隨著暖通技術的發展，地暖作為較高舒適度、安全性、美觀、兼具隔音等特點，越來越受到人們的喜愛，特別是長江以南地區，更是成為了一種時尚。進入地暖行業的企業也越來越多，地暖公司數量呈倍增趨勢，如上海市有地暖公司1000多家、南京有近600家地暖公司，2010年較2008年增長了50%。在此市場背景下，諸多空調企業也紛紛涉足地暖市場。從全國各地的大金PROSHOP店、美的、約克空調銷售安裝等企業來看，大約60%以上的空調安裝企業進入了地暖市場。

一、空調+地暖模式正逐漸成為一種趨勢。

隨著熱泵企業清華索蘭、約克、東芝、特靈用于供暖方面的成功案例大量涌現，知名空調企業：格力、大金、美的也紛紛進入了這個領域。如大金2009年推出VRV機組，采用大金直流變頻技術，渦旋式壓縮機，利用空氣為熱源，R410A新冷媒為制冷劑，新型熱回收技術，大大的節省了能耗。隨即，格力、美的也推出了美的空氣能熱泵熱水機。

高效末端技術的發展，促使供暖出水溫度低于40℃成為了現實，實現了供暖低溫化，空調加地暖的機組使用更加穩定，極大地延長了機組的使用壽命。另外，同高效末端薄型地暖模塊相結合，該機組具有高效的節能性能是其成為趨勢的第二大原因。

空氣源熱泵由于空氣側的換熱器體積相對龐大，故供熱規模較小，一般單臺在7kw-70kw范圍內，但是有趨勢為利用螺桿機，單臺可達到700kw。所以空氣源熱泵有特別適應中小型公建的優點。

（一）空氣源熱泵的優勢

1、空氣是可再生的清潔能源，唾手可得，免費使用。與水源、土壤源相比，不涉及地質資源限制，也不污染地下水。

2、無需特設機房，安裝方便，大型可裝在屋頂節省占地。

3、初投資相對于水源、土壤源低。

4、類似普通空調機，操作方便，無需專管技術人員。

5、可按戶計量，收費方便，用戶使用自主性強。適宜用在小型用戶。

（二）空氣源熱泵技術發展歷程

在上世紀七十年代，空氣源熱泵技術已經初步成熟，80年代開始大量進入我國市場的是所謂“空氣-空氣”式的，或者說其機組的蒸發器（吸熱端換熱器）和冷凝器（放熱端換熱器）都是以制冷劑與空氣進行熱交換。如當時的窗式、分體式，及“一拖多”等。這種機組的供熱范圍不能太大，如果構造中央空調系統，則必須以熱風為輸送介質。熱風的輸送體積大，噪音大，且輸送動力大，輸送半徑小，更不能形成區域供應。后來大金的VRV系統在一定程度上解決了這一問題，但相對來說，技術、構造較復雜，且造價偏高。

z*先興起的用“戶式中央（熱泵）空調”，它以水為供熱介質。擴大了供熱范圍，多用于大面積的住宅，不過它的供暖末端裝置是“熱風”。由于多級的熱交換，又由于熱風供暖要求的水溫不宜低于40-42℃，所以這種熱泵裝置在室外大氣溫度低于-5℃時，必須加電補熱才能應用。此外，熱風供暖的室內溫度場上高下低，不但人體不舒適，而且能耗較大。

之后，2002年經我國建設部鑒定的國內s*創技術是空氣源熱泵地板采暖。使空氣源熱泵采暖技術從只能適應長江流域擴大到黃河流域，并獲得冬季采暖節能60%的可喜結果。

（三）高效末端技術的發展

高效末端技術源自德國，由安貞暖通、圖博節能科技引入我國，并根據我國的氣候、地域特點改變其結構，使之具有節熱效率高、散熱均勻、整體薄、z*安全的鋪設方式和運行費用低等特點。它的核心是通過提高單位散熱面積z*大化來滿足“供熱低溫化、制冷高溫化”的散熱制冷末端，經過實測供熱溫度只需35℃以下就可滿足室內20℃的溫度需要，設計匹配溫差是3～5℃。從而使空氣源熱泵采暖難度大大降低，真正實現了普及化。市場上這類產品的品牌有安貞、圖博、愛迪生等，在南方和北方市場已進行大面積施工應用。

