可再生能源在暖通空調(diào)中的應(yīng)用分析

摘要：暖通空調(diào)是隨著建筑的重要組成部份，是指建筑物的中央空調(diào)處理系統(tǒng)，包括建筑物的暖氣、空氣調(diào)節(jié)，空氣質(zhì)量等方面。隨著日益面臨的能源短缺和可持續(xù)發(fā)展問題。推動建筑向節(jié)能、綠色和智能化方向發(fā)展，是建筑行業(yè)發(fā)展的大勢所趨，也是中國建筑發(fā)展面臨的重要任務(wù)。本文對可再生能源在建筑暖通空調(diào)中的應(yīng)用做了詳細(xì)的闡述，對因地制宜地利用可再生能源，發(fā)展暖通空調(diào)新技術(shù)有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：可再生能源；暖通空調(diào)；應(yīng)用

前言：

伴隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，環(huán)境質(zhì)量每況愈下，可再生能源得到了廣泛應(yīng)用。可再生能源主要指太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、低熱能、水能、海洋能及潮汐能等能源。它們相比不可再生能源具有資源豐富、不污染環(huán)境、清潔安全和資源可再生的優(yōu)點。因此在能源狀況日益緊張的今天，大力推廣可再生能源的應(yīng)用具有十分重大的意義。從暖通空調(diào)的角度來看，地球上的建筑物經(jīng)歷了從“遮蔽所”到“舒適建筑”、“健康建筑”、“綠色建筑”的發(fā)展過程。今天的綠色建筑為越來越多的人所關(guān)注。它是充分利用可再生的材料和能源、親和自然、盡量不破壞環(huán)境和文化傳統(tǒng)、保護(hù)居住者的健康，充分體現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展和人類回歸自然的理念。

一、可再生能源應(yīng)用于暖通空調(diào)的可行性

1、解決供暖制冷能耗大和環(huán)境污染嚴(yán)重問題的迫切性

近年來隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，舒適的辦公、家庭環(huán)境成為人們的日常需求，從而帶動了供暖與制冷需求的極速上升。長期以來，供暖與制冷即耗了大量的煤炭、石油、電力等能源，又造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。要從根本上改變目前能耗現(xiàn)狀的緊張局面，就必須開發(fā)一種合理有效利用可再生能源的途徑，包括地?zé)幔ɡ洌┠芎吞柲艿?。把這些可再生能源應(yīng)用于空調(diào)制冷，有效保護(hù)和改善人類生活的環(huán)境，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

2、相關(guān)的國家政策

為了在建筑領(lǐng)域貫徹節(jié)約能源的方針，國家及建設(shè)主管部門頒布了一系列法律法規(guī)和規(guī)章辦法大力提倡在建筑中應(yīng)用能源和可再生能源。在《民用建筑節(jié)能管理規(guī)定》中提出把“太陽能，地?zé)岬瓤稍偕茉磻?yīng)用技術(shù)接設(shè)備”和“空調(diào)制冷節(jié)能技術(shù)與產(chǎn)品”列為“國家鼓勵發(fā)展的建筑節(jié)能技術(shù)”。而且為了加快新能源和可再生能源產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，國家經(jīng)貿(mào)委于2001年10月印發(fā)《新能源和可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十五規(guī)劃”》，提出的發(fā)展重點中包括太陽能光熱利用，指出要“研究和發(fā)展太陽能熱利用、采暖、空調(diào)等與建筑一體化技術(shù)”等。

二、可再生能源在暖通空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用形式

可再生能源在暖通空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用包括：太陽能的應(yīng)用、自然通風(fēng)的應(yīng)用、地道風(fēng)供冷、地下水的應(yīng)用、地?zé)幔ɡ洌┑膽?yīng)用、海洋能的應(yīng)用和生物質(zhì)能的應(yīng)用等。

1、太陽能的應(yīng)用

太陽能在暖通空調(diào)中的應(yīng)用主要有被動式和主動式，其中主動式主要包括太陽能采暖和太陽能制冷兩個方面。

被動式太陽房是通過建筑朝向和周圍環(huán)境的合理布置，內(nèi)部空間和外部形體的巧妙處理，以及建筑材料和結(jié)構(gòu)、構(gòu)造的恰當(dāng)選擇，使其在冬季能采集、保持、貯存和分配太陽能，從而解決建筑物的采暖問題。在夏季又能遮蔽太陽能輻射，散逸室內(nèi)熱量，從而使建筑物降溫，達(dá)到冬暖夏涼的目的。集熱、蓄熱和保溫是被動式太陽房建設(shè)的三要素，缺一不可。但是，被動式太陽房也有缺點，主要是室內(nèi)溫度波動較大，舒適度差，在夜晚、室外溫度較低或連續(xù)陰天時需要輔助熱源來維持室溫。

主動式太陽房是一種采用由太陽能集熱器、管道、泵與風(fēng)機、末端裝置、蓄熱及輔助熱源設(shè)備等組成的供熱系統(tǒng)或熱驅(qū)動型制冷機所組成的制冷空調(diào)系統(tǒng)的建筑。其造價較高，但具有適用范圍廣、布置靈活、舒適性好和調(diào)節(jié)性能好等優(yōu)點。

