空气源热泵在广播电视转播台站中的应用实践与探讨

尹广奎 周伟明

1．2．通辽市微波总站 内蒙古 通辽市 028000

1 引 言

广播电视既是新观念、新理念的舆论宣传阵地，更是新政策、新观念的践行者，通辽微波站引领新理念、应用新技术、倡导新生活，应用空气源热泵技术解决偏远广播电视台站供暖、制冷、热水供应问题。

通辽市微波总站下辖6个基层微波站，其中5个站地处偏远、交通不便、条件艰苦，台站夏季采用空调降温，冬季自烧锅炉取暖，存在日常维护、维修、防火、人工等诸多问题，同时也存在安全隐患。如何改变供暖方式，节省人力财力，经多次探讨，认定空气源热泵产品能够解决台站供暖问题，同时还能解决机房降温、台站热水供应问题。

2 空气源简介

空气能，是指空气中所蕴含的低品位热能量。根据热力学第二定律，热量不可能从低温热源传到高温热源而不引起其他变化。所以，在不消耗外界能量的基础上，空气是不能够被利用的。空气源热泵采用逆卡诺原理，以极少的电能，吸收空气中大量的低温热能，通过压缩机的压缩变为高温热能，传输至水箱，加热热水，具有能耗低、效率高、速度快、安全性好、环保性强的特点。原理如图1所示。

图1 空气源热泵工作原理图

空气源热泵并不是在利用空气源驱动，而是用电能或者热能驱动，空气源热泵可以应用到制热、采暖、制冷、烘干等多个领域。空气源热泵不仅能充分满足一年四季的采暖制冷需要，而且与传统的采暖制冷方式相比，空气源热泵具备节能环保、清洁稳定等多种优势。

空气源热泵采暖系统的组成是由放置于室外的空气源热泵主机，在室内安装地暖末端或暖气片、风机盘管和智能控制器。空气源热泵工作时收集室外空气中的能量，加热地暖采暖需要的低温热水，通过循环水泵送入室内低温辐射加热系统，均匀加热室内地面，达到采暖目的。夏季可做空调、冬季可供暖气，并能供应台站热水，做到一举多得。

3 空气源的应用实践

台站冬季采暖的时候，空气源热泵先是调整热泵的换向阀工作位置，使压缩机排出的高压制冷剂蒸汽经换向阀后流入室内蒸发器，制冷剂蒸汽冷凝时放出的潜热，将室内空气加热，达到室内取暖目的，冷凝后的液态制冷剂，从反向流过节流装置进入冷凝器，吸收外界热量而蒸发，蒸发后的蒸汽经过换向阀后被压缩机吸入，完成制热循环。

空气源热泵传热工质是一种特殊物质，常压下其沸点为零下40℃，凝固点为零下100℃以下，该物质冷的时候是液体，但很容易被蒸发成气体，反之亦然。在实际运行中，空气源热泵中传热工质的蒸发极限温度为零下20℃左右，因此5℃的环境温度对如此低的温度也是“热”的，甚至下雪的温度相比之下也是热的，因此，仍可交换一些热能。

空气源热泵设备采用电脑自动控制，无需人工操作。把空气源热泵供暖系统放置在机房内，可满足、维持冬季室内工作人员日常取暖，夏季机房制冷，而且电带动设备转动产生的冷风可以给机房内的设备进行降温，在冬季机房内完全不用再花费额外的电费运行空调，一举两得。空气源热泵供暖、制冷、热水系统示意图如图2所示。

图2 空气源热泵供暖、制冷、热水系统示意图

通辽微波5个基层站安装了空气源热泵设备，有效解决了台站供暖、制冷、热水供应的问题，同时也解决了蔬菜大棚的供暖，在海拔859米的通辽罕山微波站一年四季都能吃到蔬菜，在寒冷的冬季也能保障菜园温度恒定，特别是在新冠疫情防控时期，因为封村封路，不能按时交接班，有了蔬菜暖棚，保证了台站蔬菜的供应。

4 设备特点

4.1 适用范围广

因为空气源热泵主要使用空气中的低温热量制热，因此从理论上来说，只要有空气的地方，空气源热泵就能使用，不受天气、环境等因素影响，基本上能满足我国北方大多数地区的冬季采暖需求。

4.2 节能效果突出

空气源热泵并非采用“电—热”转换的方式制热，因此空气源热泵制造热水的效率非常高，每耗电1kw平均可以产生4kw的热能，是电热水器的4倍，太阳能热水器的2倍。非常符合我国能源、社会、环境可持续发展的战略方针，空气源热泵采暖无任何排放物，环保节能、水电隔离、无安全隐患，能效比COP值最高可达3.66，与直接电地暖相比，节能效果显著。

4.3 保障安全

空气源热泵工作时不需要烧煤、燃气、汽柴油等，无排放，设备水电分离，不存在诱发火灾、爆炸、中毒、触电等安全隐患，有力提升了台站消防安全。

4.4 舒适度高

空气源热泵的采暖末端主要是地暖、地暖机、风机盘管。地暖是一种舒适度非常高的采暖方式，热气自地表由下而上均匀上升，并逐渐递减，给人脚暖头凉的舒适感，符合我国传统医学“温足凉顶”的健身理念。

4.5 实用性强

实现微波站冬季室内温度恒定，为台站人员的办公、生活等提供了一个干净整洁、温度适宜的工作环境。而且空气源热泵可自行控制、自行调节室内温度，合理有效地利用了资源，真正实现了按需采暖、科学采暖的理念，节约人力和资金。

5 与其他供暖方式的比较

5.1 传统用煤供暖方式

每到冬季需要进行购置煤块，需要有足够的空间放置，会占用房屋资源，还有火灾隐患。用煤取暖不能控制室内恒温，需要在后半夜进行补充煤块，在后续过程中需要及时处理煤灰，无形中增加值机人员的工作量和台站费用。

5.2 电锅炉供暖方式

电锅炉供暖具有超清洁环保的特点，不存在空气污染，舒适性高，但适合面积较小的供暖面积，适合电价便宜的区域。前期投入较大，运行费用较高，不太适合利用低谷电蓄热供暖。电锅炉的能量来源完全依靠电能，耗费量大，整个供暖期是一笔不小的开销。电锅炉线路板比较多，倘若不注重产品的保养就极易使电锅炉出现电力老化或是短路情况，存在火灾隐患。

6 结束语

空气源热泵设备安装完工后，整体运行安全稳定，性能良好，从根源上杜绝了台站燃煤污染的安全隐患；为平时工作量大的值机人员提供了舒适清洁的采暖体验，增加了台站人员的幸福感；有效降低了能耗成本，减少二氧化碳排放，维护了台站周边地区美丽和谐的生态；为广泛开展节能减排活动，打造更多的绿色低碳行动做出了积极努力。