建筑節(jié)能與熱泵技術(shù)施工組織設(shè)計方案

1、建筑節(jié)能與熱泵技術(shù)關(guān)鍵詞 節(jié)能 熱泵 空調(diào)余熱利用1.當(dāng)前空調(diào)、采暖與熱水供應(yīng)事業(yè)面臨的機遇隨著人民生活水平日益提高，對于住宅、辦公樓中的室內(nèi)環(huán)境和公共民用建筑的室內(nèi)環(huán)境的要求越來越高。室內(nèi)環(huán)境的舒適度有下列四種因素構(gòu)成：一是冷與熱的環(huán)境（室溫）、二是室內(nèi)空氣品質(zhì)、三是聲環(huán)境（要求安靜，燥聲低）、四是光環(huán)境（充足的陽光和合適的照度）當(dāng)前一般家庭中都有精美的裝潢，夏季有空調(diào)降溫，而且希望有冬季的采暖，以及全年的生活熱水供應(yīng)。有的人群對于室內(nèi)舒適的環(huán)境要求更高，要求做到個性化，即可以根據(jù)使用人的喜好，來調(diào)節(jié)房間的溫、濕度和新風(fēng)量。改革開放以來，我國建筑事業(yè)迅猛發(fā)展。2002年底，我國城鄉(xiāng)房屋建筑面

2、積共計為388億平方米，其中城市131.8億平方米。預(yù)計到2010年底，全國房屋建筑面積為519億平方米，其中城市171億平方米；估計到2020年底，全國房屋建筑面積為686億平方米，其中城市261億平方米。就拿住宅建筑來說，過去幾年，我國每年新建建筑1619億平方米，其中城市住宅4-6億平方米，公共建筑3-4億平方米，市場12億平方米。住宅產(chǎn)業(yè)每年達到4000億元左右的規(guī)模，直接拉動GDP上升2，2003年超過1萬億元。今后510年仍將保持這一勢頭。隨著GDP的不斷上升，空調(diào)、采暖和熱水供應(yīng)設(shè)施便成為人民生活的必需品。一般統(tǒng)計，當(dāng)某地區(qū)的人均GDP 達到4000美元時，空調(diào)、采暖和熱水供應(yīng)設(shè)

3、施便成為人民生活的必需品，就像水、電、煤氣一樣成為建筑物的基本設(shè)施之一。而我國沿海經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)的城市和經(jīng)濟特區(qū)，在1999年的統(tǒng)計數(shù)字表明，人均GDP已達到2000美元，按照這些城市GDP每年10以上的增長率，只需6年時間便可達到4000美元，即達到上海和深圳2000年的水平（上海2000年的人均GDP已達到4180美元，2007年時，可達8000美元）2003年我國經(jīng)濟發(fā)展已實現(xiàn)人均1000美元，是經(jīng)濟發(fā)展的一個重要里程碑，標志我國又進入了一個新的發(fā)展階段，為2020年全面實現(xiàn)小康社會建設(shè)發(fā)展目標開了一個好頭，同樣也為中央空調(diào)、集中采暖、家用/商用中央空調(diào)和熱水供應(yīng)事業(yè)的發(fā)展帶來了良好的機遇

4、。2.當(dāng)前空調(diào)、采暖與熱水供應(yīng)事業(yè)面臨的挑戰(zhàn)經(jīng)濟的快速發(fā)展，建筑業(yè)的快速發(fā)展給空調(diào)與熱水事業(yè)帶來了良好的機遇，但對能源的需求越來越大，能源安全問題越來越突出。我國能源的短缺，已成為經(jīng)濟發(fā)展一個重要的制約因素，也使得空調(diào)、采暖和熱水供應(yīng)事業(yè)的發(fā)展面臨著嚴峻形勢和挑戰(zhàn)。我國是一個人口多，自然資源少，能源缺乏的國家。我國石油儲量僅是世界總儲量的1.8-2.34%，天然氣的儲量是世界總儲量0.7-1.2%，煤的儲量是世界總儲量的10.97%.以平均水平計，我國的水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(dāng)

