太阳能-空气源热泵-热能回收热水系统在HN公司办公楼的应用研究

２０１５年第１期（总第４３卷第２８７期）　ｄｏｉ：１０．３９６９￣．ｉｓｓｎ．１６７３－７２３７．２０１５．０１．０１３　建筑节能　一新能源及其应用　太阳能．空气源热泵．热能回收热水系统　在ＨＮ公司办公楼的应用研究　水　苏培莉　，　韦正范。　（１．西安科技大学，西安７１００５４；２．陕西省高速公路建设集团公司，西安７１００５４）　摘要：ＨＮ公司综合办公楼原设计采用太阳能．空气源热泵供水系统，有效地解决了阴雨天气热水供　应问题；在投入使用过程中，冬季经常出现水温上不去和压缩机被烧坏的现象。通过分析影响　空气源热泵效率（ｃＯＰ　的因素，得出在冬季提高热泵工作环境温度，可以有效提高热泵的制热　量和工作效率。通过对原方案进一步改造，设计了太阳能一空气源热泵．设备热能回收组合式　热水系统，利用空气热回收机和离心风机将楼内监控大厅机器设备散发的热量回收引至空气　源热泵机组进风口，作为热泵工作时的“原料”，有效地解决水温上不去和压缩机被烧毁的问　题，保证楼内热水的正常供应。目前，该系统已经投入使用３年，使用效果良好，具有一定推广　和借鉴价值。　关键词：　空气源热泵；　能效；　热回收式空气处理机　中图分类号：ＴＵ８２２　文献标志码：　Ａ　文章编号：　１６７３—７２３７（２０１５）０１—００５２—０３　Ｓｏｌａｒ－－Ａｉｒ　Ｓｏｕｒｃｅ　Ｈｅａｔ　Ｐｕｍｐ－Ｈｅａｔ　Ｒｅｃｏｖｅｒｙ　Ｈｏｔ　Ｗａｔｅｒ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｉｎ　ＨＮ　Ｏ仟ｉｃｅ　Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ＳＵ　Ｐｅｉ－ｌｉ１．ＷＥＩ　Ｚｈｅｎｇ－ｆａｎ２　（１．Ｘｉ’ａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉ’ａｎ　７　１　００５４，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｓｈａａｎｘｉ　Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ　Ｅｘｐｒｅｓｓｗａｙ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｇｒｏｕｐ　Ｃｏ．，Ｘｉ’ａｎ　７　１　００５４，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｓｏｌａｒ　ｅｎｅｒｇｙ——ａｉｒ　ｓｏｕｒｃｅ　ｈｅａｔ　ｐｕｍｐ　ｗａｔｅｒ　ｓｙｓｔｅｍｓ　ａｒｅ　ｕｓｅｄ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｏｒｉｇｉｎａｌ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　ｏｉｃｅ　ｂｕｉｆｌｄｉｎｇ　ｏｆ　ＨＮ　ｃｏｍｐａｎｙ　ｔｏ　ｓｏｌｖｅ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍ　ｏｆ　ｗａｔｅｒ　ｓｕｐｐｌｙ　ｉｎ　ｒｉｎｙ　ａｗｅａｔｈｅｒ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅ　ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｗａｔｅｒ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｎｏｔ　ｒｉｓｉｎｇ　ｕｐ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ　ｂｅｉｎｇ　ｂｕｒｎｅｄ　ｏｆｔｅｎ　ｏｃｃｕｒｓ　ｉｎ　ｗｉｎｔｅｒ．Ｂｙ　ａｎａｌｙｚｉｎｇ　ｔｈｅ　ｆａｃｔｏｒ￥ｏｆａｉｒ　ｓｏｕｒｃｅ　ｈｅａｔ　ｐｕｍｐ　ｉｎｌｕｅｎｃｅｄ　ｅｆｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　（Ｃ０Ｐ）＇ｉｔ　ｉｓ　ｃｏｎｃｌｕｄｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｏ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｗｏｒｋｉｎｇ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｉｎ　ｗｉｎｔｅｒ　Ｃａｎ　ｅｆｅｃｔｉｖｅｌｙ　ａｌＴｌ￣一　ｌｉｏｒｔａｅ　ｈｅａｔｉｎｇ　ｃａｐａｃｉｔｙ　ａｎｄ　ｗｏｒｋｉｎｇ　ｅｉｃｉｆｅｎｃｙ　ｏｆ　ｈｅａｔ　ｐｕｍｐ．