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?zé)崴孛孑椛涔┡ê?jiǎn)稱(chēng)“水地暖”）系統(tǒng)制取30℃ 40℃的熱水，可使室內(nèi)溫度達(dá)到20℃以上……
上述不可思議的供暖過(guò)程，因?yàn)橐环N優(yōu)質(zhì)供暖設(shè)備的存在而成為現(xiàn)實(shí)。這種供暖設(shè)備就是空氣源熱泵。近年來(lái)，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(shí)的提高，空氣源熱泵越來(lái)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(shè)備相比進(jìn)入地暖行業(yè)的時(shí)間較晚，因此有關(guān)該產(chǎn)品的生產(chǎn)和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)至今沒(méi)有完善，從而給投機(jī)者提供了可乘之機(jī)，進(jìn)而導(dǎo)致了目前地暖市場(chǎng)上空氣源熱泵產(chǎn)品魚(yú)龍混雜、真假難辨的局面。

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

■對(duì)話實(shí)錄

記者：近年來(lái)，空氣源熱泵越來(lái)越被暖通界專(zhuān)業(yè)人士和普通百姓所認(rèn)知，空氣源熱泵用于低溫?zé)崴孛孑椛洳膳到y(tǒng)有何優(yōu)勢(shì)？

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(jì)五六十年代起，空氣源熱泵技術(shù)的研究與應(yīng)用就開(kāi)始了，只是由于有些技術(shù)尚未完善，一開(kāi)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(guān)系不大，因此大多數(shù)人對(duì)空氣源熱泵比較陌生。上世紀(jì)末以來(lái)，隨著低溫?zé)崴孛孑椛涔┡ê?jiǎn)稱(chēng)“水地暖”）系統(tǒng)在我國(guó)北方地區(qū)的大量應(yīng)用，再加上空氣源熱泵生產(chǎn)企業(yè)在除霜、低溫運(yùn)行等技術(shù)方面取得了突破，國(guó)內(nèi)出現(xiàn)了一股開(kāi)發(fā)應(yīng)用空氣源熱泵技術(shù)的高潮。

那么，空氣源熱泵有哪些突出的優(yōu)勢(shì)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(dá)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(guò)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(shè)計(jì)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(dá)到20℃左右時(shí)，水地暖系統(tǒng)所需要的熱水只需達(dá)到35℃，這與在同等條件下采用普通散熱器或風(fēng)盤(pán)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(lái)自太陽(yáng)，空氣源熱泵提取空氣中的熱量，事實(shí)上是間接和深層次地利用太陽(yáng)能。第四，與水源熱泵、地源熱泵相比，空氣源熱泵無(wú)需打深井、不需要開(kāi)挖地面，特別適用于城市居民密集區(qū)、遠(yuǎn)離中央熱力站的居民區(qū)或獨(dú)棟建筑，使用極其方便。

記者：企業(yè)進(jìn)入空氣源熱泵的生產(chǎn)領(lǐng)域乃至地暖市場(chǎng)之前，需具備那些必要的技術(shù)條件？

許杰：第一，企業(yè)應(yīng)具備較強(qiáng)的應(yīng)用技術(shù)和產(chǎn)品的研發(fā)能力?？諝庠礋岜玫纳a(chǎn)企業(yè)（簡(jiǎn)稱(chēng)“空氣源熱泵企業(yè)”），要在兩個(gè)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域都具有實(shí)力，一是熱泵技術(shù)，也就是空調(diào)用制冷（熱）技術(shù)。空氣源熱泵企業(yè)不僅要確保機(jī)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(jié)合，要將熱泵機(jī)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(shù)問(wèn)題?？諝庠礋岜闷髽I(yè)的研發(fā)能力還體現(xiàn)在能夠瞄準(zhǔn)本行業(yè)所需的前沿技術(shù)，有針對(duì)性地開(kāi)發(fā)和改良產(chǎn)品、改進(jìn)工藝、吸收和消化行業(yè)內(nèi)的先進(jìn)技術(shù)、先進(jìn)工藝，從而使自己的產(chǎn)品具有優(yōu)勢(shì)。比如，在能耗與售價(jià)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??；在售價(jià)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(qiáng)的自我裝備能力?？諝庠礋岜闷髽I(yè)除了應(yīng)配備從市場(chǎng)上采購(gòu)的通用裝備、專(zhuān)業(yè)的儀器儀表外，還應(yīng)有自建的專(zhuān)用設(shè)備設(shè)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(yàn)臺(tái)、控制檢測(cè)臺(tái)、可供檢測(cè)試驗(yàn)和可到現(xiàn)場(chǎng)體驗(yàn)的實(shí)體建筑等。

