空氣能發(fā)電與應(yīng)用技術(shù)

空氣能發(fā)電與應(yīng)用技術(shù)調(diào)研報(bào)告【摘要】空氣能發(fā)電是一種利用太陽(yáng)能產(chǎn)生動(dòng)力的發(fā)電方法，與水力發(fā)電方法類似，它們都是利用中間媒體客服工作介質(zhì)重力而升至高空，利用工作介質(zhì)自重壓力產(chǎn)生的勢(shì)能推動(dòng)工作輪機(jī)發(fā)電?？諝饽苜Y源豐富，容易獲得，不需鍋爐，不需找燃料，不需遷居移民，不存在環(huán)境污染。它是取換煤電站，消除大氣污染和溫室效應(yīng)的綠色環(huán)保能源工程。另一方面，通過(guò)產(chǎn)品性能、制造成本、使用成本、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)難度等因素的簡(jiǎn)單分析，提醒人們對(duì)開(kāi)發(fā)地能利用產(chǎn)品應(yīng)持慎重態(tài)度，指出了空氣能熱泵產(chǎn)品的研究和發(fā)展仍有很大空間?！娟P(guān)鍵詞】空氣能空氣源空氣能發(fā)電轉(zhuǎn)換技術(shù)熱泵空氣能熱泵熱水器學(xué)號(hào)：PB07203167專業(yè)：凝聚態(tài)物理姓名：劉亞明關(guān)于空氣能發(fā)電與應(yīng)用技術(shù)的調(diào)研報(bào)告前言全世界范圍內(nèi)比以往更加關(guān)注能源、環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展的問(wèn)題，而且中國(guó)由于以燃煤為主的能源結(jié)構(gòu)已經(jīng)造成了極為嚴(yán)重的大氣污染，因此，要實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，必須盡可能多地利用清潔的可再生能源。目前能夠被利用的再生能源有太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮芎涂諝饽茉础Ｔ诘啬芘c空氣能源中，又以地?zé)崮茉幢妒芨鲊?guó)政府的推崇。太陽(yáng)能源作為制熱產(chǎn)品具有很大的優(yōu)勢(shì)，作為制冷能源會(huì)有一定的難度，太陽(yáng)能源除了受日照強(qiáng)度的影響外，更有一個(gè)將熱能轉(zhuǎn)化為電能并貯存的問(wèn)題，這個(gè)轉(zhuǎn)化和貯存除了成本極大外，能耗損失是其重要原因之一。不僅如此，太陽(yáng)能源也受空氣溫度和日照的影響，在北方，冬季日照短氣溫低，需要增加很大的吸熱板管，成本和占地面積大，所以目前大多數(shù)是將太陽(yáng)能產(chǎn)品作為熱泵產(chǎn)品、電熱產(chǎn)品及其它自然能源產(chǎn)品的輔助設(shè)備被接受。地能源由于其恒溫效果使它成為高能位冷熱源。在夏季，地能的低溫（相對(duì)空氣溫度而言）使它成為制冷設(shè)備的高能位冷源；在冬季，地能的高溫（相對(duì)空氣溫度而言）使它成為制熱設(shè)備的高能位熱源。從理論上看，地能是比空氣能更理想的能源。實(shí)際應(yīng)用上，空氣能的利用率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了太陽(yáng)能。普及率極高的空氣能源空調(diào)器的利用就是最為顯著的例證。盡管在目前各國(guó)都把開(kāi)發(fā)地能源作為首推節(jié)能產(chǎn)品的情況下，地能的利用與空氣能的利用比例并沒(méi)有發(fā)生根本性的變化。