在滴水成冰的氣溫狀況下，只需借助少量電能就能從空氣中提取熱量，并為低溫熱水地面輻射供暖（簡稱“水地暖”）系統(tǒng)制取30℃ 40℃的熱水，可使室內(nèi)溫度達到20℃以上……
上述不可思議的供暖過程，因為一種優(yōu)質(zhì)供暖設備的存在而成為現(xiàn)實。這種供暖設備就是空氣源熱泵。近年來，隨著水地暖系統(tǒng)的大面積推廣以及公眾節(jié)能減排意識的提高，空氣源熱泵越來越受到地暖行業(yè)的追捧。然而，由于該產(chǎn)品與其他熱源設備相比進入地暖行業(yè)的時間較晚，因此有關該產(chǎn)品的生產(chǎn)和應用標準至今沒有完善，從而給投機者提供了可乘之機，進而導致了目前地暖市場上空氣源熱泵產(chǎn)品魚龍混雜、真假難辨的局面。

為便于相關技術人員和消費者深入了解這一產(chǎn)品，本報記者近日采訪了“空氣源熱泵地板采暖技術”的專利擁有企業(yè)、2008年度 2009年度中國地暖行業(yè)領軍品牌企業(yè)――北京清華索蘭環(huán)能技術研究所的總工程師許杰。

■對話實錄

記者：近年來，空氣源熱泵越來越被暖通界專業(yè)人士和普通百姓所認知，空氣源熱泵用于低溫熱水地面輻射采暖系統(tǒng)有何優(yōu)勢？

許杰：空氣源熱泵和地源熱泵、水源熱泵一樣，是熱泵的一種，可以從低溫介質(zhì)中提取熱量并將這些熱量輸送到溫度較高的介質(zhì)中，以滿足人們生產(chǎn)生活的需要。這3種熱泵的區(qū)別在于，空氣源熱泵是從空氣中提取熱量，而水源熱泵和地源熱泵是分別從水和土壤中提取熱量。從上世紀五六十年代起，空氣源熱泵技術的研究與應用就開始了，只是由于有些技術尚未完善，一開始空氣源熱泵主要用于大型公共建筑工程，與普通百姓的生活關系不大，因此大多數(shù)人對空氣源熱泵比較陌生。上世紀末以來，隨著低溫熱水地面輻射供暖（簡稱“水地暖”）系統(tǒng)在我國北方地區(qū)的大量應用，再加上空氣源熱泵生產(chǎn)企業(yè)在除霜、低溫運行等技術方面取得了突破，國內(nèi)出現(xiàn)了一股開發(fā)應用空氣源熱泵技術的高潮。

那么，空氣源熱泵有哪些突出的優(yōu)勢呢？第一，空氣源熱泵可以從溫度較低的空氣中提取熱量。例如，在室外氣溫接近0℃的冬季，空氣源熱泵可從室外空氣中提取熱量，為水地暖系統(tǒng)制取熱水，可使室溫達到20℃以上。第二，采用空氣源熱泵 水地暖系統(tǒng)供暖，在華北地區(qū)大部或與之氣候接近的地區(qū),冬季平均每投入1千瓦電功率平均可得到3千瓦的熱功率，在此過程中空氣源熱泵的性能系數(shù)（COP）為3，節(jié)能效果非常明顯。而且，在滿足設計室溫的前提下，空氣源熱泵所供熱水的溫度越低，性能系數(shù)就越高。以北京為例，如果采用空氣源熱泵 水地暖系統(tǒng)供暖，室溫達到20℃左右時，水地暖系統(tǒng)所需要的熱水只需達到35℃，這與在同等條件下采用普通散熱器或風盤供暖所需要的熱水至少低15℃。第三，空氣中的熱量絕大部分來自太陽，空氣源熱泵提取空氣中的熱量，事實上是間接和深層次地利用太陽能。第四，與水源熱泵、地源熱泵相比，空氣源熱泵無需打深井、不需要開挖地面，特別適用于城市居民密集區(qū)、遠離中央熱力站的居民區(qū)或獨棟建筑，使用極其方便。