5、前空調(diào)能源緊張具體體現(xiàn)在電力用戶側(cè)，造成買得起，用不起（運行費用高），不能用（電力供應(yīng)缺乏）如不搞節(jié)能的建筑（即少耗能的建筑，或者不用空調(diào)與采暖的建筑），節(jié)能的空調(diào)系統(tǒng)與熱水供應(yīng)系統(tǒng)，到時候，會出現(xiàn)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(fā)展面臨嚴峻形勢和挑戰(zhàn)表現(xiàn)為：2.1我國經(jīng)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(chǎn)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(tài)環(huán)境破壞嚴重；我國電力供應(yīng)矛盾日益突出，而夏季空調(diào)和冬季采暖是造成電力負荷峰谷差最主要的原因。2002年全國各電網(wǎng)空調(diào)制冷負荷共達45

6、00萬千瓦，相當(dāng)2.5個三峽電站的滿負荷出力；2003年因空調(diào)用電負荷太高，至少有10個省市不得不拉閘限電，2004年全國有27個省市嚴重缺電。2004年夏季高溫 全國電力供應(yīng)的缺口達到3000萬千瓦。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40.5%，城市由193個發(fā)展到662個，到2020年全國有約57%的人口為城鎮(zhèn)人口，總數(shù)達8.28億，比2002年增加了3.26億。未來一個時期，農(nóng)村人口向城市大量轉(zhuǎn)移是必然趨勢。城鎮(zhèn)人口平均年消耗能源為農(nóng)村的3.5倍。如果城市化水平提高一個百分點，意味著將增加1300萬城市人口，建筑物的增加和居民消費結(jié)構(gòu)的升級增加

7、了對能源供應(yīng)的壓力。2.3建筑耗能日益突出。建筑耗能從1978年占社會總能耗的10%，到 1996年，我國建筑年耗能3.35億噸標煤，占總能耗消費的24%，上升到2001年約占整個社會總能耗的27.8%.21世紀頭20年，是我國建筑業(yè)的鼎盛期，2020年全國建筑面積將接近2000年的2倍。目前我國每年建成的房屋達1619億，超過各發(fā)達國家年建成建筑面積的總和，可是不僅已有的388億建筑中95%左右仍屬于高能耗建筑，新建建筑中，仍有95%為高耗能的建筑，真正節(jié)能建筑僅有2%.我國單位建筑面積采暖能耗為發(fā)達國家新建建筑的3倍以上，以北京為例，占5%的大型公共建筑消耗的能源占全市建筑總能耗的50%.

8、按照目前建筑能耗水平發(fā)展，到2020年，我國建筑能耗將達到10.89億噸標準煤，超過2000年的3倍；問題相當(dāng)嚴重，情況十分緊迫。2.4空調(diào)、采暖和熱水供應(yīng)本身的能耗巨大，但節(jié)能的潛力也很大。當(dāng)前全國夏季空調(diào)負荷已達到4500萬千瓦。據(jù)估計，采暖供熱的能耗占建筑能耗的60%.由于設(shè)計不合理，大部分無法實施分戶的熱計量和分戶控制所需的室溫；管理不科學(xué)，運行前調(diào)試不到位，存在供熱系統(tǒng)嚴重水平失調(diào)（即使裝了平衡閥，但仍有80%未經(jīng)過調(diào)試），室內(nèi)采暖系統(tǒng)嚴重垂直失調(diào)，外管熱損失巨大，樓房上層房間過熱（用戶不得不開窗降溫），上下溫差達8以上，造成熱量大量浪費。據(jù)北京的調(diào)查統(tǒng)計，2004年冬季采暖的能耗（

9、25.3公斤標煤/平方米），與上世紀80年代持平，提倡節(jié)能20多年來，沒有明顯的效果。我國居住建筑中生活熱水供應(yīng)的能耗也是一個很大的數(shù)字。據(jù)統(tǒng)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(yè)建筑生活熱水的能耗量占其總能耗量的10-40%，具體來說，寫字樓熱水能耗占總能耗的2.7%；商場占10.7%；飯店占31%；醫(yī)院占41.8%.估計目前我國城鎮(zhèn)人口達5億，以每人每日用25升到35升熱水，那么全年生活熱水的總能耗是1750億度到2450億度電。如果再不搞節(jié)能的話，全國人民凡能用空調(diào)的，都用空調(diào)，能采暖的，都采暖，城鎮(zhèn)人口都有熱水供應(yīng)，都要達到高標準的要求的話，我國僅有的資源和