根據(jù)空氣源應(yīng)用技術(shù)的研發(fā)與考查的相關(guān)資料，地能熱泵系統(tǒng)經(jīng)過(guò)多年的研究，在技術(shù)上已經(jīng)非常成熟，空氣能仍有很大的發(fā)展空間，空氣能并不比地能遜色?？諝饽馨l(fā)電與應(yīng)用技術(shù)概述空氣能發(fā)電是一種利用太陽(yáng)能產(chǎn)生動(dòng)力的發(fā)電方法。它是在大地表面豎設(shè)一座由地面至高空的管道系統(tǒng)，以大地表面空氣為工作介質(zhì)，利用地球引力講空氣壓縮，利用太陽(yáng)的光和熱加熱空氣，使管內(nèi)空氣獲得能量，產(chǎn)生熱膨脹力，與管外空氣柱壓力產(chǎn)生的浮舉力共同作用到管道系統(tǒng)內(nèi)部，克服管內(nèi)空氣重力和驅(qū)動(dòng)管內(nèi)空氣輪發(fā)電機(jī)組旋轉(zhuǎn)發(fā)電?？諝饽馨l(fā)電與水力發(fā)電方法類似，它們都是利用中間媒體客服工作介質(zhì)重力而升至高空，利用工作介質(zhì)自重壓力產(chǎn)生的勢(shì)能推動(dòng)工作輪機(jī)發(fā)電。不同之處是工作介質(zhì)不同，一個(gè)是液態(tài)、一個(gè)是氣態(tài)。由于地表空氣溫度永遠(yuǎn)高于高空溫度，使管內(nèi)地面熱壓空氣永遠(yuǎn)流向高空，并膨脹做功。又由于管外空氣在建立空氣柱高度（位能）H和利用大流量Q方面，不受自然條件限制，其資源利用前景遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)水力發(fā)電。因此，在爭(zhēng)取能流密度方面，并不亞于水力發(fā)電。利用這一優(yōu)勢(shì)，可在人類居住的地方，只要有太陽(yáng)、有大氣，不論晴天下雨，不管白天黑夜，總有熱壓空氣上升，推動(dòng)輪機(jī)旋轉(zhuǎn)發(fā)電。在平原地區(qū)利用鋼塔扶架樹(shù)立管道，高山地區(qū)利用山坡架設(shè)管道。一般高度H=100～500m范圍內(nèi)，可獲100～350000kW的功率。山坡架管可以更高一些，越高越好?？諝饽苜Y源豐富，容易獲得，整個(gè)地表都是。它不需鍋爐、不需找燃料、不開(kāi)地礦、不建大壩、不需遷居移民、沒(méi)有核輻射傷害人類與動(dòng)物，不存在環(huán)境污染。它是取換煤電站，消除大氣污染和溫室效應(yīng)的綠色環(huán)保能源工程。是地球上最豐富、最清潔、最安全、最低廉、最永久的發(fā)電方法。另一種空氣能利用的方法就是空氣源熱泵技術(shù)。空氣源熱泵技術(shù)是基于逆卡諾循環(huán)原理建立起來(lái)的一種節(jié)能、環(huán)保制熱技術(shù)?？諝庠礋岜孟到y(tǒng)通過(guò)自然能（空氣蓄熱）獲取低溫?zé)嵩矗?jīng)系統(tǒng)高效集熱整合后成為高溫?zé)嵩?，用?lái)取（供）暖或供應(yīng)熱水，整個(gè)系統(tǒng)集熱效率甚高。熱泵有4大優(yōu)點(diǎn)：第一是節(jié)能，有利于能源的綜合利用；第二點(diǎn)是利與環(huán)境保護(hù)；第三點(diǎn)是冷熱結(jié)合，設(shè)備利用率高，節(jié)省投資；第四點(diǎn)因?yàn)樗请婒?qū)動(dòng)，所以調(diào)控比較方便。因此，熱泵備受各國(guó)科學(xué)家的關(guān)心。熱泵技術(shù)是21世紀(jì)的一個(gè)能源轉(zhuǎn)換新技術(shù)，能通過(guò)熱泵的形式，提高能效的利用。能效的利用有兩個(gè)含義，從環(huán)境角度來(lái)講，可以減少溫室氣體的排放，減少對(duì)環(huán)境的有害的因素；從另外一個(gè)方面來(lái)說(shuō)，就是解決電力高空負(fù)荷的一項(xiàng)技術(shù)。