第三，企業(yè)應(yīng)該具備對(duì)產(chǎn)品和配套件進(jìn)行檢測(cè)的能力，且這一能力要貫穿生產(chǎn)全過(guò)程：配套部件進(jìn)廠前要進(jìn)行檢測(cè)，以防不合格配件進(jìn)入生產(chǎn)線；生產(chǎn)過(guò)程中的關(guān)鍵步驟要進(jìn)行檢測(cè)，以防不合格的在線產(chǎn)品進(jìn)入下一道工序；成品出廠前要進(jìn)行檢測(cè)，以防不合格產(chǎn)品出廠。此外，系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)試車(chē)檢測(cè)也必不可少。

第四，企業(yè)還應(yīng)具備設(shè)備的生產(chǎn)裝配能力。這就要求企業(yè)要有廠房、場(chǎng)地、專(zhuān)門(mén)的工藝裝備以及產(chǎn)能達(dá)到一定經(jīng)濟(jì)規(guī)模的生產(chǎn)線。

記者：上述技術(shù)條件，有可供參照的標(biāo)準(zhǔn)嗎？國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)狀況如何？貴公司的地暖用空氣源熱泵參照的是哪些標(biāo)準(zhǔn)？

許杰：應(yīng)該說(shuō)，空氣源熱泵大規(guī)模應(yīng)用于民用建筑市場(chǎng)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(zhǔn)手續(xù)、施工安裝資質(zhì)等都不太健全。我國(guó)空氣源熱泵行業(yè)中首個(gè)也是目前惟一一項(xiàng)通過(guò)原建設(shè)部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部鑒定的空氣源熱泵地暖技術(shù)（技術(shù)所有人為北京清華索蘭環(huán)能技術(shù)研究所）產(chǎn)生于2002年，比上世紀(jì)80年代水源熱泵技術(shù)的鑒定晚了近20年。在一些建筑和暖通產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)中，部分標(biāo)準(zhǔn)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(guò)近年來(lái)，國(guó)家陸續(xù)在空調(diào)和家電行業(yè)出臺(tái)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)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(biāo)準(zhǔn)（GB12021.2－2003）、房間空氣調(diào)節(jié)器能效限定值及能效等級(jí)（GB12021.3－2010）以及熱泵熱水器的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)都把能效限定值、節(jié)能評(píng)價(jià)值、能效等級(jí)列在重要地位。空氣源熱泵采暖設(shè)備的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也在醞釀、制定中。

本人認(rèn)為，地暖用的空氣源熱泵遲早會(huì)有標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)，并且這些標(biāo)準(zhǔn)必然會(huì)首先符合國(guó)家的節(jié)能減排政策。如前所述的標(biāo)準(zhǔn)中，房間空調(diào)器的能效標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)由前些年的5級(jí)變?yōu)?級(jí)，能效比最低標(biāo)準(zhǔn)也已由2.6提高到3.2，最高標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)升至3.6。這樣的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)已接近或達(dá)到了歐洲國(guó)家和日本同類(lèi)產(chǎn)品的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)。這對(duì)空氣源熱泵生產(chǎn)企業(yè)無(wú)疑是一種提醒與鞭策，它至少說(shuō)明：將出臺(tái)的空氣源熱泵標(biāo)準(zhǔn)不會(huì)低于這些標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的范圍。北京清華索蘭環(huán)能技術(shù)研究所（簡(jiǎn)稱(chēng)“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(shì)，參照相近、相類(lèi)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)制定了自己的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)并嚴(yán)格執(zhí)行。