二、空氣源熱泵地板采暖應用的技術分析【1】

如前所述，目前空氣源熱泵有兩種可在寒冷地區供暖，一是空氣-空氣系統，另一種是空氣源熱泵地板采暖系統，后者構造較簡單舒適并節能。但眾多的人對它的技術可行性存在疑慮，集中起來有三點，以下提出并進行分析。

（1）在寒冷地區，或者說大氣溫度低于-5℃后，供水溫度就要降低。其實在壓縮機允許的運行工況范圍內，當機組的出力與供暖負荷平衡時，供水溫度不會下降。

（2）壓縮機允許的運行工況見表1

（表1 全封閉渦旋壓縮機的使用范圍）

類型蒸發溫度℃ 冷凝溫度℃ 壓縮比 高溫型 -23.3～12.5 27～60 ＜6 中溫型 -23.3～0 27～60 低溫型 -40～-12.5 27～60

項目制冷工質 R12 R22 R717 z*高冷凝溫度℃ 50 40 40 相應表壓力Mpa ≤1.14 ≤1.48 ≤1.49 蒸發溫度范圍℃ -30～10 -40～5 -30～5 相應壓力表 0.0025～0.33 0.0076～0.5 0.22～0.43 吸氣溫度℃ 15 15 T0+(5～8) 活塞z*大壓力差Mpa 1.2 1.4 1.2 z*高排氣溫度℃ 130 150 150 油壓Mpa 比曲軸箱壓力高0.15～0.3 z*高油溫℃ 70

（表2活塞式壓縮機的使用條件）

地板采暖所需供水溫度；我國2007年制定的關于低溫輻射地板采暖的標準中列出的在不同水溫下，不同地板結構，地板提供熱的有效散熱量。見表3 管間距（mm） 200 175 150 平均供水溫度35℃ 陶瓷磚地面 86 90 94 復合木地板 66 69 71 實木地板 60 62 64

表中數據說明對于一般的節能建筑，在30-35℃的供水溫度，用地板采暖是可以滿足室溫要求的，其對應的冷凝溫度≤40℃，用R22為工質時，z*高工作壓力為14kg/cmup2;左右。這在安貞預制溝槽薄型地暖高效末端節能實踐中得到驗證。

（4）在寒冷地區空氣-水熱泵的工作條件

以京津地區為例，近年冬季出現的z*低氣溫為-15℃，如上述，當室外氣溫為-15℃時，以R22為制冷劑的蒸發壓力約為1.293kg/cmup2;左右，冷凝壓力與蒸發壓力之差＜14kg/cmup2;。而如果以R12的替代工質415B為制冷劑時，其z*大工作壓差會更小些。

z*大工作壓差是控制排氣溫度，保護潤滑油的，對于回氣冷卻電動機的全封閉式壓縮機尤其是螺桿式壓縮機，上述z*大壓差還可以放寬。由上表1表2可見，全封閉的壓縮機的使用范圍適合空氣源熱泵地板采暖。

上述論證在諸多工程實例中獲得了證實。

（5）空氣源熱泵機組容量的確定：如何確定此類熱泵的大小很重要，前面已述及，當室外氣溫低于標準工況所制定的7℃時，空氣源熱泵的供熱量會下降，所以設計者不能根據標準工況的供熱量選用機組，而應該按照用戶所在地區的供暖設計工況及熱泵在所需供水溫度下的供熱量來選用機組。

北京某研究所的代表性產品FRS-8在家電所進行了性能測試，數據結果見下圖

序號室外溫度℃ 出水溫度℃ 消耗功率W 制熱量W 性能系數COP 1 -2 34.3 1917 3832 2.00 2 -7 33.5 1780 3421 1.92 3 -10 32.1 1741 3695 2.12 4 -15 34.0 1734 2600 1.50

（1）、空氣源熱泵機組容量的確定

機組容量應在冬季采暖和夏季制冷所需容量中選擇大者。

夏季制冷時機組容量=當地用戶建筑空調設計負荷w/mup2;*用戶的建筑面積mup2;*各房間同時使用系數

冬季采暖機組容量（地板采暖）=當地用戶建筑采暖設計負荷w/mup2;*用戶的建筑面積（mup2;）*（0.85~0.9）/（1-β）式中：β（供熱量下降百分率）值見圖，圖中COP=供熱量（kw）/機組全部耗電。

