太阳能空气源热泵系统设计

可实现度
可替代度
新疆 北疆和东疆 沿天 山一带属 于严寒地 区 ，每年用于供
单框双 玻 ，每 个面积约 ２ － ２ ５ ｍ ：２樘 单扇钢制 入户 门每樘
暖的能耗 非常 巨大 ，燃 煤取暖造成 大量的环境污 染 ，建筑节 能势在必行 。 空气热能具有分布广泛 ， 利用方便等特点 ， 因此 ， 空气源热 泵系统理应成 为一种 良好 的供 暖空调方 式 ，但是 由 于该 系统存 在低温环境 适应性差的 问题 ，在严寒地 区几乎不
实用性 明显增 强 ，便于系统 的推广应用 。该 系统的设计 与应 用将有 助于转变严 寒地 区以单一热源热泵系 统为主的传统 应
用理念 ，有助于探 索适用于新疆 地区的可再 生能源供 暖空调
般情 况下 由 ６月 １日至次年 ９月 １日 ，约 为 ９ ０天 ，空调
单位面积冷负荷与供 暖单位面积热负荷相 比较小 。 我 国太 阳 能 资 源 带 分 类 如 表 ，１所 示 ，按 照 表 中规 定 的 指 标 ，经 统 计 乌 鲁 木 齐 地 区年 平均 太 阳总 辐 射量 为
表 ２ 空气源热泵参 数
型号 制热 量 输 入 功率 进水 温度 出水温度 环 境温 ｋ ｗ ｋ ｗ ℃ ℃ 度℃
Ｍ Ｈ 一 ５／ １５ Ｄ ４１ ７
．
般带
电源 Ｖ
５
７－ ８
５． １ ３ ８Ｏ 一 ３Ｎ 一 ５ ＯＨｚ
表 ３ 水泵参数
型号 功率 ｗ 介质
１ ５日，Baidu Nhomakorabea长达 １ ８ ２天 ， 相比之下全年需要供冷的时间相对较短 ，
一
效地 保障供 暖需求 ，同时新 疆具有丰 富的太阳能 资源 ，将太 阳能 蓄热供暖与 低温空气源 热泵系统进 行有机复合 ，这样既 可 以克服空气 源热泵低 温适 应性差的 问题 ，又可 以显 著降低
太 阳能蓄热供 暖系统的容量 ，使得初投 资大大降低 ，系统的
通的空气源热 泵在气温低于 一１ ５ ℃时就无法 工作 了 。本项 目 选取 了一台美琳达 Ｍ Ｈ 一５ ／ Ｄ型超低温空气源热泵 ，采用普 通 Ｒ２ ２制 冷剂 ，能够在 一２ ５ ℃下正 常工作 。室 内循环水 泵 和空气源 热泵 循环 泵各 １台 ，均选用威 乐 ＰＨ 一 １ ０ １ Ｅ Ｈ 热
系统及 其配套 的工程应用技 术 ，推进新疆地 区节能减排事 业
的发展 。
示范工程的基本情况
建 筑 概 况 项 目实施 地 点在 乌 鲁木 齐市 高 新 区甘 泉堡 工业 园 内 ， 位于 北纬 ４ ４ ． ４ 。 ，东 经 ８ ７ ． ７ 。 。实验 建筑 为热泵技 术实 验 室 ，如 图 １所示 ，该实 验室于 ２ ０ １ ４年 ９月建成 ，建筑面 积 ２ ０ ０ ｍ ，一层 砖混结构 ，空心砖墙 厚度 ３ ７ ｃ ｍ。房屋整体 密 封性较好 ，外 墙以及屋顶均 有 １ ０ ｃ ｍ 保温层 ，共 有 ６个窗户
适 用 。近年来 行业 内从 改进制冷循环部 件性能 、制 冷循环的
