４发展可再生能源在暖通空调系统中的应用

当前，为了使空调系统向节能环保方面发展，科

技工作者做了大量科研工作，采取了更加有效地措施
和方法，例如：

“太阳能技术”

、

“地源泵技术”

、

“蓄冷技

术”

、

“热泵水源技术”等等。可再生能源具有资源丰

富、不污染环境、清洁安全和资源可再生的优点。因
此，在能源状况日益紧张的今天，大力推广可再生能
源的应用具有十分重大的意义。
４．１

可再生能源在暖通空调系统中的应用形式

可再生能源在暖通空调系统中的应用包括：太阳

能的应用、自然通风的应用、地下水的应用、地热

（冷）

的应用、

海洋能的应用等。

４．１．１太阳能的应用

太阳能在暖通空调中的应用主要有：被动式和主动

式，其中主动式主要包括：太阳能采暖和太阳能制冷
２个方面。
４．１．１．１太阳能采暖

主动式太阳能采暖用电作为辅助能源，驱动用太

阳能加热的水在管道中循环流动向房间供热。随着太
阳能集热器的研制开发，具有工作温度高、承受压力
大、耐冷热冲击和抗冰雹等优点的热管式真空管太阳
能集热器使主动式太阳能采暖系统的应用成为可能。
４．１．１．２太阳能制冷

太阳能制冷主要包括太阳能压缩式制冷、太阳能

吸收式制冷和太阳能吸附式制冷。

太阳能压缩式制冷研究的重点是如何将太阳能

有效地转换成电能，再用电能去驱动压缩式制冷系
统。以太阳能作为热源的吸收式制冷是利用太阳辐射
热能驱动溴化锂—水溶液或氨—水溶液的吸收式制
冷系统。太阳能吸附式制冷是将系统中的加热器和冷
却器去掉，将太阳能集热器与吸附床合二为一，冷却
功能则利用夜间室外空气的自然冷却来完成。
４．１．２自然风的应用

自然风的供冷是可再生能源在暖通空调应用中

的重要组成部分。当室外空气的焓值和温度低于室内
时，在供冷期内就可以利用室外风所带有的自然冷量
来全部或部分满足室内冷负荷的需要。通常，这种情
况出现在供冷期的过渡季和夜间，可采用的方法为新
风直接供冷和夜间通风蓄冷。由于利用了自然风提供
建筑所需要的冷量，与常规空调系统相比，在运行中
不用电或少用电，既节约能源，又减少对环境的污染，
同时也改善了室内空气品质。
４．１．３地下水的应用

地下水由于地层的隔热作用，其温度受气温影响

很小。在暖通空调中，有些地下水可以直接作为冷源，
更是热泵良好的低位热源。所以水源热泵有着良好的
节能前景。水源热泵技术是利用地球表面浅层水源

（如地下水、河流、湖泊）中吸收的太阳能和地热能而形
成的低温低位热能资源，并利用热泵原理，通过少量
的高位电能输入，实现低位热能向高位热能转移的一
种技术。但是在利用地下水的过程中，需要注意的问
题：①要有可靠的回灌技术利；②用地下水时应注意
水质，

水质不合格会使井老化

４．１．４土壤能的应用

地源热泵是利用地下浅层地热资源

（通常＜４００ｍ

深

）作为冷热源，进行能量转换，提供供暖制冷的空调

系统。地源热泵系统通过输入少量的高品位能源

（如

电能

），实现低温热源向高温热源的转移，地能分别在

冬季和夏季作为低温热源和高温热源。夏季，大地作
为排热场所，把室内热量以及压缩机的散热通过埋地
盘管排入土壤中，再通过土壤的导热和土壤中水分的
迁移把热量扩散出去。在地源热泵系统中，由于冬季
从大地中取出的热量在夏季得到补偿，因而使大地热
量基本平衡。虽然我国在开展土壤源热泵系统的研究
与应用方面起步较晚，但由于其技术上的优势和有着
节能、环保和可持续发展的优点，我国地源热泵系统
的研究和开发市场也日趋活跃，它将成为中小型生态
建筑空调冷热源合理可行的选择方案之一。
４．１．５海洋能的应用

海洋能利用的主体是利用海洋能发电，其技术已

日趋成熟。海洋是地球气候和淡水循环的天然调节
源，其容量巨大，与大气、陆地间通过水汽等方式不断
进行能量和物质循环，是一个天然容量巨大的低位冷
热源，为人类制冷供热提供了良好的条件，海水热泵
是一个很好的选择。
４．２

可再生能源在暖通空调中需要注意的问题

应根据各自的地理位置确定合适的利用方式。

我国疆域辽阔，地理环境多样，可再生能源分布

不均。因此，利用可再生能源必须结合区域实际特点，
贯彻因地制宜的方针，通过分析比较，选择应用和开
发暖通空调新技术，真正创造良好的节能效益和环境
效益。研究成果表明，在太阳能利用方面具有经济价
值的地区是年日照高于

２２００ｈ的地区，尤其是西北

干旱地带、青藏高原以及常规能源短缺或电力紧张的
地区。

目前我国发现的地热以中低温为主，多为低温热

水型资源，绝大部分适宜直接利用；高温地热源不多，
主要集中于西藏、云南和台湾，这些地区一方面可以
直接采用地热供暖，另一方面采用高温热泵也是很好
的选择。在海水深度

５０～１００ｍ范围内，我国四大海

域

（渤海、黄海、东海、南海）全年的海水平均温度约为

２０ ℃，可在夏季作为空调装置的冷源，冬季作为热泵
装置的热源。因此，在沿海地区，海水源热泵前景广
阔，还可与海水淡化、制盐装置综合考虑，构建由冷、
热、

水、

盐

４种产品联产的集成系统。

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