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1.请记住昨天，住建部正式认可将空气热能纳入可再生能源范畴！

《热泵市场》杂志

备受业界关注的“空气热能纳入可再生能源范畴”的进程，昨日又取得重大突破！11月25日下午，由住建部科技发展促进中心牵头召开的《空气热能在夏热冬冷地区建筑上的应用技术交流会》在常州成功举行。国际铜业协会高效供热项目作为协办单位，中国热泵产业联盟作为支持单位，都可谓出力甚殷！在嘉宾邀约和会务组织、宣传上都不遗余力！

同时作为大会的特邀发言嘉宾，中国热泵产业联盟副秘书长、国际铜业协会高效供热项目主任赵恒谊接受本微独家访问时称：这标志着住建部科技司公开认可空气热能纳入可再生能源范畴，并计划优先将空气源热泵热水器（机）纳入可再生能源核算范围！

此次会议，邀请到了住建部建筑节能与科技司副处长胥小龙，住建部科技发展促进中心副处长刘幼农，副研究员姚春妮，江苏省住建部科技发展中心王然良总工等专家与会。除此之外，还有浙江大学教授王靖华、上海交通大学教授代彦军等也参加了会议。与会代表约为150人左右。

住建部科技司：正式认可将空气热能纳入到可再生能源范畴

住建部科技发展中心的姚春妮副研究员，发表了《<空气热能纳入可再生能源范畴的技术路径分析>研究报告》。

图 | 住建部科技发展中心的副研究员姚春妮

报告从“空气热能的定义、储量、利用”“国内外空气热能利用技术现状”“空气源能效水平及区域适用性”“技术指标及常规能源替代潜力”“结论及建议”等5个方面来展开论述，对空气热能的属性、空气热能的利用技术进行了总结，对空气源热泵的技术类型、行业发展进行了回顾，对其系统能效及常规能源替代潜力进行了分析。

而研究结论认为：根据国际上对可再生能源的属性定义，以及我国《可再生能源法》对可再生能源的法律界定，空气热能与已经被纳入可再生能源范围的浅层地热能一样，具备可再生能源的属性，因此，建议将空气热能纳入可再生能源范畴。

在随后的发言中，住建部科技司领导指出，综合考虑产业相关政策和产品的发展成熟度，计划将空气热能纳入到可再生能源范畴，在计算可再生能源贡献量时，优先将空气源热泵热水器（机）纳入到技术实施范围。空气源热泵技术实现了空气热能的高效利用，是可再生能源供热的重要组成部分，有潜力在建筑节能中发挥更大作用。为了具体指导后续的落地实施，住建部科技中心在本次会议中还发布了《空气热能纳入可再生能源范畴的指导手册》。

本次交流会主题围绕空气热能在建筑领域的应用，自然少不了建筑开发单位和设计单位对空气源热泵的认识与经验分享，浙江大学建筑设计研究院代表围绕《空气热能建筑应用设计要点研究》开展经验分享，重点围绕建筑能耗对比、设计应用对比等要点阐述了空气源热泵的节能性，可以在设计上将空气源热泵与建筑结合重点考虑。

大力发展空气源热泵，是我国实现可持续发展的必然选择

图 | 中国节能协会热泵专委会副秘书长、国际铜业协会高效供热项目主任赵恒谊，为空气热能得到住建部承认并将最终纳入可再生能源法出力甚殷，得到了业界高度评价。

此次会议上，中国节能协会热泵专委会副秘书长、国际铜业协会高效供热项目主任赵恒谊，在演讲中介绍，空气源热泵这一技术在国外已经有几十年的应用历史。国内经过近十年的发展，空气源热泵2014年全年总产值为73.9亿元。比2013年增长21.8%，其中内销增长26.3%，出口微增0.9%；从产销量来看，2014年总产销量约141.9万台。

随着空气源热泵热水设备近年来保持高速增长，空气源热泵热水设备的应用不断拓展，已经扩展到低温供暖、工业特种应用等新的应用领域，并大量出现双联供、三联供的应用，发展出与燃气、太阳能耦合的家用和商用产品。

参考其他市场监测机构的数据，2014年空气能热泵热水器的家用产品零售均价约为5500元，全国家用热水器销量总计约为3800万台。从横向比较的市场份额来看，在制取生活热水为主的家用热水器市场上，2014年空气能热泵热水器（机）在国内家用热水器中台数所占市场份额约为3%。同时，由于产品价值较高，销售额所占份额约为9%。

其实在空气源热泵发展较成熟的区域，由于空气源热泵的节能减排特性，浙江、福建、山东等省份已经出台了针对空气源热泵热水器的支持鼓励政策。浙江大学王靖华教授在交流会上重点针对浙江省空气热能建筑应用相关政策标准作出解析，在浙江省2014年12月19日发布的《民用建筑可再生能源应用核算标准》中，明确表示有生活热水需求的建筑应优先选择空气能热泵热水系统，并且该省已将空气源热泵热水系统列入可再生能源范畴。该标准已于2015年3月1日施行。

欧盟、日本早已将空气源热泵纳入可再生能源利用技术范畴

从全球空气源热泵市场发展来看，欧洲、澳洲、日本、中国是空气源热泵应用的主要市场，也是技术最先进的几个国家和地区。尤其在欧洲，技术与市场相对成熟，由于空气源热泵技术体现出良好的节能减排效益，2009年4月，欧盟已经批准认可空气热能是可再生能源，日本等国家也将空气源热泵纳入可再生能源利用技术范畴。

