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近年來霧霾越來越嚴重地影響人們的日常生活，研究表明主要影響因素是大量生產、生活燃煤的使用。2016年北京市針對400個自然村，近22萬用戶進行了煤改清潔能源改造，改造主要工程是燃煤鍋爐改造成更節(jié)能環(huán)保的超低溫空氣源熱泵。
本文采用使用噴氣增焓渦旋壓縮機的超低溫空氣源熱泵，配合室內暖氣片采暖末端，對北京市通州區(qū)永樂店鎮(zhèn)用戶進行了整個采暖季(2016年11月15日至2017年3月22日)的機組運行及室內采暖效果的監(jiān)測。
1.監(jiān)測方法
1.1監(jiān)測內容及設備
本文涉及試驗監(jiān)測地點是通州區(qū)永樂店鎮(zhèn)老槐莊某戶，時間從2016年11月15日至2017年3月22日整個采暖季。
采暖用戶信息
項目內容
地點北京市通州區(qū)永樂店鎮(zhèn)老槐莊某戶
設備 超低溫空氣源熱泵6p
供暖面積120㎡
末端暖氣片
采集設備
項目測試設備量程精度
數據記錄無紙數據記錄儀8GB 16路數據±0.2%
制熱量超聲波流量計流量7m3/h2級
耗電量智能電表220V 20(80)A1.0級
溫度T型熱電偶-200~350℃±0.5℃
電流電流變送器0-100A±0.5%
2.監(jiān)測數據與分析
2.1機組在最冷時間段的表現
本文選取了通州區(qū)2016-2017采暖年最冷時間段中的3天，2016年12月22日~2016年12月24日三天時間。
數據顯示這三天時間日平均氣溫-5℃~-6.3℃，最低氣溫-12.2℃，最高氣溫2.9℃，室內溫度始終維持在18.5~21.2℃，機組出水溫度43~48℃，機組回水溫度41~45℃，出回水溫差基本穩(wěn)定在3℃，壓縮機運行排氣溫度最高103.6℃。
Fig.5 2016年12月22日~24日最冷時間段室內溫度
Fig.6 2016年12月22日~24日最冷時間段機組出回水溫度
Fig.7 2016年12月22日~24日最冷時間段壓縮機排氣溫度
2.2 環(huán)境溫度變化對機組運行及采暖效果的影響
以2016年12月為例，選取日平均最高的一天12月1日，日平均氣溫5.0℃，和日平均最低的一天12月30日，日平均氣溫-5.3℃。兩天日平均差異達到10.3℃，室內平均氣溫差距僅為2℃.
Fig.8 2016年12月最高氣溫和最低氣溫下對室內溫度影響
從Fig.8可以看出隨著室外氣溫的上升，室內氣溫也會隨之升高，室外平均氣溫相差較大，但是對室內溫度影響幅度卻很小，這是由于用戶房屋墻壁、窗戶做了保溫，房屋相當于機組來說是一個很大蓄熱及保溫設備。
Fig.9 2016年12月最高氣溫和最低氣溫下對機組開停機影響
同時從Fig.9看出氣溫低的階段，機組的開機時間(制熱時間)增加66.7%，停機間隔減小，【熱泵市場 水印】總的開停機循環(huán)時間基本相同，反映低環(huán)境溫度下機組制熱時間，耗費電量將會大幅增加。
由于本次采集完全是用戶的真實使用情況，根據用戶自己的生活作息及使用習慣調節(jié)，在一天中的11:00~17:30,用戶可能外出或者因室外氣溫較高，用戶選擇關閉機組，所以這段時間機組是停機的，室內溫度出現一段下降。即便用戶已經停機，室內溫度還是維持在17.5℃以上，可見用戶房屋保暖效果非常良好。
2.3 除霜對機組運行及采暖效果的影響
本文選取了2016年12月19日這一天重霧霾天氣，北京市發(fā)布了霧霾橙色預警并進行了交通限行。由于北方冬季氣溫低，霧霾、下雪天氣多，極容易造成空氣源熱泵蒸發(fā)器大面積結霜，影響制熱效果。從本次監(jiān)測中選取重霧霾天氣，濕度高，同時氣溫-4℃~8℃也是機組容易結霜的階段。
Fig.10 除霜次數
從Fig.10顯示全天除霜5次，除霜持續(xù)4分鐘即可清除徹底。
Fig.11 除霜對室內溫度的影響
Fig.11表明除霜前后室內溫度無變化，全天室內氣溫維持在18~21℃。
Fig.12 除霜對機組出回水溫度的影響
Fig.12除霜前后，機組出水溫度降低11.4℃，回水溫度僅降低2℃，除霜結束后正常運行9分鐘水溫恢復至除霜前的水平。這是由于機組配置了緩沖水箱，有效地緩解了因除霜階段機組不僅不制熱，同時還會從室內暖氣片中吸收部分熱量用于除霜的情況。
4.經濟性評估
北京市2016年~2017年采暖季煤改清潔能源電費政策：
供暖期11月1日至次年3月31日，每日早6點至晚9點 ,峰段電價0.483元/度;
每晚9點至次日6點，谷段電機0.3元/度;
市、區(qū)兩級對谷段電價各補貼0.1元/度，最高限額1萬度，即谷段電價低至0.1元/度;
采暖季總耗電超過1萬度額度，谷段電價將不再補貼，價格將大幅上升!
從表Tab.3可知空氣源熱泵采暖效率高達290%，與燃煤采暖費用相當甚至是略低，相比純電采暖節(jié)省70%的電費。
不同采暖方式經濟性對比
5.結論
根據通州區(qū)整個采暖季實時實地采暖監(jiān)測，機組在這個采暖季運行溫度，運行高效，滿足采暖要求。監(jiān)測結果分析如下：
在北京整個采暖季，即便最低室外氣溫達-12℃，室內溫度維持18~21℃;
室外溫度降低，室內溫度小幅減少，用戶可根據使用感受適當調高機組進出水溫度，提高房間舒適性;
空氣源熱泵相比傳統(tǒng)的燃煤，純電采暖均有明顯優(yōu)勢，采暖季總用電量7193 KW·h，總熱效率高達290%，高效節(jié)能。