空氣源熱泵

熱泵是一種利用高位能使熱量從低位熱源流向高位熱源的節能裝置。空氣作為熱泵的低位熱源，取之不盡，用之不竭，處處都有，可以無償地獲取，而且，空氣源熱泵的安裝和使用都比較方便。 ^[1]  我國的空氣源熱泵（亦稱風冷熱泵）的研究、生產、應用在20世紀80年代末才有了較快的發展。目前的產品有家用熱泵空調器、商用單元式熱泵空調機組和熱泵冷熱水機組等。 ^[2] 

按機組容量大小分為：户式小型機組、中型機組、大型機組等。

按機組組合形式分為：整體式機組（由一台或幾台壓縮機共用一台水側換熱器的機組稱為整體式機組）和模塊化機組（由幾個獨立模塊組成的機組，稱為模塊化機組）。 ^[2] 

空氣源熱泵具有如下特點 ^[2]  ：

（1）空氣源熱泵系統冷熱源合一，不需要設專門的冷凍機房、鍋爐房，機組可任意放置屋頂或地面，不佔用建築的有效使用面積，施工安裝十分簡便。

（2）空氣源熱泵系統無冷卻水系統，無冷卻水消耗，也無冷卻水系統動力消耗。另外，冷卻水污染形成的軍團菌感染的病例已有不少報導，從安全衞生的角度，考慮空氣源熱泵也具有明顯的優勢。

（3）空氣源熱泵系統由於無需鍋爐、無需相應的鍋爐燃料供應系統、除塵系統和煙氣排放系統，系統安全可靠、對環境無污染。

（4）空氣源熱泵冷（熱）水機組採用模塊化設計，不必設置備用機組，運行過程中電腦自動控制，調節機組的運行狀態，使輸出功率與工作環境相適應。

（5）空氣源熱泵的性能會隨室外氣候變化而變化。

（6）在我國北方室外空氣温度低的地方，由於熱泵冬季供熱量不足，需設輔助加熱器。

我國疆域遼闊，其氣候涵蓋了寒、温、熱帶，按我國《建築氣候區劃標準》（GB 50178-93），全國分為7個一級區和20個二級區。與此相應，空氣源熱泵的設計與應用方式等，各地區都應有不同。 ^[1] 

（1）對於夏熱冬冷地區：夏熱冬冷地區的氣候特徵是夏季悶熱，7月份平均地區氣温25-30℃，年日平均氣温大於25℃的日數為40-100天；冬季濕冷，1月平均氣温0-10℃，年平均氣温小於5℃的日數為0-90天。氣温的日較差較小，年降雨量大，日照偏小。這些地區的氣候特點非常適合於應用空氣源熱泵。

（2）對於雲南大部，貴州、四川西南部，西藏南部一小部分地區：這些地區1月平均氣温1-13℃，年日平均氣温小於5℃的日數0-90天。在這樣的氣候條件下，過去一般建築物不設置採暖設備。但是，近年來隨着現代化建築的發展和向小康生活水平邁進，人們對居住和工作建築環境要求愈來愈高，因此，這些地區的現代建築和高級公寓等建築也開始設置採暖系統。因此，在這種氣候條件下，選用空氣源熱泵系統是非常合適的。

（3）傳統的空氣源熱泵機組在室外空氣温度高於-3℃的情況下，均能安全可靠地運行。因此，空氣源熱泵機組的應用範圍早已由長江流域北擴至黃河流域，即已進入氣候區劃標準的II區的部分地區內。這些地區氣候特點是冬季氣温較低，1月平均氣温為-10-0℃，但是在採暖期裏氣温高於-3℃的時數卻佔很大的比例，而氣温低於-3℃的時間多出現在夜間，因此，在這些地區以白天運行為主的建築（如辦公樓、商場、銀行等建築）選用空氣源熱泵，其運行是可行而可靠的。另外這些地區冬季氣候乾燥，最冷月室外相對濕度在45%-65%左右，因此，選用空氣源熱泵其結霜現象又不太嚴重。

我國寒冷地區冬季氣温較低，而氣候乾燥。採暖室外計算温度基本在-5至-15℃，最冷月平均室外相對濕度基本在45%-65%之間。在這些地區選用空氣源熱泵，其結霜現象不太嚴重。因此説，結霜問題不是這些地區冬季使用空氣源熱泵的最大障礙。但卻存在下列一些制約空氣源熱泵在寒冷地區應用的問題。 ^[1] 

（1）當需要的熱量比較大的時候，空氣源熱泵的制熱量不足。

（2）空氣源熱泵在寒冷地區應用的可靠性差。

（3）在低温環境下，空氣源熱泵的能效比（EER）會急速下降。

空氣源熱泵熱水器為一種利用空氣作為低温熱源來製取生活熱水的熱泵熱水器，主要由空氣源熱泵循環系統和蓄水箱兩部分組成。空氣源熱泵熱水器就是通過消耗部分電能，把空氣中的熱量轉移到水中的製取熱水的設備。近年來，國內外都在研究CO₂熱泵熱水器。 ^[1]  文獻 ^[3]  中指出，在蒸發温度0℃的條件下，把水從9℃加熱至60℃，CO₂熱泵熱水系統的COP值可達4.3。以周圍空氣為熱源時，全年的運行平均供熱COP值可達到4.0，與傳統的電加熱或者燃煤鍋爐相比，可以節省75%的能量。