空氣源熱泵作為冷熱源的系統(tǒng)既解決了夏季空調(diào)的需要，又可在冬季提供舒適的溫水地板采暖，近幾年在華北等地區(qū)得到廣泛推廣應(yīng)用。本文濟(jì)南市高墻王小區(qū)集中供暖項(xiàng)目為例，對空氣源熱泵地板輻射采暖系統(tǒng)采暖期系統(tǒng)運(yùn)行能耗與室內(nèi)環(huán)境溫度進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，用以分析空氣源熱泵集中供暖系統(tǒng)在華北地區(qū)應(yīng)用并推廣的可行性、可靠性。

一、工程概況

本工程為濟(jì)南市高墻王小區(qū)集中供暖項(xiàng)目，項(xiàng)目地址位于濟(jì)青高速零點(diǎn)以南、將軍路西側(cè)。本項(xiàng)目涉及的供暖范圍為高墻王小區(qū)13#～18#樓，共六棟住宅樓，總建筑面積為67742㎡。項(xiàng)目所有建筑均為多層結(jié)構(gòu)節(jié)能建筑，采暖末端為地板采暖，現(xiàn)巳鋪設(shè)完畢。

該項(xiàng)目屬濟(jì)南熱力有限公司供暖范圍，小區(qū)換熱站巳經(jīng)建成，但由于一次管網(wǎng)供熱能力不足及國家能源政策的調(diào)整，擬改為新能源集中供熱模式，即熱泵熱源站集中供暖模式。小區(qū)內(nèi)配備1250kVA變壓器室一座，為新能源熱源站提供電力需求。

本項(xiàng)目利用低溫型空氣源熱泵機(jī)組制取熱媒水供住宅樓進(jìn)行冬季采暖。這種新能源集中供暖摸式取代傳統(tǒng)集中供暖以及燃煤、燃油、燃?xì)?、電熱等采暖方式，?25℃低溫型環(huán)境下，配合未端地板采暖系統(tǒng)在采暖期進(jìn)行供暖，能正常高效運(yùn)行，無需輔助電加熱。該系統(tǒng)穩(wěn)定性強(qiáng)、可靠性高，制熱效果好，環(huán)保尤污染，且無需專人管理。選集中供暖空氣能，我們可以參考空氣能集中供暖十大品牌，品質(zhì)更放心。

二、空氣源熱泵集中供暖系統(tǒng)設(shè)備選擇

針對高墻王小區(qū)六棟住宅樓在冬季設(shè)計(jì)低溫型熱泵供暖機(jī)組＋末端地板采暖系統(tǒng)，具體設(shè)備選型如下：

1.本工程設(shè)計(jì)熱源采用低溫型空氣源熱泵機(jī)組39臺，單臺制熱量52.5kW(-7℃工況），室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度：大于等于l8℃，設(shè)計(jì)熱負(fù)荷指標(biāo)：30W//㎡(-7℃工況），總設(shè)計(jì)熱負(fù)荷2030kW。

2.循環(huán)水泵：采用單級單吸立式離心泵兩臺，流量285m3/h，揚(yáng)程30米，一用一備。

3.水處理裝置：采用全自動軟水器一套，處理水量2T/H。

4.冬季熱水供水溫度為35～45℃，回水溫度21～31℃，采用兩管制的采暖水系統(tǒng)，均為同程式布置。

5.供回水管道水平干管坡度0.003，供水管坡向與水流方向相反，回水管坡向與水流方向相同。系統(tǒng)最高處設(shè)自動排氣閥，最低點(diǎn)設(shè)泄水裝置。

三、實(shí)測系統(tǒng)概況

3.1測試內(nèi)容

為了更好的檢測系統(tǒng)運(yùn)行，進(jìn)而提高系統(tǒng)運(yùn)行效率，保證采暖人員有一個舒適的室內(nèi)環(huán)境。該系統(tǒng)通過室外溫度采集點(diǎn)自動調(diào)節(jié)室內(nèi)出水水溫來控制室內(nèi)溫度（氣候補(bǔ)償），室內(nèi)共6處測點(diǎn)，每棟樓一處測點(diǎn)，以便及時準(zhǔn)確地得到室內(nèi)環(huán)境溫度。

