现在是工业时代,各类机械设备都在飞速的发展,空气能热泵也一样。空气能热泵刚进入市场时,高噪音、低效率、适用的地区有限。经过了这些年的技术改进和生产线的扩大,目前空气能热泵已经在冷、暖行业中扎下了自己的根,以高效制热、安全节能的特点受到各行各业的欢迎。
我国幅员辽阔,不同地区的气候也千差万别。黄河以北地区,冬季气温经常零度以下。而为了克服空气能热泵在零下时结霜、制热效率低下等不足,各类低温方案也应运而生:采用大面积的蒸发器、加入变频控制器或者采用根据喷气增焓技术改良的压缩机。北方的大规模“煤改电”,基本都采用了这些有特殊设计的超低温热泵,也获得了广大民众的认可。
不过除了北方,西南边上的西藏地区,也是气候复杂、环境恶劣的典型代表。西藏地区平均海拔4000米以上,冰雪频繁,气候寒冷,更重要的是空气稀薄。对于空气能热泵来说是一个非常“不友好”的运行环境,然而却仍然可以看到空气能热泵在西藏地区频繁使用。
以西藏的一项大型住宅项目为例。考虑到有大量人员入住,安全问题必须得到保障,所以该工程抛弃了燃气、燃煤锅炉的做法,选择使用纽恩泰空气能热泵机组配合太阳能集热板来为住宅实现大量的热水供应。
空气能热泵与太阳能设备,前者利用空气中的热能制热,后者利用太阳光照放射出的能量制热,都是合理利用清洁能源的产品。为什么不单独使用太阳能设备呢?因为太阳能设备有局限性。当白天日照充足时,利用大面积的太阳能集热板吸收热能,不消耗电能,直接产生热水,非常高效省钱。但是天气的变化是捉摸不定的,一年当中,有很多时间没有足够的阳光照射,比如阴雨天,比如夜晚,太阳能不足,所以需要配备电辅助加热设备,而为了满足大型住宅的需求,配备的电辅助加热设备功率很大,因此耗电量并不小,日常运营的费用是一笔很大的数字。
一旦加入了空气能热泵,这个问题就迎刃而解。白天时,采用太阳能制热,夜晚、阴天依靠空气能热泵制热,两者相互配合。空气能热泵从空气中吸收能量,通过内部的压缩机通电做功压缩,产生大量的可使用的热能,热量通入水中,就产生了大量热水,可以用于供热和采暖。制热过程巧妙利用了空气中无尽的热能,辅以少量的电能,实现了高效的制热,在20℃的工况下,制热效率可达4.0;在零下20℃左右的工况下,合理运用喷气增焓技术,依然可以实现2.0以上的制热能效比。太阳能设备+空气能热泵比太阳能设备+电辅助加热装置节省了大量电能,也为住宅楼的日常运行减少了电费上的开支,适合大型的住宅区或者商业区使用。
东北、西藏等环境复杂的地区都用上了空气能热泵,说明了空气能热泵对于极端环境的适应能力已经很成熟。低温、空气稀薄,在一定条件下已经不再是制约空气能热泵的最大因素。空气能热泵配合太阳能设备一起使用,可以在节能上做到极致,减小经济投入,是未来建筑的一大趋势。