空气源热泵机组由那几部分组成各部件工作原理

1、太阳能：直接来自于太阳辐射.主要是提供热量和电能.

2、生物能：由绿色植物通过光合作用,将太阳能转化为化学能,储存在体内,可沿食物链单向流动,最终转化为热能散失掉.通过燃烧和厌氧发酵获得沼气来取得能量.

3、风能：由太阳辐射提供能量,因冷热不均产生气压差异,导致空气水平运动——风的形成.主要是通过风力发电机来获得能量.

4、水能：由太阳辐射提供能量,产生水循环,来自海洋的暖湿空气,受热上升,太阳能转化为势能,当在高山上形成降水后,水往低处流,势能转化为动能,就是水能.主要是通过水力发电机来获得能量.

5、海洋能：包括潮汐、波浪、洋流等海水运动蕴藏的能量,也是取之不尽用之不竭的.潮汐能主要来自于月球、太阳等天体的引力,波浪、洋流的能量主要是受风的影响.主要是通过潮汐的动能来发电.

6、地热能：来自于地球内部放射性元素的衰变.可以用于地热发电和供暖.

7、氢能：通过燃烧或者是燃料电池来获得能量.

8、核能：通过核能发电站来取得能量.

上述能源都是可再生能源,而且是直接来自于自然界的一次能源.

利用以上这些能源的技术

中国除了水能的可开发装机容量和年发电量均居世界首位之外，太阳能、风能和生物质能等各种可再生能源资源也都非常丰富。中国太阳能较丰富的区域占国土面积的2／3以上，年辐射量超过6000MJ／㎡，每年地表吸收的太阳能大约相当于1.7万亿tce的能量；风能资源量约为32亿kW，初步估算可开发利用的风能资源约10亿kW，按德国、西班牙，丹麦等风电发展迅速的国家的经验进行类比分析，中国可供开发的风能资源量可能超过30亿kW；海洋能资源技术上可利用的资源量估计约为4亿-5亿kW；地热资源的远景储量为1353亿tce，探明储量为31.6亿tce；现有生物质能源包括：秸秆、薪柴、有机垃圾和工业有机废物等，资源总量达7亿tce，通过品种改良和扩大种植，生物能的资源量可以在此水平再翻一番。总之中国可再生能源资源丰富，具有大规模开发的资源条件和技术潜力，可以为未来社会和经济发展提供足够的能源，开发利用可再生能源大有可为。

2006年底，中国可再生能源年利用量总计为2亿吨标准煤，（不包括传统方式利用的生物质能），约占中国一次能源消费总量的8%，比2005年上升了0.5个百分点，这为2010年可再生能源占全国一次性能源10%的目标迈出了坚实的一步。

随着越来越多的国家采取鼓励可再生能源的政策和措施，可再生能源的生产规模和使用范围正在不断扩大，2007年全球可再生能源发电能力达到了24万兆瓦，比2004年增加了50%。

2007年至少有60多个国家制订了促进可持续能源发展的相关政策，欧盟已建立了到2020年实现可持续能源占所有能源20%的目标，而中国也确立了到2020年使可再生能源占总能源的比重达到15%的目标。2007年，全球并网太阳能发电能力增加了52%，风能发电能力增加了28%。全球大约有5000万个家庭使用安放在屋顶的太阳能热水器获取热水，250万个家庭使用太阳能照明，2500万个家庭利用沼气做饭和照明。

可再生能源比重的提升传递着“绿色经济”正在兴起的信息，2012年《京都议定书》到期后新的温室气体减排机制将进一步促进绿色经济的全面发展。

根据中国中长期能源规划，2020年之前，中国基本上可以依赖常规能源满足国民经济发展和人民生活水平提高的能源需要，到2020年，可再生能源的战略地位将日益突出，届时需要可再生能源提供数亿吨乃至十多亿吨标准煤的能源。因此，中国发展可再生能源的战略目的将是：最大限度地提高能源供给能力，改善能源结构，实现能源多样化，切实保障能源供应的安全。

5 公共建筑

5.1 节地与室外环境

控 制 项

5.1.1 场地建设不破坏当地文物、自然水系、湿地、基本农田、森林和其他保护区。

5.1.2 建筑场地选址无或采取措施避免洪灾和泥石流的威胁，建筑场地安全范围内无或采取措施避免电磁辐射危害和火、爆、有毒物质等危险源。

5.1.3 采取措施避免对周边建成环境带来光污染。

5.1.4 场地内无排放超标的污染源。

5.1.5 施工过程中制定并实施保护环境的具体措施，控制由于施工引起各种污染以及对场地周边区域的影响。

一 般 项

5.1.6 场地环境噪声符合现行国家标准《城市区域环境噪声标准》GB 3096或《香港规划标准与准则》中对于噪音的规定

5.1.7 建筑物周围人行区风速低于5m/s，不影响室外活动的舒适性和建筑通风。

5.1.8 新建建筑不影响周围居住建筑的天然照明（采光）要求。

5.1.9 合理采用屋顶绿化、空中绿化、垂直绿化等立体绿化方式。

5.1.10 绿化物种选择适宜当地气候和土壤条件的乡土植物，且采用包含乔、灌木的复层绿化。

5.1.11 场地交通组织合理，到达公共交通站点的步行距离不超过500m。

5.1.12 合理开发利用地下空间。

优 选 项

5.1.13 合理选用废弃场地进行建设。对已被污染的废弃地，进行处理并达到有关标准。

5.1.14 充分利用尚可使用的旧建筑，并纳入规划项目。

5.1.15 室外透水地面面积比大于等于40％

5.2 节能与能源利用

控 制 项

5.2.1 围护结构热工性能指标符合现行国家或香港建筑节能标准的规定

5.2.2 空调采暖系统的冷源机组能效比符合现行国家标准《公共建筑节能设计标准》GB 50189第5.4.5、5.4.8及5.4.9条规定或符合香港《空调装置能源效益守则》第九章“空调设备最低效能”中的对应条文规定。