此外不少国家和地区给予空气源热泵产业积极的鼓励和引导政策，比如日本、法国、德国、澳大利亚等政府都对空气源热泵热水器的市场给予一定比例的补贴，在政府的推动下，空气源热泵技术在这些国家发展迅猛。中国也曾经将空气源热泵热水器纳入“节能惠民”工程。中国节能协会热泵专委会副秘书长赵恒谊认为，结合国内外空气热能的发展现状及技术应用，中国应将空气热能纳入可再生能源范围。

可以预见的是，纳入可再生能源范畴之后，国家和各地主管部门在推荐空气源热泵用于新建筑和旧建筑的节能改造时，终于有法可依！空气源热泵在开拓市场时，也能够名正言顺的获得国家节能补贴或“煤改电”等专项补贴！再不用依附在太阳能热水或电采暖之下。不仅空气源热泵行业将获得突飞猛进的发展，也将更为国家的节能减排工作贡献更大的力量。

版权：本微原创。

2016年3月16-18日，由《热泵市场》杂志社主办的第六届中国热泵展将在上海光大展览中心隆重举行。目前招展工作已经接近结束。热泵热水、采暖、干燥、特种应用、冷暖一体化等全品类应用都将现场展出。来自全国的100多家空气能热泵和关联企业将积极参展，专业采购商和产业链从业人员将达到20000人/次。无论是规格，还是影响力，都将是历史之最。

目前，已经有美的、海尔、艾欧史密斯、芬尼、力诺瑞特、海立睿能、中广、纽恩泰、春光、派沃、生能、中科福德、美菱、欧思丹、碧涞、科宇、天舒、资乐、精创、斯图华纳、盾安、米特拉、澳克莱、塞上阳光、华天成、日立、迈能、松下·万宝、迪思高、苏净安发、光芒、欧纳尔、伊蕾科斯、博浪、蓝贝、铭汉、建春、同创、隆科来福、热道、意利法、云明电子、广源空调、中和国泰、双丰、正峰、永炜、沈氏、联丰、哈维、融自、雄鹿、震利达、腾利特、鑫巨、中度、君如、美肯、依恳丰、天水、炬邦、阿迩贝司、金拓、星宝圆通、吉祥、美奥、港菱、长沙大海……等100多家展商参展。更多展商及展品，详情请留意随后上线的展会移动官网。

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2.用高温空气能热泵加热屠宰厂的生产用水，你见过吗？

《热泵市场》杂志

魏洪生 朱世龙 孙铁军

摘 要：热水系统在屠宰工厂主要用于生猪屠宰浸烫、设备清洗以及员工生活热水。小型生猪屠宰工厂用水量小，单班浸烫一般一次性用水需求约为18~20m ，使用温度为61±1℃。公司为了节能降耗提高经济效益．采用氨制冷系统冷凝热回收，空气能热泵系统提升温度，辅助电加热制取75~90℃的高温热水。自动运行，安全可靠。

关键词： 热水系统 冷凝热回收 空气能热泵

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南京雨润食品集团近几年发展和扩张迅速。生猪屠宰公司遍布全国各地，企业规模分为大、中、小型肉食品屠宰工厂。目前一些小型屠宰项目，处于一种产能不稳定的状态。有时日生猪屠宰量一般在1000头以下，屠宰时间分为两段或以上。从而导致水、电、蒸汽的头猪能耗过高(涉及相关机密，这里不公布相关数据)。尤其是蒸汽锅炉的使用效率低，为解决分段式热水需求，进行氨制冷系统冷凝热回收及空气能热泵热水系统的应用。

1 工程概况

1.1 南京雨润食品集团某分公司屠宰车间热水需求

本屠宰车间按一天最多屠宰1000头生猪计算，一天最多屠宰两次．第一个时间段：凌晨1点至早上5点(4h)，第二个时间段：中午12点到13点(1h)。设计需保证每个小时高峰最大屠宰量300头猪用热量要求。

用水场所分两个地方。

第一个地方：屠宰浸烫槽(长宽尺寸12mX2m，槽高0.85m，槽水深0.6m)，一般晚上12点前把18t65℃的热水放进水槽，当猪进入浸烫槽后水温会下降(根据水温间断补充75~90℃的高温热水)，使水温达到61~62℃设计要求(晚上12点至早上6点)，中午12点屠宰延用早上的水浸烫(中午12点到1点)。一般一天换一次水，换水量为18~20t。

第二个地方：早上7点和下午2点工人下班后要用热水清洗机器和地面，还有工人白天和晚上下班时洗澡用热水，每天设计12~15t。

特别要求：

(1)每天高温热水一定要保证(采用双热源或者备用设备)；

(2)生猪浸烫池水温一定要保证61~62℃ 。

1.2 热水需求量

满足热水同时最大需求量：系统每日供热水约32t(32000kg)。

1.3 热水需求热量

根据公式：Q=CXMX△T(按冬季进水温度10℃，出水温度55℃计算)。

1.4 制取稳定热水工作原理

新建工厂最初设计为天然气2T蒸汽锅炉两台，每班次至少需要锅炉操作工兼水处理工一名。土建锅炉房，软化水处理设备一套。建天然气工作调压站，且当地天然气公司要求每天用气量需达到一定的立方数。为满足两次浸烫用热水和工人生活用热水，需要多次启动锅炉运行，锅炉的使用效率低，热效率低，能耗较高。

