本期要目:本文简介北京市空气源热泵机组是否都带电辅热，不加有问题吗?0℃以下都是电辅在工作了吗?   1、问题的提出   今年在北京市“煤改电”空气源热泵机招投标时，经常听到有产品厂家这样宣传:我们的产品不用电加热，零下多少度可以正常工作。传得多了，还有人把有没有电辅热作为衡量空气源热泵采暖产品好与不好的一个标准。可事实上，不管是热泵使用比较成熟的国外市场，还是国内相关标准，都把电辅热作为空气源热泵供暖系统的一部分。   在今年的北京“煤改电”指导文件中，也强调必须要有电辅加热。空气源热泵供暖系统到底是否需要设电辅加热?每台机器上电辅热到底加多少?遇到极限天气时是否会影响设备的正常运行?这些都是当前面临着的问题，要想得到答案，必须通过实践来进行检验。     2、空气源热泵机组是否加电辅热与冬季室外环境有关   北京位于东经115. 7。一117. 40，北纬39.40 ^-41.60，中心位于北纬390 54' 20"，东经1160 25' 29"，总面积为16410. 54平方千米。北京市山区面积为10200平方千米，约占总面积的62%，平原区面积为6200平方千米，约占总面积的38%。北京的地形西北高，东南低。西部为西山，属太行山脉:北部和东北部为军都山，属燕山山脉。北京平原的海拔高度在20.60米，山地一般海拔为1000-1500米。气候属温带半湿润半干早季风气候，年极端最高气温一般在350C-40℃之间;年极端最低气温一般在-14℃~-20℃之间，1966年曾低到-27. 4℃(大兴东黑堡)。1月最冷，月平均气温平原地区为-4℃~  -5 ℃;山区气温更低，海拔800米以下山区为-6℃~-10℃:高山区低于-30℃;深山区极端气温为-30℃。因此，山区采暖周期一般为5个月，平原地区采暖周期为4个月，下表是北京市山区气温情况。     通过对北京市市内及山区冬季气温情况分析得知，平原及山区温差较大，遇到极限天气时肯定影响设备正常运行。并没有包括北京所有地区，延庆、密云等山区是除外的，这些山区冬天的时候温度一般都在-15℃以下，甚至是-20℃以下，如果没有电辅加热，遇到极限天气时肯定影响设备正常运行。   另外，由北京市各区2017年农村村庄空气源热泵采暖系统采购及安装项目公开招标公告得知，须提供所投所有产品经国家级空调设备质量监督检验机构出具的第三方检验合格报告，检验报告涵盖GB/T25127.2规定的名义工况及低温工况制热性能，要求名义工况下COP>2. 1, IPLV (H) >2.4，在-20℃低温工况时，不使用电辅加热情况下的COP> 1. 6; 2018年空气源热泵性能指标进一步提高，用于北京地区清洁取暖投标的产品，须提供国家认定的《空调设备质量监督检验机构出具的检验合格报告》，检验报告涵盖GB/T 25127.2规定的名义工况及低温工况制热性能，要求名义工况下COP>2.2, TPLV (H) >2.6，在-20℃低温工况时，不使用电辅加热情况下的COP-1.8, IPLV(H) >2. 6。因此，当气候变化不能达到室内最低取暖温度时，为确保满足客户的采暖需求，应该首先考虑“北京市冬季各区气候变化大”这一因素。   除此之外，由于去年北京市“煤改电”涉及范围大，中标厂家较多，各家使用的产品质量良劳不齐，再加上热泵冬季制热不稳定，通常冬季有些主机的实际制热量无法达到北京极低温度所需要的值，此时就应该考虑如何让主机在实际运行工况时满足系统实际热负荷的要求。所以，从各区2017年农村村庄空气源热泵采暖系统采购及安装项目公开招标得知，使用空气源热泵机采暖系统时要设电辅热，但同时规定，室外环境温度低于一20℃时允许使用电辅热。   在2018年招标公告中提出更进一步的要求，并规定在环境温度)-25℃时，制热最高出水温度能达到50℃以上:在环境温度)-30℃时应能正常无电辅热启动，热水型空气源热泵采暖系统必须加装电辅助加热装置，确保北京市的用户能够在冬天得到正常供暖。