℃時機組的制熱量；而嚴寒地區冬季白天的平均溫度也是在-5℃以上，那麼空氣源熱泵主機在選型時要按環境溫度-5℃時的制熱量計算。

因為集中供熱隻有寒冷地區和嚴寒地區，也隻有這兩個區域有國家标準，因此夏熱冬冷地區商業項目很少有暖氣片的，這裡也就不做考慮。

在進行主機選型時要考慮的是建築的總熱負荷(總熱負荷=給定的單位面積的熱負荷×建築物的總建築面積)。

山東某地的空氣源熱泵小區集中供暖實景。圖由中廣歐特斯提供

以北京(寒冷地區)某10000平米的小區采暖項目，給定的熱負荷為45w/㎡，那麼總熱負荷為45w×10000=450kw，而25p空氣源熱泵在0℃的制熱量大概是60kw(這個數值每個廠家的産品有些出入)，輸入功率大約為23.7kw。那麼，我們可以很容易地計算出這個項目需要的25P台數=450kw/60kw=7～8台。

除了空氣源熱泵機組的選型外，晚上工作的電鍋爐也要選，還是按總負荷來計算。上面我們已經算出來總負荷是450kw，那麼這個項目就需要配置一台制熱功率為450kw的電鍋爐。

老舊小區一般不改末端

老舊小區暖氣片末端改造非常麻煩，一般都會要求不要改末端，所以我們也不用對末端進行改造，維持原來的系統就可以了——晚間循環水供水溫度50～70℃，供回水溫差15～20℃；白天循環水供水溫度45～50℃，供回水溫差15℃。

大家這時候肯定會懷疑：空氣源熱泵的供回水溫差是5℃，這裡變成15℃怎麼也可以?還是那個公式：熱功率=溫差×流量。因為空氣源熱泵的供水溫度降低，散熱量也就比晚上少了，散熱功率降低，溫差也就自然小了，這樣的情況下15℃的溫差沒問題，具體接下來會詳細講。

空氣源 電鍋爐，運行更節能

那為什麼不直接用一個電鍋爐呢?為何還要加7～8台25P空氣源主機，這樣成本增加了很多啊?我們算一下運行費用就明白了。

還是北京某10000平米小區那個項目。查《全國主要城市采暖耗熱量指标和采暖設計熱負荷指标》(見表2)，可知北京采暖期天數為123天，節能住宅的平均耗熱指标為20.6w/㎡(非節能建築的熱耗指标差不多是節能建築的一倍)；北京白天16個小時的電價是0.5元/度，晚間8個小時0.1元/度(谷電0.3元/度，政府兩級補貼0.2元/度)；白天空氣源熱泵熱泵的COP拟為3.0(白天溫度高完全可以達到)。

我們可以先計算出每平方米的耗能=20.6w×24h×123d=60.8kwh，那麼每平方米的運行費用=白天空氣源熱泵運行費用 夜間電鍋爐運行費用=60.8kwh×16/24h×0.5元/kwh×1/3(COP) 60.8kwh×8/24h×0.1元/kwh=8.78元；10000平米的冬季采暖費用則為8.78萬元。

如果全是電鍋爐在工作，則每平方米的運行費用=60.8kwh×16/24h×0.5元/kwh 60.8kwh×8/24h×0.1元=22.3元；10000平米的冬季采暖費用為22.3萬元，比前面的方案每年多出13.5萬元。

主機串聯做同程，避免供回水溫差過大

前面說了末端不改造，空氣源熱泵系統出水溫度45～50℃、供回水溫差15℃怎麼解決?我們在安裝主機時可以采用兩台主機串聯的方式，幾組串聯機組做成同程：回水溫度35℃，先進入到第二台空氣源熱泵主機，溫度提升至42.5℃，然後再進入到第一台空氣源熱泵主機，溫度再次提升至50℃。(見下圖)

這裡說一下，按國家标準設計的話應該是這樣做的，但實際當中我們應該要去考察現場，實際溫差可能不隻是15℃，也有可能比我們想象重要容易，要根據實際情況設計。

設計優勢在哪裡?

與固體蓄熱電鍋爐和空氣源熱泵采暖設備相比，這種方式綜合費用更低，剛在計算運行費用的時候就能得出這個結論，那麼還有那些優勢呢?

1)可以産高溫水：空氣源熱泵也可以采取這種方式産出高溫水，不需要對末端進行改動，既不需要增加暖氣片，也不用大費周折去動管道；

2)運行更加穩定：空氣源熱泵都是在白天運行，即使在冬季極端低溫的情況下，寒冷地區白天的最低溫度都是在0℃以上，-15℃或者-20℃的極端溫度隻會出現在淩晨三四點，而且時長很短，一年裡的極端溫度加起也不會超過24小時，但這時候空氣源熱泵主機是不工作的，這樣就保證了空氣源熱泵的高效可靠運行；

3)系統噪音低：晚上要求噪音低，但晚上空氣源熱泵機組不工作，沒有什麼好争議的，而白天的時候空氣源熱泵機組的運行噪音也要低于之前燒鍋爐時的噪音。

商業項目改造如何做?

當面對一個大型的商業采暖項目，如果我們沒有準備好，盲目去做，幾乎是很難做好的，必須确定一個方案，看這個項目能不能做，适不适合做。另外，在确定可以做之後，我們還要思考，這個項目該如何做，我們不能把所有的希望都寄托在廠家身上。

舉個例子，保定1萬平老舊小區非節能住宅末端暖氣片項目需要改造。我們要想一下這個項目适不适合我們自己幹，适不适合空氣源熱泵去改造，如果可以的話我們的優勢又在哪裡，怎樣設計更合理、更科學、更節能的方案去競争，在拿下項目之後我們還要考慮如何實現方案，如何确保機組穩定運行，如何保證售後到位，設備款如何支付從而盡量避開風險……

此外，我們在做商業工程時，要站在節能減排的事業角度制定項目方案，而不是站在産品的角度去開發市場。做家用産品很多人都希望找一個大廠家，一個大品牌，然後劃定一個區域給自己獨家代理，再發展分銷渠道。但做商業項目不是這個思路，和做家用産品有很大的不同，做工程必須站在事業的角度上去做考慮問題，而且我們要掌握的不僅僅隻是空氣源熱泵一個産品，還要掌握其他如水源、地源、電鍋爐等産品，這樣才能在做工程的時候設計出最佳方案出來。

版權：本文為熱泵商學院合肥站金牌講師，北方熱泵采暖大商王言明的課堂授課實錄，本課程另有視頻資料，有意購買者請在文末留言咨詢。文中配圖由《中國建設報·冷暖家居》月刊主編陳進周提供并授權使用，圖中工作場景為清華索蘭工作人員正在對北京某區縣“煤改電”農戶進行改造，在此一并緻謝。

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