根据多个不同需求的热水和使用的时问差，现设计2个独立的热水系统，3种不同加热方式，设定好温度要求、时间继电器全自动控制，具体方案如下。

(1)氨机组高温排气热回收。

此屠宰车间制冷系统总共有8台氨螺杆压缩机组，氨制冷系统的排气温度正常为80~90℃。至少有一台在38/-10℃工况下LG20BMY和一台在35/-38℃工况下LG20BMYJ同时运行，其排热量为1456.8KW；利用一台不锈钢卧式壳管式换热器，按20%的热回收效率(1456.8kWX0.2=291kW)，每天只需要9~10h就可以满足55℃热源需求。具体参数及计算如下：

冷媒承压：≥2.5MPa，换热面积：12㎡。，换热管材质：316。

换热管直径：Φ19，换热管厚度：2.0mm。

理论换热量：Q=K×F×△T=3800W/㎡×12㎡×5℃=228kW <291kW。

每天按运行9 h核算，228kW×9h=2052kWh>1680kWh 。

其中K值推荐为3400~4000W/m：平均温差范围△T=4—6℃。

热氨气热源回收系统主要是依据氨热虹吸交换器原理回收氨压缩机运行中不断排出的高温高压热源，工艺见图1。

(2)恒温热泵系统。

空气能热泵就是吸收环境空气内源源不断的热量，通过压缩机对制冷剂做功，将热量转移至水中，当水箱热水温度达到设定温度，就自行停机，在使用时可由阀门直接开启或由水泵输送到使用地点。配置有15P高温热泵机组三组，每套制热量为54kW，按每天工作10h计算，能提供的热源为54×10×3=1620kW．可满足将热水加热到55℃。

根据逆卡诺循环原理，系统循环工质即制冷剂在蒸发器中通过相变(液态一气态)，吸收空气中的热量；进入压缩机，被输送到冷凝器中通过相变(气态一液态)，将热量释放到进入冷凝器中的冷水中，水被加热成高温热水；直接进入保温水箱；经过相变放热的循环工质以液态形式进人节流装置。经过节流降压后再进入蒸发器通过相变吸热。循环工质不断将空气中的热量转移到冷凝器中，进入冷凝器的冷水不断加热成高温热水储存到水箱中供用户使用。

当水箱中的水降温到一定值时，机组自动开启，通过不断从空气中吸取热量，将水箱中的水循环加热到设定温度。

其工作原理见图2。

(3)辅助安全电加热。

高温电加热棒15kW，三组，放置在高温储水箱中，温控实时开停。高温浸烫槽恒温系统(95℃恒温)，用于猪浸烫槽工作时保持槽内水温恒定在65℃的补水系统。

1.5 系统工艺

采用氨排气换热器进行热回收，空气能热辅助加热提升温度，并采用电加热提高温度极限。考虑机组稳定性，同时空气能热泵作为备用制热(55~65℃)。高温部分采用高温段0.3 kW 时的谷电进行加热到95℃，使用时可以与55℃水混合，温度就达到65~70℃之间，提供生产用热水。

1.6 系统原理图

见图3。

2 系统运行结果及分析

2.1 系统运行情况

(1)COP值高。

冬季环境温度-5℃，测试结果热效率为COP=2.5(春、夏、秋季平均环境温度20℃ ，测试结果热效率为COP≥3.5)。

(2)防结垢。

采用SUS316锈钢管式换热器，水侧流通截面积相对较大，且冷却水在换热器内呈复杂三元螺旋线运动，对水垢起冲刷作用，有效防止结垢和便于清洗。

(3)绿色环保。

高温热泵技术解决了普通热泵出水温度低的问题，可以替代供热锅炉的使用，减少由于使用燃煤、燃油锅炉引起的有害气体的排放，提高大气环境质量，充分利用可再生资源和节约常规优质能源，更有利于社会的可持续发展，具有良好的经济效益和社会效益，其市场前景广阔。

2.2 技术经济指标

冷凝热回收及高温热泵热水系统运行费用低，而且节能效益明显。空气能热泵热水机组是由压缩机、空气换热器、水换热器、膨胀阀和风机等部件组成，是一种高效集热并转移热量的装置。热泵把空气中的低温热能吸收进来，经过压缩机压缩后转化为高温热能，循环加热水温。这种热泵热水器具有高效节能的特点。高温热泵的运行费用与燃煤费用相当；比燃油(气)费用低约40％；比纯电耗能设备节省50％。

屠宰车间原用天燃气锅炉蒸汽加热，一天用天燃气200m ，天燃气每立方5元，每月购买天燃气费用约3万元，现改造成热氨回收加高温热泵后，能耗降低约40％，综合费用每月可节约1.2万元，年度可节约14.4万元

3 结语

小型屠宰车间利用冷凝热回收及高温热泵热水系统的技术应用，降低能耗，节约成本，缩小由于产能不足的弊端，从而增强小型屠宰企业在生鲜肉类加工企业中的竞争力，提高市场占有率。

