一种空气源热泵采暖设备适宜性区划方法

摘要

本发明提出的一种空气源热泵采暖设备适宜性区划方法，属于清洁采暖技术领域。首先根据待分析区域所属建筑气候区划的一级分区确定待分析空气源热泵采暖设备的适宜性区划指标，其次根据所确定的适宜性区划指标，获取相关的待分析空气源热泵采暖设备数据和待分析区域数据；然后对获取的待分析空气源热泵采暖设备数据和待分析区域数据依次进行数据缺失处理、数据清理、数据集成和数据变换的预处理；最后对预处理后的数据依次进行采暖安全与可靠性分析、采暖综合效益分析、用户调控性能分析后得到设备在待分析区域的采暖适宜性区划结果。本发明可为不同地区根据当地的气候特点和实际采暖需求选用适宜的空气源热泵设备进行采暖应用等提供重要决策依据。

说明书

技术领域

发明属于清洁采暖技术领域，特别涉及一种空气源热泵采暖设备适宜性区划方法。

背景技术

空气源热泵采暖是利用电能驱动，以创造室内舒适环境为目的，将室外环境空气(低位热源)中的热量转移至室内空间(高位热源)中去以实现房间采暖的一种采暖技术。该技术作为一种清洁高效的电采暖技术，近年来在我国北方地区，尤其是农村地区应用超过一百万户。这对于替代传统散煤采暖，实现北方农村地区冬季清洁采暖，促进北方地区大气污染有效防治具有十分重要的意义。

作为低位热源，室外空气虽然取之不尽，用之不竭，处处都有，可无偿获取，但受不同自然地理环境和气候条件的影响，空气源热泵技术的应用具有很强的区域性。例如在青藏高原地区，空气密度较低，加大了以空气对流为主要换热方式的空气源热泵热源侧(室外蒸发器)的换热难度；此外由于高海拔原因，导致电工电子设备和元件的绝缘强度降低，尤其是同时出现高相对湿度时情况更为严重，因而在这一地区应用的空气源热泵采暖设备需要重点考查其高海拔换热性能和设备的绝缘强度。又例如在长江中下游地区，冬季寒冷潮湿，空气源热泵热源侧(室外蒸发器)易结露、结霜，因而在这一地区应用的空气源热泵采暖需要重点考查其在易结霜条件下的运行性能。因此开展空气源热泵采暖适宜性气候区划研究，帮助采暖区各地根据当地的气候特点和实际采暖需求进行空气源热泵采暖技术经济分析以避免投资的浪费，以及为充分考虑和利用当地气候资源，进行空气源热泵技术优化和标准化提供科学依据具有重要理论意义和实际应用价值。

但目前在北方地区应用的空气源热泵采暖设备(以下简称“设备”，包括低环境温度空气源热泵热风机、低环境温度空气源热泵机组和低环境温度空气源多联式热泵机组等)的适用区域仅仅局限在建筑气候区划的第Ⅱ分区(含两个子区，Ⅱ_A和Ⅱ_B，均属于建筑热工设计分区中的寒冷地区)。而在相关产品标准制订时，也仅仅是选取该分区内几个典型城市气候条件作为应用工况环境。因此，设备是否能满足该分区内除已选典型城市外其他地方的实际采暖需求不得而知。此外，除建筑气候区划的第Ⅱ分区，其他有冬季采暖需求的第Ⅰ(含四个子区，Ⅰ_A、Ⅰ_B、Ⅰ_C和Ⅰ_D，均属于建筑热工设计分区中的严寒地区)、Ⅲ(含三个子区，Ⅲ_A、Ⅲ_B和Ⅲ_C，均属于建筑热工设计分区中的夏热冬冷地区)、Ⅵ(含三个子区，其中Ⅵ_A和Ⅵ_B属于建筑热工设计分区中的严寒地区，Ⅵ_C属于建筑热工设计分区中的寒冷地区)、Ⅶ(含四个子区，其中Ⅶ_A、Ⅶ_B和Ⅶ_C属于建筑热工设计分区中的严寒地区，Ⅶ_D属于建筑热工设计分区中的寒冷地区)等4个分区，共14个子区，目前尚无统一的空气源热泵采暖适宜性研究成果。每一个项目都要根据当地气候、实际需求等具体情况，进行具体方案设计和设备选型甚至是设备定制。

也即是说，到目前为止还没有针对空气源热泵采暖进行技术适宜性区划的一套成熟的研究成果及操作方法。这使得大量研究成果和应用更具经验性和特殊性，而其通用性还有待提高。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种空气源热泵采暖设备适宜性区划方法，使之能方便使用者快速了解待分析空气源热泵设备在区划范围内任意地方的采暖适宜性。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提出的一种空气源热泵采暖设备适宜性区划方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)确定待分析空气源热泵采暖设备的适宜性区划指标，具体包括：

1-1)将待分析空气源热泵采暖设备需要进行采暖应用的区域作为待分析区域，该待分析区域为一个具体地点的地理坐标，或者为有采暖需求的区域；

1-2)根据待分析区域所属建筑气候区划的一级分区确定待分析空气源热泵采暖设备的适宜性区划指标，该适宜性区划指标分为三类：采暖安全与可靠性指标、采暖综合效益指标和用户调控性能指标，不同建筑气候分区的空气源热泵采暖设备适宜性区划指标如表1所示：

