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摘要：能源緊缺和環境問題是公認的兩大世界性難題；能源是現代化建設、經濟發展的物資基礎，鉆研、實驗和試驗性推廣清潔能源已成為國內外能源行業主導思想[1]。本文以東疆港凌波軒燃氣空氣源熱泵與鍋爐聯合供暖工程項目為研究依據，結合工程項目投運所得的相關技術數據，展開一定深度的分析和總結，其成果在燃氣空氣源熱泵聯合供暖技術推廣運用上有一定的參考價值。

關鍵詞：燃氣空氣源熱泵；鍋爐；聯合供暖技術

1引言

能源供給緊張和環境污染已經成為世界性的兩大難題。眾所周知，我國能源利用模式單一，一次能源深度利用比例不高，化石能源如煤炭的利用比例占總能耗比重的60%以上[2]。科技社會發展，粗獷經濟發展模式已經不適應當今社會的發展模式，各國開始鉆研、開發新的能源利用技術[3]。空氣源熱泵利用環境空氣作為其低品位熱源，給被調節對象提供熱量，系統能效高。而常規鍋爐熱水供暖系統的綜合能源利用率較低，造成大量一次能源的消耗浪費，同時也造成環境的各種污染，所以有必要利用燃氣空氣源熱泵對常規鍋爐供暖熱水系統進行節能改造。因此燃氣空氣源熱泵應用的推廣對環境保護、節能降耗的意義重大[4]。但在天津為什么燃氣空氣源熱泵應用技術并未大面積推廣開來？本文結合已經投產運行的東疆港凌波軒燃氣空氣源熱泵與鍋爐聯合供暖項目為研究背景進行分析和總結，希望能對燃氣空氣源熱泵供熱技術的推廣起到一點的啟發作用。

2凌波軒燃氣空氣源熱泵與鍋爐聯合供暖項目簡介

凌波軒燃氣空氣源熱泵與鍋爐聯合供暖項目位于天津市濱海新區東疆港保稅港區，建筑面積約為2萬平米，供暖面積為13256平米。公司堅持創新發展理念，堅持以科技創新帶動公司的全面發展，依托凌波軒供暖項目為背景，從創新角度看問題，通過多方調研、研究決定采用燃氣空氣源熱泵與鍋爐聯合供暖的新型供暖技術路徑，這一創新技術思路符合新能源技術的發展趨勢，此利用在節排的角度、資源利用角度、環境保護角度都具有一定的效益。其系統圖如圖1所示。

3凌波軒燃氣空氣源熱泵與鍋爐聯合供暖項目技術分析

凌波軒燃氣空氣源熱泵聯合供暖系統的設計思路及技術路徑直接影響著系統供熱負荷輸出能力。燃氣空氣源熱泵是一種高效的節能產品，經濟合理并最大化的利用燃氣空氣源熱泵是系統設計的主體思路。

3.1最大化利用思路燃氣空氣源熱泵聯合供暖系統設計利用三臺共計177KW的燃氣空氣源熱泵機組分別作為高低區系統的基礎負荷使用，實現對二次系統回水的加溫。鍋爐系統作為空氣源系統的調峰手段，通過空氣源熱泵與鍋爐聯合供暖的創新型熱源模式既保證了燃氣空氣源熱泵最大化利用的技術路徑同時也保證了供暖系統對外輸送熱量的穩定性。

3.2經濟合理利用思路在空氣源熱泵機組的選型上，經過對燃氣和電驅動空氣源熱泵的經濟效益對比分析及設備廠家的實地考察，最終選用了以氨水為吸收介質的燃氣空氣源熱泵機組。對于目前使用最廣范的空氣源吸收式熱泵不能用于溫度低于5℃的環境。通過采用氨水作為工質對，制冷劑氨水的凝固點為-77℃，故以氨水為介質的燃氣空氣源熱泵在很低的溫度下也能夠制取免費的空氣能[5]。燃氣空氣源與電空氣源熱泵經濟效益比較：以凌波軒項目為計算模型供暖面積為6151平米，熱負荷為277kw，燃氣空氣源熱泵COP按1.4計算，電空氣源熱泵COP按3.0計算，燃氣熱值按35581千焦/立方，電價價格按0.9kwh/元，燃氣價格按3.07元/立方[6]。

