表一：幾種常用能源冬季采暖費用比較

注：根據(jù)氣象資料，求得北京地區(qū)冬季采暖負(fù)荷按132KWH/m²計算

    另一方面，隨著人民生活質(zhì)量的提高，空調(diào)制冷的普及率大大提高，如果能創(chuàng)造冷暖合一的人工環(huán)境設(shè)施，將具有環(huán)保、節(jié)能的雙重意義。

    風(fēng)冷熱泵是一種無需水源，只與空氣換熱的電驅(qū)動供冷暖設(shè)施?？諝怆S處可得，用之不盡。因此，采用風(fēng)冷熱泵在更廣闊的地域供冷暖可以達到保護環(huán)境、節(jié)約能源、方便管理、安全使用乃至美觀的諸多目的，是眾人企盼的。

    但是，風(fēng)冷熱泵在寒冷地區(qū)（采暖設(shè)計溫度-5～-15℃范圍）能否用于采暖？在學(xué)術(shù)界一直是眾人存疑的，為此，必須明確回答以下幾個問題，即：

1、什么樣的熱泵可以在上述氣候下運行？
2、在上述的低溫天氣下，熱泵的供熱量下降多少？出風(fēng)或出水的溫度最高達到了多少度？其功效比為多少？
3、除霜狀況如何？給供熱量帶來多大影響？
4、與哪種采暖末端結(jié)合可以達到供暖的目的？
5、在我國采暖地區(qū)使用的經(jīng)濟性如何？及與其他采暖方式的比較。
下面就上述問題加以闡述。

二、 風(fēng)冷熱泵的低溫性能

    為揭示風(fēng)冷熱泵的低溫性能，北京清華索蘭環(huán)能技術(shù)研究所建立了低溫模擬實驗室，于2001年8月對以下三種有代表性的熱泵機組進行了人工氣候下的試驗，三種機組是：
A.索蘭中低溫壓縮機的熱泵試驗機組（以下稱A型）
B.某著名公司熱泵機組（以下稱B型）
C.索蘭現(xiàn)產(chǎn)機組（以下稱C型）

測試結(jié)果摘要于表二

測試結(jié)果說明：
1、 測試的三種風(fēng)冷熱泵在室外溫度為-5～-15℃的寒冷天氣下，出風(fēng)或出水溫度皆可滿足一般房屋供暖要求，尤其是低溫地板輻射供暖，前提是機組出力與負(fù)荷匹配。即熱泵機組選型時需將額定出力比設(shè)計負(fù)荷選大一些，否則，在出力不足時需加電補熱，所選機組擴大的百分?jǐn)?shù)應(yīng)視地區(qū)冬季氣候而定。
2、 不同壓縮機在相同的蒸發(fā)、冷凝溫度、壓力下（實驗中監(jiān)測溫度、壓力）表現(xiàn)出的性能不同，即供熱量和耗功率不同，A最好，C次之，B較差。說明A更適合北方供暖用，需盡快定型生產(chǎn)。
3、 關(guān)于沖霜對供熱量的影響：首先，北方地區(qū)冬季氣候干燥，決定了沖霜問題不嚴(yán)重；其次，不少產(chǎn)品的沖霜過程都有較大的改進，完成動作一次的時間都很短，實驗中觀察，對于一個慣性較大的供暖水系統(tǒng)，水溫的變化不大。第三，在外溫愈低時，空氣中的絕對含濕量愈小，沖霜的時間間隔變得很長。

三、風(fēng)冷熱泵供暖的末端裝置

1、 與低溫輻射地板相結(jié)合

    輻射供暖是一種衛(wèi)生條件與舒適條件都比較高的一種供暖方式，地板輻射供暖比天花板供暖更合理。

    由于人體在地板輻射供暖的房間中，能從接觸、輻射及對流多方面進行熱交換，所以，不少權(quán)威性資料指出，在達到人體同等舒適的條件下，室內(nèi)空氣溫度可以比設(shè)計溫度低2-3℃，采暖負(fù)荷可降低15%左右，因此它又是一種節(jié)能的采暖裝置。