参考文献

1GB50072—2010．冷库设计规范。

2 朱明善．工程热力学．北京：清华大学出版社，1995。

3 吴献忠等．冷凝热热回收机组的开发和利用．制冷与空调，2001，(12)：29—32。

版权：文章摘自《肉类工业》，2014年第7期，总第399期。原标题为《小型屠宰工厂冷凝热回收及高温热泵热水系统的应用》。作者为魏洪生、朱世龙、孙铁军，南京雨润食品有限公司工程管理中心，江苏南京，211806。版权归《肉类工业》及原作者所有。欢迎原作者留言协商版权事宜。

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2016年3月16-18日，由《热泵市场》杂志社主办的第六届中国热泵展将在上海光大展览中心隆重举行。目前招展工作已经接近结束。热泵热水、采暖、干燥、特种应用、冷暖一体化等全品类应用都将现场展出。来自全国的100多家空气能热泵和关联企业将积极参展，专业采购商和产业链从业人员将达到20000人/次。无论是规格，还是影响力，都将是历史之最。

目前，已经有美的、海尔、艾欧史密斯、芬尼、力诺瑞特、海立睿能、中广、纽恩泰新能源、春光、派沃、生能、福德新能源、美菱、欧思丹、碧涞、科宇、天舒、资乐、精创、斯图华纳、盾安、米特拉、澳克莱、塞上阳光、华天成、日立、迈能、松下·万宝、迪思高、苏净安发、光芒、欧纳尔、伊蕾科斯、博浪、蓝贝、铭汉、建春、同创、隆科来福、热道、意利法、云明电子、广源空调、中和国泰、双丰、正峰、永炜、沈氏、联丰、哈维、融自、雄鹿、震利达、腾利特、鑫巨、中度、君如、美肯、依恳丰、天水、炬邦、阿迩贝司、金拓、星宝圆通、吉祥、美奥、港菱、长沙大海……等100多家展商参展。更多展商及展品，详情请留意随后上线的展会移动官网。

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3.空气热能（空气源热泵）纳入可再生能源的技术路径研究

《热泵市场》杂志

孙晓琳1，姚春妮2，赵恒谊3，代彦军**1（1-上海交通大学制冷与低温工程研究所，上海 200240；2-住房和城乡建设部科技发展促进中心，北京100037；3-国际铜业协会，上海 20000）

[摘 要] 空气热能是储存在环境空气中的太阳能。空气热能具备符合国内外对于可再生能源的定义的属性：从自然界直接获取，且具有可再生性。空气热能储量丰富，开发利用技术相对成熟。将空气热能纳入可再生能源范畴，既有利于我国节能减排目标的实现，也具有可观的经济效益。本文介绍了空气热能的属性及特点，并讨论了空气热能利用的技术路径及空气源热泵系统性能评价的方法及指标，以期为空气热能纳入可再生能源范畴提供理论基础及技术参考。

[关键词] 可再生能源；空气热能；技术路径；热泵；一次能源效率

0 引言

对于可再生能源的定义，不同的组织和研究者有着不同的表述，但总体而言，对于可再生能源的定义表达中大都包括以下两个要点：1）从自然界直接获取；2）被消耗的能源能够在短时间内得到补充（再生）。

自2006年1月1日起施行的《中华人民共和国可再生能源法》[1]（以下简称可再生能源法）采用列举式给出的可再生能源定义是“风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源”。

而在《关于<中华人民共和国可再生能源法>（草案征求意见稿）的说明》中，对该定义进行了详细阐述：“本法所称可再生能源是指下列从自然界直接获取的、可再生的非化石能源：1）风能；2）太阳能；3）水能（利用水力发电的，电站总装机容量超过5 万千瓦的除外）；4）生物质能（通过传统燃烧方式利用秸秆、薪柴、人畜粪便等除外）；5）地热能和地温热源的热能；6）海洋能；7）法律、法规规定的其他可再生能源”。

根据国内外对于可再生能源的定义及可再生能源法的相关说明[2-3]，空气热能具有符合可再生能源的定义的属性：1）空气热能是可以从环境空气中直接获取的非化石能源，其本质是储存在大气中的太阳能；2）人类的主要活动范围都在大气环境之中，因此空气热能无时无处不在。空气热能来源于太阳能，且不会因人类的开采利用而趋向衰竭，即具备可再生属性。因此空气热能虽不在现行可再生能源法列举条目之内，但符合可再生能源学术及法律定义，且具有巨大的节能减排潜力，应考虑将其纳入可再生能源范畴。

1 空气热能的特性及其利用技术路径

1.1 空气热能特性

太阳能是地球所需能量的基本来源，也是空气热能的最终来源。如图1所示，以短波辐射形式到达地球表面的太阳能，其中约31%被云层、大气中各种分子、尘埃、微小水珠等质点以及地表反射返回宇宙空间，称为地球的星体反射率。剩下约69%中，19%被上层大气（平流层）中的尘埃、臭氧、水蒸气等直接吸收；约4%被下层大气（对流层）中的云层所吸收；约46%的太阳能最终到达地表并被吸收。

被地表吸收这部分能量最终有6%以地面（包括水面）长波辐射的形式被靠近地表的大气层及云层吸收，约9%以长波辐射的形式返回太空；剩余约30%则以潜热或显热的形式通过对流、蒸发等方式进入靠近地表的大气层及云层中。被近地表大气层吸收的这部分能量即为空气热能的来源。

