基于建筑节能的空调系统应用探讨

摘要：本文首先分析了我国现阶段上平能源消耗的总体状况及我国特色的建筑节能的发展状况，在此基础上分析讨论了当前三种主要的节能空调技术的应用情况。即空气源热泵技术、水源热泵技术和地源热泵技术等。随着国家建筑节能工作的大力开展，我国的节能空调技术必将进一步得到推广和应用。

关键词：建筑节能、空调系统、应用探讨

随着社会经济的发展，地球资源已被越来越多的开发和利用，过度的开发地球自然资源导致了地球能源危机。所以能源问题是当前世界各国普遍重视的问题，已被列为世界人类面临的四大生存问题之一。相关研究表明，建筑能耗占社会经济消耗总能耗的30%左右，而这里面存在大量的能源浪费现象，所以在建筑中开展节能工作已是世界性的大潮流、大课题。

1我国建筑节能的发展现状分析

建筑节能发展到今天，它的概念包含了建筑的全生命周期中的多个方面。具体是指通过采取合理的建筑与规划设计和选用符合节能要求的墙体材料、外墙和屋面隔热材料、门窗、空调等措施建造出来的房屋，与没有采取节能措施的房屋相比，在保证相同的室内热舒适环境条件下，它可以提高电能利用效率，减少建筑在运行中的能耗。

建筑能耗包括了建筑全生命周期中的各个阶段的能耗值。建筑全生命周期包括了建筑规划设计阶段、建筑施工阶段、建筑投入运行的阶段以及建筑拆除阶段。而我们建筑能耗中建筑投入使用中的能耗占比最大，相关数据表明一般办公建筑投入使用中的能耗占比为80%以上。建筑运行阶段的使用能耗，包括了采暖、空调、通风、炊事、热水、照明、家用电器、电梯及其他相关设备方面的能耗。随着人们生活质量的改善，居住舒适度要求的提高，建筑能耗不断上升。预测10年后，我国建筑能耗占全国社会终端总能耗的比例将会上升到32%以上，它与工业、农业、交通运输能耗并列，是主要的民生能耗。

2节能空调技术在建筑中的应用

近年来，随着我国社会、经济的发展及人民生活水平的不断提高，改善建筑热舒适条件已成为一个比较突出的要求。而在国家建筑节能的大环境下，各种节能空调技术得到了飞速的发展，逐步形成了如空气源热泵系统、水源热泵系统以及地源热泵系统等节能技术。热泵系统的产生，不但实现一机既能夏季制冷还能在冬季制热的双工况运行，而且在能效上面也得到了较大的提高，是目前中央空调中节能技术的典范。下面对空气源热泵、水源热泵及地源热泵系统在建筑中应用情况进行探讨。

2.1空气源热泵技术的应用

首先，空气源热泵顾名思义它是以空气作为介质，在空调主机的带动下实现冬季吸收环境中的热量，夏季将是室内的热负荷释放到空气去的节能空调系统。下面对空气源热泵系统的主要特点进行分析。

首先，空气源热泵系统是用空气作为低位热源，取之不尽，用之不竭，可以无偿获取；其次是这种空调系统冷热源合一，且置于建筑物屋面或阳台，不需要设专门的冷冻机房、锅炉房省去了烟囱和冷却水管道所占有的建筑空间，达到了方便灵活布置设备的效果；再次，主机安装在屋顶或者裙楼屋面等地方，可省去冷冻机房土建投资及冷却系统投资；COP值较高，自动化程度高。最后是空气源热泵设备已经成套发展，其安装简单，运行管理方便。

基于空气源热泵系统具有以上的特点，目前已经被国内、外建设工程广泛应用于办公楼、宾馆、娱乐业、厂房或者住宅等建筑物中，其市场占有率也逐年增高，特别是随着城市建设对建筑立面美观性的要求、对冷却塔使用的制约等因素，和对能源的利用率，以及某些城市对冷却塔使用的制约等因素，空气源冷水机组作为空调冷热源，在某些地区的使用将会愈来愈多，空气源热泵也将向着成熟和完善的方向继续发展。

