刘洋

（中铁第五勘察设计院集团有限公司东北分院,黑龙江 哈尔滨150006）

普通的空气源热泵在严寒地区使用时,容易出现能效比降低以及结霜现象,对其推广应用造成了阻碍。本文提出的一种使用CO2作为空气源的热泵供暖方案,配合使用辅助电加热设备,可以在零下20℃的环境下正常运行,且运行监测表明供热正常、能耗较低,未出现蒸发器结霜现象。试验表明,在北方严寒地区,基于CO2空气源热泵机组的供暖系统具有良好的应用效果。

1 CO2 空气源热泵供暖系统设计

1.1 系统设计方案

某工业厂房所在城市属于严寒地区,冬季最低气温可达-21.5℃。传统冷媒空气源热泵在实际应用过程中,因为外界温度较低会造成效率明显降低,因此该工业厂房决定使用CO2空气源热泵代替传统设备进行供暖。新供暖系统主要涵盖了3 个模块,分别是CO2空气源热泵机组,封闭式水循环模块,以及柔性布袋送风模块。整个供暖系统均由一台工业PLC 进行全面控制。该系统共计6 条风道,其中5 条为普通风道,1 条为CO2风道。在循环水箱内安装1 台额定功率为180kW 的辅助电加热装置。配合测温元件,当寒冷天气下温度降低至0℃以下后,由系统控制电加热装置提供热量,避免低温结霜或是冻坏设备。

1.2 CO2 空气源热泵机组

该系统中选用的热源设备是辽宁海安鑫机械设备公司生产的80CY 型号的CO2空气源热泵,整个系统中共计6 台。该设备在10℃以上环境中,制热量为60kW；在-10℃以下的环境中,制热量为30kW。另外严寒环境下还必须考虑因为低温导致的效率损失,以5%的融霜系数计算,单台空气源热泵的制热量为28.5kW。……