記者：企業(yè)進入空氣源熱泵的生產(chǎn)領域乃至地暖市場之前，需具備那些必要的技術條件？

許杰：第一，企業(yè)應具備較強的應用技術和產(chǎn)品的研發(fā)能力。空氣源熱泵的生產(chǎn)企業(yè)（簡稱“空氣源熱泵企業(yè)”），要在兩個專業(yè)領域都具有實力，一是熱泵技術，也就是空調(diào)用制冷（熱）技術。空氣源熱泵企業(yè)不僅要確保機組在寒冷的氣候條件下可靠穩(wěn)定地工作，而且要使空氣源熱泵與水地暖系統(tǒng)很好地結合，要將熱泵機組制取的熱水高效地輸送到地暖管中，這就要求空氣源熱泵企業(yè)必須解決空氣源熱泵 水地暖系統(tǒng)的一二次工質(zhì)回路換熱、局部熱量分配和各種工作狀態(tài)下的控制等技術問題。空氣源熱泵企業(yè)的研發(fā)能力還體現(xiàn)在能夠瞄準本行業(yè)所需的前沿技術，有針對性地開發(fā)和改良產(chǎn)品、改進工藝、吸收和消化行業(yè)內(nèi)的先進技術、先進工藝，從而使自己的產(chǎn)品具有優(yōu)勢。比如，在能耗與售價相同的情況下，本企業(yè)的產(chǎn)品供熱（制冷）出力更大、噪音更低、體積更小；在售價和性能相同的情況下，本企業(yè)的產(chǎn)品生產(chǎn)成本更低。

第二，企業(yè)要有很強的自我裝備能力。空氣源熱泵企業(yè)除了應配備從市場上采購的通用裝備、專業(yè)的儀器儀表外，還應有自建的專用設備設施，例如模擬自然狀態(tài)的人工氣候室、恒溫恒濕間以及試驗臺、控制檢測臺、可供檢測試驗和可到現(xiàn)場體驗的實體建筑等。

第三，企業(yè)應該具備對產(chǎn)品和配套件進行檢測的能力，且這一能力要貫穿生產(chǎn)全過程：配套部件進廠前要進行檢測，以防不合格配件進入生產(chǎn)線；生產(chǎn)過程中的關鍵步驟要進行檢測，以防不合格的在線產(chǎn)品進入下一道工序；成品出廠前要進行檢測，以防不合格產(chǎn)品出廠。此外，系統(tǒng)的聯(lián)動試車檢測也必不可少。

第四，企業(yè)還應具備設備的生產(chǎn)裝配能力。這就要求企業(yè)要有廠房、場地、專門的工藝裝備以及產(chǎn)能達到一定經(jīng)濟規(guī)模的生產(chǎn)線。

記者：上述技術條件，有可供參照的標準嗎？國外同類產(chǎn)品的標準狀況如何？貴公司的地暖用空氣源熱泵參照的是哪些標準？

許杰：應該說，空氣源熱泵大規(guī)模應用于民用建筑市場較晚，大多數(shù)空氣源熱泵企業(yè)的生產(chǎn)資質(zhì)、生產(chǎn)核準手續(xù)、施工安裝資質(zhì)等都不太健全。我國空氣源熱泵行業(yè)中首個也是目前惟一一項通過原建設部、住房和城鄉(xiāng)建設部鑒定的空氣源熱泵地暖技術（技術所有人為北京清華索蘭環(huán)能技術研究所）產(chǎn)生于2002年，比上世紀80年代水源熱泵技術的鑒定晚了近20年。在一些建筑和暖通產(chǎn)品的標準中，部分標準涉及水源熱泵和地源熱泵產(chǎn)品，涉及空氣源熱泵的則很少。不過近年來，國家陸續(xù)在空調(diào)和家電行業(yè)出臺的相關標準對空氣源熱泵行業(yè)具有一定的參考意義。例如，電冰箱的能效標準（GB12021.2－2003）、房間空氣調(diào)節(jié)器能效限定值及能效等級（GB12021.3－2010）以及熱泵熱水器的相關標準。這些標準都把能效限定值、節(jié)能評價值、能效等級列在重要地位。空氣源熱泵采暖設備的相關標準也在醞釀、制定中。

