我国北方城镇集中采暖最主要的系统形式为燃煤锅炉和热电联产系统，以燃煤系统为主的方式会造成大量二氧化碳排放，2009年我国集中供热的二氧化碳排放占我国排放总量的44%【1】。此外燃煤锅炉排放的PM2.5、NOx、和燃气锅炉排放的NOx，也被认为是导致雾霾天气的直接和间接因素之一。北方冬季寒冷地区的而采暖方式急需改善。在2016年的中央领导财经会议上，将“推进北方清洁取暖”放在民生大事的首位。燃气壁挂炉、电暖、等方式纷纷出现，但是却各有其明显弊端：燃气壁挂炉开取暖费用高，电暖制热效能低，集中供暖不但制热效能低，而且会排放污染气体。为了探寻符合“资源节约型、环境友好型”的取暖方式，广大学者不断努力。终于，热泵的研究进入正轨。

热泵技术是从热力学第二定律出发，利用一部分高位能源（煤、石油、电能等）来提升另一部分低位热能（空气、水、土壤、太阳能，工业废热等），以达到节约高位能源的目的【2】。可以说，热泵技术既节约了能源，又减少了污染，是目前最符合发展的取暖方式。热泵按热源来源主要分空气源热泵、土壤源热泵、水源热泵三种。而结和北方冬季温度低，环境干燥等特点。

目前我国在空源热泵行业推出很多政策，志在加强空气源热泵的推广。国家发改委、城乡建设部、国务院办公厅等纷纷出台过相关的政策和要求。在地方的空气源热泵推广上，各地也纷纷出台了相关惠民政策，安装空气源热泵政府进行相应经济补贴等等。

在末端供热设备上，目前主要的末端供热设备有：散热片，地暖，风机盘管等【3】。而最适合北方冬季取暖的无疑是地暖。地暖虽然初装费用相对较高，但是运行费用低，散热均匀，而且不需太高的水温（进水温度在50℃以下，出水温度四十度左右即可满足），另外由于地暖设备埋于地下，节省了居室空间。这样不需要高水温，健康舒适，又节约空间的末端取暖设备最适合空气源热泵不过了。相信，在煤改电政策的推行上，“空气源热泵—地暖”取暖系统肯定会受到北方地区中小型用户欢迎。

2  空气源热泵系统工作原理

2.1 空气源热泵系统简介

空气源热泵机组包括空气/空气热泵机组和空气/水热泵机组。本文设计的空气源热泵-地暖冬季取暖系统属于空气/水热泵机组。

系统主要部件有蒸发器（空气侧换热器）、压缩机、冷凝器（水侧换热器）、储液罐、气液过滤器、膨胀阀等结构，系统设计过程考虑到系统保护等还会设计各种调节阀等装置。根据机组容量，选配的压缩机也不同：本文设计的中小型用户空气源热泵空调系统因机组容量较小（35kW左右），故而选用涡旋式压缩机。系统工质主要有R134a、R22、R407C、R410等，本文系统所用的工质为R407C。该工质是由R32、R125、R134a混合而成,制冷剂相对更环保，制热效能可达到5左右，非常适合该系统。

其基本工作原理是工质在空气侧吸热变为饱和或过热气体；在压缩机的压缩下进一步升温变成高温高压气体；然后高温高压气体进入冷凝器完成换热，变为饱和或过冷液体；出冷凝器后重新进入储液罐，完成一次循环并等待下一次循环。新工质则准备通过冷凝过滤器和节流阀进入蒸发器进行下一次循环。

2.2  空气源热泵系统的构成

2.2.1  系统构成

空气源热泵地暖系统是一款空气/水热泵系统，分为室外部分和室内部分。室外部分为装配一体机：其中包括：蒸发器，压缩机，冷凝器，储液罐，过滤器，胀阀等主要部件。室外部分内部原理图如图2.1

2.1.2  主要部件的功能