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常规空气源热泵供暖有什么不足之处

随着我国城镇化的不断发展,建筑能耗大幅增长,目前已占到社会总能耗的30%-40%,而其中 40%左右为冬季供暖能耗。随着南方供暖的不断推进,其所占比例还将继续增大。此外,近年来,我国雾霾天气频发,空气污染严重,而这已经成为了我国最严重、最亟待解决的环境问题之一,采用高效环保的供暖方式替代传统的燃煤供暖可在一定程度上减轻北方城镇的集中供暖对雾霾天气的影响。因此,面对节能减排的重大挑战,高效节能的建筑供暖新技已成为暖通空调行业发展的主要方向之一。

热泵供暖技术是一种清洁且节能的技术。其中,空气源热泵以无处不在、取之不尽、用之不竭的空气作为低位热源,因此受到更加广泛的关注。目前,世界上大部分国家和地区适合采用热泵进行供暖,尤其包括中国在内的整个亚太地区。此外,国内大部分地区也相继出台了一系列政策,对采用热泵供暖的用户予以一定的补助,并且在新绿标中,热泵供暖成为“申绿”的关键。在我国秦岭淮河以南冬季有供暖需求但无集中供暖的广大地区,空气源热泵将是一种经济有效的供暖方式。综上所述,空气源热泵供暖迎来了发展黄金期。

虽然空气源热泵在我国被越来越广泛地使用,尤其在长江流域各地区,但常规空气源热泵在冬季供暖时通常采用上送上回的送风方式,一方面由于热风未与室内空气充分换热直接进入回风口,导致热能利用率低,造成能源的浪费;另一方面由于送风热气流的上升,房间热分层现象明显,进而导致房间不同高度垂直温差较大,人体热舒适性较差。此外,为了提高空气源热泵制热效率,通常送风风速较大,从而造成了吹风感,进一步降低了室内环境的热舒适。因此,常规空气源热泵冬季供暖过程中的不舒适性已经成为制约其推广应用的重要因素。与常规空气源热泵强制对流供暖方式相比,辐射供暖方式无明显吹风感,且具有散热面积大,散热表面温度低,均匀加热室内空气等特点。一般来说,辐射换热比例越高,人体热舒适越强。同时,随着对流换热比例的降低,灰层对室内空气的污染将得到有效地降低。另一方面,辐射供暖提高了房间壁面平均辐射温度,降低了传统供暖房间的设计温度和热媒温度。因此,辐射供暖可以充分利用空气能、太阳能等低品位热源。虽然辐射供暖能有效提高人体热舒适性,但其制热速率较常规空气源热泵强制对流换热供暖速率慢,需要较长时间使室内温度达到供暖要求。

常规空气源热泵供暖过程中恶化的室内热环境问题,已经成为制约其进一步推广应用的瓶颈。因此,如何有效改善常规空气源热泵供暖过程中室内热环境问题,亟需研究人员予以解决。