10、能源是供不上的。為了緩解電力緊張狀況，國務(wù)院已開展為期三年的“資源節(jié)約活動”，上海市已率先倡議出臺了一些節(jié)能措施，首都北京也在響應(yīng)。我國為了解決電力供應(yīng)不足的問題，也擬多發(fā)展一些核電站，擬再建20多個大型核電站，但其總發(fā)電量，也僅占全部發(fā)電能力的4%.到2020年我國的GDP要翻兩翻，而我國的能源工業(yè)僅能達到翻一翻的水平，那么，另一半，除非大量進口（2004年我國原油的進口量達1. 2億噸，對外依靠程度達57%），只有靠節(jié)能的辦法來解決。空調(diào)用電目前已占我國全部發(fā)電量的18%，由此可見，制約我國空調(diào)采暖和熱水供應(yīng)事業(yè)發(fā)展的重要因素是能源短缺，因此，建設(shè)部2005年工作要點中將“依靠科技進步，推

11、進資源能源節(jié)約”列為重點，而引進國際科技資源，推廣建筑節(jié)能新技術(shù)十分重要，要大力發(fā)展節(jié)能節(jié)地型住宅和建筑。3.建筑節(jié)能的途徑鑒于當(dāng)前能源緊缺的狀況，我國政府制定了“能源開發(fā)與節(jié)約并重，近期將節(jié)能放在優(yōu)先”的戰(zhàn)略。建設(shè)部下令，今后建筑節(jié)能，要在目前的建筑耗能的基礎(chǔ)上節(jié)約50以上，又規(guī)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(shè)備工作者來解決。建筑本身節(jié)能與建筑設(shè)備系統(tǒng)的節(jié)能密不可分。如果沒有建筑結(jié)構(gòu)的可靠的節(jié)能措施配合，光靠空調(diào)、采暖系統(tǒng)和熱水供應(yīng)系統(tǒng)來節(jié)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(jié)能的工作分兩大方面：3.1建筑物本身的節(jié)能對于建筑節(jié)能的要求，

12、從上世紀80年代起，我國建設(shè)部就著手開始抓“建筑節(jié)能”的問題。1980年國家頒布了民用建筑節(jié)能設(shè)計標準（采暖居住建筑部分）（JGJ26-86），該標準要求在1980-1981年的設(shè)計水平上，節(jié)能30%，其中房屋節(jié)能20%，采暖節(jié)能10%.1996年出臺了“北方（嚴寒、寒冷）地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標準”（JGJ26-95），2001年建設(shè)部頒布了我國夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標準，2003年又推出了我國夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標準。這樣，要求全國各氣候區(qū)的居住建筑節(jié)能50% 的標準全部下達。而北京市更進一步提出節(jié)能65%的強制性規(guī)定。目前已有許多房地產(chǎn)開發(fā)公司著手營造“節(jié)能建筑”，例如鋒尚、

13、朗詩、Moma等公司，他們推出了號稱“不用空調(diào)和采暖”的建筑，大大改善建筑物外圍護結(jié)構(gòu)的保溫絕熱性能；盡量減少建筑物外墻和窗戶的面積；利用大自然的能源和熱泵熱回收技術(shù)。不僅如此，從廣義的節(jié)能觀點出發(fā)，還盡量利用可再生的建筑材料，大大減少了建筑物的能耗。具體來說，采用下列措施：3.1.1智能化的外遮陽技術(shù)。采用外遮陽，可以大大減少夏季空調(diào)的制冷能耗（與內(nèi)遮陽相比，約下降83%.具體來說，采用可調(diào)式隔熱金屬卷簾）3.1.2盡量縮小外墻和外窗的面積。有的房產(chǎn)開發(fā)項目中，由于設(shè)計合理，外墻面積比同體量的建筑減少30%，外窗減少40%，仍能保持良好的采光要求。3.1.3高效外墻保溫體系。外墻保溫比內(nèi)墻保

