摘 要：空气热能作为可再生能源的新贵，有投资低，分布范围广，安装方便，使用方便，使用寿命长，维护费用低等优势。热源塔技术为空气热能的技术利用和推广增加了一个新的方向。

关键词：空气热能；热源塔；热源塔热泵系统

中图分类号：TU83 文献標识码：A 文章编号：1004-7344（2018）15-0230-01

1 空气热能纳入可再生能源的范畴

2015年11月25日下午，由住建部科技发展促进中心牵头召开的《空气热能在夏热冬冷地区建筑上的应用技术交流会》在常州成功举行。住建部科技司：正式认可将空气热能纳入到可再生能源范畴。

2 空气热能利用技术路径

空气热能利用的主要技术路径是采用空气源热泵技术获取空气热能并提供采暖和生活热水。空气源热泵（常见为蒸汽压缩式）一般由以下几个部分构成：压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器等。通过逆卡诺循环原理可知，热泵系统中工质重复一种固定的循环：压缩-冷凝-节流-蒸发-压缩周而复始。具体细节是低温低压工质蒸首先进入压缩机，并产生高温高压蒸汽，然后此蒸汽在冷凝器中冷凝放热变为高温高压液体，同时并将热量传递到热水，高温高压液体经节流阀节流降温降压后进入蒸发器，并在蒸发器的地方通过吸收周围环境中的热量蒸发成低温低压蒸汽并第二次进入压缩机。

3 热源塔应用原理及应用

3.1 热源塔原理

传热介质与空气在其中进行热交换并为热泵机组提供连续冷热源的塔式换热装置。冬季：利用冰点低于零度的载体介质，通过高效率的提取低温环境中高湿度空气的低品位热能，实现低温热能向高温热能的传递，达到制热目的。夏季：起到高效冷却塔的作用，利用水的蒸发散热，将热量排到大气中实现制冷。能源塔热泵系统，主要适用于冬季温度在-9℃以上的地区。

3.2 溶液防霜浓缩系统的原理

当喷射浓缩机检测到环境空气温度在1℃以下时，就会将冷凝水排水阀关闭，同时启动喷射浓缩机，此时就可以将溶液池溶液浓缩升压，升压之后的溶液通过控制阀进入喷射器向换热器喷射溶液，并与换热器接触产生水滴，然后滴入溶液盘中，汇总到溶液池。这就是一个完整的喷射和浓缩流程。待低温期过后采用浓缩装置分离水分。如果环境空气温度在1℃以上时，系统会自动关闭喷射浓缩机，打开冷凝水排水阀。此时不会启动喷射浓缩机。

3.3 自动加药系统分析

防冻液主要损失是飘失，此外当环境相对湿度较高时，热源塔会增大吸收空气中的水分，进一步将盐溶液稀释。所以，防冻液损失通常为两部分：飘失损失及结露损失。

另外，为防止盐溶液的浓度降低，我们需要定期和不定期的检测盐溶液的浓度，当浓度降低时，及时补充盐量，确保其在一个适当的浓度；自动加药装置可自动检测盐溶液的浓度，这样盐溶液的浓度就能够达到一个动态的平衡。

3.4 抗冻剂选择要点

抗冻剂又称阻冻剂，是一类加入到其他液体（一般为水）中以降低其冰点、提高抗冻能力的物质。抗冻剂有甲醇、乙醇、乙二醇、水溶性酰胺和氯化钙、盐水等。不同的用户可以根据自己的需要加以选择。在冬季抗冻剂加入量随着不同的环境温度而不同，抗冻剂的加入量能影响系统的能效比。

3.5 热源塔分类

3.5.1 闭式热源塔

循环介质一直都在管道内流动，不与外部空气相接触；换热器为铜管、肋片；喷淋装置主要用于喷洒防冻液，从而防止换热器表面结霜与结冰；喷淋装置内的防冻液与循环介质并不混合。其特点：通过使空气逆向流过低温高效肋片换热器的表面，形成传热面与空气之间的显热和潜热交换；因为闭式能源塔的高效换热器的管内防冻液依靠溶液泵强制循环，换热效率跟流速成正比，流速快，热效高。

3.5.2 开式热源塔

循环介质在管道内流动，在塔内经过喷淋装置喷淋到换热器上，与空气直接接触；换热器为填料（塑料、PVC、PP）；喷淋装置主要用于喷洒循环介质，从而循环介质。与空气相接触。其特点：防冻液直接与空气接触，溶液温度易受外界气象条件变化的影响使其冰点不断变化，需要定期启动溶液浓缩装置，管理非常麻烦。

3.5.3 混合式热源塔

部分循环介质通过塔内换热器，部分循环介质通过喷淋装置喷洒到换热器上，部分循环介质与空气直接接触。

4 结 论

从空气热能的技术研究路径分析，当空气源热泵机组在实际运行过程中，能效为COP>2.78时，机组一次能源效率超过100%。热源塔热泵系统在-5℃热源工况条件下热泵供热性能系数不低于COP=3.0，也符合可再生能源的要求。

热源塔技术作为其他可再生能源的有益补充，应用范围有一定局限性，目前研究的人员少，技术有待进一步研究突破，应用范围进一步拓宽。随着对热源塔的推广及示范项目应用，人们逐步对热源塔的技术有了一定的认可及接受。

参考文献

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[2]戚 飞，张新力，于 江，李丽琼，戚 骥.能源塔热泵系统及其应用简介.智能建筑与城市信息，2011（07），84～85.

[3]周小军，孙宏伟，钟晓梅.清洁能源——热源塔热泵技术的工程应用研究[J].中国洗涤用品工业，2017（01）：66～70.

收稿日期：2018-4-24

作者简介：陈敬祥（1982-），男，汉族，山东临沂人，本科，主要研究方向为暖通节能改造，热泵系统工程优化。