目前，熱泵技術(shù)主要應(yīng)用于空氣能熱泵熱水器，以下將會(huì)介紹空氣能熱泵熱水器（空氣源熱泵熱水器）的工作原理。相對(duì)世界熱泵的發(fā)展，中國(guó)熱泵的研究工作起步約晚20-30年左右。新中國(guó)成立后，隨著工業(yè)建設(shè)新高潮的到來(lái)，熱泵技術(shù)才開(kāi)始引入中國(guó)。進(jìn)入21世紀(jì)后，由于中國(guó)沿海地區(qū)的快速城市化、人均GDP的增長(zhǎng)、2008年北京奧運(yùn)會(huì)和2010年上海世博會(huì)等因素拉動(dòng)了中國(guó)空調(diào)市場(chǎng)的發(fā)展，促進(jìn)了熱泵在中國(guó)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，熱泵的發(fā)展十分迅速，熱泵技術(shù)的研究不斷創(chuàng)新。從2001年熱泵起步開(kāi)始，經(jīng)過(guò)5年的培育，中國(guó)熱泵行業(yè)開(kāi)始從導(dǎo)入期轉(zhuǎn)入成長(zhǎng)期。熱泵行業(yè)快速發(fā)展，一方面得益于能源緊張使得熱泵節(jié)能優(yōu)勢(shì)越來(lái)越明顯，另一方面與多方力量的加入推動(dòng)行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新有很大關(guān)系。空氣能熱泵熱水器工作原理在自然界中，水總由高處流向低處，熱量也總是從高溫傳向低溫。但人們可以用水泵把水從低處提升到高處，從而實(shí)現(xiàn)水由低處向高處流動(dòng)。熱泵同樣可以把熱量從低溫傳遞到高溫，所以熱泵實(shí)質(zhì)上是一種能量提升裝置，熱泵的作用是從周圍環(huán)境中吸取熱量，并把它傳遞給被加熱的對(duì)象（溫度較高的物體）。其工作原理與家用空調(diào)、電冰箱等制冷機(jī)的工作原理相同，都是按照逆卡諾循環(huán)工作的，通過(guò)流動(dòng)媒體(以前一般為氟利昂，現(xiàn)天上由替代氟利昂所代替)在蒸發(fā)器、壓縮機(jī)，冷凝器和膨脹閥等部品中的氣相變化(沸騰和凝結(jié))的循環(huán)來(lái)將低溫物體的熱量傳遞到高溫物體中去；所不同的只是工作溫度范圍不一樣。具體工作過(guò)程如下：①過(guò)熱液體媒體在蒸發(fā)器內(nèi)吸收低溫物體的熱量，蒸發(fā)成氣體媒體。②蒸發(fā)器出來(lái)的氣體媒體液壓縮機(jī)的壓縮，變?yōu)楦邷馗邏旱臍怏w媒體。③高溫高壓的氣體媒體在冷凝器中將熱能釋放給給高溫物體、同時(shí)自身變?yōu)楦邏阂后w媒體。④高壓液體媒體在膨脹閥中減壓，再變?yōu)檫^(guò)熱液體媒體，進(jìn)入蒸發(fā)器，循環(huán)最初的過(guò)程熱泵是以冷凝器放出的熱量來(lái)供熱的制冷系統(tǒng)，它被形象的稱為“熱量倍增器”。熱泵在工作時(shí)，把環(huán)境介質(zhì)中儲(chǔ)存的能量QA在蒸發(fā)器中加以吸收；它本身消耗一部分能量，即壓縮機(jī)耗電QB；通過(guò)工作介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)在冷凝器中進(jìn)行放熱QC，QC=QA+QB，由此可以看出，熱泵輸出的能量為壓縮機(jī)做的功QB和熱泵從環(huán)境中吸收的熱量QA；因此，采用熱泵技術(shù)可以節(jié)約大量的電能，這是傳統(tǒng)熱水器所不能企及的。