空氣源熱泵供暖是“煤改電”的方式之一，由于空氣源熱泵的COP可以達(dá)到2.5以上，故其能源利用效率遠(yuǎn)高于直接電熱方式。
近些年，隨著
空氣源熱泵的技術(shù)創(chuàng)新，已經(jīng)可以生產(chǎn)出低溫空氣源熱泵熱風(fēng)機(jī)作為供暖專用機(jī)。對于黃河以北地區(qū)冬季干燥易結(jié)霜的問題，已可以通過有效的化霜措施解決結(jié)霜問題。針對冬季外溫過低的情況，可以通過雙級壓縮得到大溫差下的熱量提升，目前的低溫空氣源熱泵已經(jīng)可以做到在外溫-18℃下有效運(yùn)行，供熱季節(jié)COP達(dá)2.5~3.5。針對舒適感問題，可以改為下送風(fēng)，完全消除縱向梯度，甚至下熱上涼，無吹風(fēng)感。因?yàn)榭諝庑蜔岜媚┒税惭b方便，可以免維護(hù)，且空氣源熱泵更適合于間歇方式，預(yù)熱時間短，需要時可以很快達(dá)到室溫要求。
基于以上原因，農(nóng)村地區(qū)冬季采用空氣源熱泵熱風(fēng)供暖非常具有可行性。目前在京郊地區(qū)已經(jīng)有200戶以上的農(nóng)戶安裝使用實(shí)例，裝機(jī)費(fèi)用約為3500元/臺，每戶平均要裝3臺，供暖季室內(nèi)溫度基本維持在18~22℃，嚴(yán)寒期不低于15℃。
在外溫為-10℃時，COP仍能達(dá)到3，整個冬季用電量2000~3000kWh/戶[8]。本文給出京郊某兩個用戶的空氣源熱泵實(shí)際使用的用能情況。
北京地區(qū)采暖一般從當(dāng)年11月15日至次年3月15日，共120d。按照實(shí)測情況推算采暖季電耗，結(jié)果如表所示。
從表中可以看出，經(jīng)過保溫改造的2號示范戶，整個采暖季電耗為2612.1kWh，單位面積采暖季電耗僅為18.4kWh。即使是未進(jìn)行保溫改造的農(nóng)宅1號示范戶在熱泵連續(xù)運(yùn)行的情況下，單位面積采暖季電耗也僅為33.7kWh，這充分說明使用熱風(fēng)型低環(huán)境溫度空氣源熱泵的采暖費(fèi)用是非常經(jīng)濟(jì)的。
采用空氣源熱泵冬季供暖不但對農(nóng)戶具有經(jīng)濟(jì)性，而且作為虛擬電力調(diào)峰站，可以對京津冀電網(wǎng)進(jìn)行削峰填谷起到重要作用。具體實(shí)現(xiàn)的方案是為每臺熱泵安裝可以直接接受電力調(diào)控中心命令的控制器。通過手機(jī)信號可以通過電力調(diào)度中心向安裝在每個自然村的群控器發(fā)出控制狀態(tài)設(shè)置命令，這一命令再通過電力載波通訊，利用現(xiàn)有電力線把命令送到各臺空氣源熱泵的控制器。
由此可以實(shí)現(xiàn)從電力調(diào)度中心對每個自然村的全部空氣源熱泵的工作狀態(tài)設(shè)置，每臺空氣源熱泵增加的成本可以控制在100元以下。
通過調(diào)控的途徑設(shè)置每臺空氣源熱泵運(yùn)行在強(qiáng)行開啟運(yùn)行、強(qiáng)行停止、自行控制調(diào)節(jié)三種狀態(tài)之一。在電網(wǎng)調(diào)度中心可以根據(jù)電網(wǎng)負(fù)荷峰谷變化和風(fēng)電狀況向各個熱泵發(fā)出命令，使熱泵按照電力調(diào)峰的需要運(yùn)行。如果每臺熱泵連續(xù)接受“強(qiáng)開”或“強(qiáng)關(guān)”的命令不超過4h，房間溫度波動幅度不會超過2℃。優(yōu)化地組織分散在各地的海量的空氣源熱泵根據(jù)電力負(fù)荷狀況運(yùn)行，就可以在保證各座居住建筑滿足室內(nèi)舒適性要求的前提下有效地對電力進(jìn)行削峰填谷，幾百萬農(nóng)戶的熱泵供暖系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合就可以構(gòu)成一座虛擬的電力調(diào)峰站。
當(dāng)然，農(nóng)民的空氣源熱泵不能隨意被啟停，而是在合同下參加調(diào)控，并根據(jù)對電網(wǎng)調(diào)峰的貢獻(xiàn)得到適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償?？梢钥紤]每臺熱泵在被強(qiáng)開或強(qiáng)停時，電網(wǎng)公司根據(jù)時間和功率對用戶進(jìn)行經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償。采用這種價格模式而非傳統(tǒng)峰谷電價模式，可以使分布于各處的巨量空氣源熱泵相互協(xié)同對電網(wǎng)進(jìn)行精確的調(diào)峰。實(shí)現(xiàn)這種主動控制式調(diào)峰，其效果遠(yuǎn)優(yōu)于靠峰谷電價的“被動式”調(diào)峰。
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