為了更好地掌握系統(tǒng)運(yùn)行，便于工作人員的操作管理，更好地發(fā)揮系統(tǒng)性能，系統(tǒng)中共有4組電能表，電能表1-3是3組熱泵機(jī)組的耗電量，每組13臺熱泵；電能表4是循環(huán)、補(bǔ)水泵、水處理設(shè)備用電統(tǒng)計(jì)表。

在每年四個采暖月中，檢測并匯集系統(tǒng)的供回水溫度、室內(nèi)外溫度、供回水壓力、瞬時流量、熱量，以及累積的熱量等數(shù)據(jù)，以便分析該系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性可行性，如圖1所示。

高墻王小區(qū)熱泵熱源站系統(tǒng)圖

圖1:高墻王小區(qū)熱泵熱源站系統(tǒng)圖

3.2采暖期系統(tǒng)實(shí)測數(shù)據(jù)分析

3.2.1室內(nèi)外溫度實(shí)測分析

選取了采暖月(2014年12月；2015年1、2、3月）4個月當(dāng)中的兩個月的某測試日24小時室內(nèi)外溫度測試數(shù)據(jù)，通過分析室內(nèi)外溫度測試值的變化規(guī)律，進(jìn)而觀測空氣源熱泵地板采暖系統(tǒng)運(yùn)行的室內(nèi)采暖效果。

采暖月（2015年2月）某測試日的室內(nèi)外溫度變化情況

采暖月（2015年2月）某測試日的室內(nèi)外溫度變化情況

采暖月（2015年3月）某測試日的室內(nèi)外溫度變化情況

采暖月（2015年3月）某測試日的室內(nèi)外溫度變化情況

從圖2、3中溫度測試數(shù)據(jù)中可以看出，在測并出現(xiàn)當(dāng)日溫度最高溫，之后溫度逐漸降低，進(jìn)入午夜后室外溫度降至當(dāng)日最低值，全天溫度變化幅度在10℃。

盡管室外溫度逐時變化，特別是在2015年3月室外溫度變化幅度較大的情況下，該系統(tǒng)通過室外溫度采集點(diǎn)自動調(diào)節(jié)室內(nèi)出水水溫控制室內(nèi)溫度（氣候補(bǔ)償），室內(nèi)溫度都能穩(wěn)定地保持在23℃左右，變化幅度在2℃以內(nèi)，能夠滿足人們在冬季采暖期對室內(nèi)環(huán)境的溫度要求。選空氣能認(rèn)準(zhǔn)空氣能十大名牌。

3.2.2供回水溫度實(shí)測數(shù)據(jù)分析

選取了采暖月(2014年12月；2015年1、2、3月）4個月當(dāng)中的后兩個月的某測試日24小時系統(tǒng)的供回水溫度測試數(shù)據(jù)，通過分析供回水溫度測試值的變化規(guī)律，進(jìn)而觀測空氣源熱泵地板采暖系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

采暖月（2014年12月）某測試日供回水溫度變化情況

采暖月（2014年12月）某測試日供回水溫度變化情況

采暖月（2015年3月）某測試日供回水溫度變化情況

采暖月（2015年3月）某測試日供回水溫度變化情況

從圖4、5中溫度測試數(shù)據(jù)中可以看出，供回水溫度具有相似的變化規(guī)律：水溫首先會逐漸升高，在14：00時達(dá)到最大值，之后會逐漸降低，供回水的水溫變化幅度不大，平均供水溫度維持在35.2℃左右，平均回水溫度維持在30.4℃，供回水溫度差平均為5℃。由此可知在整個采暖季中，雖然室外氣候不斷變化，但是系統(tǒng)始終能夠處在一個良好的運(yùn)行狀態(tài)，節(jié)能效果顯著。

3.3制熱系數(shù)

熱泵的制熱系數(shù)為COP，也稱為熱泵的性能系數(shù)，是評價熱泵運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的重要指標(biāo)。在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)巳知熱泵的制熱最(kW)，以及輸入功率時，計(jì)算出該熱泵的制熱系數(shù)。其計(jì)算方法為：COP=用戶獲得的熱能（Q）÷熱泵消耗的電能（W）。

表1：不同采暖月熱泵性能指標(biāo)

采集時間月累計(jì)耗電量(kWh)月累計(jì)制熱量(kWh)制熱月平均性能系數(shù)采暖月1 265172.9 811861.11 3.