2016年隨著北方地區(qū)采暖推行煤改電，大城市周邊的一些農(nóng)村開(kāi)始享受政府的資金補(bǔ)貼，使用空氣能電鍋爐作為取暖設(shè)備。在政府補(bǔ)貼的吸引下，“空氣能”這詞開(kāi)始火熱起來(lái)了。

空氣能電鍋爐實(shí)際上就是空氣能熱泵的一種，早在上個(gè)世紀(jì)七八十年代，西方國(guó)家就開(kāi)始推廣使用了，主要適用對(duì)象是遠(yuǎn)郊的獨(dú)立別墅，幾乎不在市區(qū)居民住宅樓使用。

熱泵的工作原理就是空調(diào)的反向工作方式，通常分為熱風(fēng)泵和熱水泵，通稱熱泵。熱風(fēng)泵就是將從室外空氣中交換出來(lái)的熱能以熱風(fēng)的方式傳入室內(nèi)，而熱水泵是將交換得到的熱量將水加熱輸入蓄水罐用以采暖。

           熱泵室外裝置                   1.凝器冷 2. 膨脹閥 3. 蒸發(fā)器 4. 壓縮機(jī)

從理論上來(lái)說(shuō)，空氣能熱水器要比普通電鍋爐效率高3-4倍。 如果電鍋爐的效率系數(shù)COP=1，空氣能熱泵的COP=3-4。這就是以空氣為熱源的熱泵的最大優(yōu)點(diǎn)。但是它的應(yīng)用也是受到環(huán)境條件及造價(jià)限制的：

1. 實(shí)際使用時(shí)，當(dāng)室外氣溫低于-15度C，空氣能熱水器的效能系數(shù)降低到COP=1，其完全失去了節(jié)能效果，變成了一臺(tái)電熱鍋爐。所以說(shuō)室內(nèi)外溫差大小決定了空氣能電熱水器節(jié)能效果。它實(shí)際的工作是將水預(yù)熱到一定溫度，在通過(guò)電加熱將水溫提升到采暖所需要的溫度。預(yù)熱溫度的高低直接影響著COP的數(shù)值，當(dāng)室內(nèi)外溫差大時(shí)，預(yù)熱蓄水罐的水溫?zé)o法達(dá)到理想溫度，不得不用電加熱的方式提升水溫以滿足用戶取暖需求。因此，從地里環(huán)境上來(lái)說(shuō)，河北省中部以南的地區(qū)比較適合使用空氣能熱水器。

2. 質(zhì)量好的空氣能熱泵造價(jià)很高，不是一般農(nóng)村居民能消費(fèi)起的。為了達(dá)到較好的使用效果，有時(shí)要采用多級(jí)壓縮的方式及使用較大的戶外交換裝置，首先城市內(nèi)的居民樓是沒(méi)有空余位置來(lái)安裝室外交換器的。農(nóng)村居民雖然有較大的空閑地方，但個(gè)人出錢安裝滿足所有房間的采暖是不現(xiàn)實(shí)的。以北京郊區(qū)為例，政府低價(jià)提供一臺(tái)5000瓦空氣能電鍋爐，只能保證100平方米以內(nèi)的采暖面積，剩余面積要么全額購(gòu)買一臺(tái)要么用其它方式替代。而在其它省份政府未必能補(bǔ)貼1-2萬(wàn)元來(lái)為你埋單。

3. 遇到較冷天氣時(shí)，室外交換器產(chǎn)生的冷凝水會(huì)結(jié)冰，還需要輔助電熱設(shè)備進(jìn)行化凍。當(dāng)冷凝器和蒸發(fā)器管路聚集灰塵后，會(huì)直接影響產(chǎn)品的工作效率。戶外裝置是最易老化出毛病的地方，更換零部件時(shí)政府還會(huì)提供補(bǔ)貼嗎？

4. 煤改電中，政府確實(shí)在掏腰包為減少農(nóng)村的燒煤出錢出力。然而許多郊區(qū)燒煤用戶并沒(méi)有做建筑的節(jié)能保溫工作，還是24紅磚墻、水泥屋頂。理由是多少輩子都是這么過(guò)來(lái)的，怎么便宜怎么做；許多蓋的房子是用來(lái)出租的，耗的是租戶的電，與己無(wú)關(guān)。煤煙是減少了，可是沒(méi)有節(jié)能減排，非節(jié)能建筑冬天散出的熱氣也是形成霧氣的一個(gè)原因。

