建筑供暖空调系统可再生能源利用之我见

赵登云 1 刘 恒 2

摘要:近年来，社会经济的快速发展，为人们追求高品质生活提供了经济保障。在此背景下，人们对生活环境舒适度要求不断提高，而建筑作为人们赖以生存的主要栖息地。为满足人们日益增长的舒适度要求，建筑物中采用供暖空调系统具备一定的现实意义。而常规能源的不断开发利用，致使常规能源利用面临巨大的挑战，且伴随而言的污染问题日渐严重。然而可再生能源具有储量丰富、环保、可再生等优势，将是未来能源中占据重要地位。本文在简要介绍可再生能源内涵的基础上，具体分析了建筑供暖空调系统中可再生能源利用。

关键词:建筑；供暖空调系统；可再生能源

近些年来，化石能源使用带来的环境污染问题直接影响到人们日常生活，且与人们追求更好品质的生活意愿相悖。在此情况下，新能源的开发利用备受社会各界人士高度关注。建筑作为人们赖以生存的主要栖息地，建筑物内配置供暖空调系统，已经是当前建筑行业满足人们对生活环境舒适度要求的重要举措。同时，为缓解常规能源危机和污染问题，建筑供暖空调系统中唯有加强可再生能源的利用，才能最大限度减少常规能源的消耗，且对生态环境保护有着十分重要的现实意义。鉴于此，本文对“建筑供暖空调系统可再生能源利用”展开深层次分析具备一定的现实意义和实践价值。

1.可再生能源内涵概述

现阶段，我国开发利用的可再生能源指的是除了常规能源、核裂变之外的太阳能、风能、地热能、生物质能等一次性能源，这些能源具有可再生、资源丰富、环保等优势，是未来常规能源主要代替物，将成为未来世界能源核心组成部分^[1]。

2.建筑供暖空调系统可再生能源利用分析

建筑供暖空调系统中可再生能源的利用，常见太阳能、地热能等。具体如下：

2.1建筑中太阳能利用系统

建筑中太阳能利用主要涉及两个方面，分别是采暖和制冷。

太阳能采暖系统。太阳能直接采暖系统具体包括太阳能聚热器、蓄热装置、辅助加热器、末端四部分，这种采暖系统结构比较简单，且在控制方面十分方便。同时该采暖系统投资建设成本不高，是当今社会常用的经济性能源利用方式，并在建筑中推广应用。同时，鉴于太阳能直接供暖系统无法供应较高温度的水，从而无法满足传统散热器采暖方式的具体要求。当前在建筑领域中采用的采暖系统，主要以室风机盘管、低温热水地板辐射采暖系统为主。前者可以在不同季节使用同一套末端设备，极大地降低了系统前期建设投资；后者优势在于室内热舒适性高，且具备良好的节能效果^[2]。另外，低温热水地板辐射采暖系统通常是配合太阳能、地热能等可再生能源进行采暖的一种方式，具体操作为在建筑地下敷设金属或者化学管道，后依靠整个地面和室内热交换方式，使得整个采暖房间达到预期设计温度。地板辐射采暖是以低温热水为热源，以地板为发热体，以辐射传热为主要方式，以热能传递为辅助手段的一种可调节的节能型采暖系统^[3]。

太阳能制冷系统。太阳能制冷系统最大优势在于适应性强，且制冷能力与太阳辐射强度相关，通常情况下，太阳辐射强度高，制冷能力越强；反之，制冷能力越弱。正因如此，太阳能制冷系统与在夏季人们对空调需求相吻合。基于节能环保角度而言，利用太阳能代替常规能源，启动空调系统，一方面可以缓解常规能源紧缺压力；另一方面可以减少污染，具备良好的经济效益、生态效益和社会效益，其日渐受到世界各国的高度重视^[4]。现如今，太阳能制冷通常有两种方式：第一，太阳能光电转换，利用光伏技术产生电力，后以电力为主要能源推动压缩式制冷机制冷；第二，光热转换，用热作为能源进行制冷。前者系统虽比较简单，但是以当前太阳能电池市场价格角度而言，相同制冷功率条件下，其成本是后者的数倍，致使其无法在社会中推广应用^[5]。后者除了可以直接供冷之外，还可以结合供热整合使用，极大地满足了当前人们的实际需求，且成本较低。正因如此，太阳能空调系统通常以光热转换为主。

