由于空气源热泵冷热水机组具有诸多优点, 作为中央空调的冷热源, 近年来在我国发展很快。生产厂家已由1995 年的十几家发展到现在的40 多家。产品品牌繁多, 机组的冷热量规格齐全。目前, 在我国的长江流域、黄河流域等地区的应用十分广泛 。甚至天津、西安等地也有应用实例。

  这表明其应用范围有北扩的趋势。而我国东北、华北、西北、内蒙古等地区冬季室外空气中含水量很少, 其结霜问题并不像长沙等地区那么严重。这是否意味着, 在这些寒冷地区也可以采用空气源热泵冷热水机组, 在冬季为中央空调提供50℃的热水? 为寻找答案, 笔者对空气源热泵冷热水机组在寒冷地区的应用进行了初步的分析, 以期为寒冷地区推广应用热泵空调系统创一条新路。空气源热泵冷热水机组在寒冷地区运行中存在的问题以某台空气源热泵冷热水机组(R22)为例。假设其在北方寒冷地区的主要城市中运行, 在室外供暖计算温度条件下为中央空调系统提供50 ℃热水,计算出的机组的压缩比值列入表。明确看出:机组在绝大部分的城市(除西安、济南、石家庄外)运行时的压缩比大于10 , 哈尔滨甚至已超过20 。机组运行的压缩比过大, 会出现下列问题:压缩机的容积效率降低, 同时, 由于蒸发压力过低, 使吸气比体积变大, 制冷系统的质量流量变小。这样, 机组的供热量会急剧减少。 活塞式压缩机单级系统的压缩比一般不超过8 。鉴于此, 可以说空气源热泵冷热水机组在北方最寒冷的时候是无法正常运行的。空气源热泵冷热水机组在寒冷地区应用的技术措施及应用方案降低机组的压缩比是空气源热泵冷热水机组在寒冷地区正常运行的惟一途径, 因此, 应采用技术措施降低该值。

  利用机组向用户提供10 ～ 20 ℃的水, 而不提供50 ℃水, 可以降低机组运行的压缩比;这低温水再作为水源热泵的低位热源, 由水源热泵向室内供暖。按此思想, 笔者提出3 种工程上可行的方案。利用空气源冷热水机组提供的10 ～20 ℃水作为水环热泵的辅助热源, 与水—空气热泵组成双级热泵系统, 冬季, 机组从作为水环热泵空调系统的低位热源时的系统示意图水—空气热泵、热泵水环路中的循环水泵、板式换热器、冷却塔水环路中的循环泵、 空气—水热泵(空气源热泵冷热水机组)、开式冷却塔、膨胀水箱室外空气中吸取热量, 再通过水—空气热泵加热室内空气,以达供暖目的;夏季, 室内的余热通过空气源热泵冷热水机组或冷却塔向室外释放。该方案可解决由于目前我国各类建筑物内的余热量小(内部负荷不大, 建筑物的内区面积又小)无法使用传统的水环热泵空调系统的问题。在我国北方地区, 由空气源热泵机组与水源热泵(水—空气热泵或水—水热泵)组成新型的双级热泵系统是供暖的理想系统之一。在寒冷地区, 采用空气源热泵冷热水机组提供10 ～ 20 ℃的水作为水源热泵的低位热源时, 可以解决井水作为热泵的低位热源时, 存在水井老化, 回灌困难等问题;也可以解决目前建筑物内余热少或没有余热而无法采用传统的水环热泵空调系统的问题。在寒冷地区, 采用空气源热泵冷热水机组提供10 ～ 20 ℃的水是空气源热泵冷热水机组在该地区可行的应用方式。

    笔者目前所做的工作是初步的。为了更好地在寒冷地区推广和应用这种系统, 笔者准备在今后做如下工作: 空气源热泵冷热水机组在寒冷地区供暖期里运行的模拟研究与分析;空气源热泵冷热水机组加水源热泵空调系统在我国北方地区应用的评价;在条件许可的时候, 建立实验性系统, 进行运行实验研究。