而热泵本身随着环境温度的降低，制热量会有衰减，如果到一定的温度极限时，热泵工作就没有保障了，所以从这个角度来讲，加电辅是很有必要的。   同时，虽然说“煤改电”机组在设计时容量都会偏大，但是如果突然遇到了非常极端的天气呢?电辅热在这时候的重要性就能体现出来了。电辅从字面上就能够很好理解，主要起的是辅助作用，而不是一定要应用，这就跟商住楼的消防设备一样，可能几十年都用不上一次，但必须要有，就是为了以防万一。 3、空气源热泵机组是否设电辅热应与室内热负荷计算有关   北京市“煤改电”工程主要面对农村千家万户，而这些建筑绝大部分都是既有建筑，有些虽然在原建筑上重新加上保温措施，但也有些建筑仍然未采取保温措施，耗能量大。有些虽然重新加上保温措施，但门窗仍然没有更换，使用的还是原有的不节能门窗。   因此，在计算既有建筑物散热量时存在较大误差，如果散热量误差太大又遇到极限天气，而热泵本身会随着环境温度的降低影响正常运行，制热量会有衰减，热泵工作保障率降低，此时，室内温度难以得到保证，所以从这个角度来讲，加电辅热是很有必要的。 4、空气源热泵机组电辅热加多少千瓦?   空气源热泵效率与环境温度成正比。一般来说，天气寒冷会影响空气源热泵制热功能的正常发挥，而带有电辅热功能的空气源热泵，对空气源热泵发热量有调节、辅助作用，很好地克服了这一缺点，十分适合严寒地区使用。   可能有人会问:空气源热泵需要加辅助电加热吗?是否辅助电加热越大越好?配置多大的辅助电加热比较合适?空气源热泵以空气作为热源，其能效比(COP)和能否正常工作直接与空气源的温度有关，目前市场上最低限度可以做到在一25℃正常运行，如果气温低于-25℃，机组不能启动，这大大限制了空气源热泵的市场发展空间。空气源热泵欲成为成熟的、全面推广应用的产品，离不开辅助热源的支持，辅助电加热使用的是方便的清洁能源，自然是系统配套辅助热源的首选对象之一。   实验结果:空气源热泵制热量与能效比都会随着环境温度的降低而下降。环境温度为20℃时制热量为17. 2kW(冷热水温差为40℃)，环境温度为5℃时制热量降为11. 23kW(冷热水温差为51℃), 比20 ℃时的数位降低了1/3;到了环境温度为-5℃时制热量降为5. 75kW(冷热水温差51℃), 比20℃时的数值降低了2/3。相关测试数据表明，即使是采用优化电机性能曲线、补气增烩、变频等改善压缩机的手段，与名义工况相比，空气源热泵机组冬季制热量依旧会有一半以上的衰减。   一般情况下，很多人在配置主机的时候，都是按照当地最低温度去进行配置，这样一来主机的配置肯定会偏大。同样的道理，如果我们完全按照最低温度来设计主机，主机配置也会偏大。根据我们的测试，如果完全按最低环境温度来设计，当热泵主机有20%-30%的容量时，它可能只有2%不到的时间是有用的，其他的时候都是歇着。这样的话虽然运行成本节省了2%-3%，但初投资增加了许多，实际上是不划算的。   电加热增加20%时，COP下降不到2%，那么，如何确定这个最佳温度值呢?根据我们的经验，10℃的设计温差是比较合适的，也就是说，如果当地最低环境温度是-15℃，那么热泵主机的最佳设计点就是-5℃。   通过对某资料报道进行大量的数据测算，得知电辅加热增加20%的容量时，整个运行成本和能效比下降不到2%。所以，最合理的方式应该是按照一个最合适的采暖温度去设计，适当配置一定容量的电辅加热来满足最低环温的要求。   目前，从北京市“煤改电”空气源热泵机投标机型来看，项目采购的主要空气源热泵型号为:名义制热量>,5kW (3P压缩机)、名义制热量,>8. 5kW (5P压缩机)、名义制热量)l OkW (6P压缩机)，都加装电辅助加热装置，其电辅助加热装置的功率都为3kW。至于辅助加热装置的功率都为3kW是否为最佳配置，是一个值得探讨的问题。还需要人们不断在实践过程中试验，进而得出准确结论。

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