进入冬季后,不少酒店、民宿、公寓和办公楼宇的管理人员都会遇到同一个困扰:空气源热泵热水系统(或热泵采暖系统)的制热效果明显变差——热水出水温度上不去、水箱加热时间变长、电费却不降反升。尤其是在上海这样的长江中下游城市,冬季湿冷、阴雨天气多,空气源热泵的制热衰减问题每年11月到次年3月都会集中出现。
先给结论:空气源热泵制热效果下降,通常与换热器结垢、蒸发器翅片脏堵、结霜化霜异常、制冷剂不足或泄漏、水系统流量不足等因素有关,多数情况是多种原因叠加的结果。本文从空气源热泵的工作原理出发,结合商用热水系统的实际运维经验,把常见原因、判断方法和解决办法一次讲清楚,供设备管理者和后勤负责人排查参考。

图1 屋顶“太阳能+空气源热泵”复合热水系统(现场实拍)。热泵机组从空气中取热,为储热水箱补水加热,是冬季热水供应的主要热源设备。
空气源热泵制热时,制冷剂在冷凝器内将热量传递给水。如果补水水质硬度较高、系统未设置软化处理,换热器内壁会逐渐结垢。水垢的导热系数远低于金属,即使只有薄薄一层,也会明显降低换热效率,导致同样工况下出水温度上不去、机组运行时间延长。在酒店等热水用量大、补水频繁的场所,这是制热效果下降最常见的原因之一。
机组室外机(蒸发器)依靠空气流过翅片表面带走热量。如果机组安装在灰尘大、油烟重或靠近绿化带的位置,翅片间容易积灰、缠绕柳絮和杂物,空气流通受阻,蒸发器吸热量下降,制热能力随之衰减。长期不清理的机组,翅片表面还可能被灰尘油污糊住,甚至出现局部结霜异常。
冬季空气源热泵蒸发器表面结霜是正常现象,机组会自动进入化霜程序。但如果化霜传感器失灵、化霜逻辑设置不当,或者机组安装位置通风不良,就会出现结霜过厚、化霜不净、频繁化霜等问题。化霜期间机组停止制热且消耗电能,频繁化霜会明显拉低制热效果和运行能效。
制冷剂是热泵循环的“血液”。系统出现泄漏点(常见于铜管焊接处、阀门接口、喇叭口)后,制冷剂缓慢流失,机组制热量下降、运行压力异常,严重时压缩机还会因回气温度过高而报警停机。制冷剂不足通常伴随“制热慢、出风不热、运行电流偏低”等表现,需要通过专业检漏和定量加注解决,不能简单“补氟”了事。
压缩机是热泵的“心脏”,长期运行后,机械磨损、电机绝缘下降、启动电容老化等问题都会使压缩机的实际做功能力下降。此外,三相电压不平衡、频繁启停、缺相运行也会加速压缩机劣化。压缩机异常通常伴随异响、震动、运行电流异常等表现,需要专业人员用钳形表、压力表等工具检测确认。
热泵制出的热量需要依靠水循环带走。如果水泵扬程不足、管路设计不合理、过滤器堵塞或阀门未完全开启,水流量偏低,机组换热不充分,会出现“机器运行正常但热水出水量小、水温不稳”的情况。上海不少老楼改造的热水系统管路长、弯头多,水流量问题尤其需要重视。
从机组到储热水箱、再到各用水点,沿途管道如果保温层破损、受潮或脱落,热量会在输送过程中大量散失。冬季环境温度低,管路热损失成倍放大,用户端的直观感受就是热水“不经用”、水温下降快。
出水温度设定过低、回差设置不合理、定时补水时段与用水高峰冲突等参数问题,也会造成“制热效果差”的错觉。此外,水温传感器、化霜传感器、压力传感器漂移或损坏,会让机组误判工况,影响制热逻辑的正常执行。
空气源热泵的制热量随环境温度下降而衰减。当室外温度很低时,机组从空气中提取热量的难度加大,制热能力明显下降,这是热泵的物理特性,并非设备故障。GB/T 25127.1—2020《低环境温度空气源热泵(冷水)机组 第1部分:工业或商业用及类似用途的热泵(冷水)机组》适用于以空气为热源、能在不低于-25℃环境温度下制取热水的低环境温度机组;而普通常温型机组在0℃以下的制热衰减会更明显。