5. 根據(jù)調(diào)查，許多國(guó)產(chǎn)空氣源熱泵在-5度時(shí)幾乎全靠電來(lái)加熱，耗電量一點(diǎn)也不低。調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，即使在南方濕冷地區(qū)，作為地暖熱源，空氣源熱泵的安裝功率密度約為120-130瓦/平方米，每天工作8-10小時(shí)，每平方米實(shí)際耗電量約為0.8-1.0度，那么120平方米的住宅的每天耗電量為96-120度。當(dāng)需要比較大的循環(huán)熱水量時(shí)，還需要增加較大容量的蓄水罐，這又的另外花錢購(gòu)買。一些廠商號(hào)稱產(chǎn)品能在-18度的室外氣溫下工作，但需要加大投資，這又有什么意義呢？如果功率密度配置需要120瓦/平方米，每天耗電1度/平方米，這樣的空氣能采暖設(shè)備能算作節(jié)能設(shè)備嗎？

6. 水源熱泵具有較高的能效比，節(jié)能效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于空氣源熱泵，因?yàn)槎斓叵滤疁啬芴峁?0度左右的溫差，使得熱源能量得到保證。其不能廣泛推廣的原因是造價(jià)極高，不能到處打井取水。

泰尼遠(yuǎn)紅外熱射采暖系統(tǒng)與空氣能熱泵及電暖器的節(jié)能對(duì)比如下：

摘要：

    在美國(guó)，通常大多數(shù)的民用住宅供暖系統(tǒng)采用的是以空氣為介質(zhì)的對(duì)流形式。而熱射系統(tǒng)，象柔和的陽(yáng)光一樣將熱能直接傳發(fā)到人體或物體上。與傳統(tǒng)的空氣對(duì)流形式取暖系統(tǒng)相比較，作為一種新型取暖設(shè)備，熱射板可在同樣的環(huán)境下將室溫提高三至四度，而且比傳統(tǒng)的熱泵電鍋爐節(jié)省33%的能源，比電阻式取暖器節(jié)省52%的能源。

*比空氣能熱泵式取暖器節(jié)能33%    

*比電阻式取暖器節(jié)能52%

*減少空氣的滲透和熱量損失。

*模塊化溫控　

下面的文章介紹一項(xiàng)設(shè)計(jì)案例　

設(shè)計(jì)方案的目的

通過(guò)對(duì)泰尼熱射板的性能和舒適程度的評(píng)估，以達(dá)到與傳統(tǒng)的對(duì)流式熱泵型和電阻型取暖器比較的目的。首先我們要做的是證實(shí)熱射板生產(chǎn)廠所給出的下列斷言：

*比傳統(tǒng)對(duì)流式取暖系統(tǒng)減少10-20%的空氣滲透

*在給定負(fù)荷下，與傳統(tǒng)的熱風(fēng)式和空氣對(duì)流式系統(tǒng)相比，極大地降低了安裝容量

*與電阻式取暖器相比，大量地降低了耗電量

*比傳統(tǒng)對(duì)流系統(tǒng)大量地減少了能源的花費(fèi)

*在同樣發(fā)熱量的條件下，保證了舒適度并能產(chǎn)生額外的3-4度的熱能效益。

基本原理

泰尼熱射板是一個(gè)固態(tài)的電熱板，它是由微薄傳導(dǎo)材料及連接在兩層壓電聚酯薄膜之間的銅電極組成的。薄膜的反面貼著是玻璃纖維板，正面覆蓋著膨松紋理狀材料，由鋁框架將整個(gè)薄板牢固。熱射板發(fā)出99%輸入能量的熱射輸出，即電熱轉(zhuǎn)換效率為99%。

熱射板應(yīng)被安裝在房間的天花板上。其功率密度為50瓦/平方英尺，約538瓦/每平方米?？墒褂?10伏，220伏，240伏和277伏的電源，外形尺寸的增減值為30厘米，最大尺寸為1.2米寬，2.4米長(zhǎng)。該項(xiàng)技術(shù)已被應(yīng)用在工業(yè)(干燥)，民用住宅以及商業(yè)建筑。

實(shí)例分析

這是一套建于1990年的兩層傳統(tǒng)式住宅，面積約204平方米。選擇它是因?yàn)橐郧斑@里使用熱風(fēng)泵式及電阻式取暖系統(tǒng)，能源的使用數(shù)據(jù)已從這里采集到了。

