关键词：空气源热泵、工艺过程
1、概述
空气源热泵具有适用范围广、可以常年使用、能效高、他大约可以节省70%左右的能源、环保无害、没有燃烧排放物、不会对我们的健康造成损害、使用方便、空间占用小等优点。极其适合用于大型的集中供热。
空气源热泵的工作原理基于“逆卡诺循环”。有机工质不断与水换热、节流、吸收空气热量、压缩机加压提温，完成工质循环，吸收空气热量+压缩机注入能量远大于电加热得到的热量。本文以工艺计算为基础，探讨空气源热泵工艺过程的技术经济性。
2、循环工质
以下为几种适合北方使用的空气源热泵的循环工质的物性参数。
3、空气源热泵工艺流程
低压低温气相工质经压缩机加压提温成为高压高温气相工质，高压高温气相工质在冷凝器/热水罐中与冷水换热后冷凝为高压中温液相工质，高压中温液相工质经过节流阀减压为低压低温两相工质，低压低温两相工质与空气换热（吸收来自空气的热量）后成为低压低温气相工质，工质完成一个完整闭合循环。
4、工艺模拟计算
4.1、工艺模拟计算流程
l 根据第3节的空气源热泵流程简述，建立该过程的工艺模拟计算流程。
低压低温气相工质R10经压缩机C1A/C1B加压提温成为高压高温气相工质R12，高压高温气相工质R12在冷凝器/热水罐E11中与冷水R20换热后冷凝为高压中温液相工质R13，冷水R20加热后R21去用水处，高压中温液相工质R13经过节流阀V1减压为低压低温两相工质R14，低压低温两相工质R14再换热器E12中吸收来自空气的热量后成为低压低温气相工质R15/R10，工质完成一个完整闭合循环。
4.2、工艺参数
以下为一台空气源热泵采用的基本工艺参数。
5、循环工质为R115时影响空气源热泵的工艺参数分析
5.1、压缩机工艺参数
压缩机工艺参数如下。
5.2、热泵功率与工艺参数的关系
工艺参数值见4.2项，考察热泵功率与工质流量、热水产量、空气循环量、压缩机理论功率之间的对应关系。
5.3、热泵功率与循环工质R115流量之间关系回归计算结果
热泵功率与循环工质R115流量之间关系符合线性关系式，回归计算结果如下。
其中：PR115-热泵功率，KW；LR115-工质流量，kg/h；A0R115=-0.00048；A1R115=0.02396
5.4、热水产量与热泵功率之间关系回归计算结果
热水产量与热泵功率之间关系符合线性关系式，回归计算结果如下。
其中：LWR115-热水产量，kg/h；B0R115=-2.70667；B1R115=55.26430
5.5、热泵功率与压缩机理论功率之间关系回归计算结果
热泵功率与压缩机理论功率之间关系符合线性关系式，回归计算结果如下。
其中：PCR115-压缩机理论功率，KW；C0R115=0.00481；C1R115=3.58930
5.6、热水产量与压缩机理论功率之间关系回归计算结果
热水产量与压缩机理论功率之间关系符合线性关系式，回归计算结果如下。
其中：D0R115=-2.44246；D1R115=198.36004
6、循环工质为R22时影响空气源热泵的工艺参数分析
6.1、压缩机工艺参数
压缩机工艺参数如下。
6.2、热泵功率与工艺参数的关系
工艺参数值见4.2项，考察热泵功率与工质流量、热水产量、空气循环量、压缩机理论功率之间的对应关系。
6.3、热泵功率与循环工质R22流量之间关系回归计算结果
热泵功率与循环工质R22流量之间关系符合线性关系式，回归计算结果如下。
其中：PR22-热泵功率，KW；LR22-工质流量，kg/h；A0R22=1.95436；A1R22=0.05420
6.4、热泵功率与热水产量之间关系回归计算结果
热泵功率与热水产量之间关系符合线性关系式，回归计算结果如下。
其中：LWR22-热水产量，kg/h；B0R22=2.62667；B1R22=55.27879
6.5、热泵功率与压缩机理论功率之间关系回归计算结果
热泵功率与压缩机理论功率之间关系符合线性关系式，回归计算结果如下。
其中：PCR22-压缩机理论功率，KW；C0R22=0.02152；C1R22=4.05537
6.6、热水产量与压缩机理论功率之间关系回归计算结果
热水产量与压缩机理论功率之间关系符合线性关系式，回归计算结果如下。
其中：D0R22=3.82207；D1R22=222.51705
7、循环工质为R143时影响空气源热泵的工艺参数分析
7.1、压缩机工艺参数
压缩机工艺参数如下。
7.2、热泵功率与工艺参数的关系
工艺参数值见4.2项，考察热泵功率与工质流量、热水产量、空气循环量、压缩机理论功率之间的对应关系。