14、溫更有利于建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，避免室外環(huán)境溫度對建筑結(jié)構(gòu)的形變影響，保護建筑結(jié)構(gòu)主體。外墻采用鋁箔復(fù)合聚苯板，傳熱系數(shù)不大于0.4W/k.，嚴寒和寒冷地區(qū)以硬泡聚氨酯板保溫。還可以采用ECI陶瓷隔熱保溫涂料。3.1.4高效隔熱保溫防水屋面技術(shù)與構(gòu)造設(shè)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(qū)做成不同厚度的保溫復(fù)合屋面，其熱阻可達1.58-3.k/W；在炎熱地區(qū)可采用中空板做成中空屋面。3.1.5高效門窗技術(shù)與構(gòu)造設(shè)計。窗框采用保溫性能好的塑鋼或ALUK三腔斷熱鋁合金，窗玻璃采用高透光率Low-E中空玻璃，玻璃K值在1.35W/k.3.1.6混凝土樓板輻射制冷/采暖系

15、統(tǒng)。在樓板中或天棚中埋設(shè)塑料盤管，冬季通入28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(nèi)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(jié)構(gòu)采用物態(tài)相變蓄熱材料，能量活性建筑基礎(chǔ)以及盡量避免冷橋結(jié)露的構(gòu)造技術(shù)。節(jié)能建筑中除采用上述的措施外，仍須保證室內(nèi)空間必要的新風(fēng)供應(yīng)，因此，有的節(jié)能建筑中加設(shè)了健康新風(fēng)系統(tǒng)。在目前的節(jié)能建筑中，要求暖通專業(yè)所做的是設(shè)計高效健康新風(fēng)系統(tǒng)和提供樓板輻射制冷/采暖系統(tǒng)和新風(fēng)系統(tǒng)必要的冷熱源。3.2建筑物空調(diào)采暖熱水供應(yīng)系統(tǒng)的節(jié)能建筑物除建筑、結(jié)構(gòu)外，其他附屬建筑設(shè)備專業(yè)很多，包括空調(diào)、采暖、給排水、

16、消防、熱水供應(yīng)、通信網(wǎng)絡(luò)、電力供應(yīng)、燈光照明、燃氣供應(yīng)、電梯等，在節(jié)能方面都可以有所作為。這里，僅就空調(diào)、采暖、熱水供應(yīng)的范圍提出節(jié)能的途徑：3.2.1首先，空調(diào)采暖熱水供應(yīng)的節(jié)能，離不開建筑物本身的節(jié)能措施，如果建筑物外圍護結(jié)構(gòu)的冷熱損失能降低一半，那么，空調(diào)采暖系統(tǒng)就可以大大縮小，消耗的能量大大減少。3.2.2其次，設(shè)計建筑物之初，應(yīng)該對空調(diào)采暖熱水供應(yīng)的能量利用上作統(tǒng)籌考慮，即夏季可以利用空調(diào)主機的冷凝熱，來解決熱水供應(yīng)；冬季要尋找低價、來源方便的輔助熱源（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(yīng)。3.2.3開發(fā)帶有蓄熱功能的熱水采暖與生活熱水供應(yīng)系統(tǒng)，這樣可以充分

17、利用夜間低價的谷電，減少白天高峰的用電；3.2.4開發(fā)、研制和選用高能效比的冷熱水機組（關(guān)于提高空調(diào)主機能效比的問題，2004年9月國家正式出臺有關(guān)“空調(diào)機組能效”的國家標準，限定了房間空調(diào)器、單元式空氣調(diào)節(jié)機、冷水機組的能源效率及能效等級，提高了對機組COP的要求值）能效限定值是強制性要求，是空調(diào)產(chǎn)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(diào)系統(tǒng)中，這對于熱泵中央熱水系統(tǒng)的主機也同樣有效。3.2.5建筑內(nèi)部熱能的回收（例如利用排風(fēng)中的冷熱量、利用處理過的建筑中水）；3.2.6大力開發(fā)夏季空調(diào)、冬季采暖、全年生活熱水供應(yīng)的家用三用空調(diào)熱水機組，而其中特別重要的是如何解決以太