由于空氣源熱泵跨建筑安裝（暖通）和家電兩個(gè)行業(yè)，因此，國(guó)家對(duì)這種產(chǎn)品有強(qiáng)制性的管理要求，比如，這類(lèi)產(chǎn)品必須通過(guò)“3C”認(rèn)證。另外，這種產(chǎn)品還應(yīng)該通過(guò)中國(guó)家用電器研究所的權(quán)威檢測(cè)，以保證產(chǎn)品的使用功能和節(jié)能要求。

記者：請(qǐng)以貴公司的產(chǎn)品為例，說(shuō)明地暖用空氣源熱泵從立項(xiàng)到投產(chǎn)應(yīng)該經(jīng)過(guò)哪些流程？

許杰：清華索蘭有關(guān)空氣源熱泵的研發(fā)工作始于上世紀(jì)末。大體程序是：從借鑒國(guó)內(nèi)外空調(diào)采暖行業(yè)前沿技術(shù)和市場(chǎng)調(diào)研入手，確定了在北方寒冷地區(qū)將空氣源熱泵應(yīng)用于冬季地板采暖（水地暖――本報(bào)注）的課題。以前，空氣源熱泵在北方用于采暖時(shí)，氣溫低于 5℃時(shí)就無(wú)法工作，即使能工作，效率也非常低或嚴(yán)重降低供熱出力。清華索蘭在研發(fā)過(guò)程中重點(diǎn)攻克了空氣源熱泵在低溫條件下結(jié)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(shí)驗(yàn)室中初步解決了上述難題后，在2000年 2001年兩個(gè)完整采暖季中，在我公司員工的住宅、合作企業(yè)開(kāi)發(fā)的商品住宅以及自愿試用的用戶(hù)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(shí)做了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)記錄，并由中國(guó)家用電器研究所檢測(cè)所對(duì)這一系統(tǒng)進(jìn)行了檢測(cè)。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)室和住宅中“空氣源熱泵―地板采暖中央空調(diào)系統(tǒng)”應(yīng)用過(guò)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(duì)應(yīng)關(guān)系的數(shù)學(xué)模型，對(duì)空氣源熱泵 水地暖系統(tǒng)的構(gòu)造、水溫、室溫進(jìn)行了預(yù)測(cè)與驗(yàn)證。在此過(guò)程中得到了如下準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)：北京地區(qū)冬季采暖負(fù)荷為55瓦/平方米、室溫達(dá)到20℃時(shí)，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(hù)結(jié)構(gòu)符合高標(biāo)準(zhǔn)的節(jié)能要求，當(dāng)該建筑的采暖負(fù)荷為35瓦/平方米時(shí)，空氣源熱泵制取的熱水平均只需30℃。上述成果在當(dāng)時(shí)的國(guó)際同類(lèi)技術(shù)中處于先進(jìn)地位。2002年3月28日，原建設(shè)部科技司組織專(zhuān)家對(duì)該技術(shù)進(jìn)行鑒定，認(rèn)為該技術(shù)“具有明顯的節(jié)能環(huán)保效果，屬?lài)?guó)內(nèi)首創(chuàng)，具有國(guó)際先進(jìn)水平”。此后，該項(xiàng)技術(shù)獲得了國(guó)家專(zhuān)利，清華索蘭遂以此技術(shù)為基礎(chǔ)，使該產(chǎn)品逐步標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，并建立了生產(chǎn)線，進(jìn)行了包括“3C”認(rèn)證在內(nèi)的相關(guān)認(rèn)證。