表1不同建筑气候分区的空气源热泵采暖设备适宜性区划指标

建筑气候分区A采暖安全与可靠性B采暖综合效益C用户调控性能第Ⅰ分区A1、A2、A4、A5B1、B2、B3C1、C2、C3第Ⅱ分区A1、A2、A5B1、B2、B3C1、C2、C3第Ⅲ分区A1、A3、A6B1、B2、B3C1、C2、C3第Ⅵ分区A1、A2、A4、A5、A6B1、B2、B3C1、C2、C3第Ⅶ分区A1、A2、A4、A5B1、B2、B3C1、C2、C3

表中，

A1为不同温度运行性能，用于考查待分析空气源热泵采暖设备在待分析区域累年年极端最低气温环境下是否能正常运行，以及考查设备在设计使用年限内的区域累年年最低气温各分段区间是否能保障无故障运行；

A2为低温启动性能，用于考查待分析空气源热泵采暖设备在待分析区域累年年极端最低气温环境下是否能正常启动并运行；

A3为高湿重霜环境运行性能，用于考查待分析空气源热泵采暖设备在待分析区域连续处于高湿重霜区间时是否可正常供热，设备制热量能否满足采暖热负荷；

A4为气候防护类型，用于考查待分析空气源热泵采暖设备是否满足待分析区域对设备防护类型和设备气候条件等级的要求；

A5为防静电性能，用于考查待分析空气源热泵采暖设备是否满足待分析区域对设备静电防护等级的要求；

A6为介电强度，用于考查待分析空气源热泵采暖设备是否满足待分析区域对设备介电强度的要求；

B1为制热季节性能系数(HSPF)，用于考查待分析空气源热泵采暖设备在待分析区域进行采暖应用的能效情况；

B2为细颗粒物(PM_2.5)减排量，用于考查待分析空气源热泵采暖设备在待分析区域进行采暖应用相对于典型民用燃煤采暖炉采暖的减排情况；

B3为投资回收期，用于考查待分析空气源热泵采暖设备在待分析区域进行采暖应用相对于典型民用燃煤采暖炉采暖的经济性情况；

C1为室内温度调节性能，用于考查待分析空气源热泵采暖设备给用户提供的室内温度调节方式，调节方式分为直接调节和间接调节，规定直接调节方式优于间接调节方式；

C2为分时分室调节性能，用于考查待分析空气源热泵采暖设备给用户提供分时分室调节装置的类型，该装置类型包括电子调节装置和物理调节装置，规定电子调节装置优于物理调节装置；

C3为间歇运行调节性能，用于考查待分析空气源热泵采暖设备在用户进行间歇运行调节时是否有设备防冻要求和防冻能耗，规定无防冻要求和防冻能耗的设备优于有防冻要求和防冻能耗的设备；

2)根据步骤1)所确定的适宜性区划指标，获取相关的待分析空气源热泵采暖设备数据和待分析区域数据；其中，不同适宜性区划指标对应的待分析空气源热泵采暖设备数据和待分析区域数据如表2所示：

表2不同适宜性区划指标对应待分析空气源热泵采暖设备数据和待分析区域数据

表中，

所述高湿重霜区间是指地面空气的气温在－6.0～+6.0℃，且相对湿度不低于75％的范围；

所述设备在不同室外温度、不同压缩机运行频率下的制热量和性能系数(COP)，其中，对于同一压缩机运行频率、不同室外温度的情况，两个相邻温度点的温差不超过10℃，而对于同一室外温度、不同压缩机运行频率的情况，两个相邻压缩机运行频率的差不超过20Hz；

3)对步骤2)获取的待分析空气源热泵采暖设备数据和待分析区域数据进行数据预处理，依次包括：数据缺失处理、数据清理、数据集成和数据变换；

4)对完成步骤3)的数据进行数据分析，得到待分析空气源热泵采暖设备在待分析区域的采暖适宜性区划结果，具体包括：

4-1)采暖安全与可靠性分析

将针对不同区域所属建筑气候分区按照步骤1)中表1选取的A1不同温度运行性能、A2低温启动性能、A3高湿重霜环境运行性能、A4气候防护类型、A5防静电性能和A6介电强度共6项区划指标中的相应项逐一进行分析，其中：

对所述A1不同温度运行性能指标进行如下判定：a)若设备能正常运行的最低气温低于或等于区域累年年极端最低气温，则待分析空气源热泵采暖设备适宜在待分析区域进行极端温度下的采暖应用，反之则不适宜；b)若设备在设计使用年限内平均每年在不同气温环境下的平均无故障运行时间(MTBF)分别大于或等于区域所对应的累年年气温分布时长，则待分析空气源热泵采暖设备适宜在待分析区域进行不同温度下的采暖应用，反之则不适宜；仅当a)、b)判定结果均为适宜时，才视为满足本指标要求，否则为不满足；