5.2.3 各房间或场所的照明功率密度值不高于香港《照明装置能源效益守则》规定的最高可容许值。

5.2.4 新建的公共建筑，冷源、输配系统和照明等各部分能耗进行独立分项计量。

一 般 项

5.2.5 建筑总平面设计有利于冬季日照并避开冬季主导风向，夏季利于自然通风。

5.2.6 建筑外窗可开启面积不小于外窗总面积的30％，建筑幕墙具有可开启部分或设有通风换气装置。

5.2.7 建筑外窗的气密性不低于现行国家标准《建筑外门窗气密，水密，抗风压性能分级及检测方法》GB 7106规定的4级要求。

5.2.8 利用排风对新风进行预热（或预冷）处理，降低新风负荷。

5.2.9 全空气空调系统采取实现全新风运行或可调新风比的措施

5.2.10 建筑物处于部分冷负荷时和仅部分空间使用时，采取有效措施节约通风空调系统能耗。

5.2.11 采用节能设备与系统。通风空调系统风机的单位风量耗功率和冷热水系统的输送能效比符合现行国家标准《公共建筑节能设计标准》GB 50189第5.3.26、5.3.27条的规定。

5.2.12 选用余热或废热利用等方式提供建筑所需蒸汽或生活热水

5.2.13 改建和扩建的公共建筑，冷源、输配系统和照明等各部分能耗进行独立分项计量。

优 选 项

5.2.14 建筑设计总能耗低于现行国家或香港批准或备案的建筑节能标准规定值的80％。

5.2.15 根据当地气候和自然资源条件，充分利用太阳能、地热能等可再生能源，可再生能源产生的热水量不低于建筑生活热水消耗量的10％，或可再生能源发电量不低于建筑用电量的2％。

5.2.16 各房间或场所的照明功率密度值不高于现行国家标准《建筑照明设计标准》GB 50034规定的目标值。

5.2.17 合理采用蓄冷技术。

5.3 节水与水资源利用

控 制 项

5.3.1 在方案、规划阶段制定水系统规划方案，统筹、综合利用各种水资源。

5.3.2 设置合理、完善的供水、排水系统。

5.3.3 采取有效措施避免管网漏损。

5.3.4 建筑内卫生器具合理选用节水器具，节水率不低于10％。

5.3.5 使用非传统水源时，采取用水安全保障措施，且不对人体健康与周围环境产生不良影响。

一 般 项

5.3.6 通过技术经济比较，合理确定雨水积蓄、处理及利用方案。

5.3.7 绿化、景观、洗车等室外非饮用用水采用非传统水源。

5.3.8 绿化灌溉采取节水、高效的灌溉方式。

5.3.9 室内非饮用用水采用海水或再生水。采用再生水时，优先利用附近集中再生水厂的再生水；附近没有集中再生水厂时，通过技术经济比较，合理选择其他再生水水源和处理技术。

5.3.10 按用途设置用水计量水表

5.3.11 办公楼、商场类建筑非传统水源利用率不低于20％、旅馆类建筑不低于10％。

优 选 项

5.3.12 办公楼、商场类建筑非传统水源利用率不低于40％、旅馆类建筑不低于20％

5.4 节材与材料资源利用

控 制 项

5.4.1 建筑材料中有害物质含量符合现行国家标准GB 18580～18588和《建筑材料放射性核素限量》GB 6566或地方标准的要求。

5.4.2 建筑造型要素简约，无大量装饰性构件。

一 般 项

5.4.3 施工现场500km以内生产的建筑材料重量占建筑材料总重量的60％以上。

5.4.4 现浇混凝土采用预拌混凝土。采用预拌砂浆。

5.4.5 建筑结构材料合理采用高性能混凝土、高强度钢。

5.4.6 将建筑施工、旧建筑拆除和场地清理时产生的固体废弃物分类处理，并将其中可再利用材料、可再循环材料回收和再利用。

5.4.7 在建筑设计选材时考虑使用材料的可再循环使用性能。在保证安全和不污染环境的情况下，可再循环材料使用重量占所用建筑材料总重量的10％以上。

5.4.8 土建与装修工程一体化设计施工，不破坏和拆除已有的建筑构件及设施，避免重复装修。

5.4.9 办公、商场类建筑室内采用灵活隔断，减少重新装修时的材料浪费和垃圾产生。

5.4.10 在保证性能的前提下，使用以废弃物为原料生产的建筑材料，其用量占同类建筑材料的比例不低于30％。

优 选 项

5.4.11 采用资源消耗和环境影响小的建筑结构体系、建筑构件。

5.4.12 可再利用建筑材料的使用率大于5％。

5.5 室内环境质量

控 制 项

5.5.1 采用集中空调的建筑，房间内的温度、湿度、风速等参数符合现行国家标准《公共建筑节能设计标准》GB 50189或香港《空调装置能源效益守则》中的设计计算要求。