目前在市場(chǎng)上廣泛出現(xiàn)的家用冷暖空調(diào)器上，就已經(jīng)廣泛地應(yīng)用了熱泵制熱，其制熱系數(shù)已高達(dá)3以上。目前市場(chǎng)上熱泵熱水器種類很多，主要有太陽(yáng)能助推型、水源和空氣源三種系列。太陽(yáng)能助推式熱泵是熱泵與太陽(yáng)能技術(shù)結(jié)合使用的一種熱泵技術(shù)；水源熱泵是利用一定溫度的水源(20℃以上)作為熱源以制冷劑為媒介，將水源中的熱量吸收后經(jīng)壓縮機(jī)壓縮制熱，通過(guò)熱交換器與冷水交換熱量以達(dá)到取暖和制取熱水的目的,水源熱泵必須有一定溫度和流量的水源；空氣源熱泵以水源熱泵類似方法從空氣獲得熱量來(lái)加熱水。三種熱泵中，空氣源熱泵受到的條件限制最小，發(fā)展空間最大，因此本文著重對(duì)空氣源熱泵熱水器進(jìn)行分析討論。熱泵熱水器的基本原理：它主要是由壓縮機(jī)、熱交換器、軸流風(fēng)扇、保溫水箱、水泵、儲(chǔ)液罐、過(guò)濾器、電子膨脹閥和電子自動(dòng)控制器等組成。接通電源后，軸流風(fēng)扇開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，室外空氣通過(guò)蒸發(fā)器進(jìn)行熱交換，溫度降低后的空氣被風(fēng)扇排出系統(tǒng)，同時(shí)，蒸發(fā)器內(nèi)部的工質(zhì)吸熱汽化被吸入壓縮機(jī)，壓縮機(jī)將這種低壓工質(zhì)氣體壓縮成高溫、高壓氣體送入冷凝器，被水泵強(qiáng)制循環(huán)的水也通過(guò)冷凝器，被工質(zhì)加熱后送去供用戶使用，而工質(zhì)被冷卻成液體，該液體經(jīng)膨脹閥節(jié)流降溫后再次流入蒸發(fā)器，如此反復(fù)循環(huán)工作，空氣中的熱能被不斷“泵”送到水中，使保溫水箱里的水溫逐漸升高，最后達(dá)到55℃左右，正好適合人們洗浴，這就是空氣源熱泵熱水器的基本工作原理?？諝庠礋岜脗鳠峁べ|(zhì)是一種特殊物質(zhì)，常壓下其沸點(diǎn)為零下40℃,凝固點(diǎn)為零下100℃以下，該物質(zhì)冷的時(shí)候是液體，但很容易被蒸發(fā)成氣體，反之亦然。在實(shí)際運(yùn)行中，空氣源熱泵中傳熱工質(zhì)的蒸發(fā)極限溫度為零下20℃左右，因此5℃的環(huán)境溫度對(duì)如此低的溫度也是“熱”的，甚至下雪的溫度，比如說(shuō)0℃，相比之下也是熱的，因此，仍可交換一些熱能。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展與人們生活品位的提高，生活用熱水已成為人們的生活必需品，然而傳統(tǒng)的熱水器（電熱水器，燃油、氣熱水器）具有能耗大、費(fèi)用高、污染嚴(yán)重等缺點(diǎn)；而節(jié)能環(huán)保型太陽(yáng)能熱水器的運(yùn)行又受到氣象條件的制約?？諝庠礋岜玫墓嵩砼c傳統(tǒng)的太陽(yáng)能熱水器截然不同，空氣源熱泵以空氣、水、太陽(yáng)能等為低溫?zé)嵩?，空氣源熱泵以電能為?dòng)力從低溫側(cè)吸取熱量來(lái)加熱生活用水，熱水通過(guò)循環(huán)系統(tǒng)直接送入用戶作為熱水供應(yīng)或利用風(fēng)機(jī)盤管進(jìn)行小面積采暖。空氣源熱泵將是目前學(xué)校宿舍、酒店、洗浴中心等場(chǎng)所的大、中、小熱水集中供應(yīng)系統(tǒng)的最佳解決方案.空氣能應(yīng)用中的優(yōu)缺點(diǎn)分析空氣能是目前再生能源中應(yīng)用最廣的能源之一，在空調(diào)器和熱泵熱水器中應(yīng)用已遍及全世界的各個(gè)角落。