对所述A2低温启动性能指标进行如下判定：若设备能正常启动包括使用自带的低温辅助启动装置进行启动的最低气温低于或等于区域累年年极端最低气温，则待分析空气源热泵采暖设备适宜在待分析区域进行低温启动下的采暖应用，反之则不适宜；

对所述A3高湿重霜环境运行性能指标进行如下判定：若设备在单个除霜周期内的制热量大于或等于高湿重霜区间内区域典型建筑单位面积最大采暖热负荷需求，则待分析空气源热泵采暖设备适宜在待分析区域进行高湿重霜环境下的采暖应用，反之则不适宜；

对所述A4气候防护类型进行如下判定：若设备的防护类型和设备所适用的气候条件等级等于或更严于待分析区域的要求，则待分析空气源热泵采暖设备适宜在待分析区域进行满足气候防护条件下的采暖应用，反之则不适宜；

对所述A5防静电性能进行如下判定：若设备的防静电等级等于或更严于待分析区域的要求，则待分析空气源热泵采暖设备适宜在待分析区域进行满足防静电条件下的采暖应用，反之则不适宜；

对所述A6介电强度进行如下判定：若设备的介电强度等于或更严于待分析区域的要求，则待分析空气源热泵采暖设备适宜在待分析区域进行满足介电强度下的采暖应用，反之则不适宜；

4-2)采暖综合效益分析

将按照步骤1)中表1里所述B1制热季节性能系数(HSPF)、B2细颗粒物(PM_2.5)减排量、B3投资回收期共3项区划指标逐一进行计算，其中：

所述B1制热季节性能系数(HSPF)的计算过程如下：首先，利用逐时典型年气象参数，采用滑动平均法计算确定待分析区域采暖期，统计采暖期内需要制热的各室外温度的发生小时数；其次，利用区域典型建筑单位面积采暖热负荷及采暖室外计算温度，分别设定满负荷点和零负荷点，计算采暖期内需要制热的各室外温度条件下热负荷部分负载率和热负荷值；再次，利用设备在不同室外温度、不同压缩机运行频率下设备制热量和性能系数(COP)数据和前述热负荷计算结果，计算分别满足各温度条件下典型建筑单位面积采暖热负荷需求的设备输入功率；最后，再利用采暖期内需要制热的各室外温度的发生小时数、热负荷和设备输入功率，计算出制热季节总热负荷(HSTL)和制热季节设备耗电量(HSTE)，并进而得出待分析空气源热泵采暖设备在待分析区域进行采暖应用的制热季节性能系数(HSPF)；

所述B2细颗粒物(PM_2.5)减排量的计算过程如下：首先，利用区域典型燃煤采暖炉平均热效率、燃煤热值及前述计算出的制热季节总热负荷(HSTL)结果，计算得出采暖期内典型燃煤采暖炉的燃煤消耗总量；然后，利用燃煤消耗总量和区域典型燃煤采暖炉典型采暖过程细颗粒物(PM_2.5)排放因子，计算得出使用典型燃煤采暖炉进行采暖的细颗粒物(PM_2.5)排放量；最后，利用当年区域或全国火电机组平均供电标准煤耗及细颗粒物(PM_2.5)排放因子和前述计算出的待分析空气源热泵采暖设备在待分析区域进行采暖应用的制热季节设备耗电量(HSTE)，计算得到使用待分析空气源热泵采暖设备采暖的细颗粒物(PM_2.5)排放量，并进而得出待分析空气源热泵采暖设备在待分析区域进行采暖应用相对于使用典型民用燃煤采暖炉采暖的区域典型建筑单位面积减排量；

所述B3投资回收期的计算过程如下：首先，利用获得的区域燃煤价格、区域典型燃煤采暖炉系统初投资、区域典型燃煤采暖炉设计使用年限数据和前述采暖期内典型燃煤采暖炉的燃煤消耗总量计算结果，分别计算得出区域典型建筑单位面积燃煤采暖炉采暖的初投资费用年值和运行费用年值；然后，利用获得的待分析空气源热泵采暖设备初投资、设计使用年限、区域用电价格数据和前述待分析空气源热泵采暖设备在待分析区域进行采暖应用的制热季节设备耗电量(HSTE)计算结果，分别计算得出区域典型建筑单位面积使用待分析空气源热泵采暖设备采暖的初投资费用年值和运行费用年值；最后，基于两种采暖技术的费用年值计算结果计算得出待分析空气源热泵采暖设备在待分析区域进行采暖应用相对于典型民用燃煤采暖炉采暖的投资回收期；

4-3)用户调控性能分析

将针对不同区域所属建筑气候分区按照步骤1)中表1的C1室内温度调节、C2分时分室调节、C3间歇运行调节共3项区划指标逐一进行分析，其中：

对于所述C1室内温度调节，通过对步骤2)获取的相关数据进行分析，得出设备的室内温度调节方式类别，用于步骤4-4)适宜性分区；

对于所述C2分时分室调节，通过对步骤2)获取的相关数据进行分析，得出设备给用户提供分时分室调节装置类别，用于步骤4-4)适宜性分区；

对于所述C3间歇运行调节，通过对步骤2)获取的相关数据进行分析，得出设备在用户进行间歇运行调节时是否有设备防冻要求和防冻能耗，用于步骤4-4)适宜性分区；

4-4)适宜性分区，将利用上述各项区划指标的分析结果综合分析得到待分析空气源热泵采暖设备在待分析区域的采暖适宜性区划结果，具体步骤如下：

首先，考查设备采暖安全与可靠性，若所规定的采暖安全与可靠性区划指标完全满足指标要求时，则判定待分析空气源热泵采暖设备“基本适宜”在待分析区域进行采暖应用，若有不满足指标的情况，则判定待分析空气源热泵采暖设备“不适宜”在待分析区域进行采暖应用；

