8元/㎡，这是空气源热泵采暖在新疆节能建筑中的成绩
文_刘桥华 技术支持_王言明
如果你跟别人说，你在寒冷地区的某一个项目，整个采暖季下来平均采暖价格只有8元/平方米，估计很多人会对这个数据不屑一顾，说不定还会招来一番讽刺。事实上，只要系统设计做好了，机组的运行也是严格按照设计方案那样做的，8元/平米数据并不是天方夜谭。
采暖季平均8元/㎡
项目所在地，新疆于田县阿勒勒乡政府办公大楼
该项目位于新疆和田市于田县，2012年完工，并于当年冬天投入使用；建筑面积3000多平米，是节能建筑；于田位于南疆，属于寒冷地区，1月份平均气温为-8.8℃；甲方要求采暖末端为地暖，室内温度要达到18℃以上；主要是白天使用，晚上部分房间（值班或开会）使用。
根据甲方要求并考察了项目现场后，最后选配了8台15P空气源热泵机组，项目完工后，工作人员让主机严格按照设计的运行时间运行，并持续记录了机组的运行数据。与此同时，天津某大学研究机构也通过控制面板，每隔3秒报一次数据，监测了整个采暖季的数据运行。
最后的数据显示，整个采暖季下来，该项目每平米运行费用在8元左右。而同期做的位于于田的几个学校项目，由于运行情况特殊（最冷时刚好是寒假，不用工作），费用甚至还不到8元/平米。
充分利用建筑保温
于田的这个项目为节能建筑，设计时充分考虑了建筑物围护结构节能和采暖系统节能两大部分，屋面、外墙体、门窗、地面、不采暖地下室顶板及外挑阳台底板等，严格按照《<民用建筑热工设计规范>GB50176-93》设计，24小时内室温波动在1℃左右。因此在空气源热泵采暖系统设计和运行时利用了建筑的蓄热功能。
表：民用建筑热工设计规范GB50176-93，表3.1.1“建筑热工设计分区及设计要求”
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分区 |
主要指标及辅助指标 |
要求 |
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严寒地区 |
最冷月平均温度≤-10℃ |
日平均温度≤5℃的天数≥145d |
必须充分满足冬季保温要求，一般可不考虑夏季防热 |
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寒冷地区 |
最冷月平均温度0~－10℃ |
日平均温度≤5℃的天数90~145d |
应满足冬季保温要求，部分地区兼顾夏季防热 |
主机白天高温段运行
“早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜。”这句话反映的是新疆夏天的温差很大。其实新疆冬天的温差也很大，以于田县为例，冬天温差就在20℃以上。虽然于田地处寒冷地区，1月份平均温度也在-8.8℃，但白天的温度其实并不低，采暖季白天的平均温度一般都在5℃以上，中午的时候能达到10℃以上。
空气源热泵机组随着温度的降低制热性能也会下降，能效也跟着降低，在极端温度下运行还可能会对机器本身有损坏。很多人也因此来诟病空气源热泵产品，并冠以“怕冷”的帽子。其实，极端温度只是个“纸老虎”，因为空气源热泵机组完全没必要24小时一直不停低运行，极端温度都是出现在凌晨三四点左右，这时候空气源热泵机组完全可以不工作。
设计主机的工作时间在上午10点～晚上8点这个时间段运行，主机在水温达到要求后就自动停止工作，实际的工作时间只有4～5个小时，就能满足建筑24小时的热量需求，室温也在18℃以上，阳面的温度还可以更高。
优化水泵利于节能
还有一个就是水泵的运行优化。水泵的耗电量其实很大，特别是在大型项目中，一般都是十几千瓦，甚至几十千瓦。而且，水泵一开起来就不停，不像主机在水温达到了还可以停止工作。主机一天下来可能只工作4～5个小时就够了，水泵则可能要运行14～15个小时，一般是主机的两三倍。因此，水泵的选型及控制方式都要很精确，也可以使用变频泵，虽然价格稍贵，但在大型项目中这点费用可忽略不计。
水泵的选型主要是考虑的流量和扬程，先确定流量，再选扬程。流量由机组的发热量确定，一般热泵机组循环系统进出水的温差是5℃，所以，流量=机组的制热量/（5×1.163）。如，机组的制热量是71kw，则流量是12吨/小时。
扬程的确立一般按《水泵扬程的确定》中的计算公式进行。如果详细算也可以，就是每一个弯头，走了多远等等，把所有阻力都加起来。但这样太麻烦了，也可以估算。一般平房、距离主机较近的最低扬程18米，3～5层高的楼房，主机离的不是太远，不超过20米，扬程大约24米就够了，6～7层的楼房，扬程25～26米，高度100米以下楼房扬程控制在33米以下。
32℃水温采暖
此外，由于末端是设计的地暖，建筑的保温效果（Ⅰ级）也非常好，工程设计的出水温度在32℃左右。白天温度高，出水温度低，这也就让空气源热泵机组的能效相对更高一些。据介绍，该项目运行后，天津某大学连续两个采暖季对该项目机组的运行数据进行监测，最后得出的机组的COP达到了4.2～5.6。
引导客户按设计操作
如果只是系统设计优化，而没有控制运行方式，再好的系统也是白搭。为此，项目在刚开始运行时都会派人专门盯着，让主机严格按照设计的运行时间运行，而且一盯就是一两个月。
刚开始时客户也接受不了这个观念，觉得太麻烦，因为大部分人在采暖时都是什么时候冷什么时候开。而且，为了让升温快，客户一般把水温都调的很高，认为这样才会采暖效果更好。这样的用法其实是错误的，所以必须要引导客户按照设计要求去操作，只有这样才能让主机在运行时真正做到最节能。
版权：首发于《热泵市场》杂志10月刊，感谢广东西莱克空调设备有限公司及北方采暖大商、热泵商学院金牌讲师王言明提供照片及技术支持。另，文中所配工程图为新疆于田县委组织部办公大楼12000平采暖制冷热泵机组，而非文字所论述的乡政府办公楼，该工程图片缺失，特此注明。