盡管如此，由于空氣能受環(huán)境氣象條件的變化影響，其應(yīng)用范圍受到一定限制，特別是熱泵產(chǎn)品，其應(yīng)用范圍幾乎過(guò)不了黃河。空氣能應(yīng)用中的問(wèn)題分析如下：圖1濕空氣的焓-濕圖空氣中的熱焓隨溫度的降低而降低空氣的熱焓本身隨溫度變化，溫度越高空氣中的熱焓越高，溫度越低空氣中的熱焓越低。長(zhǎng)江地區(qū)冬季低溫約0℃左右，空氣中的熱焓為7.653kJ/kg；北京地區(qū)冬季氣溫最低達(dá)-10℃，空氣中熱焓下降到-9.3kJ/kg左右；東北地區(qū)冬季低溫達(dá)-22℃左右，空氣中熱焓只有-22.2kJ/kg左右。表1不同溫度下濕空氣的焓干球溫度℃濕球溫度℃空氣熱焓kJ/kg352680.2271953.8151336.74111.130-17.65-5-7-1.89-10-12.4-9.3-22-25-22.2從圖1“濕空氣焓-濕圖”中可以看出，0℃等濕球溫度線以下的空氣熱焓都小于0kJ/kg；從表1不同溫度下濕空氣的焓中可看出，空氣中的熱焓隨溫度的降低而降低。這就是空氣源熱泵空調(diào)器和熱泵熱水器難以進(jìn)入北方地區(qū)的主要原因之一。空氣中的熱焓隨水蒸氣的含量減少而降低空氣中的熱焓除了隨空氣溫度變化外，也隨其水蒸氣的含量變化而變化。表2為環(huán)境溫度27℃時(shí)，隨相對(duì)濕度(水蒸氣含量)的不同空氣中的熱焓變化。表227℃干球溫度時(shí)不同相對(duì)濕度的濕空氣熱焓干球溫度℃相對(duì)濕度%空氣熱焓KJ/kg2710084.6279079.1278073.2277067.3276061.4275055.7274049.9273044.2271032.9從表2中可以看出，在相同干球溫度下，相對(duì)濕度越低，濕空氣的熱焓越低；相對(duì)濕度越高，濕空氣的熱焓越高。越是寒冷地區(qū)，空氣中的含濕量越低，相對(duì)濕度越低，空氣中的熱焓也越低。北方地區(qū)冬季不僅干球溫度低，而且相對(duì)濕度也低，所以北方地區(qū)冬季空氣的熱焓相對(duì)南方地區(qū)更低，這也是空氣源熱泵空調(diào)器和熱泵熱水器難以進(jìn)入北方地區(qū)的原因之二。熱泵機(jī)換熱器結(jié)霜降低傳熱效果由于熱泵機(jī)在空氣溫度低于0℃條件下運(yùn)行時(shí)，其蒸發(fā)溫度會(huì)更低，空氣中的水蒸氣會(huì)結(jié)成霜附著在蒸發(fā)器的管道和散熱片上，管道和散熱片上的霜會(huì)越積越多，最終會(huì)堵死蒸發(fā)器的風(fēng)道，霜層成為散熱器的一道絕熱層，管內(nèi)熱焓通過(guò)銅管、鋁箔傳給霜層再由霜層以自然對(duì)流方式傳給空氣，使強(qiáng)迫空氣對(duì)流換熱變?yōu)樽匀粚?duì)流和導(dǎo)熱傳熱方式。銅管的導(dǎo)熱系數(shù)是109W/（m?k），霜的導(dǎo)熱系數(shù)是0.106W/（m?k），空氣的導(dǎo)熱系數(shù)是0.024W/（m?k），很明顯，霜的傳熱效果只有銅的0.097%，大大降低了傳熱效果。根據(jù)空氣流速的不同，強(qiáng)迫對(duì)流傳熱方式的傳熱量是自然對(duì)流傳熱方式的幾倍、幾十倍甚至幾百倍。由于北方冬季空氣溫度都會(huì)低于0℃，結(jié)霜是空氣源熱泵空調(diào)器和熱泵熱水器難以進(jìn)入北方地區(qū)的原因之三?？諝饽塬@取容易，取之不盡與地能源相比，空氣能源獲取方便，且獲取成本低?？