地源热泵与建筑节能

简介： 在建筑供热空调中采用热泵技术可以有效地提高一次能源利用率，减少温室效应气体CO2和其它大气污染物的排放,最大限度地减小空调设备对建筑物外观的影响。本文阐述了利用热泵供热比锅炉直接燃烧供热节能的原理，对主要的热泵供热形式，特别是地源热泵的技术特征、适用范围和经济性作了较详细的介绍。
关键字：热泵 建筑环境 节能

1、热泵与建筑供热空调

　　随着经济的发展和人民生活水平的提高，公共建筑和住宅的供热和空调已成为普遍的需求。在发达国家中，供热和空调的能耗可占到社会总能耗的25-30%。我国的能源结构主要依靠矿物燃料，特别是煤炭。矿物燃料燃烧产生的大量污染物，包括大量SO₂, NOX等有害气体以及CO₂等温室效应气体。大量燃烧矿物燃料所产生的环境问题已日益成为各国政府和公众关注的焦点。我国的供热已经历了一家一户的小煤炉到燃煤锅炉的转变。现在又进一步禁止在城镇建设中小型燃煤锅炉房，体现了政府对保护大气环境的高度重视。因此，除了集中供热的型式以外，急需发展其他的替代供热方式。热泵就是能有效节省能源、减少大气污染和CO₂排放的供热和空调新技术。

1.1 热泵原理与组成
　　热泵（制冷机）是通过作功使热量从温度低的介质流向温度高的介质的装置。建筑的空调系统一般应满足冬季的供热和夏季制冷两种相反的要求。传统的空调系统通常需分别设置冷源（制冷机）和热源（锅炉）。建筑空调系统由于必须有冷源（制冷机），如果让它在冬季以热泵的模式运行，则可以省去锅炉和锅炉房，不但节省了初投资，而且全年仅采用电力这种清洁能源，大大减轻了供暖造成的大气污染问题。
　　热泵空调系统通常由制冷剂环路、室内环路和低温热源换热环路等环路组成。有的还设有加热生活热水的环路。不同类型的热泵，其制冷剂环路和室内环路基本相同，但其低温热源换热环路各有不同。如分体空调的室外机是空气源热泵的低温热源换热环路，而地热换热器则是地源热泵的低温热源换热环路。
　　将水从生活热水箱送到冷凝器去进行循环的封闭加压环路，是一个可供选择加热生活热水的环路。对于夏季工况，该循环可充分利用冷凝器排放的热量，不消耗额外的能量而得到热水供应；在冬季，其耗能也大大低于电热水器（参见图1）。

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图1地源热泵流程示意图