7.3、热泵功率与循环工质R143流量之间关系回归计算结果
热泵功率与循环工质R143流量之间关系符合线性关系式，回归计算结果如下。
其中：PR143-热泵功率，KW；LR143-工质流量，kg/h；A0R143=0.00059；A1R143=0.04401
7.4、热泵功率与热水产量之间关系回归计算结果
热泵功率与热水产量之间关系符合线性关系式，回归计算结果如下。
其中：LWR143-热水产量，kg/h；B0R143=2.6600；B1R143=55.19945
7.5、热泵功率与压缩机理论功率之间关系回归计算结果
热泵功率与压缩机理论功率之间关系符合线性关系式，回归计算结果如下。
其中：PCR143-压缩机理论功率，KW；C0R143=-0.02388；C1R143=3.58462
7.6、热水产量与压缩机理论功率之间关系回归计算结果
热水产量与压缩机理论功率之间关系符合线性关系式，回归计算结果如下。
其中：D0R143=1.34345；D1R143=197.86883
8、循环工质为R125时影响空气源热泵的工艺参数分析
8.1、压缩机工艺参数
压缩机工艺参数如下。
8.2、热泵功率与工艺参数的关系
工艺参数值见4.2项，考察热泵功率与工质流量、热水产量、空气循环量、压缩机理论功率之间的对应关系。
8.3、热泵功率与循环工质R125流量之间关系回归计算结果
热泵功率与循环工质R125流量之间关系符合线性关系式，回归计算结果如下。
其中：PR125-热泵功率，KW；LR125-工质R125流量，kg/h；A0R125=0.00000；A1R125=0.02739
8.4、热泵功率与热水产量之间关系回归计算结果
热泵功率与热水产量之间关系符合线性关系式，回归计算结果如下。
其中：LWR125-热水产量，kg/h；B0R125=9.06667；B1R125=55.03352
8.5、热泵功率与压缩机理论功率之间关系回归计算结果
热泵功率与压缩机理论功率之间关系符合线性关系式，回归计算结果如下。
其中：PCR125-压缩机理论功率，KW；C0R125=0.00002；C1R125=3.26526
8.6、热水产量与压缩机理论功率之间关系回归计算结果
热水产量与压缩机理论功率之间关系符合线性关系式，回归计算结果如下。
其中：D0R125=9.03207；D1R125=179.70007
9、循环工质为R32时影响空气源热泵功率的工艺参数分析
9.1、压缩机工艺参数
压缩机工艺参数如下。
9.2、热泵功率与工艺参数的关系
工艺参数值见4.2项，考察热泵功率与工质流量、热水产量、空气循环量、压缩机理论功率之间的对应关系。
9.3、热泵功率与循环工质R32流量之间关系回归计算结果
热泵功率与循环工质R32流量之间关系符合线性关系式，回归计算结果如下。
其中：PR32-热泵功率，KW；LR32-工质流量，kg/h；A0R32=0.00291；A1R32=0.08737
9.4、热泵功率与热水产量之间关系回归计算结果
热泵功率与热水产量之间关系符合线性关系式，回归计算结果如下。
其中：LWR32-热水产量，kg/h；B0R32=-0.14000；B1R32=55.28582
9.5、热泵功率与压缩机理论功率之间关系回归计算结果
热泵功率与压缩机理论功率之间关系符合线性关系式，回归计算结果如下。
其中：PCR32-压缩机理论功率，KW；C0R32=0.01017；C1R32=3.80447
9.6、热水产量与压缩机理论功率之间关系回归计算结果
热水产量与压缩机理论功率之间关系符合线性关系式，回归计算结果如下。
其中：D0R32=0.42254；D1R32=210.33330
10、不同工质空气源热泵工艺参数影响分析
不同工质的热泵功率和压缩机理论功率比见下表，比值越大则系统从空气中吸收热量越多，热泵系统的效率越高。
不同工质的热水产量和压缩机理论功率比见下表，比值越大则系统生产的热水越多，热泵系统的效率越高。
从上表可以看出，对于北方地区，按照热泵系统效率最大化原则，空气源热泵所使用的工质优先顺序为R22>R32>R115>R143>R125。
其次再考虑循环工质使用量、使用寿命等因素来综合评价所使用的循环工质。
11、结论
本文建立了用于空气源热泵工艺计算的普遍化模型，并分析了几种适合北方地区使用的循环工质对空气源热泵工艺参数的影响因素。
本文的计算方法具有广谱适应性，可供空气源热泵工艺计算参考。
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