论太阳能热水器与空气源热泵在建筑给排水中的应用与比较-论文 2页

规划与设计建材发展导向2014年3月论太阳能热水器与空气源热泵在建筑给排水中的应用与比较韩霞(遵义市建筑设计院贵州遵义563000)摘要：太阳能热水器与空气源热泵均属于高效、节能、环保型设备，太阳、空气均属于可再生能源，在建筑给排水中越来越得到重视。本文主要对这两种设备的工作原理、技术特点以及各自在热水稳定供应及节能环保方面的优劣势进行了对比，根据建筑给排水领域内新技术应用现状，针对不同的建筑特性给予相适应的建议，选择适当的建筑给排水设备，从而提高能源利用效率，减少能源消耗，使资源合理利用。关键词：太阳能热水器；空气源热泵；应用；对比中图分类号：TU823文献标识码：B文章编号：1672—1675(2014)05—0022—02l引言水温差达到预设值时，启动热水循环泵，使集热器与水箱中的随着经济的发展以及人民生活水平的提高，能源以及环境保水进行交换循环。作为一种绿色、环保、运行费用低廉的系统，太护问题日益突出。如今，能源供应日益紧张，对于建筑给排水工阳能热水器目前己十分普及。程中也必须考虑充分利用现有资源以提高资源能源利用效率，2．2太阳能热水器系统的工作原理降低经济成本减少不必要的资源浪费以及经济损失。其中在建太阳能热水系统的运行方式，室外的太阳光照射到中空玻璃筑给排水领域内，建筑给水以及热水节能所占比重较大，建筑节组件9的室外侧玻璃13上，其内侧玻璃表面的太阳能集热涂层能问题逐渐成为建筑工程的大事。在建筑给排水工程中应对热将太阳能转化成为热能，热能被封闭在中空玻璃11、13所形成水供应系统作出评估，充分考虑到其安全性和稳定性。同时也充的、保温的密闭空间中，并将处于该空间中的热管加热，热管的分分析太阳能热水器与空气源热泵的特性，充分发挥它们的节蒸发端吸热后将热量传导到冷凝端放热，将储热保温箱组件6能性、高效性的特性。中的水加热供使用。当集热器提供的热量不足满足用户需求时打开辅助电加热装置进行补充。在该过程中，整个装置既保留了2太阳能热水器在建筑给排水中的应用固有功能，又发挥了太阳能热利用功能，中空玻璃组件既能起到2．1太阳能热水器技术特点及优势隔热、隔音的作用，又起到集热保温的作用。整个装置的尺寸大2．1．1太阳能热水器的优势小、玻璃厚度、中空层数、热管数量及规格均可根据实际情况变太阳能热水器具有节能、清洁、安全的特点。还具有无污染、化；中空玻璃也可采用隔热保温的夹胶玻璃替代，如图1。廉价、人类能够自由利用的特性。我国太阳能资源非常丰富，理论储量达每年17000亿t标准煤。目前，我国太阳能热水器拥有l4量和成产能力均居世界第一。如今在建筑给排水中离不开热水，而传统的燃气和电热水器中加热过程中均存在能耗大、废气污染、使用不安全等诸多问题，而如今能源问题日益成为制约国际社会经济发展障碍，国内电力、煤炭、石油等不可再生能源即将枯竭，开发和利用取之不尽的太阳能成为全球的热门课题。太阳能资源的开发和利用无疑将成为社会经济发展的新一轮动力。太阳能是一种免费、方便、无污染且用之不绝的能源。太阳能热水器以其经济安全、方便的优越性，在住宅建筑中的应用前景十分广泛。2．1．2太阳能热水器的特点太阳能在建筑热水供应中的应用，是利用专用的太阳能集热器对其进行光热转换，来满足人员热水需求，从而达到减少建筑图1太阳能热水器构造原理圈能耗、节约常规能源、降低供热成本的目的。整个系统通过定温3空气源热泵技术在建筑给排水的应用放水、温差循环的方式运作，即在集热器与贮热水箱中各设一个3．1空气源热泵技术特点与优势温度探头，当集热器出水末端的温度探头测到水温T高于预先3．1．1空气源热泵优势设定值T时，就启动热水循环泵，将热水输入贮热水箱，低于T空气源热泵具有实用经济、取源直接、高能高效、安全无污染时就自动关闭。当贮热水箱中的温度探头测到水箱与集热器的等优势，符合时代发展潮流，已越来越多地应用于建筑给排水系·22·\n建材发展导向2014年3月规划与设计统。综合分析其具有以下优势：①环保。空气是可再生的清洁能能发挥其功效。太阳能热水器还有一个自身不足之处就是它占源，在制取热水过程中无废气排放、无空气污染，可保证环境的地空间大，同时还必须放在向阳的一侧。