①课题来源与背景：直凝式空气源热泵地暖机组要能在包含北方寒冷地区在内的广大区域内解决利用空气能热泵为建筑直接采暖，打造利用可再生能源的高效、简便、安全的新型采暖系统，必须解决空气能热泵在低温下效率降低、有效自动控制和地暖管道系统的优化设计问题。

②技术原理及性能指标。（1）规划机组分类：最冷月平均温度在 0～-10℃之间，且日平均温度≤5℃的天数每年在 90~145 天之 间的寒冷地区，包括北京、太原、西安、大连等在内的地区，历史最低温度一般不低于-25℃，迫切需要采暖，但同时常规空气源热泵效率十分低下。为此将直凝式空气源热泵地暖机组分为低温直凝式空气源热泵地暖机组和常规直凝式空气源热泵地暖机组，分别满足-25℃条件下仍能正常工作，以及-5℃条件下仍能正常工作的要求，以便高效低投入地满足寒冷地区和长江中下游及以南地区的不同条件。（2）热泵关键设备开发：开发低温开发喷气增焓的准二级压缩带经济器的空气源热泵，解决低温状态下压缩机排气温度过高、制冷循环量下降、制热效率下降的问题。同时根据地暖无需较高温度的特点，研究选择可以运行于较低的冷凝温度和略高的蒸发温度的环保型混合工质，以提升机组效率，同时也改善结霜。（3）先进的综合化霜技术：常规采用四通阀换向除霜的方法所消耗的能源约占热泵总耗能的 10%以上。本项目根据空气源热泵结霜特点，研究采用特殊蒸发器结构设计，与模糊自修正除霜技术结合，降低除霜能耗，同时减少由于除霜造成的室内温度的波动。（4）与热泵紧密匹配的地暖管道：将地暖管道系统作为热泵的冷凝器，研究与其紧密配合所必须满足的压力、传热、流动阻力等方面的要求，同时使其满足埋于地下所必须考虑的防腐防漏及合适的工质流量分配要求。用仿真模拟方法对不同工况下各个部件的性能匹配进行反复考察研究，形成最佳匹配得出优化的管道材料、结构、布局等管道系统方案。（5）样机试制实验：在前述研究基础上制作低温直凝式空气源热泵地暖机组和常规直凝式空气源热泵地暖机组各一套，搭建试验房间进行实验，发现问题，找出缺陷，修正设计，最终得到直凝式空气源热泵地暖机组的成套设计方法。

③技术的创造性与先进性：（1）用地板采暖管道代替热泵机组的冷凝器，实现制冷工质在地暖管道内的直接冷凝，并以模块式结构和一体化组装进行直凝式空气源热泵地暖机组的产业化。该创新点直接导致地板采暖实现无泵无水无水箱的突破，同时避免了换热损失，提高了可用温差，可进一步提高空气源热泵系统效率，降低空气源热泵采暖的造价，增加用户的可用空间；
（2）采用防腐复合金属材料管代替现有的地暖塑料管或铜管，可满足热泵工质的压力要求，同时与铜管相比，管道材料费降低三分之二。

④技术的成熟程度，适用范围和安全性：“直凝式空气源热泵地暖机组关键技术及产业化研究”项目执行期间，产生 2项国内领先的新技术；新型产品 4 个；建立生产线 2 条；项目期间转化国内领先成果数量为 2 项，成果转化规模超 1000 万元；项目期间申报实用新型专利 8 件，均已获得授权；申报2个发明专利，其中1个已授权。

⑤应用情况及存在的问题：在项目实施期间，直凝式空气源地暖热泵机组先后于2013年11月12日在北京周口店猿人遗址地暖工程率先应用，首批30套机组用户反馈应用良好，故障率低于0.2%，实现收入113.1万元；2014年4月21日于江苏运河文化城投资开发公司达成合作，28套低温机组运行良好，运行环境温度可拓宽至--25度~43度，有效验证了负25度低温运行的可靠性，故障率低于0.1%，本项目实现收入61.64万元；2014年11月2日中标北京市房山区十渡镇西石门新村地暖项目，工程实施55套，经运行当个供暖季，运行费用比以往供暖设备低30%以上，项目实现收入138.02万元。截止至2015年项目验收，本项目实现收入1040.66万元。

⑥历年获奖情况：无。