諝庠矗ㄐ顭幔┛照{(diào)熱泵熱水器吸收空氣熱源中的熱量，按勞倫茲循環(huán)原理，夏季，利用較少電能將室內(nèi)較高溫度的空氣熱源的熱量，“搬”到具有蓄熱功能的水箱中加熱熱水，從而降低了室內(nèi)空氣的溫度，也達(dá)到了對(duì)房間“制冷降溫”的目的；冬季，利用少量的電能將較低溫度的室外空氣熱源的熱量，“搬”到具有蓄熱功能的水箱中加熱冷水獲得較高溫度的熱水并貯存后再到較低溫度的房間加熱房間空氣，使工質(zhì)冷凝；春秋季不用空調(diào)時(shí)，可利用谷電采用熱泵技術(shù)單獨(dú)對(duì)具有蓄熱功能的水箱中的生活用水進(jìn)行加熱?？照{(diào)熱水器利用制冷工質(zhì)（R417A或R22）在不同壓力下的蒸發(fā)和冷凝的相態(tài)變化，吸收常溫?zé)嵩纯諝庵械臒崃?，通過(guò)空氣或水作為傳熱和儲(chǔ)熱的介質(zhì)，降低或提高介質(zhì)的溫度，供人們調(diào)節(jié)房間空氣溫濕度和提供日常洗浴、洗頭、洗衣、洗菜、洗碗、洗手等生活用熱水。圖3所示為空氣源空調(diào)熱泵熱水器的工作原理圖。從原理圖可以看出，制冷工質(zhì)液體通過(guò)空氣換熱器吸收空氣中的熱量，蒸發(fā)后吸入壓縮機(jī)壓縮成高溫高壓的氣體，傳送到熱水器和室內(nèi)空氣換熱器放出熱量，加熱冷水和室內(nèi)空氣，熱水通過(guò)洗浴或洗碗等后，最終熱量仍回到較低的環(huán)境空氣中，熱量取之于空氣又回到空氣，不斷循環(huán)使用，因此空氣能源是再生能源，且永遠(yuǎn)取之不盡，用之不完。圖3空氣源熱泵熱水器制熱空調(diào)器制冷原理圖整個(gè)空調(diào)熱泵熱水器由一個(gè)壓縮機(jī)、二個(gè)空氣換熱器、一個(gè)殼管式、板式或套管式換熱器、一個(gè)節(jié)流系統(tǒng)、一個(gè)水泵和二個(gè)風(fēng)機(jī)及結(jié)構(gòu)系統(tǒng)組成。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。更重要的是夏季使用時(shí)，系統(tǒng)中吸熱和放熱雙向效應(yīng)都得到了應(yīng)用，綜合能效比極高。其它季節(jié)使用時(shí)，雖然只是單向效應(yīng)的使用，只要空氣溫度高于7℃，其制熱時(shí)的性能系數(shù)也不低，是一種成本低的節(jié)能產(chǎn)品。但環(huán)境溫度低于7℃時(shí)其制熱效果較差，低于-5℃時(shí)其制熱效果極差，甚至不能正常運(yùn)行。人們對(duì)熱泵產(chǎn)品認(rèn)識(shí)不足目前已經(jīng)被采用的空氣能熱泵產(chǎn)品有熱泵空調(diào)器和熱泵熱水器。對(duì)于熱泵空調(diào)器而言，目前還只能在黃河以南地區(qū)可以使用，使用效果在長(zhǎng)江以南為佳。由于熱泵空調(diào)器的制冷量和制熱量與環(huán)境溫度有極大的關(guān)系，環(huán)境溫度越低，制冷效果越好，制熱效果越差；環(huán)境溫度越高，制熱效果越好，制冷效果越差。所以在選擇空氣源熱泵空調(diào)器時(shí)在南方（廣東?。瑧?yīng)以所需冷量為主，在廣東省以北的地區(qū)應(yīng)以所需制熱量為主。一般情況人們通常都是以所需制冷量為主來(lái)選擇空氣源熱泵機(jī)的，因此大多都會(huì)認(rèn)為熱泵機(jī)冬季制熱量不足。在北方地區(qū)，不采取一定措施空氣源熱泵機(jī)無(wú)法正常使用在我國(guó)黃河以南地區(qū)，空氣源熱泵機(jī)可以通過(guò)增加熱負(fù)荷的方法進(jìn)行使用，但在黃河以北地區(qū)即使增加熱負(fù)荷，在-5℃以下環(huán)境溫度天氣使用時(shí)，其性能系數(shù)已經(jīng)低于1.9W/W，節(jié)能的優(yōu)勢(shì)不大。在我國(guó)東北地區(qū)，環(huán)境空氣溫度通常低于-15℃以下，因此空氣源熱泵機(jī)已不能正常工作了?？