  生產(chǎn)廠指定了熱射板的數(shù)量，尺寸和安裝位置。劃分13個(gè)取暖區(qū)域，使用16個(gè)熱射板?？偘惭b了16平方米，即整個(gè)別住宅的熱能密度為40瓦/平方米。為了測(cè)試操作變量，熱能及環(huán)境溫度，生產(chǎn)廠為熱射板配置了液壓線性電壓溫控調(diào)節(jié)器。

為了降低空氣的滲透，必須對(duì)熱泵式的取暖系統(tǒng)的輸熱管線進(jìn)行密封。由于熱能輻射的特性，熱射板的總安裝功率僅為8100瓦，比電阻式取暖系統(tǒng)(20500瓦)和熱泵泵取暖系統(tǒng)(16700瓦)節(jié)省了大量的能源。熱泵泵式取暖系統(tǒng)包括兩個(gè)電熱泵(一樓2噸，二樓一噸)，這是兩個(gè)新的空氣對(duì)空氣的熱泵系統(tǒng)，是由當(dāng)?shù)毓?yīng)商提供的典型標(biāo)準(zhǔn)使用設(shè)備。熱泵取暖系統(tǒng)的樓上樓下兩個(gè)區(qū)域，配置了最新的程控溫度控制器，并能區(qū)分周日和周末，以進(jìn)行使用策略的自動(dòng)控制。

事前也在這里的所有房間安裝了電阻式取暖器，并對(duì)室外溫度對(duì)能量消耗的影響進(jìn)行了量化統(tǒng)計(jì)，以便對(duì)熱射式和電阻式取暖裝置進(jìn)行能量消耗的比較。

表-1列出了比較的結(jié)果：

對(duì)熱量的舒適性也進(jìn)行了評(píng)估。熱射板的優(yōu)點(diǎn)之一是在沒(méi)人的地方，可以將溫控器的旋鈕回調(diào)。演示的回調(diào)溫度是15.5度，前調(diào)設(shè)置溫度是20度。在10至15分鐘后，評(píng)估證人感覺(jué)到室溫到達(dá)了可接受的程度，30至45分鐘之后，室溫到達(dá)了舒適程度。然而，使用者需要一些動(dòng)作改變，想使室溫達(dá)到立即舒適程度，不得不等會(huì)；離開(kāi)的時(shí)候，必須將溫控器的旋鈕反轉(zhuǎn)。最后，經(jīng)過(guò)研究比較，兩個(gè)評(píng)估證人(使用者)選取了熱射系統(tǒng)。

在使用熱射系統(tǒng)的房間里，溫度的階層要比傳統(tǒng)的對(duì)流取暖系統(tǒng)少，平均溫度有最小的從地面到屋頂?shù)臏夭睢?/span>

項(xiàng)目研究組織

美國(guó)住宅建筑商全國(guó)委員會(huì)屬下有190000會(huì)員，其中有50000名會(huì)員承建了80%的美國(guó)住宅。美國(guó)房屋建筑商全國(guó)委員會(huì)的研究中心，成立于1964年，作為委員會(huì)屬下的一個(gè)非盈利組織。研究中心共有包括科學(xué)家，工程師，經(jīng)濟(jì)師，建筑師及計(jì)劃師在內(nèi)的75名專業(yè)人員。該中心在房屋試驗(yàn)園區(qū)修建了許多樣品住宅，以便對(duì)與民用建筑有關(guān)的創(chuàng)新技術(shù)進(jìn)行評(píng)估。

經(jīng)濟(jì)性

在通常一個(gè)年度的取暖季節(jié)內(nèi)，在本地區(qū)使用熱射板所節(jié)省的費(fèi)用展示下面的圖表-2中。

表-2列出了能耗，花費(fèi)及使用熱射板的節(jié)省費(fèi)用

這些數(shù)據(jù)取自于監(jiān)視和用于實(shí)地研究用的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。系統(tǒng)獲取，記錄了樣品住宅中多處取樣節(jié)點(diǎn)的熱溫舒適性及能量的消耗。

項(xiàng)目主持及監(jiān)測(cè)組織： 美國(guó)住宅建筑商全國(guó)委員會(huì)研究中心

資助機(jī)構(gòu)：           美國(guó)能源部

本文纂稿：           國(guó)際能源組織能源散發(fā)技術(shù)分析研究中心

日期：1999年4月

文件編號(hào)：US 99.502/3A.F04, Result 337

美國(guó)天暖聯(lián)系電話：010-87781868 18001291861