18、陽能或其他非燃料性（例如雨水、地下水、建筑中水、熱廢氣）熱源為輔助熱源，來解決提高冬季熱泵的制熱效果和熱水供應(yīng)。從熱泵具有熱回收的能力出發(fā)，在商用中央空調(diào)系統(tǒng)中，可以開發(fā)研制“減濕熱水”聯(lián)合機組或“空調(diào)熱水”聯(lián)合機組。用于游泳池館、桑拿浴室等場所，做到熱水供應(yīng)、減濕、空調(diào)兼有的聯(lián)合系統(tǒng)，3.2.7與建筑配合，在樓板內(nèi)埋設(shè)可通低溫水的塑料管，制成冷頂、熱板等具有供冷、采暖效果的輻射板，冬季采暖、夏季供冷，減輕建筑物的空調(diào)、采暖系統(tǒng)負荷，甚至可以不再需要空調(diào)采暖系統(tǒng)。3.2.8在空調(diào)產(chǎn)品與熱泵熱水機組的開發(fā)和制造中，應(yīng)充分重視新型的除霜技術(shù)（保證供熱質(zhì)量），變頻技術(shù)（為了適應(yīng)部分負荷下的節(jié)能），防

19、腐技術(shù)，智能化控制技術(shù)（方便用戶操作）的應(yīng)用。不僅單機的COP值要高，主機的氣候適應(yīng)范圍大，而且整個系統(tǒng)（包括水路、水泵）的能效比要高。3.2.9實行供暖供熱的改革，實施分戶熱計量。3.2.10充分利用熱泵技術(shù)，進行空調(diào)余熱的回收和能量綜合利用。3.3“行為”節(jié)能提到節(jié)能，還有一個重要的課題，就是“行為節(jié)能”，也就是所謂“人的因素第一”的問題。要提倡全社會全民節(jié)能節(jié)水的意識，提出“要想進一步提高生活質(zhì)量，必須從節(jié)能、節(jié)水做起”，在夏季，空調(diào)房間的溫度提高一度；冬季采暖房間溫度降低一度，就會收到很大的效果。對于有戶用中央空調(diào)的住宅，用那個房間，開那個房間的空調(diào)；冬季少開窗等等，都會收到很好的節(jié)能

20、效果。建筑節(jié)能是一項綜合的大型的系統(tǒng)工程，涉及國家的能源政策，也涉及到建筑、結(jié)構(gòu)、建筑熱工、建筑設(shè)備、建筑電氣、技術(shù)經(jīng)濟、計算機軟件等專業(yè)的技術(shù)、資料、經(jīng)驗。北京一些房地產(chǎn)開發(fā)公司已在建筑本身的節(jié)能上做了一些工作，取得了初步成果（號稱可以“不用空調(diào)和采暖”的建筑物，惟一要用冷熱源設(shè)備、要耗能的是對進入建筑物的新風(fēng)進行處理的需要）但是就目前已建成的節(jié)能建筑物來看，窗戶過于小，又不能開啟，恐怕還不符合一般人的生活習(xí)慣，而且在建筑本身的節(jié)能上考慮較多，而其中的空調(diào)系統(tǒng)，采用高效節(jié)能的主機和合理的系統(tǒng)設(shè)計，建筑內(nèi)部的熱回收的考慮，尚嫌不足。下面僅就空調(diào)、采暖、熱水供應(yīng)兩個節(jié)能的重大課題，作一介紹。4.

21、應(yīng)用熱泵技術(shù)進行空調(diào)余熱回收和冷熱量綜合利用熱泵技術(shù)是一種熱能回收技術(shù)。使用熱泵技術(shù)，利用空氣、水或土壤中所蘊藏的趨于無限的能量，一年四季都可以取出其中的熱量來制造熱水；或者將熱量排放到空氣、水、土壤中。利用熱泵原理制造的空調(diào)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的設(shè)備。無論是水源熱泵或者空氣源熱泵，都是可以吸取低溫水源或空氣源的熱量，再將這一些熱量連同本身所消耗的一部分電能所轉(zhuǎn)化的熱量，轉(zhuǎn)送到常溫環(huán)境條件下去應(yīng)用。就拿空氣源熱泵熱水機組而言，利用了制冷工質(zhì)循環(huán)過程的“泵”熱原理，完全可以做到“1+2=3”甚至“1+3=4”。公式中“1”是熱泵所消耗的一份能量（電能），而“2”

