空氣源熱泵（ASHP）采暖市場(chǎng)發(fā)展迅猛，在供暖設(shè)備中的占比也是節(jié)節(jié)攀升，隨著應(yīng)用區(qū)域越來(lái)越廣，面臨的挑戰(zhàn)也越來(lái)越大。

空氣源熱泵在高寒地區(qū)面臨哪些挑戰(zhàn)?

• 親和力挑戰(zhàn)。空氣源熱泵多被用于無(wú)法連接市政供熱管網(wǎng)的區(qū)域，用戶(hù)放棄了燒煤、燒柴等傳統(tǒng)供暖方式后，完全依賴(lài)電力驅(qū)動(dòng)的空氣源熱泵進(jìn)行采暖。由于對(duì)空氣源熱泵理解不深入、不信任、電費(fèi)恐慌，從而深刻影響了設(shè)備選型、系統(tǒng)安裝，以及后期運(yùn)行方式等多方面。設(shè)備分散使用，維護(hù)修理難度加大，對(duì)于持續(xù)的運(yùn)維保障、長(zhǎng)期和諧的客商關(guān)系是一大挑戰(zhàn)。

   

• 滿(mǎn)意度挑戰(zhàn)。高寒地區(qū)傳統(tǒng)上供暖末端多采用水暖散熱器，這是北方居民長(zhǎng)期生活經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，相對(duì)一般寒冷地區(qū)，對(duì)于水溫的要求、供熱的平穩(wěn)性要求極高。映射到空氣源熱泵機(jī)組上，拉大的蒸發(fā)冷凝溫差，化霜過(guò)程影響，等等，都成為影響供暖滿(mǎn)意度的掣肘。

   

• 安全性挑戰(zhàn)。極度嚴(yán)寒對(duì)主機(jī)及管道的保護(hù)要求更高，且不得不采用一些主動(dòng)式防凍措施，例如：電伴熱、電熱化冰、維持關(guān)鍵部位熱態(tài)。這些主動(dòng)式防凍措施依賴(lài)于電力的穩(wěn)定供應(yīng)，需要用戶(hù)方運(yùn)行人員的理解和密切關(guān)注，否則一次錯(cuò)誤斷電導(dǎo)致機(jī)組宕機(jī)。

   

• 耐候性挑戰(zhàn)。晝夜溫差大，紫外線(xiàn)強(qiáng)烈，對(duì)設(shè)備外表涂層、管道保溫、線(xiàn)纜外皮、采用錯(cuò)誤塑料件……造成極大的傷害，加速老化。以管道保溫為例，在不考慮外觀的情況下，內(nèi)地安裝商可能用黑色的橡塑保溫，再纏上膠帶即可，但在高緯度、高海拔地區(qū)，過(guò)不了多久材料就會(huì)老化開(kāi)裂，必須加強(qiáng)防護(hù)措施，比如外護(hù)采用金屬蒙皮。

   

• 雨雪風(fēng)霜的挑戰(zhàn)。空氣源熱泵主要熱量取自室外寒冷的空氣，化霜和化雪是無(wú)法繞過(guò)的難題，到了高寒地區(qū)這道難題愈發(fā)難解。入冬的大風(fēng)裹挾著作物纖絮，突發(fā)的凍雨和冰雹……隨時(shí)可能造成機(jī)組癱瘓。

   

在高寒地區(qū)推廣使用空氣源熱泵，需要注意以下細(xì)節(jié)：

1. 低溫工況適應(yīng)性：在高寒地區(qū)，供暖需求大，因此空氣源熱泵的制熱能力需要足夠強(qiáng)大，能夠滿(mǎn)足當(dāng)?shù)氐墓┡枨?。產(chǎn)品設(shè)計(jì)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮這一點(diǎn)，確保熱泵能夠在低溫下高效運(yùn)行。對(duì)于大概率會(huì)出現(xiàn)的極端低溫環(huán)境，產(chǎn)品設(shè)計(jì)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)備有預(yù)案，確保具備復(fù)雜工況的適應(yīng)性，能夠在低溫下保持自身穩(wěn)定的同時(shí)提供足夠的供暖能力。

    

2. 防凍措施：在寒冷地區(qū)，空氣源熱泵的室外機(jī)運(yùn)行效果容易受到冰凍的影響。因此，需要強(qiáng)化防凍措施，而且優(yōu)先采用被動(dòng)防凍措施或多重措施，如：采用分體式熱泵，避免水路管道暴露在室外；使用發(fā)熱帶與相變儲(chǔ)熱相結(jié)合的關(guān)鍵部位熱態(tài)保持措施；熱媒流體選用防凍液，等等。確保熱泵在最嚴(yán)苛情況下運(yùn)行安全。

    