建筑中太阳能热利用发展方向和前景。现阶段，太阳能热水系统已经开始了产业化生产，并逐渐成为了人们生活必需品。然而太阳能热利用中核心的太阳能空调制冷为实现产业化，其主要原因在于当前制冷技术无法与当今市场中广泛使用的太阳能集热器整合使用，外加制冷机具有造价高、太阳能集热器缺乏通用性等不利因素，给太阳能空调推广应用产生了巨大负面影响。因此，太阳能热开发利用发展方向是重视制冷技术的优化，不断提高制冷性能，开发出高效太阳能集热器。另外，因气候、昼夜等因素制约，致使太阳能具有间断性、不稳定性等劣势。因此，太阳能空调匹配使用的是加强新型蓄热材料开发利用。

2.2建筑中地源热泵系统

基于质量角度而言，地源热能具体划分为两类，一是高位能；二是低位能，理论上来说完全可以转为功的能量，称之为高位能，如电能、风力等，基于本质角度而言，高位能是一类可以百分百使用的能量。而无法百分百转变为功的能量，称之为低位能，如物质内能、低温物质等。同理，热源也可以具体划分为两类，一是高位热源；二是低位热源。通常来说，高位热源系统指的是温度较高且可以直接使用的热源，如热水、生物能、燃气等。而低位热源指的是缺乏应用价值且不能直接使用的热源，如环境热、工业余热等。基于能源高效利用角度而言，建筑中的采暖、制冷系统均需要严格按照能源梯级利用原则，最大限度使用低位能源和各类可再生能源。而地源热泵系统则是遵循这一能源利用原则的节能系统，其主要依靠高位能拖动，迫使热量从低位热源流向高温热源。简单来说，在地源热泵系统支持的基础上，可将无法直接使用的工业预热、水等低位热能转换为可以直接使用的高位热能，从而达到节约常规能源目的。因此，在当今常规能源十分紧缺的社会中，推广使用地源热泵是节能环保的重要举措。以土壤热交换器地源热泵为例，其主要是在管沟或者竖井中水平或者垂直安装地源热泵，并将其与热交换器并联连接，后通过集管进入到建筑物中，与建筑物内水环路相连接，若液体温度较低，系统中需添加防冻液，尤其是一些常年温度较低的地区更是需要引以为意。冬季供热中，土壤热交换器地源热泵系统中的载热介质从地下收集热量，后通过系统将热量传递到室内。夏季制冷时，系统逆向操作，将室内热量传递到地下。通过这种方式有效调节室内温度，以此满足人们对建筑室内舒适度要求。

3.结语

综上所述，近些年来，我国社会经济蓬勃发展，人们生活水平得到了质的提升。而建筑物作为人们主要栖息地，为满足人们日益增长的舒适度要求，唯有在建筑中安装必要的采暖系统。而长期以来传统的采暖系统主要以常规能源为主要能源，在当前化石能源危机和环境污染严重的双重困境下，建筑采暖系统中加强可再生能源利用意义重大。因此，相关技术人员需加强技术创新，加强可再生能源利用途径开发，以此有效提高可再生能源利用率，为提高人们生活品质提供保障。

【参考文献】

[1]江宏玲.建筑物供暖空调系统节能控制仿真[J].节能,2019,38(08):13-17.

[2]麦伟仪.基于绿色建筑的居住建筑供暖通风空调形式选择策略研究[J].城市建设理论研究(电子版),2019(05):150.

[3]刘艳峰,孙峙峰,王博渊.藏区、西北及高原地区利用可再生能源采暖空调新技术[J].暖通空调,2016,46(10):145-146.

[4]马明珠.利用可再生能源的供暖空调系统在农村地区应用前景[J].能源与节能,2016(05):88-89.

[5]韩宗伟,阴启明,张艳红,热孜望·坎吉.严寒地区热泵供暖空调系统主要问题及解决方案[J].山西建筑,2015,41(18):123-125.