近年來霧霾越來越嚴(yán)重地影響人們的日常生活，研究表明主要影響因素是大量生產(chǎn)、生活燃煤的使用。2016年北京市針對400個(gè)自然村，近22萬用戶進(jìn)行了煤改清潔能源改造，改造主要工程是燃煤鍋爐改造成更節(jié)能環(huán)保的超低溫空氣源熱泵。

  本文采用使用噴氣增焓渦旋壓縮機(jī)的超低溫空氣源熱泵，配合室內(nèi)暖氣片采暖末端，對北京市通州區(qū)永樂店鎮(zhèn)用戶進(jìn)行了整個(gè)采暖季(2016年11月15日至2017年3月22日)的機(jī)組運(yùn)行及室內(nèi)采暖效果的監(jiān)測。

  1.監(jiān)測方法

  1.1監(jiān)測內(nèi)容及設(shè)備

  本文涉及試驗(yàn)監(jiān)測地點(diǎn)是通州區(qū)永樂店鎮(zhèn)老槐莊某戶，時(shí)間從2016年11月15日至2017年3月22日整個(gè)采暖季。

  采暖用戶信息

  項(xiàng)目內(nèi)容

  地點(diǎn)北京市通州區(qū)永樂店鎮(zhèn)老槐莊某戶

  設(shè)備 超低溫空氣源熱泵6p

  供暖面積120㎡

  末端暖氣片

  采集設(shè)備

  項(xiàng)目測試設(shè)備量程精度

  數(shù)據(jù)記錄無紙數(shù)據(jù)記錄儀8GB 16路數(shù)據(jù)±0.2%

  制熱量超聲波流量計(jì)流量7m3/h2級

  耗電量智能電表220V 20(80)A1.0級

  溫度T型熱電偶-200~350℃±0.5℃

  電流電流變送器0-100A±0.5%

  2.監(jiān)測數(shù)據(jù)與分析

  2.1機(jī)組在最冷時(shí)間段的表現(xiàn)

  本文選取了通州區(qū)2016-2017采暖年最冷時(shí)間段中的3天，2016年12月22日~2016年12月24日三天時(shí)間。

  數(shù)據(jù)顯示這三天時(shí)間日平均氣溫-5℃~-6.3℃，最低氣溫-12.2℃，最高氣溫2.9℃，室內(nèi)溫度始終維持在18.5~21.2℃，機(jī)組出水溫度43~48℃，機(jī)組回水溫度41~45℃，出回水溫差基本穩(wěn)定在3℃，壓縮機(jī)運(yùn)行排氣溫度最高103.6℃。

  Fig.5 2016年12月22日~24日最冷時(shí)間段室內(nèi)溫度

  Fig.6 2016年12月22日~24日最冷時(shí)間段機(jī)組出回水溫度

  Fig.7 2016年12月22日~24日最冷時(shí)間段壓縮機(jī)排氣溫度

  2.2 環(huán)境溫度變化對機(jī)組運(yùn)行及采暖效果的影響

  以2016年12月為例，選取日平均最高的一天12月1日，日平均氣溫5.0℃，和日平均最低的一天12月30日，日平均氣溫-5.3℃。兩天日平均差異達(dá)到10.3℃，室內(nèi)平均氣溫差距僅為2℃.

  Fig.8 2016年12月最高氣溫和最低氣溫下對室內(nèi)溫度影響

  從Fig.8可以看出隨著室外氣溫的上升，室內(nèi)氣溫也會隨之升高，室外平均氣溫相差較大，但是對室內(nèi)溫度影響幅度卻很小，這是由于用戶房屋墻壁、窗戶做了保溫，房屋相當(dāng)于機(jī)組來說是一個(gè)很大蓄熱及保溫設(shè)備。

  Fig.9 2016年12月最高氣溫和最低氣溫下對機(jī)組開停機(jī)影響

  同時(shí)從Fig.9看出氣溫低的階段，機(jī)組的開機(jī)時(shí)間(制熱時(shí)間)增加66.7%，停機(jī)間隔減小，【熱泵市場 水印】總的開停機(jī)循環(huán)時(shí)間基本相同，反映低環(huán)境溫度下機(jī)組制熱時(shí)間，耗費(fèi)電量將會大幅增加。