3. 絕熱保護(hù)：極低溫度環(huán)境下，系統(tǒng)熱損失對(duì)供暖能力的影響會(huì)愈突出。熱泵系統(tǒng)的管道、水箱等部件容易發(fā)生凍結(jié)造成系統(tǒng)故障。因此，反復(fù)強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)絕熱保護(hù)、強(qiáng)化系統(tǒng)保溫措施、保持保溫絕熱系統(tǒng)的完好至關(guān)重要。

    

4. 加濕功能：對(duì)于采用了風(fēng)盤(pán)、熱風(fēng)機(jī)作為末端散熱設(shè)備的用戶(hù)，由于高寒地區(qū)的空氣濕度較低，可能會(huì)導(dǎo)致室內(nèi)較為干燥。因此，產(chǎn)品設(shè)計(jì)或系統(tǒng)設(shè)計(jì)不應(yīng)遺漏了加濕功能，使室內(nèi)環(huán)境更為舒適。

    

總之，針對(duì)這些細(xì)節(jié)的合理設(shè)計(jì)和充分考慮，將有助于提高熱泵系統(tǒng)的性能和可靠性，確保在寒冷環(huán)境下的正常運(yùn)行。

適合在高寒地區(qū)使用的空氣源熱泵，應(yīng)具備的性能特點(diǎn)：

1. 高效噴氣增焓技術(shù)
   迭代改進(jìn)，充分挖掘噴氣增焓技術(shù)的潛力，采用新的增焓支路設(shè)計(jì)，保證超低環(huán)溫時(shí)機(jī)組增焓支路多點(diǎn)汲取到液相冷媒，才能進(jìn)一步突破超低溫運(yùn)行極限，穩(wěn)定制熱。

    

2. 新一代蒸發(fā)器
   需要進(jìn)一步強(qiáng)化耐高寒空氣源熱泵的內(nèi)部換熱，縮小應(yīng)傳熱推動(dòng)力不足而擴(kuò)大的冷凝溫度與蒸發(fā)溫度的差值，提高主機(jī)的?效率。由于更低環(huán)溫對(duì)應(yīng)更低的冷媒蒸汽壓，相應(yīng)造成氣相部分在蒸發(fā)器管道內(nèi)的流速增加，但同時(shí)又受到摩擦阻力和聲速限制，更會(huì)造成蒸發(fā)器管道內(nèi)壁的換熱效能未被充分發(fā)揮。因此，需要為蒸發(fā)器選擇新型的管材，比傳統(tǒng)帶梯形槽的強(qiáng)化換熱管或者更早期采用的光管，更有利于在高寒地區(qū)工作。

    

   

    

3. 精準(zhǔn)化霜、化雪技術(shù)

   重新制定適合高寒地區(qū)有針對(duì)性的化霜、化雪策略，啟用新型的視覺(jué)傳感器和AI智能算法，精準(zhǔn)化霜化雪，保證機(jī)組高效平穩(wěn)供熱。經(jīng)驗(yàn)表明，有時(shí)候采用電熱化霜這種看似過(guò)時(shí)的技術(shù)，在高寒地區(qū)可能會(huì)是理想的選擇。

    

4. 智能控制
   具備對(duì)歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)的分析處理能力，對(duì)曾經(jīng)出現(xiàn)的超負(fù)荷運(yùn)行，分析后給出應(yīng)對(duì)方案或提出警示，將機(jī)器故障的可能性降到最低。經(jīng)運(yùn)行參數(shù)和按策略采集的機(jī)組震動(dòng)和聲音資料上傳，由專(zhuān)業(yè)軟件進(jìn)行分析和故障預(yù)判，將可能出現(xiàn)的故障智能化解。

    

適應(yīng)高寒地區(qū)的空氣源熱泵供暖系統(tǒng)，其系統(tǒng)設(shè)計(jì)和安裝過(guò)程應(yīng)關(guān)注：

1. 現(xiàn)階段，雖然高寒地區(qū)的空氣源熱泵供暖項(xiàng)目正迅速增長(zhǎng)，但可借鑒的成功案例總量和選擇實(shí)踐并不能滿(mǎn)足多變的應(yīng)用需求。系統(tǒng)性能、舒適度和能源效率會(huì)受到使用場(chǎng)景和系統(tǒng)設(shè)計(jì)選擇不佳的影響。應(yīng)制定操作指南，指導(dǎo)安裝人員合理確定和選擇空氣源熱泵產(chǎn)品及其系統(tǒng)方案，同時(shí)兼顧高能源效率、充分發(fā)揮機(jī)組性能以及客戶(hù)滿(mǎn)意度。

    