其次，对于设备“基本适宜”在待分析区域进行采暖应用的情况，考查其采暖综合效益，以判定设备“适宜”在待分析区域进行采暖应用或继续保持“基本适宜”在待分析区域进行采暖应用的结论，具体为：若设备制热季节性能系数(HSPF)不小于第一设定值，且细颗粒物(PM_2.5)相比典型燃煤采暖炉减排率不小于第二设定值，且相比典型燃煤采暖炉投资回收期不超过其设计使用年限，则判定待分析空气源热泵采暖设备“适宜”在待分析区域进行采暖应用，若三项条件不同时满足，则继续维持待分析空气源热泵采暖设备“基本适宜”在待分析区域进行采暖应用的判定；

再次，对于设备“适宜”在待分析区域进行采暖应用的情况，考查其用户调控性能，以判定设备“非常适宜”在待分析区域进行采暖应用或继续保持“适宜”在待分析区域进行采暖应用的结论，具体为：若设备的室内温度调节方式为直接调节方式，且设备给用户提供分时分室调节装置为电子调节装置，且设备在用户进行间歇运行调节时无设备防冻要求和防冻能耗，则判定待分析空气源热泵采暖设备“非常适宜”在待分析区域进行采暖应用，若三项条件不同时满足，则继续维持待分析空气源热泵采暖设备“适宜”在待分析区域进行采暖应用的判定；

最后，根据上述分析判定结论，整理得到待分析空气源热泵采暖设备在待分析区域的采暖适宜性区划结果。

本发明的有益效果是：一种空气源热泵采暖设备适宜性区划方法，通过对不同类型空气源热泵采暖设备在不同地区的适宜性进行分析，给使用者提供符合实际适宜性分区结果，为不同地区根据当地的气候特点和实际采暖需求选用适宜的空气源热泵设备进行采暖应用等提供重要决策依据。同时也为充分考虑和利用当地气候资源，进行空气源热泵技术优化和产品标准化提供科学依据，进而扩大空气源热泵采暖设备应用地域范围，推进冬季高效清洁取暖工作进程，推动空气源热泵产业健康、有序发展具有重要理论意义和实际应用价值。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行详细描述。本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“一种”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、指标、步骤、操作，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、指标、步骤、操作或它们的组。

本发明实施例的一种空气源热泵采暖设备适宜性区划方法，包括以下步骤：

1)确定待分析空气源热泵采暖设备的适宜性区划指标，具体包括：

1-1)将待分析空气源热泵采暖设备需要进行采暖应用的区域作为待分析区域，该待分析区域可以为一个具体地点的地理坐标，例如北纬39°54′26.37″，东经116°23′29.22″，也可以为一个区域，例如北京市海淀区清华园街道或范围更大的北京市海淀区或北京市乃至全国有采暖需求的区域。

1-2)根据待分析区域所属建筑气候区划的一级分区确定待分析空气源热泵采暖设备的适宜性区划指标，其中，若待分析区域包括多个不同建筑气候分区，则先按照建筑气候分区将待分析区域划分为若干个待分析子区域，然后根据每个待分析子区域所属建筑气候分区确定所述适宜性区划指标；待分析空气源热泵采暖设备的适宜性区划指标主要分为三类，包括采暖安全与可靠性指标、采暖综合效益指标和用户调控性能指标，不同建筑气候分区的空气源热泵采暖设备适宜性区划指标如表1所示：

表1不同建筑气候分区的空气源热泵采暖设备适宜性区划指标

建筑气候分区A采暖安全与可靠性B采暖综合效益C用户调控性能第Ⅰ分区A1、A2、A4、A5B1、B2、B3C1、C2、C3第Ⅱ分区A1、A2、A5B1、B2、B3C1、C2、C3第Ⅲ分区A1、A3、A6B1、B2、B3C1、C2、C3第Ⅵ分区A1、A2、A4、A5、A6B1、B2、B3C1、C2、C3第Ⅶ分区A1、A2、A4、A5B1、B2、B3C1、C2、C3

表中，

A1为不同温度运行性能，用于考查待分析空气源热泵采暖设备在待分析区域累年年极端最低气温环境下是否能正常运行，以及考查设备在设计使用年限内的区域累年年最低气温各分段区间是否能保障无故障运行；

