1建筑節能與熱泵技術關鍵詞節能熱泵空調余熱利用1.當前空調、采暖與熱水供應事業面臨的機遇境的要求越來越高。室內環境的舒適度有下列四種因素構成：一是冷與熱的環境(室溫)、二是室內空氣品質、三是聲環境(要求安靜，燥聲低)、四是光環境(充足的陽光和合適的將保持這一勢頭。隨著GDP的不斷上升，空調、采暖和熱水供應設施便成為人民生活的必需品。一般統計，當某地區的人均GDP達到4000美元時，空調、采暖和熱水供應設施便成為人民生活P年我國經濟發展已實現人均1000美元，是經濟發展的一個重要里程碑，標志我國又進入了一個新的發展階段，為2020年全面實現小康社會建設發展目標開了一個好頭，同樣也為中用中央空調和熱水供應事業的發展帶來了良好的機遇。2.當前空調、采暖與熱水供應事業面臨的挑戰需求越來越大，能源安全問題越來越突出。我國能源的短缺，已成為經濟發展一個重要的制資源是世界平均水平的1/4，人均2200立方米；我國石油可開采的儲量僅為世界平均水平的1/9；天然氣是1/23；煤炭稍高一些，約為1/2.當前空調能源緊張具體體現在電力用戶側，造成買得起，用不起(運行費用高)，不能用(電力供應缺乏)如不搞節能的建筑(即少耗能的建筑，或者不用空調與采暖的建筑)，節能的空調系統與熱水供應系統，到時候，會出現沒有那么多的能源(電力)供給，而且運行費用很高。我國能源發展面臨嚴峻形勢和挑戰表現為：22.1我國經濟的增長還沒有走出高增長、高消費、高污染的模式，能源(資源)浪費巨大。同樣1美元產值(GDP)的能耗，我國是世界水平的5.9倍；是美國的4.3倍；是日本的11.5倍，生態環境破壞嚴重；我國電力供應矛盾日益突出，而夏季空調和冬季采暖是造2.2城市化的加快增加了對能源的需求。我國城市化率從改革開放初期的18%上升到達力。%為高耗采暖和熱水供應本身的能耗巨大，但節能的潛力也很大。當前全國夏季空調供熱系統嚴重水平失調(即使裝了平衡閥，但仍有80%未經過調試)，室內采暖系統嚴重垂上，造成熱量大量浪費。據北京的調查統計，2004年冬季采暖的能耗(25.3公斤標煤/平方熱水供應的能耗也是一個很大的數字。據統計，生活熱水的耗能量，約占整個民用建筑能耗的20-30%.其中商業建筑生活熱水的能耗量占其總能耗量的10-40%，具體來說，寫字樓熱鎮人口都有熱水供應，都要達到高標準的要求的話，我國僅有的資源和能源是供不上的。為了緩解電力緊張狀況，國務院已開展為期三年的“資源節約活動”，上海市已率先倡3的辦法來解決。空調用電目前已占我國全部發電量的18%，由此可見，制約我國空調采暖和熱水供應事業發展的重要因素是能源短缺，因此，建設部2005年工作要點中將“依靠科要，要大力發展節能節地型住宅和建筑。.建筑節能的途徑先”的戰略。建設部下令，今后建筑節能，要在目前的建筑耗能的基礎上節約50％以上，又規定，其中的一半(25％)由建筑本身來解決，而另一半(25％)要靠建筑設備工作者來配合，光靠空調、采暖系統和熱水供應系統來節能是不可能徹底解決到2020年能源短缺對我們的制約。建筑節能的工作分兩大方面：”的年出臺了“北方(嚴寒、寒冷)地區居住建筑節能設計標準”(JGJ26-95)，2001年建設部3.1.1智能化的外遮陽技術。采用外遮陽，可以大大減少夏季空調的制冷能耗(與內遮3.1.2盡量縮小外墻和外窗的面積。有的房產開發項目中，由于設計合理，外墻面積比3.1.3高效外墻保溫體系。外墻保溫比內墻保溫更有利于建筑結構的穩定性，避免室外環境溫度對建筑結構的形變影響，保護建筑結構主體。外墻采用鋁箔復合聚苯板，傳熱系數不大于0.4W/k.㎡，嚴寒和寒冷地區以硬泡聚氨酯板保溫。還可以采用ECI陶瓷隔熱保溫涂3.1.4高效隔熱保溫防水屋面技術與構造設計。用硬泡聚氨酯、擠塑聚苯板、膨脹聚苯板為主要保溫材料，在嚴寒和寒冷地區做成不同厚度的保溫復合屋面，其熱阻可達1.58-3㎡.k/W；在炎熱地區可采用中空板做成中空屋面。4熱水對房間進行輻射采暖；夏季通入19℃冷水對房間進行輻射供冷。冷熱輻射溫度接近或等于室內舒適溫度的上下限。部分熱水還可以利用太陽能集熱板來解決。