關鍵詞：空氣源熱泵、工藝過程
1、概述
空氣源熱泵具有適用範圍廣、可以常年使用、能效高、他大約可以節省70%左右的能源、環保無害、沒有燃燒排放物、不會對我們的健康造成損害、使用方便、空間佔用小等優點。極其適合用於大型的集中供熱。
空氣源熱泵的工作原理基於「逆卡諾循環」。有機工質不斷與水換熱、節流、吸收空氣熱量、壓縮機加壓提溫，完成工質循環，吸收空氣熱量+壓縮機注入能量遠大於電加熱得到的熱量。本文以工藝計算為基礎，探討空氣源熱泵工藝過程的技術經濟性。
2、循環工質
以下為幾種適合北方使用的空氣源熱泵的循環工質的物性參數。
3、空氣源熱泵工藝流程
低壓低溫氣相工質經壓縮機加壓提溫成為高壓高溫氣相工質，高壓高溫氣相工質在冷凝器/熱水罐中與冷水換熱後冷凝為高壓中溫液相工質，高壓中溫液相工質經過節流閥減壓為低壓低溫兩相工質，低壓低溫兩相工質與空氣換熱（吸收來自空氣的熱量）後成為低壓低溫氣相工質，工質完成一個完整閉合循環。
4、工藝模擬計算
4.1、工藝模擬計算流程
l 根據第3節的空氣源熱泵流程簡述，建立該過程的工藝模擬計算流程。
低壓低溫氣相工質R10經壓縮機C1A/C1B加壓提溫成為高壓高溫氣相工質R12，高壓高溫氣相工質R12在冷凝器/熱水罐E11中與冷水R20換熱後冷凝為高壓中溫液相工質R13，冷水R20加熱後R21去用水處，高壓中溫液相工質R13經過節流閥V1減壓為低壓低溫兩相工質R14，低壓低溫兩相工質R14再換熱器E12中吸收來自空氣的熱量後成為低壓低溫氣相工質R15/R10，工質完成一個完整閉合循環。
4.2、工藝參數
以下為一台空氣源熱泵採用的基本工藝參數。
5、循環工質為R115時影響空氣源熱泵的工藝參數分析
5.1、壓縮機工藝參數
壓縮機工藝參數如下。
5.2、熱泵功率與工藝參數的關係
工藝參數值見4.2項，考察熱泵功率與工質流量、熱水產量、空氣循環量、壓縮機理論功率之間的對應關係。
5.3、熱泵功率與循環工質R115流量之間關係回歸計算結果
熱泵功率與循環工質R115流量之間關係符合線性關係式，回歸計算結果如下。
其中：PR115-熱泵功率，KW；LR115-工質流量，kg/h；A0R115=-0.00048；A1R115=0.02396
5.4、熱水產量與熱泵功率之間關係回歸計算結果
熱水產量與熱泵功率之間關係符合線性關係式，回歸計算結果如下。
其中：LWR115-熱水產量，kg/h；B0R115=-2.70667；B1R115=55.26430
5.5、熱泵功率與壓縮機理論功率之間關係回歸計算結果
熱泵功率與壓縮機理論功率之間關係符合線性關係式，回歸計算結果如下。
其中：PCR115-壓縮機理論功率，KW；C0R115=0.00481；C1R115=3.58930
5.6、熱水產量與壓縮機理論功率之間關係回歸計算結果
熱水產量與壓縮機理論功率之間關係符合線性關係式，回歸計算結果如下。
其中：D0R115=-2.44246；D1R115=198.36004
6、循環工質為R22時影響空氣源熱泵的工藝參數分析
6.1、壓縮機工藝參數
壓縮機工藝參數如下。
6.2、熱泵功率與工藝參數的關係
工藝參數值見4.2項，考察熱泵功率與工質流量、熱水產量、空氣循環量、壓縮機理論功率之間的對應關係。
6.3、熱泵功率與循環工質R22流量之間關係回歸計算結果
熱泵功率與循環工質R22流量之間關係符合線性關係式，回歸計算結果如下。
其中：PR22-熱泵功率，KW；LR22-工質流量，kg/h；A0R22=1.95436；A1R22=0.05420
6.4、熱泵功率與熱水產量之間關係回歸計算結果
熱泵功率與熱水產量之間關係符合線性關係式，回歸計算結果如下。
其中：LWR22-熱水產量，kg/h；B0R22=2.62667；B1R22=55.27879
6.5、熱泵功率與壓縮機理論功率之間關係回歸計算結果
熱泵功率與壓縮機理論功率之間關係符合線性關係式，回歸計算結果如下。
其中：PCR22-壓縮機理論功率，KW；C0R22=0.02152；C1R22=4.05537
6.6、熱水產量與壓縮機理論功率之間關係回歸計算結果
熱水產量與壓縮機理論功率之間關係符合線性關係式，回歸計算結果如下。
其中：D0R22=3.82207；D1R22=222.51705
7、循環工質為R143時影響空氣源熱泵的工藝參數分析
7.1、壓縮機工藝參數
壓縮機工藝參數如下。
7.2、熱泵功率與工藝參數的關係
工藝參數值見4.2項，考察熱泵功率與工質流量、熱水產量、空氣循環量、壓縮機理論功率之間的對應關係。