5.5.2 建筑围护结构内部和表面无结露、发霉现象。

5.5.3 采用集中空调的建筑，新风量符合现行国家标准《公共建筑节能设计标准》GB 50189的设计要求。

5.5.4 室内游离甲醛、苯、氡和TVOC等空气污染物浓度符合现行国家标准《民用建筑工程室内环境污染控制规范》GB 50325或香港《办公室及公众场所室内空气质素检定计划指南》中的有关规定。

5.5.5 宾馆和办公建筑室内背景噪声符合现行国家标准《民用建筑隔声设计规范》GBJ 118中室内允许噪声标准中的二级要求；商场类建筑室内背景噪声水平满足现行国家标准《商场（店）、书店卫生标准》GB 9670的相关要求。

5.5.6 建筑室内照度、统一眩光值、一般显色指数等指标满足现行国家标准《建筑照明设计标准》GB 50034中的有关要求。

一 般 项

5.5.7 建筑设计和构造设计有促进自然通风的措施

5.5.8 室内采用调节方便、可提高人员舒适性的空调末端

5.5.9 宾馆类建筑围护结构构件隔声性能满足现行国家标准《民用建筑隔声设计规范》GBJ 50118中的一级要求

5.5.10 建筑平面布局和空间功能安排合理，减少相邻空间的噪声干扰以及外界噪声对室内的影响。

5.5.11 办公、宾馆类建筑75％以上的主要功能空间室内采光系数满足现行国家标准《建筑采光设计标准》GB 50033的要求。

5.5.12 建筑入口和主要活动空间设有无障碍设施。

优 选 项

5.5.13 采用可调节外遮阳，改善室内热环境。

5.5.14 设置室内空气质量监控系统，保证健康舒适的室内环境。

5.5.15 采用合理措施改善室内或地下空间的自然采光效果。

5.6 运营管理

控 制 项

5.6.1 制定并实施节能、节水等资源节约与绿化管理制度。

5.6.1 建筑运行过程中无不达标废气、废水排放。

5.6.1 分类收集和处理废弃物，且收集和处理过程中无二次污染。

一 般 项

5.6.1 建筑施工兼顾土方平衡和施工道路等设施在运营过程中的使用。

5.6.1 物业管理部门通过ISO14001环境管理体系认证。

5.6.1 设备、管道的设置便于维修、改造和更换。

5.6.1 对空调通风系统按照国家标准《空调通风系统清洗规范》GB 19210规定进行定期检查和清洗。

5.6.1 建筑智能化系统定位合理，信息网络系统功能完善。

5.6.1 建筑通风、空调、照明等设备自动监控系统技术合理，系统高效运营。

5.6.1 办公、商场类建筑耗电、冷热量等实行计量收费。

优 选 项

5.6.1 具有并实施资源管理激励机制，管理业绩与节约资源、提高经济效益挂钩。

建筑能耗占整个能耗的40%左右,是最有潜力的节能领域.毛细管网换热器结构具有换热面积大、流量分配均匀、水流阻力小、散热效果好的优点,还能够耐高温、耐高压、耐腐蚀,是一种理想的高效换热器,用途十分广泛.毛细管网换热器换热机组突出的优点是能够有效利用低品位的能源,尤其是可再生能源(如太阳能,以及土壤、地下水、空气、污水、地表水、发电厂废水等说蕴含的能量),还可以提高空调系统的能效,做到节能减排环保并提高建筑物的品质.毛细管网换热器与地源热泵或空气源热泵结合,加上合理的控制组成一个节能系统,节能可达70%如果再配套太阳能和冷热储能系统,节能可达90%左右.毛细管网换热器与"节能减排降耗、提升建筑品质"关系密切,具有巨大推广应用前景.

第一部分:温湿度独立控制空调技术简介

一、常规空调技术存在的问题

从人体的热舒适与健康出发,要求对室内温度、湿度进行全面控制.夏季人体舒适区为25℃,相对湿度60%,此时露点温度为16.6℃.空调排热排湿的任务可以看成是从25℃的环境中向外界排热,在16.6℃的露点温度的环境下向外界排湿.目前空调方式的排热排湿都是通过空气冷却器对空气进行冷却和冷凝除湿,再将冷却干燥的空气送入室内,实现排热排湿的目的.常规温湿度混合处理的空调方式存在如下问题:

1、能源浪费.使用一套系统同时制冷和除湿,为了满足用冷凝方法排除室内余湿,冷源的温度需要低于室内空气的露点温度,考虑传热温差与介质输送温差,实现16.6℃的露点温度需要约7℃的冷源温度,这是现有空调系统采用5~7℃的冷冻水、房间空调器中直接蒸发器的冷媒蒸发温度也多在5℃的原因.在空调系统中,占总负荷一半以上的显热负荷部分,本可以采用高温冷源排走的热量却与除湿一起共用5~7℃的低温冷源进行处理,造成能量利用品位上的浪费.而且,经过冷凝除湿后的空气虽然湿度(含湿量)满足要求,但温度过低,有时还需要再热,造成了能源的进一步浪费与损失.

