一、引言

夏热冬冷地区属于典型的“非采暖区”，夏季最高温超35℃、相对湿度达80%以上，冬季最低温低于0℃、无集中供暖，住宅暖通空调系统需同时满足制冷与供暖需求。但当前系统存在显著短板：一是老旧空调能效低，2010年前安装的定频空调占比超40%，制冷COP（性能系数）仅2.5-3.0，远低于现行国标（≥3.5）；二是冬季供暖方式不合理，约60%住宅采用电采暖（如电油汀），能耗高且舒适性差，供暖COP不足1.0；三是系统缺乏智能调控，多数住宅依赖人工开关，无法根据室内外温湿度动态调整运行参数，造成能源浪费。

《“十四五”建筑节能与绿色建筑发展规划》要求“夏热冬冷地区住宅暖通空调系统能效提升20%以上”。基于此，研究针对性的节能改造技术与能效提升策略，对实现建筑领域“双碳”目标具有重要意义。

二、夏热冬冷地区住宅暖通空调系统节能改造核心技术

结合地区气候与系统痛点，从“末端系统、热源设备、可再生能源整合”三个维度开展改造，提升系统适配性与能效水平。

（一）末端系统改造：优化换热效率，适配温湿度需求

夏热冬冷地区夏季高温高湿，传统风机盘管除湿能力不足，易导致室内“闷热不舒适”；冬季供暖时换热效率低，能耗偏高。通过末端优化改造，可显著提升舒适性与能效。

风机盘管升级：将老旧风机盘管更换为“高效换热型”，采用亲水铝箔翅片（换热效率提升15%）、直流无刷电机（耗电降低30%），同时增加“独立除湿功能”，夏季制冷时先除湿再降温，避免室内湿度超标（控制在40%-60%）。某住宅改造后，夏季室内舒适性满意度从65%提升至92%，风机盘管运行能耗降低25%。

地暖系统补充：针对冬季供暖需求，在卧室、客厅增设低温热水地暖（供水温度35-45℃），与空调系统形成“地暖+空调”联合供暖模式。地暖采用“分室控温”设计，每个房间安装温控阀，可根据需求调节温度（如卧室20℃、客厅18℃），较传统电采暖能耗降低50%。某项目冬季供暖应用后，室内平均温度提升至19℃，供暖费用从20元/㎡降至10元/㎡。

（二）热源设备改造：推广空气源热泵，替代高能耗设备

夏热冬冷地区冬季低温（-5℃至5℃），传统空气源热泵易结霜，制热效率下降；改造后的“低温空气源热泵”可适配该气候，成为高效热源设备。

低温空气源热泵选型：选用“喷气增焓型”空气源热泵，在-10℃环境下制热COP仍≥2.0，满足冬季供暖需求。热泵机组与水箱联动，制备45℃热水供地暖或风机盘管供暖，夏季可切换为制冷模式，实现“一机两用”。某住宅改造后，冬季供暖COP达2.8，较电采暖节能64%。

老旧空调替换：将使用超10年的定频空调更换为“一级能效变频空调”，制冷COP提升至4.2以上，同时具备“智能变频”功能，可根据室内负荷自动调整压缩机转速，避免频繁启停耗能。某小区批量改造后，夏季空调平均能耗从8kWh/㎡降至5.2kWh/㎡。

（三）可再生能源整合：太阳能辅助，降低常规能源消耗

夏热冬冷地区年日照时数约1200-2200小时，具备太阳能利用条件，通过“太阳能+热泵”联合运行，可进一步降低能耗。

在住宅屋顶安装“平板式太阳能集热器”（集热效率≥45%），与空气源热泵水箱串联，夏季利用太阳能制备热水，减少热泵运行时间；冬季太阳能辅助加热，提升水箱进水温度（从15℃升至25℃），降低热泵制热负荷。某项目应用后，太阳能贡献率达30%，全年热泵运行能耗降低28%。

三、运行能效提升策略

改造后的系统需配合科学的运行调控策略，才能最大化发挥节能效果，核心策略包括“智能调控、行为引导、定期维护”。

（一）智能调控：动态适配负荷变化

温湿度联动控制：安装室内温湿度传感器（采样频率1次/10分钟），与空调、热泵系统联动，夏季当室内湿度超60%时，优先启动除湿功能；冬季当室内温度低于18℃时，自动开启地暖或热泵供暖，避免“过度制冷/供暖”。

远程智能控制：通过手机APP实现“远程开关、模式调节、定时控制”，用户离家时可设置“节能模式”（夏季28℃、冬季15℃），回家前1小时切换至“舒适模式”，减少无效能耗。某项目应用后，无效运行时间减少30%，能耗降低15%。

（二）行为引导：培养节能用能习惯

通过业主手册、社区宣讲等方式，引导用户节能用能：夏季空调温度不低于26℃，冬季供暖温度不高于20℃；定期清洁空调滤网（每月1次），提升换热效率；避免门窗频繁开启，减少冷热损失。某社区通过行为引导，用户节能意识提升后，系统运行能耗额外降低8%。

（三）定期维护：保障系统高效运行

建立“季度巡检、年度维护”制度：季度巡检重点检查热泵结霜情况、风机盘管风量；年度维护包括清洗空调蒸发器、更换热泵滤芯、校准温控传感器，确保系统处于高效运行状态。某小区通过定期维护，系统能效保持率达90%以上，未出现因设备故障导致的能耗飙升。

四、实践案例与成效分析

某夏热冬冷地区住宅（建筑面积120㎡，2010年建成）应用上述改造技术与策略，成效如下：

能耗显著降低：改造前夏季空调能耗9.5kWh/㎡、冬季电采暖能耗18kWh/㎡；改造后夏季空调能耗5.1kWh/㎡（降46%）、冬季热泵+地暖能耗6.8kWh/㎡（降62%）；

舒适性提升：夏季室内温度26-28℃、湿度45-55%，冬季室内温度18-20℃，舒适性满意度从60%提升至95%；

经济性良好：改造总投资3.2万元，年节约能耗费用约2800元，投资回收期约11.4年，且设备寿命超15年，长期收益显著。

五、结论与展望

夏热冬冷地区住宅暖通空调系统节能改造，核心在于“末端适配气候、热源高效低碳、运行智能调控”，通过风机盘管升级、低温空气源热泵应用、太阳能辅助，结合智能调控策略，可实现能耗降低35%以上。未来需进一步优化：一是开发“气候自适应型”热泵技术，提升-15℃以下低温制热效率；二是推广“光储直柔”系统，将太阳能与储能结合，实现能源自给自足；三是建立“区域化能效监测平台”，实时监控系统运行状态，为后续改造提供数据支撑。通过持续技术创新与策略优化，推动该地区住宅暖通空调系统向“高效、低碳、舒适”方向发展。

参考文献

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