A2为低温启动性能，用于考查待分析空气源热泵采暖设备在待分析区域累年年极端最低气温环境下是否能正常启动并运行；

A3为高湿重霜环境运行性能，用于考查待分析空气源热泵采暖设备在待分析区域连续处于高湿重霜区间时是否可正常供热，设备制热量能否满足采暖热负荷；

A4为气候防护类型，用于考查待分析空气源热泵采暖设备是否满足待分析区域对设备防护类型和设备气候条件等级的要求；

A5为防静电性能，用于考查待分析空气源热泵采暖设备是否满足待分析区域对设备静电防护等级的要求；

A6为介电强度；用于考查待分析空气源热泵采暖设备是否满足待分析区域对设备介电强度的要求；

B1为制热季节性能系数(HSPF)，用于考查待分析空气源热泵采暖设备在待分析区域进行采暖应用的能效情况；

B2为细颗粒物(PM_2.5)减排量，用于考查待分析空气源热泵采暖设备在待分析区域进行采暖应用相对于典型民用燃煤采暖炉采暖的减排情况；

B3为投资回收期，用于考查待分析空气源热泵采暖设备在待分析区域进行采暖应用相对于典型民用燃煤采暖炉采暖的经济性情况；

C1为室内温度调节性能，用于考查待分析空气源热泵采暖设备给用户提供的室内温度调节方式，调节方式分为直接调节和间接调节，规定直接调节方式优于间接调节方式；进一步地，直接调节方式指设备可由用户使用室内温度控制器调节设定室内温度，间接调节方式指设备没有可由用户操作的室内温度控制装置，只能由用户通过调节其他参数进而影响室内温度，例如在热水型空气源热泵系统中通过调节进入室内采暖末端的热水温度来调节室内温度的方式；

C2为分时分室调节性能，用于考查待分析空气源热泵采暖设备给用户提供分时分室调节装置的类型，该装置类型包括电子调节装置(例如温控器、遥控器)和物理调节装置(例如分集水器、阀门)，规定电子调节装置优于物理调节装置；

C3为间歇运行调节性能，用于考查待分析空气源热泵采暖设备在用户进行间歇运行调节时是否有设备防冻要求和防冻能耗，规定无防冻要求和防冻能耗的设备优于有防冻要求和防冻能耗的设备；例如，热风型空气源热泵可以通过遥控器控制，自由开关，实现间歇运行调节，设备停机期间没有防冻需求及能耗；热水型空气源热泵由于采用水作为换热介质，间歇运行时，为了防止循环水冻结，设备由防冻要求，循环水泵继续运行产生防冻能耗。

2)根据步骤1)所确定的适宜性区划指标，获取相关的待分析空气源热泵采暖设备数据和待分析区域数据；其中，不同适宜性区划指标对应的待分析空气源热泵采暖设备数据和待分析区域数据如表2所示：

表2不同适宜性区划指标对应待分析空气源热泵采暖设备数据和待分析区域数据

表中所述累年值，是气象科学中的专业术语，指整编气象资料时，所给出的以往一段连续年份(一般取整30年)的某一时段累计平均值或极值。

优选地，所述设备分别在不同气温环境下的平均无故障运行时间(MTBF)为设备分别在气温[-60.0,-50.0)、[-50.0,-40.0)、[-40.0,-30.0)和[-30.0,-15.0]环境下的平均无故障运行时间(MTBF)；相应的，所述累年年气温分布及对应时长为累年年最低气温分别在[-50.0,-40.0)、[-40.0,-30.0)、[-30.0,-15.0]和[-15.0,-2.0]的时长，气温单位均为℃。

表中所述设备能正常启动的最低气温包括使用自带的低温辅助启动装置进行启动时所对应的最低气温。

表中所述高湿重霜区间是指地面空气的气温在－6.0～+6.0℃，且相对湿度不低于75％的范围。

表中所述区域所属气候类型、区域气候环境条件严酷等级要求、区域防静电等级要求和区域介电强度要求按照国家有关机械和电工电子产品环境条件技术要求进行确定。

表中所述设备在不同室外温度、不同压缩机运行频率下的制热量和性能系数(COP)，其中对于同一压缩机运行频率、不同室外温度的情况，两个相邻温度点的温差不得超过10℃，而对于同一室外温度、不同压缩机运行频率的情况，两个相邻压缩机运行频率的差不超过20Hz(压缩机频率取值一般取十的整数倍)。

表中所述逐时典型年气象参数是用于计算建筑逐时采暖负荷的气象参数。

表中，所述C1室内温度调节，主要考查待分析空气源热泵采暖设备给用户提供的室内温度调节方式，该调节方式主要分为直接调节和间接调节。直接调节方式指设备可由用户使用室内温度控制器调节设定室内温度；间接调节方式指设备没有可由用户操作的室内温度控制装置，只能由用户通过调节其他参数进而影响室内温度，例如在热水型空气源热泵系统中通过调节进入室内采暖末端的热水温度来调节室内温度的方式。直接调节方式通常优于间接调节方式。

进一步地，获取数据时，若所述待分析区域的范围超过一个县域的范围，则待分析区域数据以县域为基本单位，逐个获取每个县域的数据，若某一县域缺少相关数据，则按最不利原则在相邻县域中选取相关数据使用。例如，待分析区域范围超过一个县域范围时，相关气象参数应以县域为基本分析单位，获取相应区域所属或所辖县域的国家地面气象观测站数据，并以观测站的地理位置代表所属县域范围。若某县域内有多个国家地面气象观测站，应按最不利原则选取气象条件更为恶劣的观测站代表所属县域范围；若某县域内没有国家地面气象观测站，应按最不利原则选取相邻其他县域内气象条件最为恶劣的观测站代表该县域范围。

