东北案例：吉林2000㎡餐厅空气源热泵采暖项目剖析
【慧聪热泵网讯】
近年来，空气源热泵在华北、西北等地的煤改电中大显身手，在更加寒冷的东北地区，也悄然燃起了清洁采暖之火。
芬尼克兹在吉林省四平餐厅的冷暖综合工程样板，充分体现了东北地区采暖的不同之处。通过对负荷计算、系统设计、运行调节等针对性的精益求精，不但在寒冷天气下使用无虞，节省运行费用的效果也非常明显。
机组采暖运行160天，总耗电量83580kWh，当地空气源热泵机组的特批电价为0.54元/kWh，整个采暖季只需22.6元/㎡，远低于非住宅建筑集中供暖收费标准为36元/㎡。
潜力无限
东北热泵采暖年增长50%
据测算目前黑吉辽三省集中供热总面积约为2亿㎡，难以覆盖居住、商业及公共建筑庞大的供暖需求，而空气源热泵具有强大的灵活性、适应性，可以很好补充集中供暖覆盖不足的商业建筑、棚改区等空白区。
当地无论是集中供暖，还是分户供暖，大部分仍采用以煤炭为主的锅炉采暖。而根据各省发改委数据总结，2018年东北地区的煤炭自给率只有33%，缺口高达2.35亿吨。煤炭供应短缺，利用率低，已经是横亘在能源结构升级之路的绊脚石。
数据来源：李昆.寒冷地区空气源热泵地板辐射供暖适宜性分析[D].山东.山东建筑大学.2015
空气源热泵机组的一次能源利用率比锅炉供暖高，逐渐成为住宅、商用综合体等建筑的新型采暖绝佳选择。根据产业在线《空气源热泵在压力下寻找细分亮点》报告显示，2019年东北的空气源采暖市场年增长率超过50%，规模已达到2~3个亿。
东北热泵采暖三大难关
气候严寒、采暖期长、耗热量高
据东北地区经销商反应，空气源热泵在东北的推广之路并非一帆风顺，能真正“战胜严寒”的产品并不多见。尤其是气候更加寒冷的吉林、黑龙江，则少有品牌能够有所建树，主要是由于以下难关。
1.东北地区气候酷寒，吉林黑龙江地区的供暖计算温度为-20℃~-24℃，而室内采暖设计温度一般为18~20℃，温差将近40℃。对空气源热泵的运行温度范围、低温制热能力要求更高。
2.东北地区的采暖周期比其他北方地区长，根据《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》，黑龙江采暖时长为185天，吉林为168天。相比之下，北京为114天，山东为106天。对空气源热泵长期运行节能性、可靠性要求更高。
3.尽管东北地区建筑的保温性能更好，采暖热负荷仍然很高。根据标准所述低层、多层、中高层、高层建筑耗热量，得出吉林和黑龙江的建筑耗热量比北京高约40%，比山东高约60%。因此，东北地区采暖热负荷一般要达到100W/㎡以上，对空气源热泵的制热量和系统设计经验要求更高。
案例解析
系统优化+强效机组攻克难关
下面以芬尼克兹吉林省某大型餐厅为案例，解析低温地区餐厅项目采暖特点。该项目为东坡烤肉餐厅，位于吉林省四平市，建筑面积2000㎡，共计三层，每层层高3m。内部设有四人用餐区、六人用餐区、大堂、包厢等用餐区。
采用空气源热泵机组，满足冬季采暖需求，兼顾夏季制冷，一套系统实现空调+地暖的两项应用。末端形式为风机盘管+地暖，全部采用隐藏式安装，无需占用建筑内部使用空间，整体装修更为美观。
考虑居民区静音需求，多项降噪处理
由于主机安装位置紧邻生活区，为保证居民日常生活、休息不受打扰，采取多项降噪措施。
首先机组的主要震动部件经过优化，本体噪声仅56dB（A）；
此外通过压缩机、风机的变频无级调节，根据末端负荷需求和运行工况，降低电机运转频率，夜间运行及部分负荷运行时噪声更低；
