節(jié)選自《住宅戶式空氣源熱泵供熱和太陽(yáng)能生活熱水聯(lián)合系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)則》

在北京市無(wú)集中供熱條件的地區(qū)，如遠(yuǎn)郊區(qū)縣的住宅、獨(dú)立式住宅、其他建筑中的局部區(qū)域、市中心文保區(qū)住戶的供熱改造等，采用空氣源熱泵和采用以空氣源熱泵為輔助熱源的太陽(yáng)能制備生活熱水的分戶獨(dú)立系統(tǒng)，與燃煤供熱和用電直接供熱相比較，對(duì)北京地區(qū)的環(huán)境保護(hù)和節(jié)能方面都有顯著優(yōu)勢(shì)。因此，在符合國(guó)家相關(guān)政策及法規(guī)的前提下，空氣源熱泵和太陽(yáng)能這類清潔高效的能源和系統(tǒng)是一種較好的可供選擇的技術(shù)形式，可以推廣使用。

下文為《住宅戶式空氣源熱泵供熱和太陽(yáng)能生活熱水聯(lián)合系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)則》的第三部分的部分章節(jié)，《供暖空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備材料選型和設(shè)計(jì)》。

3.3供暖空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備材料選型和設(shè)計(jì)

3.3.1選用的空氣源熱泵機(jī)組應(yīng)滿足下列要求：

1 冷熱水機(jī)組名義工況的制冷性能系數(shù)COP不應(yīng)低于2.6。

2 多聯(lián)機(jī)組制冷綜合性能系數(shù)IPLV(C)不應(yīng)低于3.20。

3 供暖設(shè)計(jì)工況的供熱性能系數(shù)不應(yīng)低于2.0，且宜采用符合《低環(huán)境溫度空氣源熱泵(冷水)機(jī)組 第二部分：戶用及類似用途的熱泵(冷水)機(jī)組》(GB/T-2010)中各項(xiàng)規(guī)定的空氣源熱泵機(jī)組。

4 機(jī)組應(yīng)能夠在不低于-15℃的環(huán)境里進(jìn)行供熱。

5 應(yīng)具有先進(jìn)可靠的融霜控制，融霜時(shí)間總和不應(yīng)超過(guò)運(yùn)行周期時(shí)間的20%。

6 當(dāng)機(jī)組作為太陽(yáng)能生活熱水系統(tǒng)的輔助熱源時(shí)，室外氣溫為0℃時(shí)的制熱工況最高供水溫度不宜低于50℃。

說(shuō)明：1 夏季名義工況的制冷性能系數(shù)，指室外干球溫度為35℃，供水溫度為7℃，單位名義制冷量時(shí)的水流量為0.172m3/(h•kW)(相當(dāng)于5℃供回水溫差)時(shí)的機(jī)組供冷量(W)與室外主機(jī)輸入功率(W)之比。

2 多聯(lián)機(jī)組制冷綜合性能系數(shù)的確定條件見(jiàn)《多聯(lián)式空調(diào)(熱泵)機(jī)組綜合性能系數(shù)限定值及能源效率等級(jí)》(GB 21454-2008)。

3 冬季供暖設(shè)計(jì)工況的供熱性能系數(shù)，指空氣源熱泵機(jī)組在北京地區(qū)室外供暖溫度和設(shè)計(jì)供水溫度和溫差條件下，達(dá)到設(shè)計(jì)需求的機(jī)組供熱量(W)與室外主機(jī)輸入功率(W)之比，選用機(jī)組時(shí)應(yīng)特別注意與一般設(shè)備樣本提供的標(biāo)準(zhǔn)工況(室外溫度7℃、供水溫度35℃、供回水溫差5℃)供熱量的區(qū)別。研究表明，熱風(fēng)型機(jī)組在設(shè)計(jì)工況下COP為1.8時(shí)，整個(gè)供暖期達(dá)到的平均COP值與采用礦物能燃燒供熱的能源利用率基本相當(dāng);而與熱風(fēng)型機(jī)組相比，熱水機(jī)組由于增加了熱水的輸送能耗，設(shè)計(jì)工況COP達(dá)到2才能與COP1.8的熱風(fēng)型機(jī)組能耗相當(dāng)。

因此，設(shè)計(jì)工況的供熱性能系數(shù)COP不低于2.0，是確定空氣源熱泵熱水機(jī)組可作為北京地區(qū)供暖熱源的一個(gè)重要參數(shù)，北京地區(qū)應(yīng)采用滿足此條件的高質(zhì)量產(chǎn)品。“低環(huán)境溫度空氣源熱泵(冷水)機(jī)組”，指能夠在不低于-20℃的環(huán)境里進(jìn)行供熱的空氣源熱泵機(jī)組，其名義工況為室外溫度-12℃、供水溫度41℃、單位名義制冷量時(shí)的水流量為0.172m3/(h•kW)，名義工況的COP不低于2.1。

