隨著清潔能源政策的推進(jìn)和節(jié)能技術(shù)的成熟，低溫空氣源熱泵作為一種高效節(jié)能的供暖設(shè)備，在北方寒冷地區(qū)及南方部分冬季寒冷區(qū)域的應(yīng)用日益廣泛。將低溫空氣源熱泵與傳統(tǒng)的暖氣片系統(tǒng)相結(jié)合，既利用了熱泵的高效特性，又兼顧了現(xiàn)有末端設(shè)備的利用，成為舊房供暖改造和新建筑供暖設(shè)計(jì)的重要選項(xiàng)。然而，這一組合并非簡單的設(shè)備拼接，其系統(tǒng)性能高度依賴于合理的設(shè)計(jì)。本文重點(diǎn)探討低溫空氣源熱泵搭配暖氣片系統(tǒng)的幾個(gè)關(guān)鍵設(shè)計(jì)要點(diǎn)。
一、 熱泵選型：低溫性能是核心
區(qū)別于常規(guī)熱泵，用于驅(qū)動(dòng)暖氣片系統(tǒng)的空氣源熱泵必須具備優(yōu)異的低溫制熱性能。設(shè)計(jì)時(shí)需重點(diǎn)關(guān)注：
- 額定制熱量與低溫制熱量：不能僅根據(jù)機(jī)組名義工況（如室外7℃/室內(nèi)20℃）下的額定制熱量選型。必須核查產(chǎn)品在項(xiàng)目所在地冬季供暖設(shè)計(jì)計(jì)算溫度（如北京-7.6℃）下的實(shí)測(cè)制熱量和COP值。該數(shù)值才是設(shè)備在最冷天氣下真實(shí)能力的體現(xiàn)。
- 壓縮機(jī)類型：優(yōu)選采用噴氣增焓或變頻等強(qiáng)化低溫制熱技術(shù)的壓縮機(jī)。這類技術(shù)能有效拓寬熱泵的工作溫度范圍，保障在-25℃甚至更低的極端氣溫下仍能穩(wěn)定運(yùn)行并提供足夠的熱量。
- 融霜能力：冬季運(yùn)行時(shí)，室外機(jī)結(jié)霜會(huì)極大影響換熱效率。應(yīng)選擇智能、高效且能耗低的融霜策略的熱泵，最大限度減少融霜過程對(duì)室內(nèi)供暖溫度的波動(dòng)影響。
二、 末端暖氣片：“低溫化”與“大量化”改造
傳統(tǒng)暖氣片系統(tǒng)（如95/70℃或75/50℃）設(shè)計(jì)基于高溫?zé)崦剑c低溫?zé)岜茫ㄝ敵鏊疁赝ǔＴ?5℃以下）直接匹配存在輸出熱量不足的固有矛盾。因此，末端改造是關(guān)鍵：
- 熱負(fù)荷復(fù)核與散熱器擴(kuò)容：首先必須對(duì)建筑進(jìn)行精準(zhǔn)的熱負(fù)荷計(jì)算。由于供水溫度降低，暖氣片的散熱量會(huì)大幅下降（平均水溫降低10℃，散熱量減少約30%-40%）。為保證室溫達(dá)標(biāo)，通常需要通過增加暖氣片組數(shù)或更換為更大尺寸、更高效率的板型散熱器來增加總散熱面積，彌補(bǔ)水溫下降帶來的出力損失。
- 選用低溫散熱器：市場(chǎng)上已有專為低水溫供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)的散熱器，其在55/45℃或50/40℃工況下的散熱量遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)鑄鐵或鋼制柱型散熱器。優(yōu)先采用此類產(chǎn)品，可以減少末端改造的工程量。
三、 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與水力平衡
- 最佳供回水溫差設(shè)計(jì)：低溫空氣源熱泵在較小的供回水溫差（如5℃-8℃）下通常具有更高的能效比（COP）。這與暖氣片系統(tǒng)傳統(tǒng)的大溫差（如20℃）設(shè)計(jì)理念不同。系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)優(yōu)先采用小流量、小溫差的運(yùn)行策略，這要求水泵選型與管路設(shè)計(jì)與之適配。
- 水力平衡與變頻控制：由于末端散熱器數(shù)量可能增加，系統(tǒng)環(huán)路更為復(fù)雜，必須通過安裝手動(dòng)調(diào)節(jié)閥或自力式壓差平衡閥等措施，確保各環(huán)路水力平衡，避免近端過熱而遠(yuǎn)端不熱。推薦采用變頻水泵，根據(jù)末端實(shí)際需求調(diào)節(jié)流量，顯著降低輸配電耗。
- 緩沖水箱的設(shè)置：在系統(tǒng)中增設(shè)一個(gè)適當(dāng)容積的緩沖水箱（蓄能水箱）十分必要。其作用包括：減少熱泵啟停頻率，延長壽命；為融霜期間提供備用熱源，保證室內(nèi)供暖不間斷；促進(jìn)系統(tǒng)水力分離，運(yùn)行更穩(wěn)定。
四、 智能控制系統(tǒng)
一個(gè)智能的控制系統(tǒng)是協(xié)調(diào)熱泵、末端和用戶需求的大腦。
- 水溫曲線控制：系統(tǒng)應(yīng)具備根據(jù)室外天氣溫度變化，自動(dòng)調(diào)節(jié)熱泵供水溫度的功能（即供暖水溫曲線）。天氣更冷時(shí)，自動(dòng)提高出水溫度以補(bǔ)償建筑更大的熱損失；天氣回暖時(shí)，則降低水溫，以提升熱泵能效和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。
- 分室分區(qū)控制：為暖氣片安裝恒溫控制閥，實(shí)現(xiàn)分室溫度調(diào)控，并結(jié)合房間定時(shí)或場(chǎng)景編程，避免無人房間過度供暖，進(jìn)一步節(jié)約能源。
總結(jié)
低溫空氣源熱泵與暖氣片系統(tǒng)的結(jié)合是一項(xiàng)技術(shù)性很強(qiáng)的系統(tǒng)工程。成功的關(guān)鍵在于摒棄“高溫系統(tǒng)”的傳統(tǒng)思維，緊緊圍繞“低溫供暖”這一核心，從熱泵的低溫性能、末端的匹配改造、水力系統(tǒng)的精細(xì)化設(shè)計(jì)以及智能控制四個(gè)維度進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)和優(yōu)化。唯有如此，才能充分發(fā)揮這一組合“節(jié)能省電、溫暖舒適”的優(yōu)勢(shì)，使其成為既有建筑供暖改造和高品質(zhì)新建住宅的理想選擇。