3.3運行技術思路運行技術思路的核心依據是室內溫度供給恰到好處，不存在超溫及不達標的情況，結合室外溫度情況參考熱指標經驗數據，從理論上測算對應天氣條件下的熱指標及燃氣耗量。(從供回水溫度流量上也能反映出已供給熱量)理論結合實踐，有針對性持續對戶內的溫度保障情況做一個調查，以實現該運行調節思路形成一個閉環系統。生產運行的尖峰期空氣源熱泵提供的熱量不夠時將閥門進行切換，使空氣源加熱后的二次網回水經過板換換取鍋爐提供的熱量來確保生產運行的平穩性。

4經濟效果分析

2016-2017采暖季，經過對空氣源熱泵與鍋爐聯合供暖系統的運行數據分析，得出系統的COP能達到1.4左右。空氣源熱泵技術的應用，系統每天可節省天然氣約110立方，如圖3所示。年節省天然氣耗量將超過1.4萬立方，燃氣空氣源熱泵與鍋爐聯合供暖系統的使用降低燃氣消耗量20%左右，系統基本在4年左右可全部收回成本，經濟、社會效益可觀。

5總結及建議

經過2016-2017年采暖季供熱運行對空氣源熱泵與鍋爐聯合供暖系統運行模式的摸索做以下總結：

5.1空氣源熱泵普遍存在結霜的問題

空氣源熱泵技術近幾年在我國發展的很快，但是空氣源熱泵普遍存在結霜的現象，現階段還沒有特別有效的方法能夠攻破這一問題。特別是運行工況處于潮濕、霧霾、寒冷的天氣條件下。從該點位出發想要進一步推進空氣源熱泵這種清潔設備的市場份額就一定得深入專研太陽能、鍋爐、地熱、熱電管網等熱源作為空氣源熱泵的調峰負荷的技術路徑，以實際工程項目為技術經驗支點，總結分析后能撬動廣闊的市場份額。

5.2傳統的空氣源熱泵結霜問題的解決思路

通過停機轉換四通調節閥利用空調制冷制熱轉換的方式來除霜，此方法雖能解決空氣源除霜的問題，但不是從根源上解決問題。打開思路，跳出解決除霜這個現實問題的角度轉為專研從根源上抑制空氣源熱泵結霜才是真正的解決問題。通過對空氣源熱泵結霜原理的分析我設想對空氣源熱泵燃燒后排放的煙氣經行充分利用，將此部分的熱量引送至空氣源熱泵熱交換的翅片部分，一來空氣源換熱片可以通過內部氨液循環系統帶走煙氣的熱量，再次提高了空氣源熱泵的效率。二來因為空氣源燃燒過后的煙氣具有高溫、干燥的特點能夠保證翅片周圍的空氣保持干燥及高溫。5.3提高空氣源熱泵市場份額的思考建議從三方面進行考慮：(1)在選購空氣源熱泵機組作為供暖熱源時一定要考慮聯合穩定可靠的調峰熱源以保證供暖輸出負荷。(2)加大對空氣源熱泵抑制結霜的研究工作，從根源上提高空氣源連續運行的穩定性及效率。(3)對空氣源聯合供暖系統進行運行調節合理規劃好調峰熱源與空氣源熱源的關系，從而提高整體供熱系統的效率。

參考文獻：

[1]尹航.基于地熱水資源供熱供冷系統能源利用率評價方法的研究[D].天津大學.2006

[2]龍惟定,王長慶,丁文婷.試論中國的能源結構與空調冷熱源的選擇取向[J].暖通空調,2000,30(5):27-32．

[3]王芳.地下水源熱泵系統的實驗與模擬研究[D].西安建筑科技大學.2003

[4]王剛.某酒店空氣源熱泵系統全年能耗分析及應用研究[D].天津科技大學.2012

[5]吳偉,張曉靈,石文星,李先庭.氨水吸收式空氣源熱泵的設計與理論分析[D].清華大學建筑技術科學系.2010

[6]龍惟定,王長慶,丁文婷.燃氣空氣源熱泵的技術經濟分析[J].節能;2015;396(9):74-76．

作者：張光 培單位：天津地熱開發有限公司天津