3)对步骤2)获取的待分析空气源热泵采暖设备数据和待分析区域数据进行数据预处理，主要包括：数据缺失处理、数据清理、数据集成和数据变换。其中，

所述数据缺失处理，数据缺失可忽略时，不作处理，不可忽略时，根据情况作如下处理：对于待分析空气源热泵采暖设备数据缺失的情况，由数据提供方将缺失数据补充完整，对于数据提供方不能补充的数据，由专业检测机构对待分析空气源热泵采暖设备进行检测并获得数据；对于待分析区域数据缺失的情况，应以县域为基本处理单位，按最不利原则选取相邻处理单元内条件最为恶劣的数据填充缺失项。

所述数据清理包括利用离群点分析或决策树分类对待分析空气源热泵采暖设备性能数据中会干扰后续分析研究的数据过滤出来然后使用线性插值方法将其替换掉。例如，某一待分析空气源热泵采暖设备在15℃条件下，性能系数(COP)达到50.0W/W，明显违背专业常识。此时，应利用离群点分析或决策树分类将其过滤出来，然后利用数据中与15℃相邻的两个点，如10℃和20℃两个点或5℃和10℃两个点，使用线性内插或外延法求出15℃的数值并将其原有干扰数据替换掉。其中，线性内插法和外延法均有条件使用时，优先使用内插法。

所述数据清理还包括以满足最不利条件为原则，对重复数据或冲突数据进行处理。例如，由于气象数据处理等原因，黑龙江省漠河县1981年至2010年的累年数据被分割为了1981年至1996年和1997年至2010年的数据，所对应的累年年极端最低气温分别是－48.1℃和－47.5℃，按照最不利条件原则，对上述数据取较低值(－48.1℃)作为该地(县域)累年年极端最低气温。

所述数据集成是以共同项为参考项将同一建筑气候分区内不同县域但数值完全相同的数据进行合并，并将其视为一个县域(基本分析单位)进行后续数据分析。若两个县域分属不同建筑气候分区，不得进行跨分区合并。例如，同一建筑气候分区内某县域内没有国家地面气象观测站，经步骤2)的方法，按最不利原则选取相邻其他县域内气象条件最为恶劣的观测站代表该县域范围处理后，该县域可与选中的相邻县域合并，视为一个县域(基本分析单位)并进行后续数据分析。

所述数据变换是为了让正式的分析工作更加高效和方便，针对原始数据的实际情况，对其中的部分数据进行变换。数据变换主要分三类，第一类变换是将相同物理类型数据的单位统一变换为通用的计量单位，比如将美制冷吨(USRT)与瓦(W)或千瓦(kW)与瓦(W)统一变换为相对更一般的计量单位瓦(W)；第二类变换是将数据的格式进行统一。比如将科学计数法数据统一转化为普通数值数据；又比如将数据小数点后统一保留两位有效数字；第三类变换是将连续数据离散化，比如将海拔高度具体数值离散为海拔高度级别，从0m～5000m每1000m为一级，分别为1级、2级、3级、4级和5级共5个级别。5000m以上一般无人长期居住，因此不再划分级别。

4)对完成步骤3)的数据进行数据分析，得到待分析空气源热泵采暖设备在待分析区域的采暖适宜性区划结果，具体包括：

4-1)采暖安全与可靠性分析

将针对不同区域所属建筑气候分区按照步骤1)中表1选取的A1不同温度运行性能、A2低温启动性能、A3高湿重霜环境运行性能、A4气候防护类型、A5防静电性能和A6介电强度共6项区划指标中的相应项逐一进行分析，其中：

对所述A1不同温度运行性能指标进行如下判定：a)若设备能正常运行的最低气温低于或等于区域累年年极端最低气温，则待分析空气源热泵采暖设备适宜在待分析区域进行极端温度下的采暖应用，反之则不适宜；b)若设备在设计使用年限内平均每年在不同气温环境下(例如分别为[-60.0,-50.0)、[-50.0,-40.0)、[-40.0,-30.0)和[-30.0,-15.0])的平均无故障运行时间(MTBF)分别大于或等于区域累年年年气温分布(例如分别为[-50.0,-40.0)、[-40.0,-30.0)、[-30.0,-15.0]和[-15.0,-2.0])时长，则待分析空气源热泵采暖设备适宜在待分析区域进行低温运行下的采暖应用，反之则不适宜；仅当a)、b)判定结果均为适宜时，才视为满足本指标要求，否则为不满足。判定条件a)用于考查待分析空气源热泵采暖设备在待分析区域累年年极端最低气温环境下是否能正常运行；判定条件b)用于考查设备在设计使用年限内在区域累年年最低气温各分段区间是否能保障无故障运行。