3.1.7外圍結構采用物態相變蓄熱材料，能量活性建筑基礎以及盡量避免冷橋結露的構康新風系統和提供樓板輻射制冷/采暖系統和新風系統必要的冷熱源。3.2建筑物空調采暖熱水供應系統的節能熱水供應、通信網絡、電力供應、燈光照明、燃氣供應、電梯等，在節能方面都可以有所作圍護結構的冷熱損失能降低一半，那么，空調采暖系統就可以大大縮小，消耗的能量大大減3.2.2其次，設計建筑物之初，應該對空調采暖熱水供應的能量利用上作統籌考慮，即 (例如利用太陽能、雨水、建筑中水、土壤等)，來解決采暖和熱水供應。3.2.3開發帶有蓄熱功能的熱水采暖與生活熱水供應系統，這樣可以充分利用夜間低價的谷電，減少白天高峰的用電；COP性要求，是空調產品市場準入的要求。這也意味著今后低COP值的熱泵機組不能用于空調3.2.5建筑內部熱能的回收(例如利用排風中的冷熱量、利用處理過的建筑中水)；其中特別重要的是如何解決以太陽能或其他非燃料性(例如雨水、地下水、建筑中水、熱廢力出發，在商用中央空調系統中，可以開發研制“減濕－熱水”聯合機組或“空調－熱水”等場所，做到熱水供應、減濕、空調兼有的聯合系統，5統。3.2.8在空調產品與熱泵熱水機組的開發和制造中，應充分重視新型的除霜技術(保證供熱質量)，變頻技術(為了適應部分負荷下的節能)，防腐技術，智能化控制技術(方便用戶操作)的應用。不僅單機的COP值要高，主機的氣候適應范圍大，而且整個系統(包括水路、水泵)的能效比要高。充分利用熱泵技術，進行空調余熱的回收和能量綜合利用。提到節能，還有一個重要的課題，就是“行為節能”，也就是所謂“人的因素第一”的會全民節能節水的意識，提出“要想進一步提高生活質量，必須從節能、節水做起”，在夏季，空調房間的溫度提高一度；冬季采暖房間溫度降低一度，就會收到很都會收到很好的節能效果。建筑節能是一項綜合的大型的系統工程，涉及國家的能源政策，也涉及到建筑、結構、用空調和采暖”的建筑物，惟一要用冷熱源設備、要耗能的是對進入建筑物的新風進行處理的需要)但是就目前已建成的節能建筑物來看，窗戶過于小，又不能開啟，恐怕還不符合一供應兩個節能的重大課題，作一介紹。4.應用熱泵技術進行空調余熱回收和冷熱量綜合利用中。利用熱泵原理制造的空調冷熱水機組或者熱泵熱水機組都是一種制冷供熱效率都大于1應該說，熱泵機組(水源或空氣源)是當前最為節能的、最為環保的空調采暖設備，也6生的冷水(7℃)，仍可以供應部分需要空調降溫的房間(例如，KTV包間、餐廳、歌舞迪斯科舞廳等等)，而大型空調冷水機組可以關閉不用利用空調冷回水為熱源的水源熱泵空調程可見圖1.高位蓄熱水箱冷卻塔水表自來水燃油鍋爐輔助加熱至酒店空調各用戶室至酒店空調各用戶酒店空調各用戶分水器集水器空調循環水泵熱水循環泵循熱水循環泵離心式冷水機組制冷量235冷噸離心式冷水機組制冷量235冷噸輸入功率160KW冷卻水泵制冷量235冷噸輸入功率160制冷量235冷噸輸入功率160KW空調冷水循環泵制熱水量160KW耗電功率40.52KW圖1利用空調冷回水為熱源的空調兼生活熱水系統用一套生活熱水供應系統，也就是說用了兩套獨立的系統。目前家用/商用中央空調都是利助加熱的辦法來增加主機的制熱功率，保證冬季的供暖效果。但目前三種形式的家用/商用燃氣或燃油鍋爐來解決家庭中的采暖和生活熱水供應問題。能否做到一套家用/商用的熱泵空調、采暖、全年生活熱水供應的三用機組，而且不用7化的“三用機組”的研發作一些介紹和探討。的輔助熱源，另外一個關鍵問題是可靠的低能耗的除霜技術。研制三用機組的思路是：1))增大機組單機的制熱能力-可以通過設置變頻壓縮機、雙級壓縮機、改換制冷工質、采用新型大壓縮比的壓縮機等辦法；(太陽能、廢水、余熱等)3)分利用出壓縮機的高溫高壓工質的過熱焓(冷凝熱)和液相工質的過冷熱。下面列舉有關三用機組的幾種做法。