本人認為，地暖用的空氣源熱泵遲早會有標準出臺，并且這些標準必然會首先符合國家的節(jié)能減排政策。如前所述的標準中，房間空調(diào)器的能效標準已經(jīng)由前些年的5級變?yōu)?級，能效比最低標準也已由2.6提高到3.2，最高標準已經(jīng)升至3.6。這樣的節(jié)能標準已接近或達到了歐洲國家和日本同類產(chǎn)品的現(xiàn)行標準。這對空氣源熱泵生產(chǎn)企業(yè)無疑是一種提醒與鞭策，它至少說明：將出臺的空氣源熱泵標準不會低于這些標準所規(guī)定的范圍。北京清華索蘭環(huán)能技術研究所（簡稱“清華索蘭”）和其他生產(chǎn)空氣源熱泵的企業(yè)一樣，根據(jù)行業(yè)發(fā)展趨勢，參照相近、相類產(chǎn)品的標準制定了自己的企業(yè)標準并嚴格執(zhí)行。

由于空氣源熱泵跨建筑安裝（暖通）和家電兩個行業(yè)，因此，國家對這種產(chǎn)品有強制性的管理要求，比如，這類產(chǎn)品必須通過“3C”認證。另外，這種產(chǎn)品還應該通過中國家用電器研究所的權威檢測，以保證產(chǎn)品的使用功能和節(jié)能要求。

記者：請以貴公司的產(chǎn)品為例，說明地暖用空氣源熱泵從立項到投產(chǎn)應該經(jīng)過哪些流程？

許杰：清華索蘭有關空氣源熱泵的研發(fā)工作始于上世紀末。大體程序是：從借鑒國內(nèi)外空調(diào)采暖行業(yè)前沿技術和市場調(diào)研入手，確定了在北方寒冷地區(qū)將空氣源熱泵應用于冬季地板采暖（水地暖――本報注）的課題。以前，空氣源熱泵在北方用于采暖時，氣溫低于 5℃時就無法工作，即使能工作，效率也非常低或嚴重降低供熱出力。清華索蘭在研發(fā)過程中重點攻克了空氣源熱泵在低溫條件下結霜和降低供熱出力、降低效率兩大難題。在人工模擬環(huán)境的實驗室中初步解決了上述難題后，在2000年 2001年兩個完整采暖季中，在我公司員工的住宅、合作企業(yè)開發(fā)的商品住宅以及自愿試用的用戶的多套住宅中，安裝了試制成功的“空氣源熱泵―地板采暖中央空調(diào)系統(tǒng)”。清華索蘭根據(jù)這些住宅室外氣溫的變化狀況，按日、按小時做了實時監(jiān)測記錄，并由中國家用電器研究所檢測所對這一系統(tǒng)進行了檢測。通過對實驗室和住宅中“空氣源熱泵―地板采暖中央空調(diào)系統(tǒng)”應用過程的追蹤和分析，清華索蘭建立了熱泵的冷凝溫度與蒸發(fā)溫度降低對應關系的數(shù)學模型，對空氣源熱泵 水地暖系統(tǒng)的構造、水溫、室溫進行了預測與驗證。在此過程中得到了如下準確的數(shù)據(jù)：北京地區(qū)冬季采暖負荷為55瓦/平方米、室溫達到20℃時，空氣源熱泵制取的熱水平均溫度為35℃；如果采暖建筑的圍護結構符合高標準的節(jié)能要求，當該建筑的采暖負荷為35瓦/平方米時，空氣源熱泵制取的熱水平均只需30℃。上述成果在當時的國際同類技術中處于先進地位。2002年3月28日，原建設部科技司組織專家對該技術進行鑒定，認為該技術“具有明顯的節(jié)能環(huán)保效果，屬國內(nèi)首創(chuàng)，具有國際先進水平”。此后，該項技術獲得了國家專利，清華索蘭遂以此技術為基礎，使該產(chǎn)品逐步標準化、系列化，并建立了生產(chǎn)線，進行了包括“3C”認證在內(nèi)的相關認證。