对所述A2低温启动性能指标进行如下判定：若设备能正常启动包括使用自带的低温辅助启动装置进行启动的最低气温低于或等于区域累年年极端最低气温，则待分析空气源热泵采暖设备适宜在待分析区域进行低温启动下的采暖应用，反之则不适宜。本指标主要用于考查待分析空气源热泵采暖设备在待分析区域累年年极端最低气温环境下是否能正常启动并运行。

对所述A3高湿重霜环境运行性能指标进行如下判定：若设备在单个除霜周期内的制热量大于或等于高湿重霜区间内区域典型建筑单位面积最大采暖热负荷需求，则待分析空气源热泵采暖设备适宜在待分析区域进行高湿重霜环境下的采暖应用，反之则不适宜；其中，高湿重霜区间是指地面空气的气温在－6.0～+6.0℃，且相对湿度不低于75％的范围。本指标主要用于考查待分析空气源热泵采暖设备在待分析区域连续处于高湿重霜区间时是否可正常供热，设备制热量能否满足采暖热负荷。

对所述A4气候防护类型进行如下判定：若设备的防护类型和设备所适用的气候条件等级等于或更严于待分析区域的要求，则待分析空气源热泵采暖设备适宜在待分析区域进行满足气候防护条件下的采暖应用，反之则不适宜；其中，区域所属气候类型和区域气候环境条件严酷等级要求应按照国家有关机械和电工电子产品环境条件技术要求进行确定。本指标主要用于考查待分析空气源热泵采暖设备是否满足待分析区域对设备防护类型和设备气候条件等级的要求。

对所述A5防静电性能进行如下判定：若设备的防静电等级等于或更严于待分析区域的要求，则待分析空气源热泵采暖设备适宜在待分析区域进行满足防静电条件下的采暖应用，反之则不适宜；其中，区域防静电等级要求应按照国家有关机械和电工电子产品环境条件技术要求进行确定。本指标主要用于考查待分析空气源热泵采暖设备是否满足待分析区域对设备静电防护等级的要求。

对所述A6介电强度进行如下判定：若设备的介电强度等于或更严于待分析区域的要求，则待分析空气源热泵采暖设备适宜在待分析区域进行满足介电强度下的采暖应用，反之则不适宜；其中，区域介电强度要求应按照国家有关机械和电工电子产品环境条件技术要求进行确定。本指标主要用于考查待分析空气源热泵采暖设备是否满足待分析区域对设备介电强度的要求。

4-2)采暖综合效益分析

将按照步骤1)中表1里所述B1制热季节性能系数(HSPF)、B2细颗粒物(PM_2.5)减排量、B3投资回收期共3项区划指标逐一进行计算，其中：

所述B1制热季节性能系数(HSPF)的计算过程如下：首先，利用逐时典型年气象参数，采用滑动平均法计算确定待分析区域采暖期，统计采暖期内需要制热的各(室外)温度的发生小时数；其次，利用区域典型建筑单位面积采暖热负荷及采暖室外计算温度，分别设定满负荷点和零负荷点(本实施例以采暖期内最大热负荷为满负荷点，以15℃为零负荷点)，计算采暖期内需要制热的各(室外)温度条件下热负荷部分负载率和热负荷值；再次，利用设备在不同室外温度、不同压缩机运行频率下设备制热量和性能系数(COP)数据和前述热负荷计算结果，计算分别满足各温度条件下典型建筑单位面积采暖热负荷需求的设备输入功率；最后，再利用采暖期内需要制热的各(室外)温度的发生小时数、热负荷和设备输入功率，计算出制热季节总热负荷(HSTL)和制热季节设备耗电量(HSTE)，并进而得出待分析空气源热泵采暖设备在待分析区域进行采暖应用的制热季节性能系数(HSPF)。该制热季节性能系数主要用于考查待分析空气源热泵采暖设备在待分析区域进行采暖应用的能效情况。

所述B2细颗粒物(PM_2.5)减排量的计算过程如下：首先，利用区域典型燃煤采暖炉平均热效率、燃煤热值及前述计算出的制热季节总热负荷(HSTL)结果，计算得出采暖期内典型燃煤采暖炉的燃煤消耗总量；然后，利用燃煤消耗总量和区域典型燃煤采暖炉典型采暖过程细颗粒物(PM_2.5)排放因子，计算得出使用典型燃煤采暖炉进行采暖的细颗粒物(PM_2.5)排放量；最后，利用当年区域或全国火电机组平均供电标准煤耗及细颗粒物(PM_2.5)排放因子和前述计算出的待分析空气源热泵采暖设备在待分析区域进行采暖应用的制热季节设备耗电量(HSTE)，计算得到使用待分析空气源热泵采暖设备采暖的细颗粒物(PM_2.5)排放量，并进而得出待分析空气源热泵采暖设备在待分析区域进行采暖应用相对于使用典型民用燃煤采暖炉采暖的区域典型建筑单位面积减排量。该减排量主要用于考查待分析空气源热泵采暖设备在待分析区域进行采暖应用相对于典型民用燃煤采暖炉采暖的减排情况。