要理解制热效果为什么下降,先要明白空气源热泵的工作原理。热泵基于逆卡诺循环:压缩机把低温低压的制冷剂蒸气压缩成高温高压气体,高温制冷剂在冷凝器中把热量传递给水,自身冷凝成液体;液态制冷剂经节流装置降压降温后进入蒸发器,吸收空气中的热量汽化,再回到压缩机,如此循环往复。整个过程消耗一份电能,可以从空气中搬移数倍的热量,制热效率用性能系数COP表示,即COP=制热量÷消耗功率。在标准工况下,性能良好的空气源热泵COP通常能达到3.0~4.0,也就是消耗1千瓦电可产生3~4千瓦热量。
从这个循环可以看出,制热能力取决于三个环节:蒸发器从空气中吸热的能力、压缩机做功输送热量的能力、冷凝器向水传热的能力。任何一个环节“受阻”——翅片积灰、制冷剂不足、换热器结垢——整条循环的制热量都会下降,COP也会同步降低,表现为“同样耗电、产热变少”。
冬季制热衰减还与结霜、化霜直接相关。当环境温度在0℃上下、空气湿度较大时,蒸发器表面极易结霜,机组需要周期性停机化霜。化霜期间机组不产热,还要消耗电能,化霜越频繁,实际制热能力和能效越低。上海的冬季恰恰是“低温加高湿”的典型气候,阴雨天、大雾天多,热泵机组结霜压力大,这也是冬季上海地区热泵制热效果普遍打折扣的重要原因。
空气源热泵的维保应该前置,而不是等“不热了”再处理。建议按三个时间节点安排:供暖季或热水高峰期前(10至11月)做全面检查保养;运行中期(次年1至2月)做运行巡检;高峰期结束后(3至4月)做清洗收尾,为下一个冬季做准备。酒店、公寓等全年热水需求稳定的场所,建议维保频率不低于每半年一次。
1. 清洗水侧换热器与管路:根据水质和运行时间定期除垢清洗,必要时采用专用除垢剂循环清洗;水质硬度较高的项目建议加装软水装置或电子除垢设备。
2. 清洗蒸发器翅片:用高压水枪或压缩空气从内向外吹扫翅片,去除灰尘、柳絮和油污;注意水压不可过大,避免翅片倒伏变形。
3. 检查制冷系统:由专业人员通过压力表、温度计判断制冷剂是否充足、运行参数是否正常;发现泄漏必须找到漏点修复后再定量加注,不能只“补氟”。
4. 检查水系统:清洗Y型过滤器、检查循环水泵电流与扬程、核对阀门开度,确保水流量在设计范围内。
5. 检查保温与电气:修补破损保温层;检查电气接线、接触器触点、传感器状态和压缩机运行电流。
合理设置出水温度,商用热水一般设定50~55℃即可,不必追求过高;根据用水规律设置定时补水与保温时段,避免高峰时段机组带病运行;冬季长期停用时要做好防冻排水,防止换热器冻裂。
图2 热泵热水系统的储水箱、电控柜与管路配套(现场实拍)。水系统与电气控制的运行状态,直接影响制热效果和运行能耗。
如果机组出现以下情况,建议联系专业的空气源热泵维保团队上门检测:制热能力明显下降且自行清洗后无改善;机组频繁报警、异响、震动;制冷剂压力异常或明显缺氟;压缩机启动困难、运行电流异常。专业团队会使用制冷剂检漏仪、压力表、钳形表、红外测温枪等工具做系统排查,避免“头痛医头、脚痛医脚”。
图3 维保人员正在屋顶对热水储水设备进行检修跟换作业(现场实拍)。定期巡检是保障系统冬季稳定制热的重要环节。
2025年冬季,上海某连锁酒店反映客房热水出水温度长期只能维持在42℃左右,明显低于55℃的设定值,水箱加热时间也比开业初期延长了近一倍。维保人员按“先查运行参数、再查制冷系统、后查水系统与空气侧”的顺序排查,过程如下:
第一步,读取机组运行参数,发现两台主机运行正常但排气压力偏低,初步怀疑制冷剂不足;
第二步,对系统全面检漏,在铜管焊接处找到一处微小漏点,补漏后按标准定量加注制冷剂;