1)根據(jù)《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50736-2012)，北京城區(qū)室外供暖計(jì)算溫度為-7.6℃;北部遠(yuǎn)郊區(qū)縣的室外供暖計(jì)算溫度更低，例如密云地區(qū)比城區(qū)低2℃，海拔較高的延慶地區(qū)低4℃。

2)為確定設(shè)計(jì)工況機(jī)組供熱性能系數(shù)，所選產(chǎn)品應(yīng)提供在設(shè)計(jì)室外供暖溫度和不同供水溫度時(shí)的機(jī)組供熱量和輸入電功率數(shù)據(jù)，參見(jiàn)附錄A部分產(chǎn)品供熱工況技術(shù)資料表。

4 由于北京地區(qū)冬季氣候寒冷，熱源設(shè)備必須考慮在低溫下能夠運(yùn)轉(zhuǎn)制熱供暖，至少-15℃的最低運(yùn)行溫度要求是考慮到下列因素提出的：

1)在低于室外設(shè)計(jì)溫度的情況下，供暖設(shè)備雖然可以不保證設(shè)計(jì)熱負(fù)荷，但仍應(yīng)能運(yùn)行工作提供熱量維持房間一定的溫度，因此最低運(yùn)行溫度應(yīng)低于供暖室外設(shè)計(jì)溫度。

2)考慮房間存在熱惰性，在極端低溫時(shí)可以暫時(shí)停止供暖，也不宜按冬季極端最低溫度要求設(shè)備的最低運(yùn)行溫度，可考慮一定的不保證率，-15℃與北京最冷地區(qū)冬季空調(diào)設(shè)計(jì)溫度基本吻合。

3)-15℃的機(jī)組最低運(yùn)行溫度是多數(shù)產(chǎn)品能夠達(dá)到的。

5 當(dāng)冬季運(yùn)行溫度很低，空氣源熱泵無(wú)法提供滿足加熱生活熱水所需的高溫水時(shí)，只能采用直接電加熱作為生活熱水的輔助熱源;但在冬季大部分時(shí)段，空氣源熱泵仍能夠作為生活熱水的輔助熱源。校核機(jī)組作為太陽(yáng)能生活熱水系統(tǒng)的輔助熱源的供熱能力時(shí)，將室外氣溫定為0℃，是考慮到在此溫度下(大致是北京冬季的平均氣溫)，大多數(shù)產(chǎn)品均可以供應(yīng)50℃的熱水，只要此工況的供熱量滿足太陽(yáng)能生活熱水輔助熱源的要求，就可成為確定機(jī)組能否作為太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的輔助熱源和校核其輔助加熱量的依據(jù)之一。

3.3.2 空氣源熱泵機(jī)組規(guī)格應(yīng)按下列原則確定：

1 制熱量應(yīng)能夠滿足冬季供暖負(fù)荷，供暖工況時(shí)機(jī)組制熱量應(yīng)根據(jù)室外供暖計(jì)算溫度和供水計(jì)算溫度確定，并采用融霜修正系數(shù)進(jìn)行修正。

2 制冷量應(yīng)能夠滿足用戶夏季空調(diào)冷負(fù)荷。

3 制熱量應(yīng)能夠滿足太陽(yáng)能生活熱水系統(tǒng)輔助加熱量，所需最小加熱量按本導(dǎo)則第4.3.4條計(jì)算確定;機(jī)組制熱量可按室外氣溫為0℃，供水溫度為50℃時(shí)的工況確定。

4 當(dāng)機(jī)組作為供暖、空調(diào)的冷熱源時(shí)，應(yīng)按滿足1、2款要求的最大規(guī)格確定;當(dāng)機(jī)組同時(shí)作為太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)輔助熱源時(shí)，應(yīng)按滿足1、2、3款要求的最大規(guī)格確定;在滿足上述需求的前提下，設(shè)備容量不宜過(guò)分放大。

