節(jié)選自《住宅戶式空氣源熱泵供熱和太陽能生活熱水聯(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。因此，在符合國家相關(guān)政策及法規(guī)的前提下，空氣源熱泵和太陽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)超過運(yùn)行周期時(shí)間的20%。

6 當(dāng)機(jī)組作為太陽能生活熱水系統(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《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》(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)備容量不宜過分放大。

說明：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?，所選設(shè)備的容量不宜再過度放大。機(jī)組和配套循環(huán)水泵如選擇過大，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。

說明：相對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)對系統(tǒng)定壓值進(jìn)行現(xiàn)場調(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)對系統(tǒng)的最低(初始)和最高(安全閥開啟)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)場調(diào)定提高系統(tǒng)定壓值。另外，高差過大時(shí)，還應(yīng)校核系統(tǒng)最高壓力是否超過允許工作壓力(對于戶式獨(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)。

說明：采用空氣源熱泵機(jī)組的系統(tǒng)，無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，空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)，太陽能生活熱水系統(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。