国家能源局为何肯定"热泵供暖"为先进模式？

近日，国家能源局局长章建华做客人民网“高谈客论”栏目，畅谈如何推动新时代能源高质量发展。在回答主持人关于“当下的取暖季，北方清洁取暖的情况怎么样呢？”的提问时，章局长表示：习近平总书记高度重视北方地区冬季清洁取暖，多次作出了重要批示。2018-2019年这个采暖季，北方各省按照《北方地区冬季清洁取暖规划（2017-2021年）》，坚持宜电则电、宜气则气、宜煤则煤、宜热则热，积极稳妥推进了清洁取暖工作，呈现了几大特点。

 

 

其中，第三个重要特征是：三是先进模式不断涌现。比如燃煤热电远距离供热扩大供暖范围、空气源热泵高效供暖、生物质成型燃料供暖、“太阳能+”供暖等。

 

看到这里，不仅让人思考，为何在2015年之前还相对应用较少的空气源热泵供暖，在这一轮的“煤改电”中为何能够被定义为“先进模式”，并迅速成为煤改电的首要选择呢？

 

今天，我们就来聊一聊这个话题。至少从技术原理、节能效果、制热稳定性、家用和集中供暖的适应性上，空气源热泵都堪称更加先进的应用模式。

 

先进一：能效比高，一份电供三份热

 

空气源热泵在现在的“煤改电”市场已经获得大量的应用，但作为一种新型采暖产品，很多用户心里都没底。好不好用？节不节能？这些都是他们非常关注的问题。尤其是空气源热泵为什么能做到“一份电可以供三份热”？难道不符合能量守恒定律吗？今天我们就来谈谈热泵高效的秘密。

 

空气源热泵实质上是一种热量提升装置，从周围环境中吸取热量，并把它传递给被加热的对象。在工作时，首先是输入1份电能，驱动压缩机做功（这部分电能最终还要转化为热能），然后从外界环境温度中再吸收大量的热能，通过冷媒循环系统在冷凝器中进行放热。正是由于“能量守恒定律”的存在，输入压缩机的这1份电能总是能转化成为1份热能，而从外界环境中吸取的大量热能就成了额外的收获啦。也就是说，真正把水加热的主要力量，不是输入的那1份电能，而是空气中免费的“热量”。

 

上表是业内某企业30P低温采暖机的“全天候性能曲线图”，表中“能效比”，即俗称的COP，实际就是热泵系统所能实现的制热量和输入功率的比值，在相同的工况下，其比值越大说明这个热泵系统的效率越高越节能。该机组在2℃环境温度下，出水45℃，COP为3.23，也就是说输入一份电能，得到了3.23份的热量。即便是在比较冷的-12℃的环境温度下，COP既然达到了2.35。远远大过直接电采暖，节能效果非常显著。所以说“空气源热泵一份电可以供三份热，效率更高”

 

先进二：电费不贵，普通家庭可承受

 

空气源热泵采暖产品的初投资确实要比电暖气高的多，但运行费用也要低的多，舒适性也更好，还安全。至于采暖费多少，这个是由很多因素决定的。比如说，房子的保温状况，保温好的肯定运行费用要低，节能建筑和非节能建筑，在计算热负荷时甚至有50%的差异。

 

另外还跟温度设置的高低、使用习惯、系统设计等很多方面都有关系。26℃的室温和18℃的室温，运行费用可能差别很大。根据测试，室温每升高1℃，能耗都有10%左右的提升。所以，用户如果想要更省电，最好在满足温度的需求下，把水温调低一点。

 

关于空气源热泵供暖的运行费用，根据上图清华大学对北京80平方米典型农宅进行采暖能耗的试验和研究，可以知道：在维持室温16摄氏度左右的条件下，一个供暖季采用散煤采暖炉的费用为2718元，型煤的采暖支出为1737元，壁挂炉的采暖支出为1967元，热风型空气源热泵的采暖支出为880元，热水型的空气源热泵的采暖支出为1178元，而太阳能热水+热水型空气源热泵结合后，费用更是低至799元。

