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建筑节能原理与技术

建筑节能技术的应用

——空气源热泵技术的应用

课程名称： 指导教师： 班级： 姓名： 学号：

2010.10.26

建筑节能技术的应用

——空气源热泵技术的应用

摘要随着社会的飞速发展，人口的一直增加，我们的地球家园很多资源已经或者即将消耗殆尽，我们也已从很多年前开始追求各方面的可持续，而现在的发展房屋更替占很大比重，在这种情况下，建筑节能就显得格外必要。建筑节能包括很多方面，而对太阳能，风能等我们尚未能好好利用能源的利用也是节能的一个方面。对建筑结构来说节能措施一般有：墙体节能、门窗节能、屋面节能、利用太阳能、夜间通风。本文结合我国现阶段建筑节能的迫切需求，提出符合当前我国国情的相关建筑节能政策和对策。

关键词建筑节能 节能措施 节能设计 空气源热泵 节约能源

正文：上世纪70年代初石油危机出现以后，能源问题引起世界各国重视，“节能”已经被称为煤炭、石油、天然气、核能之外的第五大能源。目前建筑耗能已与工业耗能、交通耗能并列，成为我国能源消耗的三大“耗能大户”。尤其是建筑耗能伴随着建筑总量的不断攀升和居住舒适度的提升，呈急剧上扬趋势。现在我国每年新建房屋20亿平方米中，99%以上是高能耗建筑；而既有的约430亿平方米建筑中，只有4%采取了能源效率措施，单位建筑面积采暖能耗为发达国家新建建筑的3倍以上。据专家推测，如果不采取有力措施，到2020年中国建筑能耗将是现在3倍以上。调研数据显示：按目前的趋势发展，到2020年我国建筑能耗将达到10.9亿吨标准煤，折合约29430亿度电，是三峡电站年发电总量34倍多。而今无论是在工业发达国家还是发展中国家，建筑能耗占国家总能耗比重均较大。此许多国家都把建筑节能尤其是降低建筑日常运转耗能作为节能工作的重点。为了降低建筑能耗，需要使用先进的节能技术——空气源热泵

所谓热泵，就是靠电能拖动，迫使热量从低位热源流向高位热源的装置。在矿物能源逐渐短缺、环境问题日益严重的当今世界，利用低位能的热泵技术已引起人们的关注和重视。

空气源热泵的历史以压缩式最悠久。它可追溯到18世纪初叶，可以说1824年卡诺循环的发表即奠定了热泵研究的基础。热泵的发展受制于能源价格与技术条件，所以其历史较为曲折，有高潮有低潮，但热泵发展的前景肯定是光明的。当前热泵研究的方向是向高温高效发展，即开发高温热泵并最大限度提高COP（性能系数 Coefficient of Performance）值，同时积极发展吸收和化学热泵等。空气源热泵热水机组以清洁再生原料（空气＋电）为能源，既不使用也不产生对人体有害的气体，同时也减少了温室效应和大气污染，在制造、推广和使用在我国只是最近10年的事，但由于其相对传统制取热水设备的高效节能、环保、安全、智能化控制、不占用永久性建筑空间等优点而引起了市场日益广泛的关注。

空气源热泵的工作原理

热泵技术是基于逆卡诺循环原理实现的。热泵热水装置，主要由蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀四大部件组成，通过让工质不断完成蒸发（吸取环境中的热量）→压缩→冷凝（放出热量）→节流→再蒸发的热力循环过程，从而将环境里的热量转移到水中。空气源热泵机组的能量转换，是利用其压缩机的作用，通过消耗一定的辅助能量（如电能），在压缩机和换热系统内循环的制冷剂的共同作用下，由环境热源（如水、空气）中吸取较低温热能，然后转换为较高温热能释放至循环介质（如水、空气）中成为高温热源输出。在此因压缩机的运转做工而消耗了电能，压缩机的运转使不断循环的制冷剂在不同的系统中产生的不同的

变化状态和不同的效果（即蒸发吸热和冷凝放热）从而达到了回收低温热源制取高温热源的作用和目的。

空气源热泵工作原理如下图：

热泵在工作时，把环境介质中贮存的能量QA通过蒸发器进行吸收；热泵本身做功消耗的能量，有部分转化为热能QB；热泵循环工质在冷凝器中释放的热量QC等于QA+QB，由此可以看出，热泵输出的能量为机组做功产生的热能QB和热泵在环境中吸收的热量QA；因此，采用热泵技术可以节约大量的电能。

空气源热泵节能原理图：