22、、“3”是從空氣中所吸取的熱量，“3”或“4”就是用來制取熱水的熱量。即使在冬季日平均氣溫下，空氣源熱泵機組的能效比COP，也可以達到2.5左右。應(yīng)該說，熱泵機組（水源或空氣源）是當(dāng)前最為節(jié)能的、最為環(huán)保的空調(diào)采暖設(shè)備，也是最為安全、可靠的、最為簡便的熱水設(shè)備。當(dāng)前，燃油、燃氣、燃煤的價格受國際市場的影響，不斷攀升，人們又轉(zhuǎn)向于用電來供暖和制取熱水，當(dāng)前采用電鍋爐加上蓄熱技術(shù)的方案，也已得到國家電力部門的認可。而采用熱泵機組加上蓄熱技術(shù)來制取熱水，雖然都是用電，但用熱泵機組，不僅可以比電鍋爐大大節(jié)約用電，而且也完全可以利用低價谷電，來大大降低運行的成本。利用熱泵技術(shù)，可以充分利用空調(diào)的余熱，制

23、造出空調(diào)和生活熱水同時產(chǎn)生的“兩用機組”，或者稱之為“熱回收機組”-在夏季利用空調(diào)用的冷水機組的冷凝熱回收，可以很方便地得到生活熱水；而在冬季，對于仍需要部分空調(diào)降溫的場合，也比較容易利用空調(diào)余熱來制取生活熱水。例如，南方某酒店的大型中央空調(diào)系統(tǒng)，利用部分空調(diào)冷回水為熱源，加裝一臺水源熱泵熱水機組，達到了為酒店全年供應(yīng)生活熱水的目的。冬季水源熱泵的蒸發(fā)側(cè)產(chǎn)生的冷水（7），仍可以供應(yīng)部分需要空調(diào)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(diào)冷水機組可以關(guān)閉不用利用空調(diào)冷回水為熱源的水源熱泵空調(diào)供熱水兩用系統(tǒng)的簡單流程可見圖1.圖1 利用空調(diào)冷回水為熱源的空調(diào)兼生活熱水系統(tǒng)目

24、前，許多住宅或商業(yè)建筑中，要求一方面解決冬季采暖和夏季空調(diào)降溫的問題，另一方面又要求全年有生活熱水供應(yīng)。前者，一般用一套家用或商用中央空調(diào)系統(tǒng)；后者，單獨用一套生活熱水供應(yīng)系統(tǒng)，也就是說用了兩套獨立的系統(tǒng)。目前家用/商用中央空調(diào)都是利用空氣源熱泵為主機的，可以達到夏季供冷、冬季供暖的作用。當(dāng)氣溫極低時，還必須用輔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/商用中央空調(diào)系統(tǒng)，均沒有同時解決全年的生活熱水供應(yīng)問題。夏季利用空調(diào)用熱泵機組的冷凝熱，肯定可以做到制取空調(diào)冷水的同時，又得到生活熱水；冬季利用高溫高壓的氟利昂氣體的過熱焓，也可以同時得到采暖熱水和生活熱水。但

25、是，這會要求主機的制熱功率加大，而且，當(dāng)氣溫越低，所需的采暖負荷和生活熱水用熱負荷越大，而主機的制熱能力卻越低，造成了矛盾。當(dāng)氣溫低于風(fēng)冷熱泵的平衡溫度以下時，一般也只能加輔助熱源的辦法，來增加其制熱功率。也有干脆到了冬季，停用風(fēng)冷熱泵，全部用燃氣或燃油鍋爐來解決家庭中的采暖和生活熱水供應(yīng)問題。能否做到一套家用/商用的熱泵空調(diào)、采暖、全年生活熱水供應(yīng)的三用機組，而且不用礦物燃料來補充加熱呢？下面就真正意義上的夏季空調(diào)、冬季采暖、全年生活熱水供應(yīng)一體化的“三用機組”的研發(fā)作一些介紹和探討。要實施一機三用，關(guān)鍵問題是要解決冬季低氣溫下的制熱效果，或者是尋找廉價的方便的輔助熱源，另外一個關(guān)鍵問題是可

26、靠的低能耗的除霜技術(shù)。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(shè)置變頻壓縮機、雙級壓縮機、改換制冷工質(zhì)、采用新型大壓縮比的壓縮機等辦法；2）找廉價的、方便取得的、非礦物燃料的輔助熱源（太陽能、廢水、余熱等）3）分利用出壓縮機的高溫高壓工質(zhì)的過熱焓（冷凝熱）和液相工質(zhì)的過冷熱。下面列舉有關(guān)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(jié)流中間補氣不完全冷卻的雙級壓縮”的機組，同時對低壓級壓縮機進行變頻控制，其機組內(nèi)部流程圖可見圖2.圖2 一次節(jié)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