 

虽然南北方维护结构的差异、室外温度及相对湿度的差异、居住者习惯、化霜控制等对于机组运行经济性有很大影响，根据测试结果，空气源热泵比燃气壁挂炉和电供暖供热经济节能，比其他热源要节省15%-70%的运行费用，不论是从替代燃煤锅炉集中供暖还是独立用户供暖角度来讲，都是节能环保的优选方案。

 

先进三：-25℃把室温稳定在20℃以上

 

空气源热泵能够制热，靠的是压缩机做功和冷媒“搬运”热量。这个问题我们需要重点说说“冷媒”和“压缩机”。

 

先说冷媒。热泵要想从空气源中吸热，必须蒸发器内部温度要低于室外温度，因为热量都是高温向低温传输的，所以蒸发温度越低，就可以在更低的工况下工作。也就是“只要有温差，就能吸热”。

 

比较常见的冷媒，采用R22冷媒的热泵产品可从-25℃以上的环境中吸热（不是说采用R22冷媒的产品可以在-25℃以上的环境工作，还跟压缩机有关），而R410A的蒸发温度要更低，可以达到-30℃。

 

其次，决定低温热泵采暖产品的工作范围的，还有个核心部件是压缩机，因为要让热泵产品在更低环境下正常运行，还要解决压缩比过大、排气温度高导致的制热不足等问题。近年来，随着搭载了喷气增焓技术、变频技术的热泵专用压缩机开始普及，空气源热泵采暖在我国寒冷地区和大部分严寒地区的应用早就没问题了。

 

业内很多搭载了变频+喷气增焓两大技术的“超低温采暖空气源热泵”，采用R410A环保冷媒，不仅可以-25℃稳定运行，最大的特点是在-12℃工况下，可以实现100%制热能力不衰减。这样一来，哪怕遇到极端温度，也不会影响到用户对采暖温度的需求，室内温度波动较小。

 

所以，网上那些攻击空气源热泵产品，说热泵采暖产品只能在南方用，北方不好用的，要么就是用老眼光在看问题，或者是人云亦云，还有的就是抱有特殊的目的。

 

先进四：集中供暖施工便利、高效、节能

 

利用空气源热泵为小区进行集中供暖，不管是新建小区还是“煤改电”后的二次改造小区，都有很大优势。低温空气源热泵通过消耗部分电能获得2.5～3.4倍的供热量，冬季季节综合能源利用率≥3.0，一次能源利用率可达0.825～1.122，季节综合一次能源利用率为0.97，远高于电直接供暖和燃煤、燃气供暖的方式。

 

由于用户行为节能显著，空气源热泵分布式采暖费比集中供暖还省30%，最高也不会超过当地的集中供热费用。用多少热，交多少电费，真正实现供热商品化，政府不用再为热计量改革发愁。

 

它没有集中供热系统所必须具备的热源厂、一次网、换热站、二次网、用户散热设施等环节，接电就可以供暖，使用功率分配系统，可有效的避免电力增容。与城市热力管网相比，省去开挖道路，铺设热力管道的巨额投资，省时、省钱。系统可放置于楼顶平台或地下室，利用了闲置空间，无需占用城市宝贵的土地空间，为用户创造效益。

 

空气源热泵热力供暖中心可采用PPP模式建设，投资方和用能方、建设维护方三者合作，纯市场化手段操作，不增加政府任何资金负担。

 

推动清洁取暖大方向是肯定的，但在实现路径上，要认真看待。天然气是一种高品质能源，潜力很优，若只将其提高几十度用来采暖，是资源的浪费。对于电采暖，直接电直热是高能耗、高污染的方式，且初投资高，电网增容必不可少。空气源热泵适应性最广。只要依当地条件而定，不盲目发展，空气源热泵一定能够为国家的北方清洁供暖大计，提供越来越多的坚实支持。