最后，机组安装时搭配橡胶减震垫，防止震动向基础的传递，震动范围进一步得到控制。
考虑气候与项目特点，多项负荷附加
由于系统为冷暖两用，根据餐厅负荷特点，考虑餐厅本身人员、设备、食物、新风、冷风侵入对于冷热负荷的附加情况。
人员发热：在餐厅内就餐区，由于人员集群产生明显的散热量、排湿量上升，每位客人按照150W的全热负荷进行夏季冷负荷附加。
设备发热：餐桌上有火锅炊具，另餐桌旁设有大型炭火烧烤架，根据加炭量不同向外散发热量，考虑火锅和烧烤架发热功率，附加夏季冷负荷。
食物发热：进行餐厅冷负荷计算时，需要考虑食物的散热量，根据设计手册，按每位就餐客人9W考虑。
新风负荷：餐厅内气流不畅、油烟味重，因此排气扇常开引入新风，需增加新风引入热负荷附加。
冷风侵入：餐厅大门常有客人进出，存在常开、关闭不严情况，冷风侵入会带入寒冷空气，因此增加冷风侵入热负荷附加。
选用-38℃超低温变频机组，匹配项目需求
最终主机选型以热负荷为主，同时加大风机盘管冷负荷，保证冬季采暖需求，兼顾夏季制冷。
吉林省四平市采暖计算温度为-19.7℃，极端低温-32.3℃，根据气候特点，配置两台2台36P芬尼克兹变频北极星超低温机组，最低运行温度-38℃，满足使用可行性。
机组搭载两级节流中间补气熷焓压缩机、高效轴流翼形电机、扰流波纹边翅片、内螺纹铜管等多重制热侧强化技术，单台机组额定制热量达到95kW，总制热量190kW，满足制热量需求。
运行过程中，机组通过识别水温变化，进行压缩机变频调节，针对营业场所负荷波动大的情况，能够实时调节制热输出能力，匹配节能性需求。
风盘+地暖末端设计，使用效果与节能双赢
夏季制冷采用风机盘管，上送上回，送回风口间距3.5m以上。多人就餐区人员负荷集中，平均每20㎡布置一个送风口，每个包厢单独布置一台设备及风口。
冬季采用地暖盘管，根据最新发布的低温热泵国标，地暖盘管采暖的设计供水温度为35℃，风机盘管的设计供水温度为41℃，暖气片的设计供水温度为50℃。
相比于风机盘管、暖气片的末端形式，地暖的供水温度低5℃以上，热泵机组运行时，冷凝器温度每降低1℃，COP提升约2%~4%，因此采暖地暖末端的节能效果更好。
从气流组织上看，夏季冷风由上而下，冬季热量自下而上，符合自然循环规律，使用时的冷热量均匀性更好。
从换热方式上看，夏季以对流换热为主，能快速除去室内的热湿负荷；冬季以辐射换热为主，不会有燥热感产生，舒适性更高。
分时段控制，主机高效运转
餐厅营业时间为10：00~21：00，夜间气温低，热负荷高，系统低温运行，主机负荷率很低。
而变频机组的特点在于：部分负荷情况下，能够通过变频控制调节压缩机转速，使得压缩机电机处于高效工作区，整体运行效率更高，因此夜间运行更能发挥系统的节能潜力。
白天正常使用，并提前一小时开启地暖，保证餐厅营业的使用效果。通过分时段温度设定，挖掘项目节能潜力。
室温20℃以上，空气源热泵+地暖体验极佳
系统于2019年11月交付使用，经过了一整个采暖季的考验，使用效果超过了用户的预期。即便是零下二十多度的低温或大雪恶劣天气，室内温度都能保持在20℃以上。
餐厅老板表示：“冬天用空气源加地暖的效果非常明显，顾客进到我店里面，马上就会脱外套，不然待时间长了就会出汗，而且地暖这种形式也比较新鲜，不少客户体验过以后还想着在自己家里也用上。
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