對長江流域在確定機組容量時，應考慮除霜的影響，適當加大機組容量。

（6）提高在寒冷天氣時的壓縮機回氣量的問題：

空氣源熱泵在低溫下工作時，蒸發壓力很低，對一般的制冷劑來說其比容會大幅度下降，因此返回壓縮機的質量流率就大大下降。因而不但使壓縮機的出力下降，而且，制冷劑攜帶的潤滑油也少了，致使壓縮過程潤滑惡化，摩擦損失加大，排氣溫度升高，會導致潤滑油碳化，電機工況惡化，以致燒毀。圖2表示出一種簡單的增補回氣的辦法，即在氣液分離器中加裝一套盤管，使夾雜液滴的回汽與冷凝器出口的液體在圖2所示的盤管上進行熱交換，從而一方面使冷凝器過冷，增加放熱量，另一方面回汽中的液體在蒸發，增加壓縮機的回汽量，這是一種簡單而又增效的方法。

（7）其他技術進展：為適應或擴大空氣源熱泵在寒冷地區的應用，目前還有以下的技術。

①制冷劑的進一步研制：目前我國廣泛使用的R22制冷劑存在著冷凝壓力高，排汽溫度高，因而限制了熱泵供水溫度的缺點。近期國內也研制出了不少新的工質，如HFC123、HFC134A等。相同的冷凝溫度下，溫度可以降低30%，而排汽溫度也下降，換句話說，在相同的壓縮機使用條件下，其供熱溫度可以提高許多。但它們的比熱小、比容大，而且HFC134A有室溫效應。因而壓縮機及熱泵系統體積龐大，且能效比較低。其他如410、407、415、418等混合工質雙組分的，也是不破壞大氣的環保工質。由于熱泵在熱水供應和空調除濕用需要更高的供水溫度，z*近還研制出一些高溫工質，如DY5，正在被研究機構試用。

②壓縮機變頻技術

③對壓縮機的低壓回汽進行補氣

④對壓縮機的電機進行冷卻，或油路的冷卻。

三、空氣源熱泵地板采暖的工程實例

案例一、天鴻集團建設的曙光花園【2】

室內于2001-2002冬季安裝了空氣源熱泵地板采暖，地面為陶瓷磚。經中國家電所提供的電功率表及鉑電阻測溫儀，天鴻集團監測，全冬季逐日記錄，結果為：熱泵地暖的耗電量為20-30度/mup2;，比燃氣爐節省58%的采暖費。案例二、2004年國家發改委信息傳播中心再次指定由黑龍江節能監測中心對推廣的典型工程案例進行實地測試，統計分析對其技術原理、節能指標、經濟效益、市場能力等進行綜合分析得出的結論是：該系統結合了地板采暖和熱泵的節能優勢以第82個“z*佳節能產品”案例向全國推廣。【3】

案例三、09-10年冬季，北京地區經受歷史罕見的寒冬，元月6日，地板協會邀請河北、山東等關注這項采暖技術的人員組成一個參觀團，對世界公園、頤西山莊、清華陽光生產基地等諸多用戶進行考察，詳細描述見《中國建設報》2010年1月14日第七版《品質，在低溫天氣中閃光》【4】

案例四、2012年1月北京鴻博家園經濟適用房應用，位于北京南四環十八里店南橋以東，小區內樓房均為17-22層板樓。本樣板房位于8層中，房型屬南北通透戶型。本棟樓外圍護結構為鋼筋混凝土外墻加外保溫做法，整體厚度為30cm，其中保溫層厚度為5cm。外窗為塑鋼窗，玻璃均為中空玻璃。本房建筑面積為82平方米。戶內為59㎡。詳情參見《高效末端技術在建筑節能中的實踐與應用》【5】

四、結論

空調制冷+地面供暖（即空氣源熱泵地板采暖）在我國黃河，長江流域推廣技術成熟，節能減排效益顯著，對于用戶來說節省成本；而且不影響水文地質、無煙塵排放屬于綠色節能型系統，符合國情和人們的需要，因此推廣潛力巨大。

參考文獻：

【1】清華大學李元哲等《空氣源熱泵在建筑節能中的應用》。

【2】清華大學李元哲等《在我國寒冷地區穩步推進中的空氣源熱泵地板采暖》《供熱制冷》2003.2

【3】發改委節能信息中心《z*佳節能產品案例》

【4】《中國建設報》2010年1月14日第七版《品質，在低溫天氣中閃光》

【5】慧聰網《高效末端技術在建筑節能中的實踐與應用》2012-2-15