而空气热泵热水器则不清洁。与水源、土壤源相比，不涉及地质资源限制，也不污染地下同，只要通风状况良好就能够高效运行。它能够利用空气热能产水。②无需特设机房，安装方便，大型可装在屋顶节省占地。初投生水热而不用电能直接加热，彻底避免了电热水器、燃气热水器资相对于水源、土壤源低。③安全。类似普通空调机，储热水箱内使用过程中存在的触电、易燃、易爆、中毒等危险。无电热管，水电分离，可保证使用的安全性和可靠性，消除了电4．2空气热水泵在建筑给排水中运用的注意事项热水器使用过程中的安全隐患，操作方便，无需专管技术人员。空气热源泵虽然是一种比较节能、环保的产品，但其产品也④可按户计量，收费方便，用户使用自主性强。适宜用在小型用有自身的不足，它本身并不是完美无缺的。户。同时机组安装位置及朝向不受限制，使用不易受天气变化影(1)热泵产品是以制冷剂为媒介，采用压缩机制热方式，与太响，晴天、雨天、夜间均可制取热水。阳能模式相比，速度较慢。3．1．2空气源热泵技术特点(2)一次性投入大，与太阳能热水器相比，使用成本较高。空气源热泵机组运行过程所取得的热能与输入电能的比值(3)加热水温限制。热泵出水温度一般在60℃左右，不能产称为热电性能系数COP，比值越高，系统的节能性越好。如果一生80℃以上高温水式蒸汽。台空气源热泵热水器的热电性能系数为4，即意味消耗lkW#·h(4)对于冬季较长，相对湿度较大的地区空气源热泵质热效的电能，可以获得4kW#·h的热能，与仅作1B1电热转换的电热率较低，COP值小于2，一般湿度较大的地区不建议推广。水器相比，可以节省3／4的能耗。5结语3．2空气源热泵热水系统的工作原理(如图2)太阳能热水器与空气热源泵均具有具有节能、环保、高效、经济等优势。这些优势在建筑节能领域中发挥着巨大的作用。能够有效解决建筑行业中能源资源紧缺的难题。针对现代建筑给排水领域内的节能问题，结合该领域内新技术的应用现状，本文以能耗比重较大的建筑给水和热水作为研究对象，分别从空气源热泵、太阳能各方面特性介绍和讨论了该节能技术的应用，目的是为建筑给排水设计考虑节能时提供参考建议。参考文献图2空气源热泵构造原理图空气源热泵的工作原理是利用电能驱动压缩机，使工质循环[1】温世聪．空气源热泵技术在室内游泳池项目上的应用[J]．西部探矿工运动反复发生物理相变过程，分别在蒸发器中汽化吸热，在冷凝程，2007(10)．[2】李广松．建筑给排水中空气热泵的技术应用『J1_科技经济市场，2006器中液化放热，使能量不断得到交换传递，在此过程中，热泵的(04)．压缩机需要一定量的高位电能驱动。热泵热水系统主要利用空[31刘鹏．胜利油田新能源利用与供热新模式[J1_中国建设信息供热制冷，气、地下水、地表水等低温热源，采用蒸汽压缩热泵技术进行加2006(02)．热生活热水的热水供应系统。通过将少量的高品位能源输入热f4l胡蓓．简述热泵用于热水系统的优势【J1．四川建筑科学研究t2007【03)．泵热水系统，实现低温位热能向高温位转移。热泵热水系统全年无间断地把空气、地下水、地表水中的热量“取”出来，将自来水收稿日期：2014—2—24加热至设定温度后供给用户作为生活热水使用。室外空气温度作者简介：韩霞(1971一)，女，贵州道真人，工程师，大专，主要从受季节变化影响较大，呈现有规律的周期性变化，而地下建筑内事给排水设计方面的工作。部空气温度变化波动相应比较小。地下水的水温和土壤温度随自然地理环境、地质条件及土壤深度不同而变化，近地表处为变温带受环境温度影响会有较大变化，当达到一定深度时为恒温带，地下水温和土壤温度几乎不受外界环境的影响。不同纬度地区的恒温带深度不同，水温范围10～22~C。恒温带深度越大，温度随之升高，升高多少取决于不同地域和不同岩性的地热增温率。通常热泵消耗lkW的能量，用户可以得到4kW以上的热量或冷量。4太阳能热水器与空气源热泵在建筑给排水中运用的对比分析4．1太阳能热水器在建筑给排水中运用注意事项太阳能热水器虽然做到了耗能低，无污染，但其受阴晴天气的影响较大，即使在炎热的夏天，阳光不充足的天气太阳能也不·23·