2.2水源热泵技术的应用

水源热泵技术，它是用水作为换热介质，夏季用江河湖泊中的水，冷却建筑物中的冷负荷；冬季是利用江河湖泊中的水较空气温度高的特点给建筑物提供热量。水源热泵系统的具体特点如下：

2.2.1水源热泵技术属于可再生能源的利用。

水源热泵技术是利用了地球表面或浅层水源作为冷热源，进行能量转换从而达到供暖、制冷双工况的空调系统。这是因为地球表面水源和土壤是一个巨大的太阳能集热器，平均收集了50%的太阳能量，这个能量是人类每年在社会商品中消耗总能量要多出很多倍。

2.2.2水源热泵技术属清洁性的能源。

技术利用的地下水以或者地表水源的过程当中，不会引起区域性的地下以及地表水污染。因为利用的水源水经过热泵机组后，只是通过盘管（一般为铜质）间隔进行了热量交换，所以水质几乎没有发生变化，然后经回灌至地层或重新排入地表水体后，不会造成对于原有水源的污染。

2.2.3水源热泵技术节能效果明显。

水的比热容较其他的物质（比如空气）要大一些，这种性质直接决定了地球表面水温的特性。即地球表面或浅层水源的温度一年四季相对稳定，一般为10℃～25℃，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，是很好的热泵热源和空调冷源。这种温度特性使得水源热泵的制冷、制热系数可达3.5～5.5。而水源热泵系统与锅炉（电、燃料）供热系统相比，锅炉供热只能将90%以上的电能或70%～90%的燃料内能为热量，供用户使用。

2.2.4环境效益显著

水源热泵空调系统在运行过程中的污染物排放，与空气源热泵相比，相当于减少40%以上。而与电供暖系统相比，会减少70%以上，如果结合其它节能措施节能减排会更明显。虽然也采用制冷剂，但比常规空调装置减少25%的充灌量；属自含式系统，即该装置能在工厂车间内事先整装密封好，因此，制冷剂泄漏机率大为减少。

2.2.5系统运行可靠

系统运行可靠系统稳定性好，调节灵活。所谓稳定性好是指采暖空调房间的温度、湿度、气流速度等热舒适性参数不受外界的影响，保持在设计范围内，即当系统的某一部分发生事故，或某用户的设备发生故障时，对另外的房间没有影响或影响较少。

2.3地源热泵技术的应用

地源热泵技术是一种利用地下浅层地热资源的既可实现冬季供热又可实现夏季制冷的高效节能空调系统。地热能包括了地下水、土壤或地表水等介质能源。地源热泵系统的工作原理是通过输入少量的高品位能源(如电能)，实现低品味热能向高品味热能转移的目的。地能分别在冬季作为热泵供暖的热源和夏季空调的冷源，即在冬季把地能中的热量“取”出来提高温度后供给室内采暖；而到了夏季则是把室内的热量取出来释放到地下去。相关研究数据表明通常地源热泵消耗1kW的能量的同时，用户平均可以得到4kW以上的热量或冷量。与锅炉(电、燃料)供热系统相比，电锅炉供热只能将90%以上的电能或70～90%的燃料内能转换为热量供用户使用。近年来地源热泵空调系统在北美如美国、加拿大及中、北欧如瑞士、瑞典等国家取得了较快的发展，我国的地源热泵市场也日趋活跃。地源热泵也具有属可再生能源利用技术、属经济有效的节能技术、环境效益显著以及一机多用应用范围广等优点。

3小结

建筑节能直接关系到国家资源战略、可持续发展和环境保护，是建筑业一项重要、紧迫而又艰苦的任务。在建筑节能中起到主要决定作用的节能空调技术应用工作也正在我国如火如荼的开展中。本文首先分析了我国现阶段能源消耗的总体状况和我国特色的建筑节能的发展状况，然后讨论了当前三种主要的节能空调技术即空气源热泵技术、水源热泵技术和地源热泵技术等。随着国家建筑节能工作的大力开展，我国的节能空调技术必将进一步得到推广和应用。

参考文献：

[1] 曹志猛. 我国建筑节能现状分析与综合利用. 新疆电力技术.2011

[2] 白雪莲等. 水源热泵综合节能技术的工程应用分析. 制冷与空调.2012

[3] 张勇等. 浅谈地源热泵空调系统的特点和应用前景. 陕西建筑.2011