27、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，處于制熱位置；當(dāng)出現(xiàn)低溫制熱工況時，打開節(jié)流裝置B，關(guān)閉電磁閥C，實施對高壓級補氣冷卻的雙級壓縮工作。雙級壓縮時，可以調(diào)節(jié)低壓級壓縮機的供電頻率，改變低壓級的壓氣量，使得系統(tǒng)的中間壓力處于最佳壓力狀態(tài)，保證高效率和一定的制熱量。機組利用雙級壓縮和增加低壓級壓縮機頻率的方法來提高制熱量和制熱性能系數(shù)，以及降低壓縮機排氣溫度，來解決空氣源熱泵冬季制熱量不足，制熱性能系數(shù)低下，以及壓縮機排氣溫度過高無法正常運行的問題4.2利用工質(zhì)（氟利昂）的冷凝熱，以及液氟過冷熱的空調(diào)、采

28、暖、生活熱水三用機組利用氣相工質(zhì)的冷凝熱，以及液相工質(zhì)的過冷卻熱的制取空調(diào)冷熱水、全年生活熱水供應(yīng)的三用機組的原理圖可見圖3.其特點是：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(yù)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(yù)熱了熱水，而且提高了工質(zhì)循環(huán)的性能（增加了工質(zhì)單位重量的制冷量）4.2.2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(shè)置再熱器（熱水器）3，用來全年制取生活熱水。4.2.3四通閥2及單向閥4、21是為了切斷或打開通向再熱器3的氣相氟利昂管路之用，當(dāng)不需要生活熱水或熱水溫度過高時，改

29、變四通閥2的流向，使得高溫制冷工質(zhì)直接流入熱泵四通閥5中，或被風(fēng)冷凝（制冷時），或加熱空調(diào)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(diào)冷熱水，每小時的流量比較恒定，而生活熱水必須適應(yīng)高峰時段的用水量，同時也宜利用夜間低價的谷電。因而適當(dāng)加大蓄熱水箱的容積是有必要的。當(dāng)上水溫度較高時，也可以達到直流供生活熱水的方式。對于生活熱水側(cè)，還可以改為如圖4框線內(nèi)所示的流程。4.2.5采用變頻壓縮機，來滿足用戶空調(diào)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(shù)，是十分重要的一項措施。圖3 利用冷凝熱及過冷卻熱的變頻壓縮制冷

30、、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(lián)供系統(tǒng)目前已有公司推出利用地下水為熱源的部分熱回收的制冷、供暖、熱水供應(yīng)的三聯(lián)供系統(tǒng)，水源熱泵機組內(nèi)的氟利昂介質(zhì)在循環(huán)過程中的流向不改變（無論冬夏，不用四通閥切換，也沒有除霜措施），僅用機外空調(diào)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。圖4 通過外部水管路切換的水源熱泵空調(diào)、采暖、生活熱水三聯(lián)供系統(tǒng)流程圖4.4利用太陽能蒸發(fā)面板為輔助熱源的空氣源三用機組綜觀上述幾種三用機的做法，僅僅是部分利用了工質(zhì)的冷凝熱（或者僅僅是工質(zhì)的過熱焓），其次，這些系統(tǒng)利用雙級壓縮、變頻技術(shù)和復(fù)雜的控制手段，

31、或利用地下水源技術(shù)過于復(fù)雜，會大大增加機組的一次投資和操作的復(fù)雜性。在空氣為熱源的熱泵中， 可開發(fā)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(yīng)“三用”機組。利用一般太陽能真空玻璃管集熱器作為輔助熱源是一個途徑，但是，太陽能真空玻璃管集熱板的集熱效率受天氣、日照、晝夜的影響，而且，1平方米的真空玻璃管太陽能集熱器，每日平均僅能產(chǎn)生6570升的熱水，而且到了冬季產(chǎn)熱水量會更小。另一種可用引進的的技術(shù)中間安裝有制冷劑蒸發(fā)管的太陽能蒸發(fā)面板。這種面板不同于一般真空玻璃管集熱器，不只依賴太陽光的照射來吸收熱量，而且可以吸取空氣或自然環(huán)境中的各種熱量，不受晴天、下雨的影響，也不受晝夜的影響，只要外界氣溫不低于20，即可蒸發(fā)吸