2. 對(duì)于有采購(gòu)空氣源熱泵作為供暖設(shè)備的既有建筑，應(yīng)實(shí)地踏勘，充分了解建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)問(wèn)題和過(guò)往供暖系統(tǒng)遺留問(wèn)題，比如：建筑實(shí)際采暖面積和層高、保溫情況、漏氣漏風(fēng)情況、現(xiàn)有管道斷開(kāi)/泄漏等。遺留問(wèn)題需安裝新設(shè)備前解決，不僅可以規(guī)避項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)，也減小所需設(shè)備的規(guī)格，降低加熱和冷卻成本，發(fā)揮熱泵性能，提高舒適度。

    

3. 正確計(jì)算負(fù)載。無(wú)論是單個(gè)區(qū)域還是整套房子，設(shè)備體積過(guò)大都可能導(dǎo)致過(guò)度循環(huán)和低效率。除了引用相關(guān)暖通標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范上的數(shù)據(jù)，對(duì)于空氣源熱泵安裝來(lái)說(shuō)，更多時(shí)候是采用其它可以被接受的計(jì)算加熱和冷卻負(fù)荷的方法。在個(gè)別情況下，承包商使用簡(jiǎn)化的負(fù)荷計(jì)算方法。而更貼近實(shí)際的方法，是現(xiàn)場(chǎng)與客戶(hù)了解之前的供暖情況作為依據(jù)。

    

4. 室外機(jī)的選址，應(yīng)得到客戶(hù)的應(yīng)允。出于美觀和噪音方面的考慮，室外機(jī)應(yīng)安裝在不顯眼的地方，例如建筑物的后部。同時(shí)，室外機(jī)裝置應(yīng)安裝在空氣自由流動(dòng)的地方，而且這些被榨取過(guò)熱量的冷空氣，應(yīng)可以自然的“流淌”到遠(yuǎn)處。按照制造商的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)清除障礙物，包括墻壁、懸垂物、突出物等。確保室外機(jī)不會(huì)干擾窗戶(hù)或門(mén)的視野或操作。

    

5. 室外機(jī)就位應(yīng)注意左右和前后都是水平，架高到確保在歷史平均最大雪深之上。接水盤(pán)加熱器的價(jià)值可能有限，坡度更為重要，接水盤(pán)里的水應(yīng)很容易進(jìn)入排水系統(tǒng)，防止形成冰的堆積。避免將室外機(jī)組直接安裝在屋頂或其他懸吊物的滴水線(xiàn)下，以免它們受到融雪、冰層或降雨徑流的影響。當(dāng)室外機(jī)安裝無(wú)法避免且無(wú)正常運(yùn)行的排水溝時(shí)，戶(hù)外設(shè)備必須因地制宜采取保護(hù)性措施。

    

6. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)師和安裝人員應(yīng)遵循制造商說(shuō)明書(shū)，了解最小和最大管道長(zhǎng)度和高度變化，制冷劑充注量應(yīng)僅在必要時(shí)進(jìn)行調(diào)整。測(cè)試過(guò)程應(yīng)遵循作業(yè)指導(dǎo)書(shū)，用干氮和真空泵三次抽空的方式測(cè)試管路裝置的密封有無(wú)泄漏情況。在這里我還要給出一個(gè)經(jīng)驗(yàn)性的建議：除非必要，延長(zhǎng)管道不要使用喇叭口配件，盡量使用專(zhuān)為制冷劑和管路類(lèi)型設(shè)計(jì)的密封壓接進(jìn)行管路連接。

    

7. 當(dāng)使用現(xiàn)有管道安裝空氣源熱泵系統(tǒng)時(shí)，需確保管道系統(tǒng)的尺寸適合熱泵空氣流量要求和可用靜壓。當(dāng)不得不加大循環(huán)水泵的揚(yáng)程來(lái)滿(mǎn)足流量需求時(shí)，需重新評(píng)估舊有管路的承壓能力。

    

8. 絕熱保溫材料必須覆蓋整個(gè)管線(xiàn)組長(zhǎng)度（兩根管道），直達(dá)管道根部，避免冷凝和能量損失。外部應(yīng)安裝抗紫外線(xiàn)膠帶或其他機(jī)械保護(hù)裝置，以確保其他外露的絕緣層受到保護(hù)。穿過(guò)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的線(xiàn)組必須防嚙齒動(dòng)物啃咬和鉆洞(例如，可使用PVC套筒和蓋子，或者用金屬棉填充物或類(lèi)似材料進(jìn)行封堵。)最后，對(duì)可見(jiàn)的縫隙進(jìn)行泡沫密封，杜絕建筑物的密封性能因安裝熱泵而遭到削弱。

    

9. 溫控器必須安裝在代表所服務(wù)空間舒適溫度的位置上，遠(yuǎn)離陽(yáng)光直射、電器或通風(fēng)的干擾。對(duì)于有遠(yuǎn)程監(jiān)控需求的，需反復(fù)測(cè)試其無(wú)線(xiàn)信號(hào)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>