2、难以适应热湿比的变化.通过冷凝方式对空气进行冷却和除湿,其吸收的显热与潜热比只能在一定的范围内变化,而建筑物实际需要的热湿比却在较大的范围内变化.一般是牺牲对湿度的控制,通过仅满足室内温度的要求来妥协,造成室内相对湿度过高或过低的现象.过高的结果是不舒适,进而降低室温设定值,通过降低室温来改善热舒适,造成能耗不必要的增加相对湿度过低也将导致由于与室外的焓差增加使处理室外新风的能耗增加.

3、造成室内空气品质下降.大多数空调依靠空气通过冷表面对空气进行降温除湿,这就导致冷表面成为潮湿表面甚至产生积水,空调停机后这样的潮湿表面就成为霉菌繁殖的理想场所.空调系统繁殖和传播霉菌成为空调可能引起健康问题的主要原因.另外,目前我国大多数城市的主要污染物仍是可吸入颗粒物,因此有效过滤空调系统引入的室外空气是维持室内健康环境的重要问题.然而过滤器内必然是粉尘聚集处,如果再漂溅过一些冷凝水,则也成为各种微生物繁殖的理想场所.频繁清洗过滤器既不现实,也不是根本的解决方案.

4、传统的室内末端装置有局限性.为排除足够的余热余湿同时又不使送风温度过低,就要求有较大的循环通风量.例如每平方米建筑面积如果有80 W/m2显热需要排除,房间设定温度为25℃,当送风温度为15℃时,所要求循环风量为24 m3/hr/m2,这就往往造成室内很大的空气流动,使居住者产生不适的吹风感.为减少这种吹风感,就要通过改进送风口的位置和形式来改善室内气流组织.这往往要在室内布置风道,从而降低室内净高或加大楼层间距.很大的通风量还极容易引起空气噪声,并且很难有效消除.在冬季,为了避免吹风感,即使安装了空调系统,也往往不使用热风,而是通过另一套的暖气系统(如采暖散热器)供热.这样就导致室内重复安装两套环境控制系统,分别供冬夏使用.

5、输配能耗的问题.为了完成室内环境控制的任务就需要有输配系统,带走余热、余湿、CO2、气味等.在中央空调系统中,风机、水泵消耗了40%~70%的整个空调系统的电耗.在常规中央空调系统中,多采用全空气系统的形式.所有的冷量全部用空气来传送,导致输配效率很低.相对而言,1m3水所输送的热量和3840 m3空气所输送的热量是相当的.

此外,随着能源问题的日益严重,以低品位热能作为夏季空调动力成为迫切需要.目前北方地区大量的热电联产集中供热系统在夏季由于无热负荷而无法运行,使得电力负荷出现高峰的夏季热电联产发电设施反而停机,或者按纯发电模式低效运行.如果可以利用这部分热量驱动空调,既省下空调电耗,又可使热电联产电厂正常运行,增加发电能力.这样即可减缓夏季供电压力,又提高能源利用率,是热电联产系统继续发展的关键.由于空调负荷在一天内变化显著,与热电联产电厂提供热能并不是很好匹配,如何实现有效的蓄能,以协调二者的矛盾也是热能使用当中存在的问题.

综上所述,空调的广泛需求、人居环境健康的需要和能源系统平衡的要求,对目前空调方式提出了挑战.新的空调应该具备的特点为:减少室内送风量、高效换热末端、采用低品位能源、设置冷热蓄能系统.从如上要求出发,目前普遍认为温湿度独立控制空调技术可能是一个有效的解决途径.

二、温湿度独立控制空调技术的特点

空调系统承担着排除室内余热、余湿、CO2与异味的任务.研究表明:排除室内余湿与排除CO2、异味所需要的新风量与变化趋势一致,即可以通过新风同时满足排除余湿、CO2与异味的要求,而排除室内余热的任务则通过其他的系统(独立的温度控制系统)来实现.由于无需承担除湿的任务,因而用较高温度的冷源即可实现排除余热的任务.

温湿度独立控制空调系统中,采用温度与湿度两套独立的空调控制系统,分别控制、调节室内的温度与湿度,从而避免了常规空调系统中热湿联合处理所带来的损失.由于温度、湿度采用独立的控制系统,可以满足不同区域和同一区域不同房间热湿比不断变化的要求,克服了常规空调系统中难以同时满足温、湿度参数的要求,避免了室内湿度过高(或过低)的现象.

温湿度独立控制空调系统的基本组成为:处理显热的系统与处理潜热的系统,两个系统独立调节分别控制室内的温度与湿度(见图1).处理显热的系统包括:高温冷源、余热消除末端装置,采用水作为输送媒介.由于除湿的任务由处理潜热的系统承担,因而显热系统的冷水供水温度不再是常规冷凝除湿空调系统中的7℃,而是提高到18℃左右,从而为天然冷源的使用提供了条件.即使采用机械制冷方式,制冷机的性能系数也有大幅度的提高.余热消除末端装置可以采用毛细管网换热器、辐射板、干式风机盘管等多种形式,由于供水的温度高于室内空气的露点温度,因而不存在结露的危险.处理潜热的系统,同时去除室内CO2、室内异味等,以保证室内空气质量.此系统由新风处理机组、送风末端装置组成,换热机组,采用新风作为能量输送的媒介.在处理潜热的系统中,由于不一定需要处理温度,因而湿度的处理可能有多种方法,如冷凝除湿、吸附除湿等.