7.3、熱泵功率與循環工質R143流量之間關係回歸計算結果
熱泵功率與循環工質R143流量之間關係符合線性關係式，回歸計算結果如下。
其中：PR143-熱泵功率，KW；LR143-工質流量，kg/h；A0R143=0.00059；A1R143=0.04401
7.4、熱泵功率與熱水產量之間關係回歸計算結果
熱泵功率與熱水產量之間關係符合線性關係式，回歸計算結果如下。
其中：LWR143-熱水產量，kg/h；B0R143=2.6600；B1R143=55.19945
7.5、熱泵功率與壓縮機理論功率之間關係回歸計算結果
熱泵功率與壓縮機理論功率之間關係符合線性關係式，回歸計算結果如下。
其中：PCR143-壓縮機理論功率，KW；C0R143=-0.02388；C1R143=3.58462
7.6、熱水產量與壓縮機理論功率之間關係回歸計算結果
熱水產量與壓縮機理論功率之間關係符合線性關係式，回歸計算結果如下。
其中：D0R143=1.34345；D1R143=197.86883
8、循環工質為R125時影響空氣源熱泵的工藝參數分析
8.1、壓縮機工藝參數
壓縮機工藝參數如下。
8.2、熱泵功率與工藝參數的關係
工藝參數值見4.2項，考察熱泵功率與工質流量、熱水產量、空氣循環量、壓縮機理論功率之間的對應關係。
8.3、熱泵功率與循環工質R125流量之間關係回歸計算結果
熱泵功率與循環工質R125流量之間關係符合線性關係式，回歸計算結果如下。
其中：PR125-熱泵功率，KW；LR125-工質R125流量，kg/h；A0R125=0.00000；A1R125=0.02739
8.4、熱泵功率與熱水產量之間關係回歸計算結果
熱泵功率與熱水產量之間關係符合線性關係式，回歸計算結果如下。
其中：LWR125-熱水產量，kg/h；B0R125=9.06667；B1R125=55.03352
8.5、熱泵功率與壓縮機理論功率之間關係回歸計算結果
熱泵功率與壓縮機理論功率之間關係符合線性關係式，回歸計算結果如下。
其中：PCR125-壓縮機理論功率，KW；C0R125=0.00002；C1R125=3.26526
8.6、熱水產量與壓縮機理論功率之間關係回歸計算結果
熱水產量與壓縮機理論功率之間關係符合線性關係式，回歸計算結果如下。
其中：D0R125=9.03207；D1R125=179.70007
9、循環工質為R32時影響空氣源熱泵功率的工藝參數分析
9.1、壓縮機工藝參數
壓縮機工藝參數如下。
9.2、熱泵功率與工藝參數的關係
工藝參數值見4.2項，考察熱泵功率與工質流量、熱水產量、空氣循環量、壓縮機理論功率之間的對應關係。
9.3、熱泵功率與循環工質R32流量之間關係回歸計算結果
熱泵功率與循環工質R32流量之間關係符合線性關係式，回歸計算結果如下。
其中：PR32-熱泵功率，KW；LR32-工質流量，kg/h；A0R32=0.00291；A1R32=0.08737
9.4、熱泵功率與熱水產量之間關係回歸計算結果
熱泵功率與熱水產量之間關係符合線性關係式，回歸計算結果如下。
其中：LWR32-熱水產量，kg/h；B0R32=-0.14000；B1R32=55.28582
9.5、熱泵功率與壓縮機理論功率之間關係回歸計算結果
熱泵功率與壓縮機理論功率之間關係符合線性關係式，回歸計算結果如下。
其中：PCR32-壓縮機理論功率，KW；C0R32=0.01017；C1R32=3.80447
9.6、熱水產量與壓縮機理論功率之間關係回歸計算結果
熱水產量與壓縮機理論功率之間關係符合線性關係式，回歸計算結果如下。
其中：D0R32=0.42254；D1R32=210.33330
10、不同工質空氣源熱泵工藝參數影響分析
不同工質的熱泵功率和壓縮機理論功率比見下表，比值越大則系統從空氣中吸收熱量越多，熱泵系統的效率越高。
不同工質的熱水產量和壓縮機理論功率比見下表，比值越大則系統生產的熱水越多，熱泵系統的效率越高。
從上表可以看出，對於北方地區，按照熱泵系統效率最大化原則，空氣源熱泵所使用的工質優先順序為R22>R32>R115>R143>R125。
其次再考慮循環工質使用量、使用壽命等因素來綜合評價所使用的循環工質。
11、結論
本文建立了用於空氣源熱泵工藝計算的普遍化模型，並分析了幾種適合北方地區使用的循環工質對空氣源熱泵工藝參數的影響因素。
本文的計算方法具有廣譜適應性，可供空氣源熱泵工藝計算參考。