說(shuō)明：1 原則上機(jī)組應(yīng)按滿足冬季供暖負(fù)荷和夏季空調(diào)負(fù)荷二者中的較大規(guī)格選型;根據(jù)北京地區(qū)的氣候條件和實(shí)際使用情況，滿足冬季所需供熱量時(shí)，夏季一般可滿足要求(夏季僅主要房間設(shè)置空調(diào)末端設(shè)備，且同時(shí)使用率較低);當(dāng)空氣源熱泵機(jī)組同時(shí)作為生活熱水系統(tǒng)的熱源或輔助熱源時(shí)，人均面積較小的戶型，還應(yīng)校核其冬季最不利工況時(shí)是否能夠滿足生活熱水加熱量的需要(見(jiàn)第4.3.4條)，一般人均面積較大的戶型，與空調(diào)供暖相比，生活熱水加熱量相對(duì)較小;因此設(shè)計(jì)計(jì)算的重點(diǎn)是冬季供熱量。

2 供暖工況和生活熱水加熱工況的機(jī)組制熱量，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品提供的設(shè)計(jì)室外供暖溫度和不同供水溫度時(shí)的機(jī)組供熱量數(shù)據(jù)確定，參見(jiàn)附錄A部分產(chǎn)品供熱工況技術(shù)資料表。融霜修正系數(shù)根據(jù)產(chǎn)品提供資料確定，北京地區(qū)供暖工況一般可取0.9～0.95。

3 機(jī)組規(guī)格的確定原則是分別滿足供暖、空調(diào)供冷、生活熱水加熱，但不是同時(shí)滿足，即在為太陽(yáng)能生活熱水輔助加熱時(shí)，可短時(shí)間停止供暖或空調(diào)。3.2節(jié)的供暖負(fù)荷計(jì)算已經(jīng)考慮了戶式獨(dú)立系統(tǒng)的間歇運(yùn)行和戶間傳熱量等因素，在基本耗熱量基礎(chǔ)上適當(dāng)?shù)亓粲辛擞嗔浚x設(shè)備的容量不宜再過(guò)度放大。機(jī)組和配套循環(huán)水泵如選擇過(guò)大，機(jī)組經(jīng)常在部分負(fù)荷運(yùn)行，整個(gè)系統(tǒng)溫差極小流量增大，設(shè)計(jì)工況時(shí)水泵也偏離高效區(qū)，使整個(gè)供暖季的綜合能效比降低，增加了運(yùn)行費(fèi)用，供熱量與需熱量嚴(yán)重不匹配使機(jī)組運(yùn)行不穩(wěn)定，一定程度上也影響室內(nèi)舒適度。

3.3.3空氣源熱泵機(jī)組空調(diào)供暖冷熱水系統(tǒng)的循環(huán)泵應(yīng)滿足系統(tǒng)冬季設(shè)計(jì)供熱工況和夏季制冷工況所需流量和揚(yáng)程的較大值，應(yīng)按第3.2.9條進(jìn)行計(jì)算確定。當(dāng)采用的機(jī)組配套水泵揚(yáng)程小于系統(tǒng)阻力時(shí)，應(yīng)增加串聯(lián)水泵。

說(shuō)明：相對(duì)于冬季地面供暖系統(tǒng)和夏季風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)，生活熱水輔助加熱系統(tǒng)阻力較小;對(duì)于與生活熱水加熱系統(tǒng)合用的水泵，滿足第3.2.9條的最大系統(tǒng)阻力的水泵揚(yáng)程，均可滿足生活熱水輔助加熱系統(tǒng);對(duì)于另外設(shè)置循環(huán)水泵的生活熱水加熱系統(tǒng)，產(chǎn)品配套水泵即使揚(yáng)程偏高使實(shí)際流量大于設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，對(duì)換熱和縮短加熱時(shí)間有利，因此可不詳細(xì)計(jì)算生活熱水輔助加熱設(shè)備的阻力。

水泵一般是根據(jù)空氣源熱泵冷熱水機(jī)組容量確定的配套產(chǎn)品，有些產(chǎn)品的循環(huán)水泵的轉(zhuǎn)速可調(diào)，便于適應(yīng)冬夏等不同工況。此條主要是強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員計(jì)算出的系統(tǒng)阻力和配套設(shè)備的相互配合，如系統(tǒng)阻力與機(jī)組的標(biāo)準(zhǔn)配置嚴(yán)重不一致，系統(tǒng)工作點(diǎn)偏離出水泵性能曲線之外時(shí)(系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量超出配套水泵的最大或最小流量，或系統(tǒng)阻力超出水泵的揚(yáng)程范圍)，應(yīng)另外配置或增加串聯(lián)水泵。

3.3.4 空氣源熱泵室外機(jī)的設(shè)置，應(yīng)符合下列規(guī)定：

1 確保進(jìn)風(fēng)與排風(fēng)通暢，在排出空氣與吸入空氣之間不發(fā)生明顯的氣流短路;

2 避免受污濁氣流影響;