常见的可再生能源形式，如太阳能、风能、地热能等，有着可再生、储量丰富、绿色无碳（或低碳）等优点，但同时也存在能源密度低、能源分布分散及间断性供能等问题。而空气热能除了具有可再生能源的优点之外，还具有以下特点：能量供应的连续性。其他形式的可再生能源大多受分布空间（如地热能）或时间（如太阳能、风能）的限制，无法连续稳定供能。而空气热能储存于环境空气之中，无时无处不在，因此能量供应在时间及空间上都是连续的。且空气的流动特性使得特定区域内被消耗的空气热能能够在很短的时间内得到补充和恢复。取之不尽，用之不竭。

空气热能最终来源于太阳，而其直接来源则主要包括空气吸收的地面长波辐射以及其他自然进程和人类活动中产生的热耗散。在能量品位评价中，一般以环境空气热能为零点。通过逆卡诺循环，热泵系统能够以消耗少量高品位能源（多为电能）为代价，将空气热能的品位加以提升和利用。而根据热力学第二定律，热力过程中的能量衰减使得高品位的热量最终会耗散到环境空气（能量零点）中，因此热泵系统将空气热能加以提升产生的高品位热能最终也由于热耗散重新回到空气中（见图2）。因此，空气热能是真正意义上的取之不尽，用之不竭。

能源利用量受设备安装面积影响小。可再生能源从储量上来说虽是取之不尽、用之不竭，但在实际利用过程中，能源的可获得量还与其转换、利用的技术路线密切相关。如太阳能、风能、地热能等能源实际获得量是由能源密度（如太阳辐射强度、风力、土壤或地下水温度等）和能量接受、转化设备（太阳能集热器、风力发电机、地埋管换热器等）的安装面积决定的。而由于安装空间、投资成本等因素的限制，能量接受、转化设备的安装面积并不能随意增加。而模块化的空气源热泵机组安装方便、运行维护成本低廉，且空气由于具有流动性，可以在不增加或较小增加设备安装面积的条件下，通过增加风机转速、功率的方法来提高空气流量及空气热能利用量。

1.2 空气热能利用技术路径

空气热能利用的主要技术路径是采用空气源热泵技术获取空气热能并提供采暖和生活热水（见图4）。如图3 所示，空气源热泵（常见为蒸汽压缩式）由压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器等主要部件组成。根据逆卡诺循环原理，热泵系统中工质重复压缩-冷凝-节流-蒸发-压缩的相变循环：进入压缩机的低温低压工质蒸汽经压缩产生高温高压蒸汽，高温高压蒸汽在冷凝器中冷凝放热成为高温高压液体，并将热量传递到热水，高温高压液体经节流阀节流降温降压后进入蒸发器，在蒸发器处从环境空气中吸热并蒸发成为低温低压蒸汽并再次进入压缩机[2]。

简言之，空气源热泵能够以消耗部分少量电能（用以驱动压缩机）为代价，将低温的空气热能转移到高温热水中。由于热泵机组所消耗的电能以及从环境中获取的空气热能最终成为提供给热水的热量，因此与常规电热或燃气、燃煤热水系统相比，从环境中获取的空气热能（可再生能源）部分替代了等量的电能或化石燃料热能（常规能源）。考虑到整个社会庞大的低温热水（生活及采暖热水）需求，空气源热泵有着巨大的常规能源替代及节能减排潜力。

表1 空气源热泵产品形式

产品细分用途说明空气-空气 热泵家用热泵空调壁挂式、柜式制冷、供暖制冷为主商用热泵空调多联机制冷、供暖制冷为主
单元机制冷、供暖制冷为主

风管机制冷、供暖制冷为主

空气-水 热泵空气源热泵空调及热水设备家用机生活热水仅制热商用机生活热水、供暖仅制热

多功能机组生活热水（可选）、供暖、制冷

空气源冷（热）水机组风冷冷水（热泵）机组制冷、供暖制冷为主兼具制热

目前市场上常见空气源热泵产品形式如表1所示。从功能角度讲，“空气-空气”绝大部分是制冷空调产品，兼具有制热功能，实际运行中以制冷功能为主。“空气-水”基本为制冷/制热空调产品和热水器。考虑空气热能纳入可再生能源范畴，需要体现常规能源替代，如空气源热泵热水器可替代常规电热水器或燃气热水器、空气源热泵供暖可替代电锅炉或燃煤（燃气）锅炉等常规能源系统形式。而空气源热泵用于制冷的功能无法体现常规能源替代，空气热能纳入可再生能源的技术路径重点研究空气源热泵技术制热（含生活热水和供暖）功能，不考虑其用于制冷的功能。

2 空气源热泵的性能评价及节能潜力分析

根据国际通行方法，可依据一次能源利用率对空气源热泵系统进行性能评价，并提出最低能效要求。空气源热泵技术在不同工况下或气候区域具有不同的运行能效（COP），能效的高低最终反映出一次能源利用率及可再生能源贡献率的高低[4-6]。

空气源热泵系统运行能效计算公式如下：

COP= Q / W (1)

式中：Q——热泵机组供热总量；W——机组耗电总量。

而一次能源利用率（primaryenergy ratio，PER）是指供热总量与机组耗电换算一次能源热值的比例，其与机组COP 关系如下：

PER = Q / Qo= COP·ee (2)

