热泵匹配地暖常见问题及优化方案
最近两年，空气源热泵很火，“热泵两联供”超燃，两联供市场不仅在南方地区高歌猛进，在北方地区也呈现出冉冉上升的趋势，众多商家纷纷转战于此新兴应用市场。然而，产业的积累沉淀、从业人员的专业水平能否跟得上市场发展的脚步？目前“热泵两联供”在安装和使用中存在的问题都有哪些？如何解决？近日，热泵在线特别邀请重庆温馨时代暖通设备有限公司总工程师，重庆五一技师学院建筑设备安装专业校企合作召集人郭春雨就上述问题进行讲解：
热泵匹配地暖常见问题及优化方案
1“热泵两联供”何以如此火爆？
据郭老师讲述，“热泵两联供”市场的迅速崛起主要得益于几个方面：一是空气源热泵技术日渐优越，产业规模不断增大，系统的优越性得到了社会和消费者的高度认可，空气源热泵冷暖热系统应用成为增幅最快的暖通应用板块；二是地暖技术的成熟和发展，使得空气源热泵这种低温热源作为采暖系统的高效热源得到了充分的体现；三是社会的不断进步，消费诉求的不断提升，冷、暖、热的刚性需求为热泵应用市场发展提供了广阔的市场空间。
随着两联供市场的突起，国内很多暖通公司为迎合市场和消费者需求，纷纷涉及这项业务。但是由于大家对热泵工况及低温热水辐射地板采暖工况的了解不够，使得应用中也出现了许多问题。因此我们需要讨论如何优化和提高热泵匹配地暖系统，充分发挥热泵结合地暖系统高效节能和舒适的优势。
2优化热泵匹配地暖系统是热泵地暖成功的必要条件
郭老师指出，在热泵地暖系统的应用中，我们形容热泵主机是“大流量、小温差”（热泵工况△T=5K），而地暖末端则是“小流量、大温差”（地暖工况△T=10K）。相比较壁挂炉地暖系统而言，热泵地暖系统需要更大的循环流量，热泵作为热源需要的流量相当于壁挂炉热源设计流量的5倍。
由于热源与末端的不匹配，热泵地暖系统的最初应用也同样出现了大量的应用失败案例，这甚至是早期一些大型企业推广热泵地暖系统不利的主要原因。因此，我们需要认真了解热泵热源工况及地暖末端工况，精确水力计算和合理建构热泵地暖系统，只有这样才能够充分发挥热泵节能效能和地暖舒适效果的目的。
3热泵应用于地暖系统中的常见问题分析
热源与末端的不匹配，就会产生很多问题，在讲解中，郭老师针对当前热泵应用于地暖系统中，由于不匹配而出现的常见问题进行了一一归纳分析：
1、热泵主机频繁启停：由热泵直供地暖末端，热泵内置循环泵作为系统循环动能。由于热泵主机自身阻力损失较大及地暖系统阻力损失较大，系统的总阻力损失是很大的。如果系统水力设计及管路设计不合理，就会出现主机热泵循环动能不足，造成系统流量不足，机内换热不充分，无法有效交换热量，主机保护停机。
2、热泵进回水温差大：在热泵直供地暖系统中，由于系统阻力损失大，如地暖盘管过长、地盘管管径过小，以及阀门配置不当或管路系统施工不合理等，都会造成系统阻力损失过大。而热泵循环动能不足，使得系统流量过小，造成热泵进回水温差过大
3、热泵出力不足：常见的热源与末端直供的地暖系统，如果系统总阻力损失过大，或是水泵配置过小循环不足，都可能造成热泵主机出力不足（输出功率不足），热输出能力下降。
4、系统能耗高：循环不足、频繁启停，以及热泵长期运行在低负荷状态下都会造成热泵不能输出有效热量，能源利用率低、能耗高。另外热源与末端匹配不好，水力失调，局部过流、局部欠流也是造成热源“能量”不能有效转换成为末端“热量”的问题，造成系统能耗高。
5、系统故障率高：（1）在热泵地暖系统的应用中，施工单位调试中发现系统运行情况不佳，通常采用增加外置循环泵的方法，如果还是循环效果不佳，就更换高扬程水泵强行驱动；（2）如果外置泵与热泵内置泵参数不同还易造成水泵冲突，影响热泵内置泵使用寿命；（3）串联水泵扬程过高还会造成三通切换阀工作压差增大，三通阀会出现啸叫、共振等问题，三通阀故障率增加；（4）如果是分室控温地暖，或是客户部分区域使用，只开一个或两个末端环路的情况下，环路水阀两端压差过大，易产生共振、啸叫等问题，阀门也容易出现的故障。
6、热泵系统效率低：（1）热泵在高温工况条件下效率低。（2）热泵主机长期工作在低负荷（部分负荷）状态下，运行效率低。（3）热泵采暖系统中，水泵的配置也是影响系统综合效率的因素之一。
7、地暖局部不热：地暖局部不热的情况是很常见的现象，比如两层建筑，分别给每层供热都可以升温，而全部供暖时则会有一层不热，或者是整体供暖时有局部不热。这主要还是循环不足，或者水力失调，造成局部循环不畅，无法将热量带到需要升温的空间。
8、地暖升温慢：地暖升温慢的主要原因就是系统循环不足造成的热泵出力不够，影响了输出功率。
4热泵与低温热水地暖系统优化方案
由上可见，由于热源与末端的应用冲突，将会造成诸多问题，因此郭老师表示，过去的热泵直供地暖末端的形式是不合理的，需要对系统进行合理匹配和优化。至于如何进行优化，郭老师具体提出了以下具体指导意见：
1、做二次系统：（1）为克服热泵主机与地暖末端的工况冲突，采用二次系统将系统“分割”成为热源侧和末端侧；（2）末端侧（二次侧）循环动能可以根据末端计算参数配置，遵循满足设计流量条件下配置最小动能原则，既可以降低水泵功耗，也可以控制过大水泵带来的成本增加和噪音增大等问题。（3）末端侧（二次侧）负荷变化时热源侧（一次侧）只改变工作时长，流量不变、温差不变，这样也有利于延长热源设备寿命。
2、动力分散系统：在别墅等大面积分户供暖系统中，由于末端侧（二次侧）采暖面积大，需要的循环流量较大。如果配置较大的末端侧（二次侧）循环动能，在部分使用或小面积供暖时，就会出现啸叫、共振等噪音，以及局部过流等问题，不利于节能，还会使得水泵电功耗无谓浪费和出现过载的可能。可以将较大的末端侧（二次侧）分解成两个或是多个末端侧（二次侧），分别配置循环动能，水泵选型应遵循“满足设计流量的最小动能”原则。
3、总线控制系统：分室控温的地暖系统，设计二次系统和动力分散系统后，系统的智能化控制就非常必要了，我们建议采用总线温控系统。
郭老师最后表示：通过混水系统、二次系统、动力分散系统及总线温控系统是较好的解决系统冲突的方法，但也会使得系统复杂化、系统成本增加，这就需要地暖行业相关单位、企业共同努力，提高地暖系统的部品化和总成化，并通过教学、培训的方法来提升行业技术水平。同时还需要行业制定相关设计、施工的标准，提高准入门槛，防止失败案例的负面影响，提升行业的整体形象。