所述B3投资回收期的计算过程如下：首先，利用获得的区域燃煤价格、区域典型燃煤采暖炉系统初投资、区域典型燃煤采暖炉设计使用年限数据和前述采暖期内典型燃煤采暖炉的燃煤消耗总量计算结果，采用费用年值法，分别计算得出区域典型建筑单位面积燃煤采暖炉采暖的初投资费用年值和运行费用年值；然后，利用获得的待分析空气源热泵采暖设备初投资、设计使用年限、区域用电价格数据和前述待分析空气源热泵采暖设备在待分析区域进行采暖应用的制热季节设备耗电量(HSTE)计算结果，采用费用年值法，分别计算得出区域典型建筑单位面积使用待分析空气源热泵采暖设备采暖的初投资费用年值和运行费用年值；最后，基于两种采暖技术的费用年值计算结果计算得出待分析空气源热泵采暖设备在待分析区域进行采暖应用相对于典型民用燃煤采暖炉采暖的投资回收期。该投资回收期主要用于考查待分析空气源热泵采暖设备在待分析区域进行采暖应用相对于典型民用燃煤采暖炉采暖的经济性情况。

4-3)用户调控性能分析

将针对不同区域所属建筑气候分区按照步骤1)中表1的C1室内温度调节、C2分时分室调节、C3间歇运行调节共3项区划指标逐一进行分析，其中：

通过对步骤2)获取的相关数据进行分析，得出设备的室内温度调节方式类别，用于步骤4-4)适宜性分区。

通过对步骤2)获取的相关数据进行分析，得出设备给用户提供分时分室调节装置类别，用于步骤4-4)适宜性分区。

通过对步骤2)获取的相关数据进行分析，得出设备在用户进行间歇运行调节时是否有设备防冻要求和防冻能耗的结论，用于步骤4-4)适宜性分区。

4-4)适宜性分区，将利用上述各项区划指标的分析结果综合分析得到待分析空气源热泵采暖设备在待分析区域的采暖适宜性区划结果。具体步骤如下：

首先，考查设备采暖安全与可靠性，若所规定的采暖安全与可靠性区划指标(即表1中针对不同建筑气候分区的A类指标)完全满足指标要求时，则判定待分析空气源热泵采暖设备“基本适宜”在待分析区域进行采暖应用，若有不满足指标的情况，则判定待分析空气源热泵采暖设备“不适宜”在待分析区域进行采暖应用；

其次，对于设备“基本适宜”在待分析区域进行采暖应用的情况，考查其采暖综合效益，以判定设备“适宜”在待分析区域进行采暖应用或继续保持“基本适宜”在待分析区域进行采暖应用的结论，具体为：若设备制热季节性能系数(HSPF)不小于第一设定值(该设定值与建筑热工设计分区相关，可按照严寒、寒冷和夏热冬冷地区进行划分，分别为1.80Wh/Wh、2.40Wh/Wh、3.00Wh/Wh，本实施例第一设定值为2.40Wh/Wh)，且细颗粒物(PM_2.5)相比典型燃煤采暖炉减排率不小于第二设定值(该设定值根据采用的典型燃煤采暖炉单位供热量和待分析空气源热泵采暖设备单位供热量的细颗粒物(PM_2.5)排放量确定，待分析空气源热泵采暖设备单位供热量的细颗粒物(PM_2.5)排放量按照其单位供热量的用电量和全国火电机组平均单位供电的细颗粒物(PM_2.5)排放因子确定，本实施例第二设定值为90％)，且相比典型燃煤采暖炉投资回收期不超过其设计使用年限，则判定待分析空气源热泵采暖设备“适宜”在待分析区域进行采暖应用，若三项条件不同时满足，则继续维持待分析空气源热泵采暖设备“基本适宜”在待分析区域进行采暖应用的判定；

再次，对于设备“适宜”在待分析区域进行采暖应用的情况，考查其用户调控性能，以判定设备“非常适宜”在待分析区域进行采暖应用或继续保持“适宜”在待分析区域进行采暖应用的结论，具体为：若设备的室内温度调节方式为直接调节方式，且设备给用户提供分时分室调节装置为电子调节装置，且设备在用户进行间歇运行调节时无设备防冻要求和防冻能耗，则判定待分析空气源热泵采暖设备“非常适宜”在待分析区域进行采暖应用，若三项条件不同时满足，则继续维持待分析空气源热泵采暖设备“适宜”在待分析区域进行采暖应用的判定；

最后，根据上述分析判定结论，整理得到待分析空气源热泵采暖设备在待分析区域的采暖适宜性区划结果。

最终，使用本发明方法可以得到不同空气源热泵采暖设备在全国有采暖需求的区域的采暖适宜性区划结果，用户只要依据相关适宜性区划结果，结合自身对调控性能的需求，选用“适宜”或“非常适宜”的空气源热泵设备进行采暖应用即可；同时对于“不适宜”的空气源热泵设备，用户不采用该类设备进行采暖，从而帮助用户避免投资浪费。

以上提供的本发明的说明书的描述是示范性的，而不是限制性的。按照上述教导，本发明的许多修改和变更都是可能的。因此，选择并描述实施方式是为了更好地解释本发明的原理及其应用，并使本领域普通技术人员明白，在不脱离本发明实质的前提下，所有修改和变更均落入由权利要求所限定的本发明的保护范围之内。