  由于本次采集完全是用戶的真實(shí)使用情況，根據(jù)用戶自己的生活作息及使用習(xí)慣調(diào)節(jié)，在一天中的11:00~17:30,用戶可能外出或者因室外氣溫較高，用戶選擇關(guān)閉機(jī)組，所以這段時(shí)間機(jī)組是停機(jī)的，室內(nèi)溫度出現(xiàn)一段下降。即便用戶已經(jīng)停機(jī)，室內(nèi)溫度還是維持在17.5℃以上，可見用戶房屋保暖效果非常良好。

  2.3 除霜對機(jī)組運(yùn)行及采暖效果的影響

  本文選取了2016年12月19日這一天重霧霾天氣，北京市發(fā)布了霧霾橙色預(yù)警并進(jìn)行了交通限行。由于北方冬季氣溫低，霧霾、下雪天氣多，極容易造成空氣源熱泵蒸發(fā)器大面積結(jié)霜，影響制熱效果。從本次監(jiān)測中選取重霧霾天氣，濕度高，同時(shí)氣溫-4℃~8℃也是機(jī)組容易結(jié)霜的階段。

  Fig.10 除霜次數(shù)

  從Fig.10顯示全天除霜5次，除霜持續(xù)4分鐘即可清除徹底。

  Fig.11 除霜對室內(nèi)溫度的影響

  Fig.11表明除霜前后室內(nèi)溫度無變化，全天室內(nèi)氣溫維持在18~21℃。

  Fig.12 除霜對機(jī)組出回水溫度的影響

  Fig.12除霜前后，機(jī)組出水溫度降低11.4℃，回水溫度僅降低2℃，除霜結(jié)束后正常運(yùn)行9分鐘水溫恢復(fù)至除霜前的水平。這是由于機(jī)組配置了緩沖水箱，有效地緩解了因除霜階段機(jī)組不僅不制熱，同時(shí)還會從室內(nèi)暖氣片中吸收部分熱量用于除霜的情況。

  4.經(jīng)濟(jì)性評估

  北京市2016年~2017年采暖季煤改清潔能源電費(fèi)政策：

  供暖期11月1日至次年3月31日，每日早6點(diǎn)至晚9點(diǎn) ,峰段電價(jià)0.483元/度;

  每晚9點(diǎn)至次日6點(diǎn)，谷段電機(jī)0.3元/度;

  市、區(qū)兩級對谷段電價(jià)各補(bǔ)貼0.1元/度，最高限額1萬度，即谷段電價(jià)低至0.1元/度;

  采暖季總耗電超過1萬度額度，谷段電價(jià)將不再補(bǔ)貼，價(jià)格將大幅上升!

  從表Tab.3可知空氣源熱泵采暖效率高達(dá)290%，與燃煤采暖費(fèi)用相當(dāng)甚至是略低，相比純電采暖節(jié)省70%的電費(fèi)。

  不同采暖方式經(jīng)濟(jì)性對比

  5.結(jié)論

  根據(jù)通州區(qū)整個(gè)采暖季實(shí)時(shí)實(shí)地采暖監(jiān)測，機(jī)組在這個(gè)采暖季運(yùn)行溫度，運(yùn)行高效，滿足采暖要求。監(jiān)測結(jié)果分析如下：

  在北京整個(gè)采暖季，即便最低室外氣溫達(dá)-12℃，室內(nèi)溫度維持18~21℃;

  室外溫度降低，室內(nèi)溫度小幅減少，用戶可根據(jù)使用感受適當(dāng)調(diào)高機(jī)組進(jìn)出水溫度，提高房間舒適性;

  空氣源熱泵相比傳統(tǒng)的燃煤，純電采暖均有明顯優(yōu)勢，采暖季總用電量7193 KW·h，總熱效率高達(dá)290%，高效節(jié)能。