    此外，它的突出優(yōu)點是可以也必須利用低品位熱媒，并具有較大的蓄熱性，在滿足舒適性的要求下，其表面溫度不得超過24-26℃[2]。

       這一點為利用風(fēng)冷熱泵采暖提供了可能性。

    以北京地區(qū)為例，其供暖設(shè)計溫度為-9℃，住宅連續(xù)供暖的熱負(fù)荷為52W/m²，地板供暖的室內(nèi)設(shè)計溫度為16℃，由公式[2]
TEP=Tn+9(q1/100)0.909
式中：TEP--地板表面平均溫度，℃
Tn--室溫，℃
q1--地板向上的散熱量，即房間的熱負(fù)荷W/m²
TEP=16+9(52/100)0.909=16+4.96=20.96℃
結(jié)果與[2]指出的20.12℃ 相近。根據(jù)[2]，有下列熱阻值：
① 由加熱管道內(nèi)的水至水泥地板表面的平均熱阻為0.0746 m²℃/W
② 實木地板層熱阻為0.1m²℃/W
③ 地板磚層熱阻為0.02m²℃/W
④ 復(fù)合木地板層熱阻為0.046m²℃/W
⑤ 輻射地板向室內(nèi)空氣的傳熱熱阻為0.107m²℃/W。
將上述熱阻組合，并以北京地區(qū)住宅供暖負(fù)荷52W/m²為例進行計算，得出以下結(jié)果：
①采用地板磚的輻射供暖設(shè)計水溫需25-28℃；
②采用復(fù)合木地板的輻射供暖設(shè)計水溫需27-30℃；
③采用實木地板的輻射供暖設(shè)計水溫需29-33℃。
考慮到使用的盤管材料壁厚不同等因素，上述溫度應(yīng)適當(dāng)提高1-2℃。
上述地板中敷射管道直徑為Ф16/14，間距為150-200mm。
由表二的數(shù)據(jù)不難看出，在我國北方寒冷地區(qū)采用風(fēng)冷熱泵時，以上出水溫度皆可滿足，并且其功效比皆可在3.0左右，節(jié)電60%以上。

2、 與風(fēng)機盤管相結(jié)合：
一般出風(fēng)溫度為38-40℃即可。從實驗數(shù)據(jù)看，風(fēng)冷熱泵在北方大部分地區(qū)也是可行的，它的前提也是將機組選型時選大一些（約40%），或采用電補熱。

四、風(fēng)冷熱泵供暖的經(jīng)濟性分析

    選取北方寒冷地區(qū)幾個大城市的氣象數(shù)據(jù)，對風(fēng)冷熱泵供暖的成本進行分析如下：
1、 京津地區(qū) 北緯39.1-39.95。，采暖室外設(shè)計溫度-9℃，室內(nèi)設(shè)計溫度：地板+16℃，熱風(fēng)+18℃，熱泵的性能采用表二中的C組數(shù)據(jù)，電價0.4元/度

    如末端采用風(fēng)機盤管需加大運行費25-30%。

    3、 鄭州，北緯34.43。，采暖設(shè)計外溫-5℃，室內(nèi)設(shè)計溫度同京津地區(qū)。

    上表說明在鄭州等緯度較低的采暖地區(qū)，用電補熱的運行費用與加大熱泵機組的情況相差不多。

    例如一臺6000W的機組若采用地板供暖+電補熱時，可供125米2，每米2的冬季采暖費為10.185元。

    4、 蘭州，北緯36.03。，采暖室外設(shè)計溫度-11℃，室內(nèi)設(shè)計溫度同京津地區(qū)。

    由表可見，對于比北京寒冷的蘭州地區(qū)，用電補熱的采暖費用比較高(29.361元/m²,較地板高出近10元/m²)，不如加大設(shè)備。如采用風(fēng)機盤管,其運行費可能達到26元/m²（如用電補則為39元/m²）。
綜上所述，下表為我國北方幾個城市采用風(fēng)冷熱泵采暖的運行費用比較

參見表一，北京地區(qū)各種采暖方式運行費用總結(jié)如下