图1 温湿度独立控制空调系统

在温湿度独立控制空调系统中,采用新风来承担排除室内余湿、CO2和室内异味的任务,以保证室内空气质量.一般来说,这些排湿,排有害气体的负荷仅随室内人员数量而变化,因此可采用变风量方式,根据室内空气的湿度或CO2的浓度调节风量.由于仅是为了满足新风和湿度的要求,如果人均风量40 m3/hr,每人5平方米面积,则换气次数只在2~3次/hr,远小于变风量系统的风量.这部分空气可通过置换送风的方式从下侧或地面送出,也可采用个性化送风方式直接将新风送入人体活动区.

室内的显热则通过另外的系统来排除(或补充).由于这时只需要排除显热,就可以用较高温度的冷源通过辐射、对流等多种方式实现.当室内设定温度为25℃时,采用屋顶或垂直表面辐射方式,即使平均冷水温度为20℃,每平米辐射表面仍可排除显热40 W/m2,已基本可满足多数类型建筑排除围护结构和室内设备发热量的要求.由于水温一直高于室内露点温度,因此不存在结露的危险和排凝水的要求.

温湿度独立控制空调系统实现了室内温度和湿度的分别控制.尤其实现了新风量随人员数量的同步增减,从而避免了变风量系统冬季人员增加,热负荷降低,新风量换热机组随之降低的问题与目前的风机盘管加新风方式比较,免去了凝水盘和凝水排除系统,彻底消除了实际工程中经常出现问题的这一隐患,同时由于不再存在潮湿表面,根除了滋生霉菌的温床,可有效改善室内空气品质.由于室内相对湿度可一直维持在60%以下,较高的室温(26℃)就可以达到热舒适要求.这就避免了由于相对湿度太高,只得把室温降低(甚至到20℃),以维持舒适度要求的问题.既降低了运行能耗,又减少了由于室内外温差过大造成的热冲击对健康的危害.

图2 毛细管网辐射

三、 高温冷源的制备

由于潜热由单独的新风处理系统承担,因而在温度控制(余热去除)系统中,不再采用7℃的冷水同时满足降温与除湿的要求,而是采用约18℃的冷水即可满足降温要求.此温度要求的冷水为很多天然冷源的使用提供了条件,如深井水、通过土壤源换热器获取冷水等,深井回灌与土壤源换热器的冷水出水温度与使用地的年平均温度密切相关,我国很多地区可以直接利用该方式提供18℃冷水.在某些干燥地区(如新疆等)通过直接蒸发或间接蒸发的方法获取18℃冷水.

即使采用机械制冷方式,由于要求的压缩比很小,根据制冷卡诺循环可以得到,制冷机的理想COP将有大幅度提高.如果将蒸发温度从常规冷水机组的2~3℃提高到14~16℃,当冷凝温度恒为40℃时,卡诺制冷机的COP将从7.2~7.5提高到11.0~12.0.对于现有的压缩式制冷机、吸收式制冷机,怎样改进其结构形式,使其在小压缩比时能获得较高的效率,则是对制冷机制造者提出的新课题.图3是三菱重工(MHI)微型离心式高温冷水机组的工作原理,采用"双级压缩+经济器"的制冷循环形式和传热性能优异的高效传热管,优化设计离心式压缩机叶轮和轴承,不仅突破了离心式冷水机组难以小型化的误区,而且还具有非常高的性能系数COP.图4示出了利用该微型离心式冷水机组制备高温冷水时的性能计算值.从图中可以看出:当冷冻水进、出水温度为21/18℃、冷却水进、出水温度为37/32℃时,其COP=7.1,在部分负荷条件下或冷却水温度降低时,其性能则更为优越.

图3 微型离心式高温冷水机组 图4 18C高温冷水机组的性能曲线

四、结论

与目前普遍使用的风机盘管加新风方式或全空气方式相比,温湿度独立控制系统的特点可总结如下:

适应室内热湿比的变化.温湿度独立控制系统分别控制房间的温度和湿度,能够满足建筑热湿比随时间与使用情况的变化,换热机组 板壳式换热器采用波纹板片作为传热元件,全面控制室内环境.并根据室内人员数量调节新风量,因此可获得更好的室内环境控制效果和空气质量.

末端方式不同.可采用辐射式末端或者干式风机盘管吸收或提供显热,采用置换通风等方式送出干燥的新风去除显热,冬夏共用同样的末端装置.处理显热的系统只需要18℃的冷水,这可通过多种低成本的和节能的方式提供,降低了运行能耗.

可以利用低品位能源,即使采用普通空调机组系统能效换热机组会大大提高.这个特点有利于能源的广泛选择利用,特别有利于开发利用低品位换热机组再生能源:如太阳能、地能、热电厂余热回收等,对节能减排降耗意义重大.

舒适度大大提高.没有强风感、没有噪声、不传播细菌,是一种健康绿色的空调方式.

第二部分 毛细管网换热器是温湿度独立控制空调技术的基石

一、毛细管网换热器的结构

毛细管网是一种集配式结构(见图5),具有以下特点:

1、换热均匀2、水力损失小

3、换热面积大4、换热效果好.

图5 集配式结构的毛细管网

因此,毛细管网是一种高效换热器.毛细管网是PP-R原料制造,因此又具备了耐高温、耐高压、耐腐蚀的特点,用途广泛.毛细管网与散热层和保温层的结合使用进一步提高换热效率,合称为毛细管网换热器,是理想的高效换热器(见图6).