太陽能制冷主要包括太陽能壓縮式制冷、太陽能吸收式制冷和太陽能吸附式制冷。

太陽能壓縮式制冷研究的重點是如何將太陽能有效地轉(zhuǎn)換成電能，再用電能去驅(qū)動壓縮式制冷系統(tǒng)。從目前的情況來看，由于光電轉(zhuǎn)換技術(shù)的成本太高，離市場化的距離還比較遠(yuǎn)。以太陽能作為熱源的吸收式制冷是利用太陽輻射熱能驅(qū)動溴化鋰—水溶液或氨—水溶液的吸收式制冷系統(tǒng)。吸收式制冷要求集熱器溫度比噴射式和壓縮式低（可在80—100度下運行），一般使用平板集熱器即可滿足要求，則設(shè)備簡單，加工工藝要求較低是該方式的一大優(yōu)點，因此，目前應(yīng)用較多。

2、地下水的應(yīng)用

地下水由于地層的隔熱作用，其溫度受氣溫影響很小。在暖通空調(diào)中，有些地下水可以直接作為冷源，更是熱泵良好的低位熱源。所以水源熱泵有著良好的節(jié)能前景。水源熱泵技術(shù)是利用地球表面淺層水源（如地下水、河流、湖泊）中吸收的太陽能和地?zé)崮芏纬傻牡蜏氐臀粺崮苜Y源，并利用熱泵原理，通過少量的高位電能輸入，實現(xiàn)低位熱能向高位熱能轉(zhuǎn)移的一種技術(shù)。但是在利用地下水的過程中，需要注意一些問題。

3、土壤能的應(yīng)用

我國能源研究會地?zé)釋I(yè)委員會統(tǒng)計了大陸地區(qū)的地?zé)豳Y源，認(rèn)為地?zé)豳Y源豐富，應(yīng)用潛力大。地源熱泵是利用地下淺層地?zé)豳Y源（通常小于400m深）作為冷熱源，進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，提供供暖制冷的空調(diào)系統(tǒng)。地源熱泵系統(tǒng)通過輸入少量的高品位能源（如電能），實現(xiàn)低溫?zé)嵩聪蚋邷責(zé)嵩吹霓D(zhuǎn)移，地能分別在冬季和夏季作為低溫?zé)嵩春透邷責(zé)嵩?。夏季，大地作為排熱場所，把室?nèi)熱量以及壓縮機的散熱通過埋地盤管排入土壤中，再通過土壤的導(dǎo)熱和土壤中水分的遷移把熱量擴(kuò)散出去。在地源熱泵系統(tǒng)中，由于冬季從大地中取出的熱量在夏季得到補償，因而使大地?zé)崃炕酒胶狻ｋm然我國在開展土壤源熱泵系統(tǒng)的研究與應(yīng)用方面起步較晚，但由于其技術(shù)上的優(yōu)勢和有著節(jié)能、環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的優(yōu)點，我國地源熱泵系統(tǒng)的研究和開發(fā)市場也日趨活躍，它將成為中小型生態(tài)建筑空調(diào)冷熱源合理可行的選擇方案之一。

4、海洋能的應(yīng)用

海洋能通常是指海洋本身所蘊藏的能量，它包括潮汐能、波浪能、海流能、溫差能、鹽差能和化學(xué)能，不包括海底或海底下儲存的煤、石油、天然氣等化石能源和“可燃冰”，也不含溶解于海水中的鈾、鋰等化學(xué)能源。海洋能利用的主體是利用海洋能發(fā)電，其技術(shù)已日趨成熟。海洋是地球氣候和淡水循環(huán)的天然調(diào)節(jié)源，其容量巨大，與大氣、陸地間通過水汽等方式不斷進(jìn)行能量和物質(zhì)循環(huán)，是一個天然容量巨大的低位冷熱源，為人類制冷供熱提供了良好的條件，海水熱泵是一個很好的選擇。由山東海陽富爾達(dá)熱力工程有限公司與清華大學(xué)聯(lián)合研制開發(fā)出海水熱泵，并通過鑒定。這種熱泵冬天從海水中汲取熱量；夏天，則用海水作為冷卻水。蒸發(fā)器、冷凝器采用鈦合金板制作，并采取了抑制海藻生長的技術(shù)措施。

結(jié)束語：

能源早已成為制約我經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要課題。我國已經(jīng)感受到能源短缺與環(huán)境惡化的巨大壓力。建筑空調(diào)系統(tǒng)是能源消耗的重要方面，可再生能源的引入和利用將極大的緩解我國的能源壓力，在綠色建筑中充分引入可再生能源暖通空調(diào)技術(shù)，成為降低能源消耗和環(huán)境污染的重要力量，只要通過合理的設(shè)計，行業(yè)正確的引導(dǎo)，就能在建筑節(jié)能上為我國社會的要持續(xù)發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。

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