4.1雙級壓縮和變頻壓縮，增大單機低溫工況下的制熱功率為了提高低氣溫下機組的制熱功率，采用“一次節流中間補氣不完全冷卻的雙級壓縮”冷水四通閥冷水熱回水生活熱水水生活熱水加熱器生活熱水加熱器風側換熱器(蒸發器)循環加熱泵壓水側換熱器(熱水除霜旁通閥除霜旁通閥補氣水45℃節流裝置節流裝置虛線箭頭表示制冷及除霜流向；低溫工況時，打開節流機構，節流裝置貯液器關閉電磁閥，開啟雙級壓縮貯液器圖2一次節流中間補氣不完全冷卻雙級壓縮低壓變頻三用機組該機組在夏季制冷時，僅利用低壓壓縮，四通閥斷電，處于制冷位置(圖上的虛線箭頭表示氟利昂的流向)；一般低氣溫下制熱時，也僅開啟單級低壓壓縮，四通閥通電，處于制8的雙級壓縮工作。雙級壓縮時，可以調節低壓級壓縮機的供電頻率，改變低壓級的壓氣量，行的問題……4.2利用工質(氟利昂)的冷凝熱，以及液氟過冷熱的空調、采暖、生活熱水三用機組4.2.1為利用液氟過冷熱，在冷凝終了的液氟管路上串接一個生活熱水的預熱器(對于液氟來說是過冷器)8，然后再將過冷的液氟通入貯液器9.這不僅利用了過冷卻熱預熱了熱水，而且提高了工質循環的性能(增加了工質單位重量的制冷量).2.2為利用高溫高壓氣相氟利昂的冷凝熱，在壓縮機排氣口1與熱泵四通閥5之間設置再熱器(熱水器)3，用來全年制取生活熱水。泵四通閥5中，或被風冷凝(制冷時)，或加熱空調用的熱水(制熱時)4.2.4生活熱水夏天具有蓄熱功能和直流加熱功能兩種方式，因為生活熱水不像空調冷流供生活熱水的方式。對于生活熱水側，還可以改為如圖4框線內所示的流程。4.2.5采用變頻壓縮機，來滿足用戶空調負荷和生活熱水負荷不斷變化的要求，尤其是冬季增大機組制熱功率和改善制熱性能系數，是十分重要的一項措施。955熱回水6熱水372冷水13冷水自來水先進入預熱器后作為水箱補水冷水制熱工況制冷工況熱水488931-壓縮機；2-四通閥；3-再熱器(氟利昂-水換熱器)；4-單向閥；5-四通閥；6-風冷換熱器；7-單向閥；8-預熱器(過冷器)；9-高壓貯液器；10-節流機16-空調水泵；17-熱水泵(或熱水循環加熱泵)；18-蓄熱水箱；19-電磁閥；圖3利用冷凝熱及過冷卻熱的變頻壓縮制冷、采暖、熱水三用機組4.3利用水路切換的水源(地源)熱泵冷熱暖三聯供系統也沒有除霜措施)，僅用機外空調冷熱水管路上的閥門切換，來達到夏季供冷、冬季暖熱，其生活熱水僅用過熱氟利昂氣體加熱。高位定壓水箱水源熱泵冷熱高位定壓水箱水三用機組凈化后的水生活熱水蓄熱水箱循環水泵蓄熱水箱壓縮機循環熱回水泵循循環熱回水泵循環熱回水凝(熱水器)蒸發器循蒸發器空調冷/熱回水9空調冷/熱回水9凝器節流機構水源換熱器水源循環泵712465空調水循環泵3回灌地下水冬季1、3、5、7閥開；夏季2、4、6、8閥開；春秋9、10閥開，1、7閥開，2、4、6、8閥關圖4通過外部水管路切換的水源熱泵空調、采暖、生活熱水三聯供系統流程圖4.4利用太陽能蒸發面板為輔助熱源的空氣源三用機組焓)，其次，這些系統利用雙級壓縮、變頻技術和復雜的控制手段，或利用地下水源技術過于復雜，會大大增加機組的一次投資和操作的復雜性。在空氣為熱源的熱泵中，可開發利用非礦物燃料為輔助熱源的家用/商用制冷－采暖－熱水供應“三用”機組。利用一般太陽也不受晝夜的影響，只要外界氣溫不低于－20℃，即可蒸發吸熱(在有太陽輻射時，每平方率高)該集熱面板可以與建筑配合，放置于屋頂、墻面、陽臺、甚至地下車庫里。住宅或商業服務建筑中，能用上一套三用中央空調系統－充分利用空調余熱和大自然中提高生活質量，大大減少建筑耗能。℃開開開開開關關開空氣側熱交換器(空氣為熱源或熱匯)；2－壓縮機；3－四通轉向閥；4－板式換熱器(供空調用)；5－止回閥 開斜線以上表示冬季供暖及供生活熱水工況閥門狀態關斜線以下表示夏季制冷及供生活熱水工況閥門狀態圖5利用太陽能集熱面板的三用機組內部流程示意圖.簡單的結束語濟發展、社會進步，為空調、采暖和熱水供應事業的發展帶來了良好的機遇和巨大的空間；求，受到能源、資源缺乏的制約。如果不及時開展節能，環保和能源綜合利用，要在2020的。空調、采暖和熱水供應事業的節能，必須和建筑節能互相配合，同步進行。文章介紹了引玉”，目的是喚起廣大的暖通空調工作者的重視，認識節能、環保的緊迫性，讓我們共同為我國21世紀進入中等發達的國家，為人民生活進一步提高作出努