諝庠礋岜卯a(chǎn)品進(jìn)入北方市場(chǎng)的探索空氣源熱泵產(chǎn)品要進(jìn)入北方市場(chǎng)必須解決以下問(wèn)題：制熱量不足問(wèn)題。空氣的熱焓隨環(huán)境溫度的降低而降低。在空氣溫度較低的情況下，由于空氣中的熱焓低，空氣源熱泵產(chǎn)品從低環(huán)境溫度的空氣中獲得的能量自然就低，這是空氣源熱泵機(jī)的最大缺陷?？諝庠礋岜脵C(jī)蒸發(fā)溫度低又是其冬季不能進(jìn)入北方市場(chǎng)的關(guān)鍵問(wèn)題。低溫時(shí)的結(jié)霜問(wèn)題。低環(huán)境溫度時(shí)，空氣源熱泵機(jī)的空氣換熱器結(jié)霜后，不僅僅是減少空氣通風(fēng)量的問(wèn)題，由于霜層附著在翅片上，增加了空氣換熱器內(nèi)外傳熱的熱阻，進(jìn)一步降低了空氣換熱器吸放熱量的效果。通常熱泵機(jī)的空氣換熱器翅片間距只有1.3～2.2mm，水珠的直徑也恰好在這個(gè)范圍，極易形成冰橋，逐漸堵死通風(fēng)通道，大大減少空氣通風(fēng)量。目前熱泵產(chǎn)品大都采用親水膜或斥水膜鋁箔作為熱泵機(jī)蒸發(fā)器的翅片，可大大延緩蒸發(fā)器被堵死的情況，但對(duì)于我國(guó)北方極寒地區(qū)，附著在翅片上的水膜仍能結(jié)成冰霜附著在翅片上，冰層逐漸加厚從而堵死空氣通道，不能徹底解決空氣通風(fēng)量減少問(wèn)題。3、設(shè)備成本問(wèn)題。從使用成本看，應(yīng)該首推太陽(yáng)能，它可以不消耗其它輔助能源直接加熱熱水或空氣而被使用，它的能效比為無(wú)窮大，但太陽(yáng)能的使用具有一定的局限性，只能作為地能、空氣能和其它能源的輔助能源，這里不作詳細(xì)的論述。地能或空氣能都有一個(gè)能效比和性能系數(shù)問(wèn)題，能效比和性能系數(shù)越大其使用成本則越低，使用價(jià)值就越大。地能中以深地能源最為穩(wěn)定，在可以使用的范圍內(nèi)，能效比和性能系數(shù)都較高，地表能源和空氣能源的平均使用成本較深地能源大，但一次性投入的設(shè)備及安裝工程成本費(fèi)較深地能源低很多。結(jié)論和建議經(jīng)過(guò)相關(guān)文獻(xiàn)資料的調(diào)查研究與分析，可以得出以下結(jié)論和建議：1、普通空氣源熱泵產(chǎn)品在0℃以下地區(qū)制熱效果極差，不加以改進(jìn)無(wú)法進(jìn)入北方地區(qū)。當(dāng)空氣的熱焓下降時(shí)，可以通過(guò)增加空氣的通風(fēng)量加以補(bǔ)充。如果環(huán)境溫度為-10℃時(shí)，增加1倍的空氣通風(fēng)量其制熱能力即可達(dá)到7℃時(shí)的熱量，但空氣源熱泵空調(diào)器的性能系數(shù)會(huì)有所下降。2、空氣源熱泵產(chǎn)品采用增大風(fēng)量和少結(jié)霜或不結(jié)霜技術(shù)可以進(jìn)入環(huán)境溫度高于-5℃的地區(qū)，效果與地?zé)嵩礋岜卯a(chǎn)品相差不大。增加通風(fēng)量和增大蒸發(fā)器傳熱面積后，結(jié)霜情況有所改善，但還是有較嚴(yán)重的結(jié)霜現(xiàn)象，只能通過(guò)一定的方法將結(jié)霜程度控制在一定范圍內(nèi)。目前還沒(méi)有較好地解決辦法，期待專業(yè)工作人員的進(jìn)一步研發(fā)。3、空氣源與廢熱水源綜合利用的熱泵產(chǎn)品不受環(huán)境溫度的限制可進(jìn)入北方地區(qū)，這種產(chǎn)品具有制造成本低，使用成本更低的高效節(jié)能效果，具有較大的發(fā)展空間。一般空氣源熱泵機(jī)很難進(jìn)入北方市場(chǎng)