3 噪聲和排熱符合周圍環(huán)境要求;

4 便于對(duì)室外機(jī)的換熱器進(jìn)行清掃;

5 室外機(jī)上部應(yīng)有遮雪設(shè)施;

6 化霜水應(yīng)有組織排放。

3.3.5 制冷劑-水熱交換裝置(包括配套水泵、膨脹罐等)的安裝位置應(yīng)滿足下列要求：

1 空調(diào)供暖水系統(tǒng)的最高點(diǎn)與設(shè)備的高差過(guò)大時(shí)，應(yīng)校核系統(tǒng)壓力，以保證系統(tǒng)最高點(diǎn)壓力高于大氣壓力1m以上，不滿足時(shí)應(yīng)對(duì)系統(tǒng)定壓值進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)定。

2 與室外主機(jī)分離的制冷劑-水熱交換裝置應(yīng)設(shè)置在環(huán)境溫度不低于0℃的室內(nèi)，且不應(yīng)設(shè)在臥室等對(duì)消除噪聲要求較高的房間。

3 與室外主機(jī)一體的制冷劑-水熱交換裝置，循環(huán)水系統(tǒng)應(yīng)添加符合衛(wèi)生要求的防凍液，防凍液應(yīng)按冰點(diǎn)溫度不高于-15℃配置。

4 機(jī)組周圍應(yīng)有足夠的檢修空間。

5 安裝位置附近地面應(yīng)有排水設(shè)施。

說(shuō)明：閉式循環(huán)水系統(tǒng)的定壓裝置(膨脹罐、安全閥)一般由設(shè)備配帶，并已經(jīng)對(duì)系統(tǒng)的最低(初始)和最高(安全閥開(kāi)啟)壓力進(jìn)行了預(yù)先設(shè)定。如果定壓點(diǎn)低于空調(diào)供暖水系統(tǒng)的最高點(diǎn)的差值較大，需要校核確定配套產(chǎn)品設(shè)定壓力是否能夠保證系統(tǒng)最高點(diǎn)壓力在1m以上，必要時(shí)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)定提高系統(tǒng)定壓值。另外，高差過(guò)大時(shí)，還應(yīng)校核系統(tǒng)最高壓力是否超過(guò)允許工作壓力(對(duì)于戶式獨(dú)立系統(tǒng)，一般不會(huì)發(fā)生超壓情況)。

3.3.6 安裝在室外和室內(nèi)設(shè)備之間的制冷劑配管長(zhǎng)度和高差，應(yīng)符合產(chǎn)品的要求。

3.3.7系統(tǒng)應(yīng)包括以下控制環(huán)節(jié)：

1 夏季空調(diào)供冷、冬季供暖、生活熱水輔助加熱工況的轉(zhuǎn)換;

2 空調(diào)和供暖的室溫控制;

3 熱泵機(jī)組供冷工況的水溫、供冷量調(diào)節(jié)和啟?？刂?

4 熱泵機(jī)組供熱工況的水溫、供熱量調(diào)節(jié)和啟?？刂?。

3.3.8 供暖和空調(diào)系統(tǒng)的空氣源熱泵機(jī)組、制冷劑-水換熱裝置(包括循環(huán)水泵、水系統(tǒng)定壓膨脹設(shè)備)、多聯(lián)機(jī)組的直接膨脹式空調(diào)室內(nèi)機(jī)、制冷劑和水系統(tǒng)配套附件、自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)及其配套裝置，應(yīng)由同一生產(chǎn)企業(yè)或供應(yīng)商配套供應(yīng)和進(jìn)行深化設(shè)計(jì)。

說(shuō)明：采用空氣源熱泵機(jī)組的系統(tǒng)，無(wú)論是冬季供暖還是夏季空調(diào)，也不論是分室、分區(qū)域、還是分戶控溫，均與系統(tǒng)的流量、機(jī)組的負(fù)荷調(diào)節(jié)或停開(kāi)控制相關(guān)。因此，同一生產(chǎn)企業(yè)或供應(yīng)商配套供應(yīng)機(jī)組、循環(huán)水泵、制冷劑和水系統(tǒng)配套附件、監(jiān)控裝置并進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，甚至負(fù)責(zé)和指導(dǎo)施工安裝和調(diào)試，有利于系統(tǒng)機(jī)電一體化設(shè)計(jì)，保證工程質(zhì)量。

3.3.9 地面輻射供暖系統(tǒng)的熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)、設(shè)備材料選擇和室溫控制要求，均應(yīng)符合《地面輻射供暖技術(shù)規(guī)范》(DB11/806)的