其中，Qo为机组耗电量换算成的一次能源热值；ee为火力发电效率；对于电驱动热泵机组，上述COP为考虑压缩机、水泵、风机和辅助电加热等系统总耗电量而得出的系统COP。

可再生能源贡献率（Fa）是指机组从空气中获取的热量占供热总量比例，与机组COP关系如下：Fa = Qa / Q = 1 – 1/COP (3)

其中，Qa为从空气中获得的热量（可再生能源贡献量）。

由以上公式可得出，一次能源利用率（PER）与可再生能源贡献率（Fa）之间存在以下关系：PER= ee / (1 – Fa) (4)

当系统COP满足COP＞1/ee时，即一次能源利用率超过1。根据中电联规划与统计信息部2014年度统计数据，全国6,000kW及以上电厂供电标准煤耗318g/kWh，全国电网输电线路损失率6.34%。折合电力用户端煤耗318×(1+0.0634)=338g/kWh，即到用户端发电效率为36%。则当空气源热泵机组实际运行能效满足COP＞2.78时，机组一次能源效率超过100%。

目前市场应用的家用空气源热泵热水器的能效现状如图5 所示。该图汇总了主要销售品牌的家用空气源热泵热水器（制热量小于10 kW）能效分布状况。从图中可以看出，大部分能效在3.5~4.2。商用空气源热泵热水器的能效现状如图6所示。

该图汇总了主要销售品牌的商用空气源热泵热水器（制热量大于10 kW）的能效分布状况。从图中可以看出，大部分能效在3.7~4.4。

与常规能源热水器（电阻式电热水器、燃气热水器、燃煤锅炉等）相比，空气源热泵热水器采用空气能替代常规能源，具有较大的节能减排潜力。与常规能源热水器相比，当机组向热水提供的总热量为Q（单位kJ），空气源热泵节能量为：ES = Q / (1 / e0 – 1 / COP) (5)

式中，e0为常规能源热水器的能效（电阻式电热水器的电加热效率或燃气热水器、燃煤锅炉的热力效率）。

举例计算，将水由15 ℃加热至55 ℃，热水机组每加热一吨水需提供热量：

Q = 4.2× 1,000 × (55 – 15) = 168,000kJ (6)

当空气源热泵热水机组平均COP 为3.7，则空气源热泵可再生能源贡献率：

Fa = 1 –1 / 3.7 = 0.73 (7)

一次能源效率：

PER =3.7 × 0.36 = 1.33 (8)

取电阻式电热水器电加热效率95%，则与电热水器相比，每加热一吨水，空气源热泵机组节电量为：

ES =168,000 / (1 / 0.95 – 1 / 3.7) =131,437kJ=36.5 kWh (9)

相当于节约标煤：36.5×0.338 =12.34 kg。

取燃气热水器效率85%，则与燃气热水器相比，每加热一吨水，空气源热泵机组节能量为：

ES =168,000/(1/0.85–1/3.7)= 152,242kJ (10)

取天然气低位热值35,880kJ/m3，相当于节约天然气体积152,242/35,880=4.24m3。

目前我国城市居民生活热水主要制取方式是电热水器及燃气热水器，考虑到我国庞大的人口基数产生的巨大的生活热水需求量，采用空气源热泵取代常规的热水器有着巨大的节能减排潜力。

同时，目前我国北方的集中供暖系统初投资高，管网热损失大，分散的小型燃煤锅炉更是存在能效低下、污染严重等问题。随着我国节能减排政策的推进，以及建设能源节约型社会和可持续发展的要求，我国传统的燃煤、燃油锅炉取暖方式越来越受到制约，使用热泵产品取暖是备受鼓励的应对措施之一[6-11]。

3 结论与建议

空气源热泵目前多应用于我国长江中下游的夏热冬冷地区、夏热冬暖地区和温和地区。通过技术不断发展，针对面临的主要技术难题：北方低温适应性和南方结霜及除霜问题，目前已有技术解决方案。因此，目前的技术能使空气源热泵在–25℃~43℃的环境温度下正常使用，因此在我国绝大部分地区都适用。

根据国内外上对可再生能源的属性定义，结合我国对可再生能源定义的实际，空气热能与已被纳入可再生能源范围的浅层地热能一样，采用热泵技术加以开发利用。由此可见，空气热能具备可再生能源的属性，并且符合我国对“可再生能源”的法律定义。由此，建议将空气热能纳入可再生能源范畴，其开发利用的具体技术路径为制热功能（采暖或生活热水）的空气源热泵热水机组。

参考文献：

[1] 中国人民政府. 中华人民共和国可再生能源法[M/OL].[2015-10-20].http://www.gov.cn/ziliao/flfg/2005-06/21/content_8275.htm.

[2] 周峰, 马国远. 空气能热泵热水器的现状及展望[J].节能, 2006, 25(7): 13-16.

[3] 李京京, 任东明, 庄幸, 等. 可再生能源资源的系统评价方法及实例[J]. 自然资源学报, 2001, 16(4): 373-380.

[4] 马一太, 代宝民. 空气源热泵热水机(器)的出水温度及能效标准讨论[J].制冷与空调, 2014, 14(8): 123-127.

[5] 吴静怡, 江明旒, 王如竹, 等. 空气源热泵热水机组全年综合能效评定[J]. 制冷学报, 2009, 30(5): 14-18.