图6 毛细管网换热器

二、毛细管网换热器的优点:

1、高效节能.毛细管网换热器能够有效利用低品位能源、能够大大提高空调系统的能效.建设部评估委员会专家认为:"毛细管网换热器与地源热泵或空气源热泵结合,加上合理的控制组成一个节能系统,节能可达70%如果再配合太阳能和冷热蓄能系统,节能可达90%左右."

2、高舒适度.毛细管网换热器没有强风感、没有吹风危险、没有噪声、不传播细菌、温差小、轻柔安静.

3、安装方便.毛细管网换热器薄(4.3mm)而柔软、荷载小(满水后不足900g/m2),便于与装饰层结合使用,可以方便地安装在地面、墙面或顶棚,对装饰影响最小.产品一般免维修、免清洗.

4、绿色环保.采用PP-R原料制造,可靠使用五十年以上,可回收利用,不会对环境造成污染.

三、正确应用毛细管网需要解决的问题

1、防止冷辐射表面凝露

这是人们在使用毛细管网制冷时首先要考虑的问题.实际上掌握了温湿度独立控制空调技术原理后就知道这个问题很容易解决了,有多种可靠的技术可以选择,关键在于以下两点.

(1)采用高温冷源.供水温度保证冷辐射表面在室温设计温度以下满足制冷要求,同时在室内露点温度以上不发生凝露.

(2)利用新风除湿.新风系统往往是高档建筑必备的,利用新风控制室内露点始终低于冷辐射表面的温度.

系统的组成与控制:高温冷源、毛细管网换热器、新风机组、除湿机组、温度-露点探测器、执行器.当有了露点信号的时候,通过提高循环介质的温度、加大新风量、降低新风温度等手段都可以避免凝露.

2、防止毛细管阻塞

(1) 建议采用独立的小型循环系统,与大系统连接时通过板式换热器隔开.

(2) 循环系统全部采用耐腐蚀的管道及阀部件,如塑料管、铜镀镍阀部件和连接件等.金属氧化物沉积会阻塞管道,游离的金属离子会对塑料管材老化产生影响.

(3)对系统的补充水进行过滤,防止大型颗粒物阻塞管道.如果系统始终在冷水状态下运行,不必考虑水质的软化问题.

(4)系统中需要加防冻液或除氧剂,换热机组 赛场中除了棋盘棋子,或采取真空脱气措施.原因是塑料管是透氧换热机组,采取以上措施可以防止管道内滋生微生物形成生物粘泥.

3、漏水修复

毛细管网是由PP-R原料制造,干管漏水可以热熔修复,毛细管漏水可断开通过热熔手段焊死.毛细管网一般安装在装饰层下面,漏水点寻找及恢复比较方便,但是还是建议加强成品保护及警告措施,尽量避免破坏.

4、与装饰面层结合

毛细管网与装饰面层结合时可以随面层形状随意安装,但是要与装饰层结合紧密避免产生空气隔层影响换热.面层抹灰时应该注意有一定的厚度及使用聚合物砂浆,防止开裂.

四、毛细管网推广应用的成熟性

1、产品制造技术十分可靠

毛细管网是由PP-R管道焊接成型的,PP-R原料及管道的理化性能已经通过国际国内权威机构证明是可靠的.目前的焊接工艺换热机组是十分可靠的,无数次换热机组压力测试证明爆破点一般发生在毛细管和主管上,毛细管与主管的焊点十分牢固.产品通过了国家化学建材检测中心的有关测试,而且经过建设部组织的各方专家评估得出权威结论:企业建立了质量保证体系,经用户使用反映良好,主要性能指标达到国际先进水平.

2、国内产品标准及应用技术规程正在完善

北京普来福环境技术有限公司在参考国外同类产品相关标准的基础上制定了《无规共聚聚丙烯(PP-R)毛细管网换热器企业标准》(Q/CYPLF001-2007),已经在北京市技术监督局备案发布,制定了产品应用技术规程,通过了国家空调与净化设备标准委员会组织专家的审定和建设部组织的科技成果评估.争取进一步完善和改进后尽快上升为行业标准和规程.

3、应用技术已经十分成熟和可靠

毛细管网在欧洲已使用二十年,有很多成功案例,使用面积已经超过一千万平方米以上,近年来的需求量也是越来越大.我国从2005年清华大学节能示范中心引进毛细管网产品和技术以后,各方面专家、学者和工程技术人员也作出了大量的研究和实践工作,积累了丰富的设计和施工经验,已经开始在很多项目上投入应用,反映效果很好.

第三部分:毛细管网让可再生能源

插上腾飞的翅膀广泛应用于高低档建筑

一、世界能源的历史与形势

自古以来,人类生存和发展的基本条件越来越清晰,即物质、能量和信息.尤其是近代的工业革命,使得人类进入了一个高速发展的时代,化石燃料被疯狂的开采,能源消耗从煤炭到石油和天然气,让我们在有生之年就有可能看到它们的枯竭.更可怕的是,我们在经历能源危机的同时,不得不接受它的"副产品":环境污染.

所幸的是有识之士已经在全球范围内行动起来.为防止地球温暖化(温室效应)对人类的危害,要求控制化石燃料燃烧排放出的CO2量,因为它对于地球温暖化的影响占1/2以上.1997年12月,联合国气候变化框架公约缔约方第三次会议在日本京都召开,部分国家签署了《京都议定书》,确定了发达国家温室气体的减排目标:在2008~2012年间,将其温室气体的排放量由1990年的排放水平平均降低5.2%.2004年6月在德国波恩召开了国际可再生能源大会,154个国家代表通过了《波恩宣言》,德国总理施罗德在会上讲话指出"能源的有效使用和可再生能源的开发是世界获得可持续能源供应的双重策略".

