直流变频热泵的三联供系统为什么能节能？

                                                武汉工程大学理学院热能与动力工程周朝霞

节能减排，拉动内需，改善人民生活，是我国“十二五”规划的重要内容。改革开放三十年，人民生活水平虽有很大提高，而在“质”上与发达国家还有很大差距。举例来说，分户供暖在一些发达国家的使用已经非常普遍，气温低于16度就开始室内供暖；而在我国北方地区，有些区域无法提供集中供暖，于是乎就出现了、电热膜、电暖器、壁挂炉齐上阵局面。这些供暖，不但能耗高，而且还存在很大的安全隐患！

那么有没有一种新型的采暖方式来解决这一问题？据武汉工程大学理学院热能与动力工程专家近2年内深入企业调研，在我国广东中山，一家专门从事直流变频热泵技术研发、生产、出口的企业，耗时7年，研发了一种“直流变频热泵机组与太阳能联动的供冷暖和生活热水一体化装置”，是一种综合性比较高的冷、热组合联供系统，该系统就是国内北方地区广泛推广使用的“热立方”节能舒适型-分户供暖制冷系统。该系统采用直流变频和模糊控制技术，**突破了空气源热泵在冬季采暖时遇到的一系列问题，如超低环境温度供热（能在零下25度以上环境正常供热），智能除霜等，这些技术让空气源热泵在采暖领域发挥重要的作用。

一、直流变频热泵的优越性

变频压缩机的使用，增加了系统的可调控参数，提高了热泵部分负荷时的性能，用变容量的柔性控制代替了传统的热泵频繁起动、停机控制，减少了系统对电网的冲击和室内温度的波动，从而达到静音、节能。从节能性和舒适性的角度看，与普通定频热泵有着明显优越性。

适合家庭使用的分户供暖、空调和生活热水联供系统随着具体使用要求、使用条件的不同，热负荷差异较大，这就要求家用三联供系统的能量调节能力能够与热负荷变动范围大这一特点相适应，现在市场上销售的绝大多数空气源热泵机组是定频热泵机组，其能量调节均只能通过开停压缩机来实现，当系统热负荷较小、水系统容量也较小时，容易出现压缩机的频繁开停，由于压缩机的启动电流较大，因而使得运行功耗增加；而且每次停机后，制冷系统高低压侧的压力经过一段时间才会达到平衡，平衡时高压侧热的制冷剂与低压侧冷的制冷剂混合也会产生不必要的冷量损失。此外，开停机过于频繁也会缩短压缩机的使用寿命。

二、直流变频热泵的智能负荷适应性

直流变频热泵每次开始使用时，会根据环境温度智能地选择合适的频率，以**高能效进行制热或制冷，当环境温度与设定水温相差较大时，则让热泵以**大功率、**大风量进行制热或制冷，迅速接近所设定的温度。由于变频热泵通过提高压缩机工作频率的方式，增大了在低温时的制热能力，**大制热量可达到同品牌、同级别空调器的1.5倍，低温下仍能保持良好的制热效果。当热泵高功率运转，迅速接近所设定的温度后，压缩机便在低转速、低能耗状态运转，仅以所需的功率维持设定的温度。这样不但温度稳定，还避免了压缩机频繁地开开停停所造成的对寿命的衰减，而且耗电量大大下降，实现了高效节能。

1、软启动节能，减少对电网的、压缩机的冲击；

2、提高功率因数，降低无功损耗；

3、减少开停机次数，减少启动损耗，减少重新启动时必须消耗的建立压力差的损耗！

三、直流变频热泵的智能除霜准确性

空气源热泵是否节能，很大程度上表现在除霜控制上。研究结果表明，在不同的工况下，空气侧换热器的结霜情况是不同的。在空气温度一定时，相对湿度越大，结霜越严重，融霜的时间间隔越短；在空气相对湿度一定时，0?C工况的结霜比-4?C工况的结霜严重。

低温条件下作制热运行时的除霜，就是为了防止因霜层积聚恶化蒸发器的换热过程。显然，定频空气源冷热水机组除霜控制方法的时间控制法是不符合霜厚度随时间的变化规律的。同样，许多生产厂家虽采用时间—温度控制法，但还是采用统一固定的除霜启动值和除霜时间值，因此由于空气温度、相对湿度的不同，结霜的厚度不同，除霜效果也就不一样。

结霜规律的正确预测和掌握，才是保证除霜效果良好的前提。理想的除霜程序应该是既能在霜层积聚时及时除霜，又不存在无霜时作无效除霜运行。要达到这个理想效果只有变频压缩机才能做的更到位、更好。“热立方”节能舒适型-分户供暖制冷系统采用的直流变频压缩机，结合电子膨胀阀具有流量调节范围宽、控制精度高、响应速度快和可以采用计算机控制等特点，可以实现智能除霜控制和自适应模糊除霜控制。

智能除霜控制系统的优点在于可根据实际需要进行除霜，且不受人为因素的干扰，压缩机损耗小，因而延长压缩机的寿命；模糊除霜控制算法给出除霜循环的触发信号，通过对除霜过程中热泵机组状态的监测，对上一次的控制量进行校正，这样可使除霜控制自动适应环境参数的变化，提高除霜控制水平。

正因为变频热泵具有以上优点，才能使供暖、制冷和生活热水三联供系统具有能量调节能力与热负荷变动范围大相适应的特性，以适应家庭使用的随意性，无规律性和热负荷差异较大的特点，做到精致调节，使用户在高性能比、低能耗的同时享受舒适的生活。