[6] 张群力, 李印龙, 刘宝山, 等. 低温空气源热泵供热方式在北方供暖地区的适宜性研究[J]. 建筑科学, 2015,31(2): 140-145.

[7] 石文星, 田长青, 王森, 等. 寒冷地区用空气源热泵的技术进展[J]. 流体机械, 2003, 31(S1): 43-48.

[8] 李素花, 代宝民, 马一太. 空气源热泵的发展及现状分析[J].制冷技术, 2014, 34(1): 42-48.

[9] 尹畅昱, 付祥钊, 王勇. 公众对供暖的观念误区及热泵技术未来趋势的分析[J]. 制冷技术, 2014, 34(1): 65-68.

[10] 朱霞, 梁彩华, 张小松. 两种太阳能热泵采暖系统的性能模拟与对比[J]. 制冷技术, 2010, 30(4): 18-22.

[11] 周岳, 赵晓玥, 唐贝茗, 等. 采用自然对流换热的空气源热泵热水器实验研究[J]. 制冷技术, 2015, 35(2): 13-17.

版权：文章原载于《制冷技术》2015年第10期，原标题为《空气热能纳入可再生能源的技术路径研究》版权归于原作者。

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目前，已经有美的、海尔、艾欧史密斯、芬尼、力诺瑞特、海立睿能、中广、纽恩泰、春光、派沃、生能、中科福德、美菱、欧思丹、碧涞、科宇、天舒、资乐、精创、斯图华纳、盾安、米特拉、澳克莱、塞上阳光、华天成、日立、迈能、丹佛斯、英华特、松下·万宝、迪思高、苏净安发、光芒、欧纳尔、伊蕾科斯、博浪、蓝贝、铭汉、建春、同创、隆科来福、热道、意利法、云明电子、广源空调、双丰、正峰、永炜、沈氏、联丰、哈维、融自、雄鹿、震利达、鑫巨、中度、君如、美肯、依恳丰、天水、炬邦、阿迩贝司、金拓、星宝圆通、吉祥、美奥、港菱、长沙大海、烁华、纵贯线、欧众、热冠、恒瑞水箱、锦沐、乾元通……等100多家展商参展。

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4.家里要装热泵地暖吗？告诉你什么才是真正的变频增焓热泵！

《热泵市场》杂志

公共号“微制冷”独家供稿，作者唐福辉

本人接触过很多做热泵或采暖的经销商，经常挂在嘴边的一句话是“你们在实验室里的数据、效果是没用的！要真正在我们当地实际装机运行，才有用！”

听到这句话，生产厂家其实很无奈，但也确实反映了行业的现状：一是大部分热泵厂家的实验室配套是不足的（有些甚至没有），二技术人员对采暖热泵的认识还不深，甚至认为很简单，只要能除霜干净就可以……他们觉得应先抢占市场、把工程做了再说，在实际使用的过程中遇到问题，再想怎么改善。

热泵热水器，经过近十年的市场考验，特别是经历2008年冰灾后，技术已经相当成熟了，可以说是热泵行业的利基产品。

因为热泵采暖机这两年才兴起，经历考验的时间不算长，无论从市场角度还是从技术角度上考量，都还需要1~3年时间考验，毕竟一年只有一个冬季。

从技术上来说，热泵厂家基本上都意识到，寒冷地区的热泵，变频技术或喷焓技术是必配的了，因为喷焓压缩机推出的早，市场接受得早，且控制系统简单，所以目前主流还是用喷焓技术来解决低温问题。

热泵、空调产品，压缩机是核心。热泵技术的发展，大部分依赖压缩机技术的发展，所以热泵厂家从压缩机厂家的产品规划中，应该能意识到，变频、喷焓、多级压缩，是解决低温问题的有效方法，且最好能把几种技术融合在整机上，才是整机技术发展的方向。但是技术难度也越来越高，具体分析如下：

类型确定量变量常规换热器、风量、水流量只剩下两个变量：冷媒量和冷媒流量，所以技术难度不高，试验量也不算太多；变频还有三个变量：压缩机转速和冷媒量和冷媒流量，技术难度有点高，试验量要相应增多；
变频喷焓还有四个变量：压缩机转速、喷焓流量、冷媒量和冷媒流量，技术难度更高，没有足够的试验量，是很难保证整机的可靠性的。

那变频喷焓热泵到底要经过什么样的试验室考验呢？

⑴额定制热：室内干球温度7℃、室内湿球温度6℃，回水温度40℃或出水温度45℃，额定电压（220V/380V）条件下，测试机组的制热量、功率、COP、高压压力、低压压力及制冷回路的各个温度点如：排气温度、回气温度等；