相關(guān)規(guī)定。

3.3.10 供暖地面類型可采用混凝土填充式、預(yù)制溝槽保溫板式、水泥砂漿預(yù)制填充板式和預(yù)制輕薄供暖板等形式。各類供暖地面的典型構(gòu)造見(jiàn)附錄E，絕熱層、隔離層、防潮層等的設(shè)置和地面面層的選擇設(shè)置等，應(yīng)符合《地面輻射供暖技術(shù)規(guī)范》(DB11/806)的相關(guān)規(guī)定。

說(shuō)明：《地面輻射供暖技術(shù)規(guī)范》(DB11/806)給出了供暖地面的分類和各類型的構(gòu)造，包括混凝土填充式、預(yù)制溝槽保溫板式和預(yù)制輕薄供暖板。

本導(dǎo)則補(bǔ)充介紹適用于空氣源熱泵低溫?zé)崴?ldquo;水泥砂漿預(yù)制填充板”式地面供暖形式，目前產(chǎn)品分為Ⅰ型(敷設(shè)外徑10mm加熱管)和Ⅱ型(敷設(shè)以集水干管和外徑4.3mm加熱管組成的管網(wǎng)，也稱毛細(xì)管網(wǎng))。這種供暖地面的特點(diǎn)是：①預(yù)制填充板和水泥砂漿填充層厚度較薄;②加熱管較細(xì)，易實(shí)現(xiàn)小間距布管，以達(dá)到較大的單位面積散熱量，利于采用較低供水溫度;③采用統(tǒng)一材料、外徑和壁厚的管材，系統(tǒng)最大承壓能力限制在0.4MPa。其系統(tǒng)和構(gòu)造簡(jiǎn)介如下：

1)工廠預(yù)制的填充板部分，由15mm厚泡沫塑料保溫板、50μ鋁箔導(dǎo)熱膜和帶孔塑料固定模板組成。Ⅰ型和Ⅱ型固定模板橫向縱向均分別按50mm和20mm間距預(yù)留管道固定溝槽，Ⅰ型溝槽寬度約為10mm、高度約為11mm ，Ⅱ型溝槽寬度約為4.3mm、高度約為5mm。1型和Ⅱ型填充板總厚度分別約為26mm和20mm。一般房間可將填充板直接鋪設(shè)在混凝土樓板上。

2)Ⅰ型加熱管采用10×1.5mm PE-RT管，以50mm間距現(xiàn)場(chǎng)嵌入式敷設(shè)在填充板固定模板的溝槽內(nèi)，加熱管各房間分環(huán)路(一根或多根加熱管)通過(guò)分配頭與分集水器相接。

3)Ⅱ型加熱部件為毛細(xì)管網(wǎng)，采用外徑為20mm的鋁塑復(fù)合管或20×2mm PPR塑料管作為管網(wǎng)的集水干管，通過(guò)螺紋轉(zhuǎn)接頭連接或熱熔焊接若干4.3×0.8mm PPR加熱管組成毛細(xì)管網(wǎng)，加熱管以20mm間距現(xiàn)場(chǎng)嵌入式敷設(shè)在固定模板的溝槽內(nèi)，集水干管與分集水器相接。

4)用水泥砂漿(宜采用自流平砂漿)填充加熱管和固定模板之間間隙并流入模板孔內(nèi)，由于帶孔固定模板與水泥砂漿的良好結(jié)合作用，水泥砂漿填充層較薄(高出固定模板上皮10~15mm)，并作為地面面層的找平層，上面可粘接石材、地磚等面層，或鋪設(shè)復(fù)合地板、地毯等。

5)當(dāng)面層采用實(shí)木地板時(shí)，可在樓板上預(yù)制填充板之間設(shè)置30mm高木龍骨，木龍骨之間用水泥砂漿填充，填充層與木龍骨上皮持平，實(shí)木地板搭接在木龍骨上。

3.3.11 各種類型空氣源熱泵機(jī)組與地面供暖、房間末端空調(diào)裝置的組合系統(tǒng)形式示例見(jiàn)本導(dǎo)則附錄F.2。

注：節(jié)選自《住宅戶式空氣源熱泵供熱和太陽(yáng)能生活熱水聯(lián)合系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)則》。本技術(shù)導(dǎo)則共分6章：總則，術(shù)語(yǔ)，空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)，太陽(yáng)能生活熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)，施工、檢驗(yàn)、調(diào)試及驗(yàn)收。另有7個(gè)附錄為該聯(lián)合系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了詳細(xì)的技術(shù)資料。主編單位為北京市建設(shè)工程物資協(xié)會(huì)建筑采暖分會(huì)和北京市建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司。