前 言
近年来,空气源热泵作为替代燃煤的清洁供热技术,得到了迅速的发展。
能源的选择是供热规划与设计需要解决的首要问题。煤的燃烧尤其是散煤的燃烧会带来污染,天然气资源有限并且价格高,所以人们把更多的目光转移到了电能上。但是,电能是一种成本高、价值高的高品位能源,直接用电加热,能源利用效率低、经济性差。因此,热泵成为人们关注的重点。热泵使用电能作为驱动,从自然界获取免费或廉价的低品位能源,从而获得数倍于电能的能量用于供热。自1994年清华大学徐秉业教授研制出我国第一台地源热泵以来,热泵在我国的应用已有二十几年的历史了。早期热泵所利用的低品位能源主要来自地下水、地下土壤、地表水、污水、工业余热等,与空气比起来,这些能源的品位相对较高,来源相对较稳定,但受到资源条件的限制,只能在有限范围内加以利用,无法在解决我国清洁采暖的能源需求中起到主导作用。空气源热泵所利用的低品位能源是空气,虽然空气的品位更低,但到处都有,不受资源条件的限制。空气源热泵较直接电加热有更高的能源利用效率,是解决清洁采暖的较为理想方式之一。
空气源热泵供热虽然已经有了大规模的成功应用,但仍然有很多问题需要注意和解决,例如:如何保证空气源热泵在低温环境中稳定高效地工作;如何在确保供热效果的同时降低能耗和运行成本;如何抑制结霜并确保除霜不影响供热效果;如何保证不产生扰民的噪声;如何布置才能减小占地并且不会产生冷岛效应等。因此,一些空气源热泵项目应用效果不够理想,暴露出很多负面问题。空气源热泵的成功应用需要合理的设计、合格的产品、规范的施工和正确的运行管理,需要对空气源热泵的原理、结构和性能进行充分的了解。编者通过搜集各方面的资料、参阅大量相关的文献,并结合自身多年从事热泵技术实践的经验,对空气源热泵供热技术的相关知识进行了粗浅的介绍,并特别针对空气源热泵技术在供热应用中容易出现的问题进行了分析和阐述。本书试图用比较浅显的语言较全面地介绍各种热泵技术的应用方式及各种低品位能源的利用方法,希望不仅能为相关专业的技术人员提供参考,而且能为非专业人员提供一些借鉴和帮助。
北京华誉能源技术股份有限公司的技术人员参与了本书的编写工作,其中丁财丰完成了第二章和第六章的大部分工作,黄金龙完成了第三章的部分工作,邸灵灵完成了第四章的大部分工作,陈奎完成了第五章的全部工作,王少文完成了第七章的大部分工作,窦希华完成了第八章的大部分工作,雷艳杰完成了第九章的大部分工作,赵鹏倩参与了第七章和第九章的部分工作。书稿的审校工作主要由胡永逵、周璐、雷艳杰等完成,此外,黄智强、王建凯、赵亚东等也都参与了本书的部分工作,其余工作及统稿由张军完成。本书参考和引用了哈尔滨工业大学马最良教授、王伟教授、倪龙教授、张建利教授、鞠辰硕士、李俊硕士,湖南大学汤广发教授、刘志强硕士,重庆大学王厚华教授、王清勤教授、朱荣鑫博士,昆明理工大学罗会龙教授、陈子丹硕士,山东大学张冠敏教授、王梅荣硕士以及兰州交通大学蔡觉先教授、张维娜硕士等学者的论文、著作与研究成果,在此对他们表示衷心的感谢。本书在编写过程中还参考借鉴了很多相关文献,在此向各位作者表示深深的谢意。
由于编者水平有限,难免存在不足之处,欢迎读者批评指正。
编者
2020年5月