⑵最大制热1：室内干球温度24℃、室内湿球温度18℃，回水温度45℃或出水温度50℃，额定电压（+10%）条件下，测试机组内容同上；

⑶最大制热2：室内干球温度24℃、室内湿球温度18℃，回水温度45℃或出水温度50℃，额定电压（-16%）条件下，测试机组内容同上；

⑷额定除霜试验：室内干球温度2℃、室内湿球温度1℃，回水温度40℃或出水温度45℃，额定电压条件下，测试机组内容同上；化霜必须正常、干净。

⑸低温除霜试验：室内干球温度-7℃、回水温度30℃，额定电压条件下，测试机组内容同上；化霜必须正常、干净。

⑹极低温除霜试验：室内干球温度-15℃、回水温度30℃，额定电压条件下，测试机组内容同上；化霜必须正常、干净。

⑺不均匀除霜试验：室内干球温度-7℃、回水温度30℃，额定电压条件下，额外给室外换热器泼水，人为导致结霜（冰）不均匀后，测试机组内容同上；化霜必须正常、干净。

⑻低温制热1：室内干球温度-7℃、室内湿球温度-8℃，回水温度45℃或出水温度50℃，额定电压条件下，测试机组内容同上；

⑼低温制热2：室内干球温度-15℃，回水温度45℃或出水温度50℃，额定电压条件下，测试机组内容同上；

⑽升降电压低温试验：室内干球温度-7℃，回水温度30℃或35℃，稳定运行后，把电源电压升到额定电压 * 115%，1分钟后调回到额定电压，再过1分钟后再调到额定电压 * 80%，测试机组内容同上；看机组是否有异常。

⑾电冲击低温试验：室内干球温度-15℃，回水温度30℃或35℃，稳定运行后，把电源突然关掉又马上通电，运行10分钟后，再如是重复8~10次，看机组是否有异常、内部零部件是否有损坏。

⑿低频高电压高负荷启动试验：室内干球温度24℃，回水温度38℃，电压为额定电压 * 115%，目标水温45℃，开机运行10分钟后，停机，3分钟后又开启，如是反复10~15次，看机组是否有异常、内部零部件是否有损坏。

⒀低频低电压高负荷启动试验：室内干球温度24℃，回水温度38℃，电压为额定电压 * 80%，目标水温45℃，开机运行10分钟后，停机，3分钟后又开启，如是反复10~15次，看机组是否有异常、内部零部件是否有损坏。

⒁低频高电压低负荷启动试验：室内干球温度-7℃，回水温度29℃，电压为额定电压 * 115%，目标水温35℃，开机运行10分钟后，停机，3分钟后又开启，如是反复10~15次，看机组是否有异常、内部零部件是否有损坏。

⒂低频低电压低负荷启动试验：室内干球温度-7℃，回水温度29℃，电压为额定电压 * 80%，目标水温35℃，开机运行10分钟后，停机，3分钟后又开启，如是反复10~15次，看机组是否有异常、内部零部件是否有损坏。

⒃极高电压试验：室内干球温度24℃，回水温度45℃，以额定电压 * 115%启动机组，运行15分钟后关机，再以每次调高电源电压3%，重复上述开关机动作直至压缩机不能启动，再看机组是否有异常、内部零部件是否有损坏。

⒄极低电压试验：室内干球温度-7℃，回水温度35℃，以额定电压 * 80%启动机组，运行15分钟后关机，再以每次调低电源电压3%，重复上述开关机动作直至压缩机不能启动，再看机组是否有异常、内部零部件是否有损坏。

⒅低温静态启动试验：室内干球温度-15℃，回水温度15℃，达到工况条件后，以额定电压* 80%启动机组，观察20分钟是否有异常，再停机1小时，再以额定电压* 115%启动机组，观察20分钟是否有异常。

还有回液试验、最大频率试验、零部件失效试验等等，都要根据工厂实际情况挑选进行，不一一列举。

热泵行业目前还没有寡头，如果行业内有一个整机厂出的产品，完全按照上述将近20项的试验验证一个产品，估计它会慢慢走在行业的前端，毕竟产品是基础！当然了，此处仅以技术层面看的，结合到企业运营、战略问题，往往很难取舍，因为对于大多数热泵厂家来说，生存是第一考虑的

做好一个产品，隐性投入其实是很大的，上述的近20项试验，光电费、人工费都花费不菲，再加上实验室的投入、维护，真的是一笔看不见的“无底洞”！不过有战略眼光的企业领导者，这样的投入应该不是个问题，真正有问题的是找不到合适的、可信的、资深的热泵行业技术从业者！

相信经过上述仅20项试验考验的采暖热泵，不会是“花拳绣腿”的采暖热泵！期盼行业内的同志拍砖或点赞。

版权：技术探讨，不代表终极真理。文字由微信公号“微制冷”唐福辉独家供稿，头图由中广欧特斯提供。有关超低温空气源热泵、高温出水、烘干、三联供，变频和二级压缩等问题，都可以留言讨论。

16年专门从事空调、热泵研究与应用的技术和经验，在智能控制、调试检测、工程技术、方案设计上都积累了独到的经验，有很强的产品、工程整体方案解决能力。

已经与部分行业客户，突破了行业瓶颈——纯R134A高温（80℃）烘干机组匹配定型，高温（75℃）热泵暖气片采暖机组匹配定型，超低气温（-25℃）地板采暖机组匹配定型。

正在紧密合作的项目有：高温回热除湿热泵、变频地板采暖机、双级压缩热泵开水机、双级压缩热泵蒸汽机。

2016年3月16-18日，由《热泵市场》杂志社主办的第六届中国热泵展将在上海光大展览中心隆重举行。目前招展工作已经接近结束。热泵热水、采暖、干燥、特种应用、冷暖一体化等全品类应用都将现场展出。来自全国的100多家空气能热泵和关联企业将积极参展，专业采购商和产业链从业人员将达到20000人/次。无论是规格，还是影响力，都将是历史之最。

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