幾年間，空氣源熱泵“兩聯供”在供暖市場已炙手可熱，尤其是在夏熱冬冷地區，增長速度日甚一日。那麼，空氣源熱泵“兩聯供”在夏熱冬冷地區應用的優越性究竟體現在哪裡？相對於其他採暖方式，消費者何以對其關愛有加？本文援引同濟大學機械與能源工程學院副教授/博導周翔《夏熱冬冷地區戶式“兩聯供”系統實測研究》，以杭州某住宅項目為例，通過詳細的實測數據，對空氣源熱泵“兩聯供”的應用效果、節能性、經濟性進行深入剖析：
同濟大學機械與能源工程學院副教授/博導周翔
實測數據顯示：該戶式“兩聯供”系統在冬季穩定工況下，機組運行的過程中，供水溫度在40℃~46℃之間，回水溫度在36℃~42℃之間，室內溫度控制良好，冬季該機組整體COP在2.7左右。夏季室內溫度總體可以控制在22℃~27℃，供水溫度平均在11.7℃，回水溫度平均在9.7℃。
同時，該戶式“兩聯供”系統和燃氣壁掛爐來進行對比，COP選擇隨著室外溫度變化實測的結果，水泵功率實測是0.55KW，燃氣壁掛爐熱效率80%，按照杭州市階梯電價和氣價來做推算，發現該“兩聯供”系統的經濟性非常好。
1
戶式“兩聯供”系統介紹
我們對於“兩聯供”系統的理解，可以從冬季供暖這個角度來切入。這裡是從地暖的需求上來講的，地暖所需要熱水的供應，實際上是來源於以空氣源熱泵、水地源熱泵、太陽能等可再生能源為熱源，使用低㶲末端輻射供暖（熱力學概念）的過程中以水為輸配介質。
“兩聯供”系統夏季供冷，利用已有冷熱源設備，多以對流送風方式去除室內熱溼負荷，並以水或氟製冷劑為輸配介質。
對於“兩聯供”的定義，我們在進行標準編制時也是有點困惑的，就提出了“兩聯供”系統是否可以理解為兩種模式“採暖”+“製冷”，兩套末端“輻射”+“對流”？這種概念是否會被大家所接受仍未可知？同時我們發現這個概念會跟熱電聯供以及熱點三聯供的定義有點相像。在進行標準規範編制的時候，我們也在思考這個問題，如何能夠用更科學和規範的專業術語來定義“兩聯供”，所以希望在場的專家給出一些指導性建議。
2
戶式“兩聯供”系統設計
今天分享的這個設計案例是杭州市的一個高層住宅項目，它應用的是以空氣源熱泵作為熱源的“兩聯供”系統。
我們從上圖可以看出，“兩聯供”系統在間歇運行時負荷會增大。左圖是“兩聯供”系統連續運行時負荷峰值變化的曲線圖，最大負荷峰值出現在夏季的下午兩點；右圖是系統間歇運行時的負荷峰值變化的曲線圖，白天機組處於關閉狀態，負荷值為零，當所有住戶晚上八點回家後把所有客房和臥室的空調打開時，最大負荷峰值出現。
我們分析“兩聯供”系統間歇運行負荷較大的原因，無外乎以下兩點：間歇期蓄存於圍護結構中的熱量會形成附加冷/熱負荷；若同時開啟多個房間，各房間負荷疊加，導致總瞬時負荷較大。
對於間歇運行時，彌補風盤及室外機容量不足的方案可參考以下幾點：機組選型適當放大；在空調啟動前增加一個預熱期和預冷期，即提前打開空調，來解決房間附加冷/熱負荷；令各房間在不同時刻開啟，降低房間內的總瞬時負荷。
3
戶式“兩聯供”系統測試
再來介紹一下我們近期的一些測試結果。我們使用數據遠程傳輸系統，把主機的各個參數、室內的溫溼度和送/迴風溫度進行採集，並且測試了機組的功率、損失功率能耗，以及它的供熱量等。
上圖是“兩聯供”系統在冬季穩定工況下的一個測試結果。可以看出在機組運行的過程中，它的室內溫度控制還是非常好的。這時候，它的供水溫度在40℃~46℃之間，回水溫度在36℃~42℃之間。
這是我們在冬季時測試的主機制熱量和耗電量的關係。我們可以看到，機組整體COP在2.7左右。它隨室外溫度變化而變化，變化的區間值在2.6~2.8之間。
另外就是以地暖開啟的時間作為一個啟動工況的話，系統在12小時左右能達到穩定狀態。
我們夏季也做了相關測試，數據顯示室內溫度總體可以控制在22℃~27℃，供水溫度平均在11.7℃，回水溫度平均在9.7℃。
我們看到這個系統的COP值在測試時並不高，機組在低負荷率的情況下運行時，COP值會更低，如果說處理相對較大的制熱量，系統的COP值會有所提升。
我們根據模擬結果，參考測試到的COP值，對系統運行費用進行了預算分析：
我們針對“兩聯供”系統和壁掛爐來做一個對比，COP選擇的是隨著室外溫度變化實測的結果，水泵功率實測是0.55KW，燃氣壁掛爐熱效率80%，按照杭州市階梯電價和氣價來做推算，可以發現“兩聯供”系統的經濟性非常好。具體數值見下圖：
根據對比可以得出以下結論：
• 全年運行費用“兩聯供”系統低於分體機+壁掛爐，仍有節能空間。
• 機組在冬季時燃氣採暖費用降低，補償了夏季時的運行費用；
• 水泵能耗佔比較高（20-40%）；我們與業內一些同行進行交流時也有提出，把水泵外置，與整個智控系統進行聯合設計，可以最大程度地把系統的節能空間利用起來。
• 在夏季時，是否可以考慮採用地板適度供冷，增大供回水的溫差，風盤間歇運行，利用峰谷電蓄能，進一步提升系統的積極性。
閱讀更多 暖通風向標 的文章