我国著名能源科学家吴仲华教授早在上世纪80年代初期就已提出"温度对口,梯级利用"的科学用能基本原则.在当前的一段时间内,化石能源仍是主要的一次性能源,尽量减少煤炭的使用,将天然气的比例增加,将石油的比例减少,到2030年前后,大规模使用可再生能源,到2050年前后,化石能源降低到次要地位,甚至于逐渐淡出能源结构.

二、我国的能耗状况

中国作为最大的发展中国家,正处于经济高速增长阶段,呈现出高储蓄、高投资、高耗能的特征.我国二氧化硫的排放量居世界第一,二氧化碳的排放量居世界第二,能耗量居世界第二.中国是一个十三亿人口的大国,我国的能耗量将很快居世界第一.能源对整个国家的发展将起到非常关键的作用,能源问题搞不好,有可能拖整个国家可持续发展的后腿.不远的将来,能源危机在中国可能不会再是危言耸听的事情.2004年,中国经济总量占世界经济总量的4.4%,而石油和煤炭的需求量则分别占世界的7.4%和31%.2005年,中国能源消费量为22.2亿吨标准煤,比2004年增长9.5%,中国现在已经成为仅次于美国的第二大石油消费国.据有关专家预测,到2020年,中国石油进口量将超过5亿吨,天然气进口量将超过1000亿立方米,两者的对外依存度将分别为70%和50%.另外,我们的能效也不容乐观,每一万元的产值所消耗的能源,是美国的3倍,日本的7.2倍,并远远高于巴西、印度等国家.为了解决这种状况,52位院士和百余位专家联名发出了节能和科学用能的倡议书:提高能源利用效率,减少能源消耗,保护生态环境.

三、我国的建筑能耗状况、特点和方展方向

我国的建筑能耗占社会总能耗的30%左右,既有建筑近400亿平方米,95%以上是高能耗建筑.目前我国是世界上最大的建筑工地,每年建成的房屋面积高达20亿平方米,换热机组,超过了发达国家年建成建筑面积的总和.到2000年底,能够达到建筑节能设计标准的建筑累计仅占全部城乡建筑总面积的0.5%,占城市既有供暖居住建筑面积的9%,绝大部分新建建筑仍是高能耗建筑.2004年,我国建筑运行能耗占社会总能耗的18.8%,北方采暖地区,采暖能耗占全国城镇建筑总能耗的40%.随着建设规模的不断扩大,建筑能耗占中国能源总消耗的比例也会持续增加.解决好北方的采暖能耗和南方的空调能耗,将是节能减排的关键所在.

一般建筑用能中,采暖空调占65%左右,生活热水供应占15%左右,电器照明等占14%左右,炊事占6%左右.除电器照明和炊事外,其他的建筑用能具有以下特点:1、 低品位能源:热能根据其温度的高低可分为低品位能源和高品位能源,越接近环境温度的热能品位越低,而高出环境温度幅度越高则热能品位越高.建筑采暖所需的温度通常低于100℃,空调所需的温度通常高于5℃,均为低品位能源.如果将化石燃料燃烧后产生的高品位能量用于建筑采暖、空调,是不符合"温度对口、梯级利用"的热力学基本原则,存在着严重换热机组能量浪费2、2、2狭窄的温度范围:

Qfw建筑空调冷冻水的温度一般为5~12℃(毛细管网系统所需温度为16~20℃),供热热水温度在55~60℃左右(毛细管网系统所需温度为30~35℃).由此可见建筑能源的温度范围非常狭窄3、www.topenergy.org Rq2|w%m vw建筑用能温度与可再生能源的温度接近:地球环境内的各种介质均含有低品位的热(冷)能,这些介质包括土壤、地下水、河流湖泊及海水、污水和空气.以北京为例:土壤的地下水温度全年约14℃左右污水厂冬季排出的处理后污水温度仍在16℃左右空气温度一般为-15~40℃.显然这个温度范围与空调供暖所需的温度相当接近,我们可以通过热泵将温度升高或降低到建筑用能的使用温度4、可直接使用太阳能:.....我国西北、华北的大部分地区,采暖季日平均太阳辐照量均在9,000~15,000kJ/m2之间.如果采用目前流行的真空管太阳能集热器,每日集热时间按8小时考虑,建筑面积热指标按50W/m2计算,采暖供回水温差15℃(毛细管网采暖供回水温差不超过5℃),每天供暖时间为8h,则可以推算出,每单位建筑面积所需要的集热器面积在0.21~0.33m2之间.由于农村地区的建筑形式和城市的别墅多为3层以下的建筑,所以按照这个面积比例是完全可以实现的对于多层建筑,也可以作为能源的补充而节省部分能源.

由此可见,低品位的可再生能源即可再生的自然能源应是建筑用能的最佳选择.一般来说自然能源可以包括以下六个来源:土壤、地下水、地表水(湖泊、河流等)、海水、污水及空气,它们所含有的热能来自太阳辐射和地热能,同时地球表面包括土壤和水体的储能作用换热机组在自然能源的应用中起到了至关重要的作用.由此可见,大力推进可再生能源在建筑中应用,是解决建筑用能最科学、最经济、最合理的选择.

