阿克苏空气源热泵工作原理是什么　

　什么是空气源热泵？工作原理是什么？可以应用在哪些地方？

　　一、建筑模型与参数设置

　　1.1 围护结构设置

　　居住和办公建筑典型房间模型的尺寸为12×6.5×3.6m，其中东、南为外墙，其余为内墙。围护结构热工参数分别满足JGJ 134《夏热冬冷地区住宅建筑节能设计标准》及GB 50189《公共建筑节能设计标准》。

　　地板供暖的供水温度设定为35℃，流量为0.172kW/(m3·h)。居住和办公建筑的埋管间距分别为250mm/200mm。输配系统为单台定频水泵，功率为80W。地板构造设置满足《辐射供暖供冷技术规程》的要求。

　　1.2 人员在室及保障时间设置

　　居住建筑结合生活习惯、工作规律、在室时间与行为活动特征等因素的分析，设定夜间和清晨全家人员都在家，上午时段，老人和儿童在家[10]，因此人员活动及保障时间设置为18：00~12：00（居住建筑18：00~8：00人数按4人，8：00~12：00人数按2人）；办公建筑以《单元式空气调节机》[11]规定的办公建筑工作时间为依据，人员活动及保障时间段为8：00~18：00。

　　1.3 散热量及通风设置

　　室内发热量主要包括人员、设备及灯光发热量。考虑到居住、办公建筑人员作息等因素，其室内设备人员散热量和通风换气次数如表1所示。其中，办公建筑人员密度、设备发热量等按照《公共建筑节能设计标准》[8]人均面积进行设计。

　　1.4 供暖模式设置

　　居住建筑和办公建筑供暖运行模式设置如表2所示。由于地板具有的蓄热性和延迟性，有必要提前开机以满足供暖的需要。此外，考虑到经济性，机组可利用峰谷电价的谷电时间运行。因此，本文主要探讨以下六种运行模式。

　　二、系统仿真模型

　　房间模型通过TRNSYS中TRNBuild模块设置围护结构参数、通风换气次数及室内发热量等指标。围护结构外墙采用“辐射+对流”边界条件；内墙采用“等壁温”边界条件。辐射地板通过Active Layer设置供水温度、管排间距等。热泵设备采用与室外温度、回水温度相关的性能模型。

　　TRNBuild模块将室内划分为多个非几何平衡模型区域，每个区域有一个空气节点，代表该区域空气体积的热容量和与空气节点紧密连接部分（例如地板）的热容量。辐射地板通过网格划分、利用有限元法来计算三维热传导问题，并与室内空气、墙体的对流与辐射建立方程计算。以TRNSYS为平台的房间与机组性能模型耦合模拟的逻辑图如图1所示。

　　上海市是夏热冬冷地区典型城市。以上海市为例，计算其在典型年**冷周（1月8日~1月14日）的房间温度、人员热舒适，系统能耗及运行费用。计算步长设置为0.1h。

　　三、供暖模式对供暖效果的影响

　　3.1 室内温度和热舒适

　　（1）室内温度

　　图2表示不同供暖模式的室内温度随时间分布情况。

　　1）居住建筑：供暖系统连续运行能够保障室内温度高于18℃；间歇运行的总供热量小于连续运行模式，室内温度低于连续运行。三种模式的室内平均温度依次为20.3℃、19.3℃、18.4℃。当室外温度极低时（如第7日），间歇运行的室内温度低于18℃，但仍满足规范[8]的要求。

　　2）办公建筑：供暖系统上班运行及提前开机模式在白天运行，办公初期（8：00~8：30）室内温度低，第7日办公初期平均温度仅为17.2℃；而谷电运行模式第7日办公初期平均温度18.6℃，主要由于地板蓄热性强，虽然在办公时间停止供暖，室内温度逐渐低于前两种模式，但室外高温段、太阳辐射强烈及人员设备散热发生在工作时间，因此依靠地板蓄热也能使室温满足要求[9]。

　　对于居住建筑和办公建筑，在自然通风时间段内，室内温度急剧下降，**至12℃。停止通风后，室内温度能够迅速恢复。

　　（2）室内热舒适

　　在某一室内空间里，使至少80％建筑使用者在心理状态上感到满意的热环境温度范围，被ASHRAE和ISO定义为热舒适[12]。Fanger综合空气温度、流速、环境表面平均辐射温度、相对湿度和两个人为变量(衣服热阻、人体代谢率)，提出了室内热舒适指标预测平均评价PMV及人群对热环境不满意的百分数预测不满意百分比PPD。

　　室内热舒适的人为变量因素以及风速等设置参见图3。

　　　　1）居住建筑：人员大部分时间位于-1<PMV<1的区间内，傍晚家务时间稍热、清晨衣着系数变化时稍凉，而其他时间处于非常舒适或稍凉区域。连续运行与下午停机模式的|PMV|>1与PPD>20%的“不舒适时间”均为0，而|PMV|>0.5的“不舒适时间”相差14%，即适当间歇供暖不会对居住建筑室内热环境造成太大影响。夜间运行模式“不舒适时间”**长，且集中在清晨和傍晚通风时间段；|PMV|>0.5的时长为51.6%，|PMV|>1的时长为2.3%，PPD>20%的时间为13.9%。

　　2）办公建筑：人员主要位于-1<PMV<0的区间内。以PPD>20%为指标，谷电运行“不舒适时间”为上班运行和提前开机模式的1/3。三种模式的“不舒适时间”都集中在早上办公初期及中午开窗通风阶段；而谷电运行的PPD在清晨低于其他两种模式、在傍晚则高于其他两种模式。

　　3.2 系统运行能耗和运行费用

　　（1）运行能耗

　　表4中给出了上海**冷周各模式下系统的供热量、机组与系统的耗电量及能效比。可以看出：

　　1）居住建筑：供暖系统的供热量与耗电量随供暖时间减少而递减，下午停机与夜间运行模式比连续运行耗电量降低6.0%、10.5%。连续运行机组能效比高，系统能效比低，主要原因是在室外高温段机组运行，使得机组能效比高；同时水泵运行时间长，使得系统能效比低于其他两种模式，其系统能效比分别比其他两种模式低1.0%和4.1%。

　　2）办公建筑：供暖系统上班运行模式供暖时间**长、运行时室外温度**高，其系统能效比较其他两种模式高2.3%和6.2%。提前开机与谷电运行模式供暖时间相同，但谷电运行模式在夜间开启机组，其系统能效比较提前开机模式低4.3%，耗电量高4.0%。

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