第三步,检查发现水侧换热器结垢明显,同步安排除垢清洗;
第四步,清洗蒸发器翅片,并清理机组周边堆放的杂物,改善进风条件。
处理完成后,热水出水温度恢复到设定值,水箱加热时间明显缩短,机组运行电流恢复正常,月度电费较维修前显著下降。这个案例说明,制热下降往往是多种原因叠加,只有按顺序系统排查,才能根治问题、避免反复维修。(注:以上为该类项目的典型情形,具体数据以实际检测为准。)
不一定。制冷剂不足只是原因之一,换热器结垢、翅片脏堵、水流量不足、传感器故障等都可能导致出水温度偏低。建议先做系统检查,不要盲目“补氟”,以免掩盖真实故障甚至造成压缩机损坏。
一般建议每年至少清洗一次蒸发器翅片和换热器;灰尘大、油烟重的环境或用水硬度高的场所,建议每半年一次。高峰季节使用频繁的商用系统,可结合维保合同安排定期巡检。
不是。结霜是空气源热泵冬季运行的正常现象,机组会自动进入化霜程序。需要关注的是化霜异常:结霜过厚、化霜时间过长、频繁化霜。出现这些情况时,应检查化霜传感器、化霜逻辑设置和机组安装环境。
会。制热能力下降而热负荷不变时,机组运行时间延长;换热效率降低时COP同步下降,产生同样的热量需要消耗更多电能。因此“制热差”和“电费高”往往同时出现,及时维保不仅能恢复水温,也能控制运行成本。
正常范围内会有衰减。上海冬季湿冷,热泵结霜频繁,制热能力下降是物理特性。但如果衰减幅度明显超出往年同期水平,或出水温度长期达不到设定值,就应排查是否有结垢、缺氟、脏堵等可修复的问题。对严寒地区或制热需求大的项目,可考虑“热泵加燃气或电辅”“太阳能加热泵”等多能互补方案。
空气源热泵制热效果下降,绝大多数情况下不是某个“神秘故障”,而是换热器结垢、翅片脏堵、结霜异常、制冷剂不足、水流量不足、保温破损等因素中的一种或多种在起作用。掌握“先查参数、再查制冷系统、后查水系统与空气侧”的排查顺序,建立季节性维保机制,绝大多数问题都能在早期发现并低成本解决。
对于酒店、民宿、公寓等商用热水场景,建议把空气源热泵的定期维保纳入年度设备管理计划,选择有经验的专业团队,参照国家标准对机组进行规范化运行与维护,才能让热泵系统在整个冬季保持稳定、高效的制热表现。
1. GB/T 25127.1—2020《低环境温度空气源热泵(冷水)机组 第1部分:工业或商业用及类似用途的热泵(冷水)机组》,国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会发布,2021年4月1日实施,现行有效。
2. GB/T 25127.2—2020《低环境温度空气源热泵(冷水)机组 第2部分:户用及类似用途的热泵(冷水)机组》,现行有效。
3. GB 19577—2024《热泵和冷水机组能效限定值及能效等级》,2024年发布,2025年2月1日实施,代替GB 37480—2019等标准,现行有效。
4. GB/T 21362—2023《商业或工业用及类似用途的热泵热水机》,2023年发布,2023年10月1日实施,现行有效。
5. GB/T 23137—2020《家用和类似用途热泵热水器》,2020年发布,2020年11月1日实施,现行有效。
6. GB 50736—2012《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》,住房和城乡建设部发布,2012年10月1日实施,现行有效。
上海东恩晖节能专注商用空气源热泵热水工程,提供酒店、学校、工厂等场景空气能设备维修、故障检测、维护保养及系统优化服务。
如遇空气能设备出现不制热、水温不足、主机报警、冬季运行异常等问题,可联系专业技术人员进行检测处理。