面积 １ ． ８ ｍ ，１樘双扇 钢制 入户 门面积 ３ ｍ 。计 算平 均热 负荷 ２ ３ Ｗ／ｍ 。实验室 内沿墙壁 四周 ，均匀布置了 １ Ｏ组钢 制 散热 片 ，每组长 １ ｍ高 ０ ． ６ ｍ；热风管道采 用厚度 ０ ． ８ ｍｍ 镀 锌铁皮 ， 卷成直径 啦！ ２ ０ ｍｍ圆桶 型风道 ， 由屋顶 引入室 内 ，
气 象条件
乌鲁 木齐 市地处 欧亚大 陆腹 地 ，在 ＧＢ５ ０ １ ８ ９ —２ ０ ０ ５
《公 共 建 筑 节 能 设 计 标 准 》中 属 于 严 寒 地 区 Ｂ 区 ，在 ＧＢ５ ０ ３ ５ ２—２ ０ ０ ５《民用建筑设计通则 》中属于 ＶＩ Ｉ 气候 区。 其 气候特征表现 为夏季 炎热 ，冬季寒冷 ，昼夜温差大 ，具 有 寒 冷干燥多 变的特点 ，冬 长夏短 ，春秋不 明显 ，光 照充足 ， 热 量充 沛 ，气 温 日差大 。供 暖期 由 １ ０月 １ ５日至 次年 ４月
一
图 １ 示 范工程现场 图
４ １一
蕊 ◎ １ ０ 万 一 ３ ０ 万
表 １ 太阳能资源 带分类
分类 年辐射总量指标 ｋ Ｗｈ ／（ ｍ２ １ ａ）
≥１ ７ ５ ０ １ ４ ０ ０ ～１ ７ ５ ０ １ ０ ５ ０～ １ ４ ０ ０ ＜１ ０ ５ ０
中 国 科 技 信 息 ２ ０ １ ７ 年 第 ２ 期 ． Ｃ Ｈ Ｉ Ｎ Ａ Ｓ Ｃ ｔ Ｅ Ｎ Ｃ Ｅ Ａ Ｎ Ｄ Ｔ Ｅ ｃ Ｈ Ｎ Ｏ Ｌ 。 Ｇ 、 ， Ｉ Ｎ Ｆ Ｏ Ｒ Ｍ Ａ Ｔ Ｉ ｏ Ｎ Ｊ ａ ｎ ． ２ ０ １ ７
在 窗台下部做 ４个排风口 。
改进与优化控 制 、采用新型 制冷剂 、改 进融霜技术等 几个方 面进 行了大量 的研究工 作 ，这些工作使 得该问题很 大程度上 的改善 。考虑到 严寒地 区供 暖期总热负 荷中有较大 比例对应
的室 外温度还相 对较高 ，现 有的低温空气 源热泵产 品可以高
水循环泵 。主要设 备型号及参数 见表 ２和表 ３ 。
地区
最丰 富带 很丰富 带 较丰 富带
—
西藏 大部 、新 疆南 部及 青海 、甘 肃 、 内蒙 西部 新 疆大 部 、青海 、甘肃 东北 等 黑龙江 、吉 林 、辽宁等 四川 中部 、贵＇ ￣ Ｉ ｔ ： Ｉ Ｉ Ｇ 部 、湖 南西 北
Ｃ Ｈ Ｉ Ｎ Ａ Ｓ Ｃ Ｉ Ｅ Ｎ Ｃ Ｅ Ａ Ｎ Ｄ Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ Ｏ Ｌ Ｏ Ｇ Ｙ Ｉ Ｎ Ｆ Ｏ Ｒ Ｍ Ａ Ｔ Ｉ Ｏ Ｎ Ｊ ａ ｎ ． ２ ０ １ ６中 国 科 技 信 息２ ０ １ ７ 年 第２ 期
１ ０万 一 ３ ０万 ⑨
ＤＯＩ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １ — ８ ９ ７ ２ ２ ０ １ ７ ． ０ ２ ． ０ １ ３