当空气源热泵供热运行时，随着室外温度的降低，建筑物的热负荷逐渐增大，与机组的供热性恰好相反。

在设计中，若按照冬季空调室外计算温度选择热泵机组时，势必导致热泵机组过多或者过大，使系统初投资过高，同时，在运行中，热泵机组又无法在满负荷中运行，导致热泵的能效比下降。使系统运行费用提高。

为避免这样的问题，在设计时，通常选择一个优化的室外温度，并按照此温度选择热泵机组，如上图所示，图中机组所提供的实际供热量曲线Q_F = F₃(T） 与建筑物热负荷曲线 Q₁ = f ₁ （T）的交点O称为空气源热泵的平衡点。此时，机组所提供的热量与建筑物所需热负荷恰好相等，该点所对应的室外温度称为平衡点温度。

此时，机组所提供的热量与建筑物所需热负荷恰好相等，该点所对应的室外温度称为平衡点温度。

设计中，应在平衡点温度工况下，选择热泵机组的大小。由图可见，当室外温度高于平衡点温度时，热泵机组供热有余，需要对机组进行容量调节，使机组所提供的热量尽可能接近建筑物的热负荷，有利于节能。当室外温度低于平衡点时，热泵供热量又不足，不足部分则由辅助热源提供。

辅助热源可以是电锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉等。

平衡点选择过低，则选择的辅助热源较小，这样热泵机组相对要大，会导致系统投资大幅度提高。且安装费、电力增容费，和运行费用较高；而且机组长期在部分负荷下运行，使用效率不高，既不经济，也不节能。平衡点选择过高，则所需辅助热源过大。不能充分的发挥热泵的节能效益。亦不利于节能。因此，合理确定平衡点对于选择热泵机组容量的大小，其运行的经济效益、节能效果都有很大的影响。

而平衡点不但与热泵机组本身的机械特性、热工特性有关。而且也与建筑物的维护结构特性、符合特性有关。

同时，还与当地的气候条件等有关系。因此，在实际设计中，合理选择机组的平衡点是及其困难的事情，由于空气源热泵机组在供热时有上述特点，因此，评价空气源热泵用于某一地区在整个采暖季节运行的热力经济性时，常采用供热季节性能系数（HSPF）作为评价指标。

空气源热泵机组供热最佳平衡点的确定

根据分析我们得知，选择不同的平衡点温度，就会有不同的辅助加热量和不同的热泵容量。空气源热泵平衡点温度的选择完全是一个技术经济比较问题。

早在20世界80年代，原哈尔滨建筑工程学院徐邦裕教授就对空气/空气热泵在我国应用的平衡点温度展开了理论与实践研究。

根据气候条件，将我国划分为7个不同供热季节性能系数的采暖区域，并首次给出了7个区域的不同平衡点温度。但应该注意，当时空气/空气热泵的性能不如现在的设备，使其供热季节性能系数偏小。

20世纪90年代末，我国对应用的供热最佳平衡点作了研究与分析，现在将平衡点温度的确定原则与方法介绍如下：

（1）最佳能量平衡点

通常情况下，为了热泵系统控制简便，空气源热泵系统的辅助热源通常选用电锅炉。在此情况下，所谓最佳能量平衡点，即在该平衡点温度下所选取的空气源热泵机组的供热季节性能系数最大。供热季节性能系数的定义如下：

HSPF = 供热季节的总供热量/供热季的总耗功量

           = 供暖房间总热负荷/(热泵总耗功量＋辅助加热总耗能＋曲轴箱加热总耗能)

供暖系统的功耗除式所列三项外，还有自控部分的功耗，如今的空气源热泵机组大部分为微电脑控制，自控部分耗能较少，也不连续。因此本节对此项未做考虑。于是：

式中 SQa-------整个供暖季节的辅助加热耗电量（kW· h);

SQe一一整个供暖季节加热总耗电（kW· h); 

SW一一整个供暖季节的总耗功量（kW· h); 

SQ，一一供暖房间季节热负荷（kW· h);

Qa (Ti）一－第1个温度区间的辅助加热量（kW);

W(Ti）一－第j个温度区间空气源热泵消耗的功（kW);

Q1 (Ti）一－第1个温度区间的房间热负荷（kW);

j ------ 第j 个温度区间，j = 1,2,3，...m

nj ----- 第 j 个温度区间的小时数；

m ----- 以 1°c为区间，划分供暖季温度区间数。

由以上分析可以看出，针对某一地区，当BIN参数，房间围护结构特性，室内设计参数、室外空调设计温度、结霜除霜损失系数、热泵机组的特性等确定后，空气源热泵机组的耗功量、辅助加热量、曲轴箱加热量等只与平衡点有关。因此我们可以说，供热季节性能系数是平衡点的函数，记作：

HSPF = f （T_B）

对于上式求最大值，HSPF取最大值时所对应的T_b，即为最佳能量平衡点。

（2）最小能耗平衡点

如果空气源热泵机组的辅助热源为燃煤锅炉、燃气锅炉或者燃油锅炉，上面所定义的最佳能量平衡点就不太合适了。

为此，我们从一次能源利用角度来考虑，看整个系统如何运行，才能达到最高一次能源利用率。为此，我们提出了最小能耗平衡点，即寻求在整个运行季节的一次能源利用率最高的温度，作为热泵机组和辅助热源的开停转换点。因此，我们可以提出新的模式，室外温度高于该温度，运行热泵机组，低于该温度，关闭热泵机组，辅助热源（电锅炉除外）全部投入运行。最小能耗平衡点温度可用下列条件来约束，即能够使热泵运行时间内的供热能源利用系数和辅助锅炉中最高的能源利用系数（效率）相等：

E_热泵 = E _锅炉

其中：  

E_{热泵 = COP yj  *  η  1  *   η 2}

COP _{yj =  ΣQ（T j） *  N j} 

                Σw（T_j ）* Nj

E_热泵 一一热泵的一次能源利用系数；

E_锅炉 一一锅炉的一次能源利用系数；

COP _yj 一一热泵运行时所对应的季节性能系数;

η ₁一一火力发电厂效率；

η ₂一一输配电效率。

这样，就可以保证了热泵在较高的效率下运行，使整个供热季节获得较高的一次能源利用率，从而减少了一次能源的消耗。

（3）最佳经济平衡点

最佳能量平衡点和最小能耗平衡点是从能量的角度分析的。

通过前面的分析可以看出，热泵空调系统平衡点的选取直接影响着系统的初投资费用和运行费用。良好的平衡点不但意味着整个系统可以减少初投资，降低运行费用，而且可以使整个系统保持良好的运行状态，提供更为舒适的空间环境。另一方面，在市场经济的今天，许多业主所关心的并不是是否节能，而是能否省钱，即让初投资和运行费用较低。为此，这里又提出最佳经济平衡点的概念，即如果按此平衡点来选择机组和辅助热源，能够使整个供热系统（热泵+辅助热源）的初投资和运行费用最少。

研究表明：

影响最佳经济平衡点的因素是很多的，如气候性、负荷特性、能源价格结构、主机设备价格等。

其中，气候热性、能源价格是影响最佳经济平衡点的重要因素，在确定最佳经济平衡点时应给与足够的重视。