摘 要：随着科技与时代的发展，当前国际社会经济发展趋势已然朝着低碳环保发展。近年来，我国确立了3060双碳目标，对高效、清洁能源的需求与日俱增。这也对我国现代化城市楼宇建设提出了更高的要求，尤其是在寒冷地区楼房供暖方面。而空气源热泵采暖技术，这一种高效、清洁的新供暖方式开始逐渐进入了公众的视野。排队长度
关键词：空气源热泵；热源；采暖技术；寒冷地区
随着热泵技术不断发展，空气源热泵采暖技术不仅可以提升建筑供暖系统的整体性能，还更加的环保与节能。尤其是在寒冷地区空气源热泵采暖技术的建筑供暖成本将比新型中央集中供暖系统更高效、更具性价比。
一．我国背景介绍
1.1能源现状
改革开放以来，我国社会经济飞速发展，成为全球最大的能源消费国以及能源消耗国之一。
近年来，我国不断促进水电、风电等可再生清洁能源的开发建设与发展利用，成为了全球最大的能源生产国。虽然，我国极力推动低碳能源替代高碳能源，可再生能源替代化石能源，但仍然大规模的使用煤炭等化石能源。同时，在能源的高效利用方面仍然存在不足。
1.2寒冷地区供暖现状
我国寒冷地区多采用集中供暖系统，能源主要为煤炭、天然气和电力等。在整个供暖系统的热源结构中，煤炭仍然是最主要的供暖能源，燃煤锅炉是最普遍的采暖方式。采用大规模的燃煤供暖，通过燃煤锅炉进行供暖，虽然成本相对较低，但增加碳排放对环境照成严重污染，而且燃煤锅炉对于能源利用效率非常低。
同时，采用天然气作为供暖能源的燃气锅炉，虽然相比于燃煤锅炉对环境的污染小以及能源利用率较高。但天然气价格要远高于煤炭，这也导致燃气锅炉在供暖成本控制上不及燃煤锅炉，无法做到全国大规模应用。
而采用电力作为供暖能源的热泵，则成为了符合低碳环保、高效的最佳清洁采暖方式。
二．热泵
热泵是一种可从土壤、空气和水中吸取热量，并将其传递给需加热对象进行热量交换的高效、环保、节能的采暖技术。也可说是一种从低档热能向高档传递的提升装置。近年来，常见的节能清洁采暖技术有地源热泵系统、水源热泵系统、蓄热电锅炉系统、空气源热泵系统等。
2.1地源热泵
地源热泵是利用地面常温下相对稳定的土壤温度，输入少量电能，利用埋于地下的管道系统或地下水与建筑物内部交换热量，实现低档热能向高档传递的装置。地源热泵运行过程中，不消耗或污染水，不需要冷却塔或场所堆放燃料废弃物，具有显著的环境效益。此外，地源热泵比传统供暖系统的运动部件更少，从而减少了维护。
当然，地源热泵系统存在很多限制。地源热泵的抽热过程是在地下完成的，因此在使用地源热泵时需要钻井，这不仅将加大施工难度，且整个热泵需要较大的空间。如果场地较小，则无法满足设备安装要求。其次，长期使用地源热泵会导致地下热量的过度弱化，导致恒温层的冷堆积，最终降低热泵的加热性能。
2.2水源热泵
图像型火焰探测器水源热泵是利用地球表面的水资源，例如太阳能、地热能被地下水、河流、湖泊吸收后，形成一种低品位热能资源。它采用热泵的原理，通过消耗少量的电能，将低品位热能转化为高品位热能。水源热泵采用储存在水体中的太阳能或地热能作为热源，地下水、河流、湖泊、海洋均可作为水源热泵的热源。尤其是地下水，其热量波动范围远小于暴露与空气的水源，是热泵的良好冷热源。水源热泵可靠、稳定且节能，运行过程中无燃烧、排烟、污染等。
水源热泵从热泵本身来看是趋于成熟的，但作为整个系统推广应用时仍存在一些问题。水源热泵因为是通过吸取水中的热量，这势必需要大量的水作为能量来源，期间会照成水资源的浪费。为了保护有限的水资源，尤其是地下水资源，各地制定了相关保护水资源政策，使得水源热泵的大范围应用受阻。其次，水源热泵因为长期吸取水中热量，在地下水的提取过程中，会导致地下水温度下降，这将降低热泵的加热性能。
2.3蓄热电锅炉（附储热水箱）