四、高效采暖空调末端

要想减小建筑运行的能耗,除了要解决好围护结构(墙体、屋顶、门窗等)的保温问题外,还必须解决好暖通末端的低效利用问题.

古人从钻木取火以来,每一次取暖的发展,末端的温度都会有所下降,人类文明也向前迈进了一步.最初是用火堆,高温且烟熏火燎,采暖面积小后来,用火炉,同样的温度但室内没有了烟气,但采暖面积仍然有限再后来,用中高温度的火炕、火墙和壁炉,使整个房屋温暖到上世纪期四、五十年代普遍采用100℃以上的汽暖和80℃以上的水暖到上世纪七十年代,西方国家开始采用55℃~60℃水温的地板辐射采暖到了1986年,又开始采用16℃~40℃水温的毛细管网恒温恒湿新风技术来使建筑物一年四季保持温度和湿度的恒定不变.

随着末端的温度不断降低,末端的效率极大地提高,节能越来越显著,而舒适度也越来越高.

能源危机、环境污染、自然资源能否可持续利用是中国乃至全球性的问题.开发利用可再生能源是缓解能源危机、降低环境污染、促进自然资源可持续利用的重要手段.但仅仅是开源是不够的,必须与节流并举,开发从冷热源到末端的整个系统,使系统的整体效率提高,才能真正实现节能减排降耗的目标.这对于减少对传统能源的依赖程度、促进经济社会可持续发展、保障国家能源安全具有重要意义

热水器就是指通过各种物理原理，在一定时间内使冷水温度升高变成热水的一种装置。热水器按照原理不同可分为电热水器、燃气热水器、太阳能热水器三种。

二、什么是燃气热水器

燃气热水器又称燃气热水炉，它是指以燃气作为燃料，通过燃烧加热方式将热量传递到流经热交换器的冷水中以达到制备热水的目的的一种燃气用具。

三、什么是电热水器

电热水器分为即热式和储热式两种，就是用电加热水的一种装置。

内胆是电热水器的关键，产品内表面的处理非常重要，它是决定电热水器保修年限的主要依据。目前商场里所售的电热水器主要有以下两种内胆：不锈钢内胆，材质好，不易生锈，但焊缝隐患不易发现，经多次热胀冷缩后，不锈钢中的铬会被自来水中的氯离子腐蚀，时间长了可能会在焊接处漏水；搪瓷内胆，内胆表面的瓷釉为非金属材料，不生锈，防腐蚀，以厚钢板做胆体，有较强的耐压能力，其中高釉包钢内胆防腐保温性能最佳，寿命更长。消费者可选搪瓷内胆的，大部分厂商承诺五年以上包换。

四、什么是即热式电热水器

即热式电热水器，又叫快热式电热水器，指近几年一些生产厂家自行研制的专利产品或国外进口的技术含量较高的一些产品。不但具有能够即开即热，省时省电，节能环保等诸多优点，更是因其具有比普通电热水器更为可观的经济效益，越来越受到广大家电生产厂家和经销商的青睐。

五、什么太阳能热水器

太阳能就是真空管和不锈钢水箱、支架组成的、太阳能热水器便是太阳能成果应用中的一大产业，它为百姓提供环保、安全节能、卫生的新型热水器产品， 太阳能热水器就是吸收太阳能的辐射热能，加热冷水提供给人们，是生活、生产中使用的节能设备。

六、太阳能热水器技术的发展

我们国家追溯历史在1958年，天津大学有12.6平米的太阳能浴室。到1973年世界能源危机，寻求可再生能源，我国在上世纪70年代末起，加大研发与生产太阳能集热器。1979年前后我国有些单位迎头研发全玻璃真空管集热器。清华大学运用电真空物理的背景，坚持了下来。结构就是一个拉长的暖棚，只不过在内玻璃管上有一层选择性吸收涂层。

清华大学的发明专利就是铝—氮/铝太阳选择性吸收涂层，在世界上开创用单个铝阴极通过磁控溅射制备红外低发射率低层、铝—氮化铝吸收太阳光的陶瓷薄膜和淡化铝减反膜三个部分。使用真空管的集热器可在严寒、低太阳辐射下利用，很适合多种气候。

这是一个选择性吸收涂层的结构，吸收层每层只有10到30个纳米，低发射层是到150纳米。想要达到科研的水平产量要减一半。关于太阳光热发电，这部分我省略，它是将低密度太阳能集中，聚光方法产生高温介质，推动传统发电设备产生电能。

太阳能热利用产业的发展。在突破了太阳选择性吸收涂层的核心技术，通过产学研结合，生产性能价格比较好的介质。

2001年到2006年太阳能热利用产业快速发展。2006年销售额近300亿元，提供就业机会60多万个。中国太阳热水器2005年安装量为世界的77%。真空管型约占世界总产量的90%以上，硼硅玻璃3.3年产量约占世界70%，吸气剂约占世界95%以上，年约1.9亿支真空集热管用，年约0.9亿支显象管用。大量显象管都在中国生产，吸气剂也在中国生产。有三个方面我们已经走在前面。

形成配套的产业链。3.3的玻璃30万吨其中用于真空管有28万吨。真空管镀膜生产线1000条及配套设备，生产能力为2亿支，装配约2000万平方米太阳能热水器，还有配套设备。一些骨干企业做了技术改造，提高了企业的装备水平和条件