电锅炉供热系统是电锅炉在低功耗期间（夜间），利用锅炉所释放的热量传递并储存在储热水箱中，运用所储存的热量供热。在此过程中，最大限度地利用电网低谷期的电力，降
低峰值功率利用率，以达到节能的目的。运行成本低、使用寿命长、热效率高、无噪音、几乎无污染等问题。
但是，整个系统在严寒地区的情况下，夜间蓄热可能无法满足供暖需求，因此会延长锅炉的使用时间，增加电力消耗。同时，电锅炉内部温度、压力较高，也存在安全隐患。且因寒冷地区供暖期长，蓄热电锅炉系统需要储备大量的水，所以要建立一个大型储热水罐，不仅占据了大面积，还需要选择高功率电锅炉。这边提高了采暖和供暖成本。
2.4空气源热泵
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空气源热泵是一种将空气中大量的低品位热能转化为高品位热能并转移热量到采暖热水中的高效节能装置。其成本低、效率高、污染物排放量接近零、安装便捷，且空气作为热泵的热源，是取之不尽的。同时，超低温空气源热泵技术正在逐渐成熟，可在－25℃的室外温度下运行，这将满足在寒冷地区的应用。
三.空气源热泵采暖技术在寒冷地区的应用
3.1传统空气源热泵
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传统的空气源热泵在寒冷地区，尤其是在零下温度的情况下，存在一些问题。因传统空气源热泵的工作原理是通过压缩机等相关部件配合使制冷剂因压力及温度变化从而利用空气中的热量进行循环的一个过程。其制热性能与效率会因环境温度的变化而变化，温度降低，制热效率和效果也会跟着下降。
传统空气源热泵在低温环境下，会影响压缩机的正常运作，时常频繁启停或无法工作。同时，环境温度过低，导致的结霜会使其制热效率低下，无法满足制热需求，严重时甚至会损坏热泵的零部件。
因此，在寒冷地区的低温环境下，传统空气源热泵采暖制热能力有限，且无法保证正常运作，不建议采用传统空气源热泵采暖技术进行供暖。
3.2低温空气源热泵采暖技术
为使空气源热泵可在寒冷地区的低温环境下正常稳定工作并提高运行效率和制热量。可采用准二级压缩空气源热泵采暖技术、变频技术、单机双级压缩空气源热泵采暖技术、双机压缩空气源热泵采暖技术、双机耦合空气源热泵技术以及复叠空气源热泵采暖技术。
下面将举例说明三项应用于寒冷地区的采暖技术。
3.2.1准二级压缩空气源热泵
准二级压缩技术最早是运用在螺杆压缩机上。而涡旋式压缩空气源热泵以及喷气增焓式压缩空气源热泵是国内现阶段最有效的准二级压缩技术。相对于传统空气源热泵，准二级压缩空气源热泵采暖技术因压缩机设有中间补气口，从而提升低温环境下的整体性能。并且通过节流装置，实现单级压缩热泵和准二级压缩热泵的切换，进一步提高设备工作运行的可靠性。
并且，运用涡旋式压缩技术，在低温环境下的制热量和制热效率有着显著提升。
3.2.2变频技术
变频技术是在不改变原有压缩机的情况下通过变换压缩机转速提升工作频率，增加压缩机输气量，从而提高采暖效率降低热量的损耗。
束身带3.2.3双机压缩空气源热泵采暖技术
通过两台压缩机串联的方式满足在低温环境的寒冷地区的稳定工作运行。
四．结束语
结合我国对于高效清洁能源的需求以及低碳环保的理念，实现煤转电供暖的大规模需求与应用。对于低温及超低温空气源热泵采暖技术应当加大研发力度，不断提升空气源热泵采暖技术的工作运行效率达到高效节能的目的、在满足制热量的同时降低对环境的污染，使空气源热泵采暖技术在寒冷地区实现大规模推广应用。电子表单系统
参考文献：
[1]陈少杰. 空气源热泵采暖技术在寒冷地区的应用研究[D].山东建筑大学,2017.
[2]兰婷玉. 绿建筑的建筑节能技术与实施要点研究.《防护工程》2018年第15期
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