Ａ　ｓｏｌａｒ—ａｉｒ　ｓｏｕｒｃｅ　ｈｅａｔ　ｐｕｍｐ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｈｅａｔ　ｒｅｃｏｖｅｒｙ　ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｈｏｔ　ｗａｔｅｒ　ｓｙｓｔｅｍ　ｗａｓ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ｂｙｆｕｒｔｈｅｒ　ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｏｒｉｇｉｎａｌ　ｐｒｏｇｒａｍ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｈｅｄｄｉｎｇ　ｈｅａｔ　ｏｆ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｉｎ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｈａｌｌ　ｏｆ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ｗｉｌｌ　ｂｅ　ｑｕｏｔｅｄ　ｔｏ　ｔｈｅ　ａｉｒ　ｉｎｌｅｔ　ｏｆ　ｉｒａ　ｓｏｕｒｃｅ　ｈｅａｔ　ｐｕｍｐ　ｂｙ　ｕｓｉｎｇ　ｉｒａ　ｈｅａｔ　ｒｅｃｏｖｅｒｙ　ｕｎｉｔ　ａｎｄ　ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌｆａｎｓ　ｔｏ　ｂｅ　ｔｈｅ“ｒａｗ　ｍａｔｅｒｉｌ’ａ　Ｉｔ　ｏｆｆｅｃ—　ｔｉｖｅｌｙ　ｓｏｌｖｅｓ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｏｆｗａｔｅｒ　ｓｔａｇｎａｎｔ　ａｎｄ　ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ　ｂｕｒｎｅｄ，ａｎｄ　ｅｎｓｕｒｅｓ　ｔｈｅ　ｎｏｒｍａｌ　ｓｕｐｐｌｙ　ｏｆｈｏｔ　ｗａｒｅｒｆｏｒ　ｔｈｅ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ．Ｃｕｒｒｅｎｔｌｙ，ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ　ｕｓｅｄ　ｆｏｒ　ｔｈｒｅｅ　ｙｅａｒｓ　ａｎｄ　ｈａｓ　ａ　ｃｅｒｔｉｎ　ａｐｒｏｍｏｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｖａｌｕｅ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｉｒ　ｓｏｕｒｃｅ　ｈｅａｔ　ｐｕｍｐ；ｅｎｅｒｙ　ｇｅｆｉｃｉｆｅｎｃｙ；ｈｅａｔ　ｒｅｃｏｖｅｒｙ　ａｉｒ　ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ　０　引言　太阳能是安全、清洁、无污染的可再生能源；空　气源热泵是一种节能、环保的制热设备，ＨＮ公司综　收稿日期：２０１４．０６—２６；　修回日期：２０１４—０９．２７　合办公楼热水供应系统将两者结合起来，能有效地　克服连阴雨天气热水供应问题【　。】。在投入使用过程　中，到了冬季，遇到低温阴雨时，经常出现水温上不　去、压缩机被烧毁现象，影响用户正常用水，急需要　求解决［　。　基金项目：陕西省教育厅科研项目计划资助（２０１３ＪＫ０９６１）　苗纪奎，等：既有建筑外墙外保温节能改造防火措施分析　建筑节能改造中，建议可燃保温板材在出厂前就涂刷　防火界面剂等，以满足施工过程的防火安全性。保温材　料进场后要保证其安全的存放。既有建筑周围的场地　空间一般有限，如果不能满足规定的１０　ＩＴＩ范围内无可　燃易燃物的要求，需对保温材料完全覆盖不燃材料，并　有很大的应用。提高保温系统的防火性能、设置防火隔　离带、加强施工过程的防火控制措施，在今后一段时期　内将作为开展既有建筑外墙外保温节能改造防火技术　研究的重点，并在工程实践中逐步得到完善。国家也应　出台更详细的有关既有建筑节能改造的防火技术措施　设专门的安全员看护，必要时可建立临时的仓库堆放　保温材料或将材料堆放在离建筑较远的安全位置；可　对每天的施工量进行预算，安排保温材料分批进场，尽　量不使其大量存放在施工现场。　和规范，从保温材料的生产、外保温系统的构造设计到　改造施工过程都严格监管，才能保证既有建筑外墙外　保温节能改造的防火安全。　参考文献：　［１］宋长友，陈丹林，季广其，等乡　墙外保温典型火灾案例选编　．建筑科　学，２００８，２４（２）：１２—２０．　２．３．２保温材料上墙阶段　保温材料上墙之前，应通知住户清理窗台、空调机　位以及室内靠窗部位的可燃物品，并对居民进行防火　宣传。对搭建的脚手架上的一切易燃物品进行防火处　［２］石金柱．外墙外保温系统的防火措施分析【Ｊ］．建筑节能，２００９，３７（２２１）：　１３．１４．　理，如：对竹木踏板刷防火涂料，防护网尽量避免使用　尼龙网，使其不会一遇明火即燃烧；对贴着建筑外立面　［３】李晓蕾，王鹏．从典型火灾案例看建筑保温材料的防火安全问题　．建　材发展导向，２００９（４）：５３．５６．　的电气线路可用不燃材料对其进行包覆。保温材料上　墙时应特别加强焊接作业时的消防工作，做到每个焊　接处都配备灭火器。加强关键构造部位施工的监督，　［４］欧志华，刘锡军，王彦．建筑外墙外保温系统的火灾特征及防火措施　．　建筑科学，２０１０，２６（１１）：３３—３５．　【５】宋长友，黄振利，季广其，等．夕｝墙外保温防火技术现状及其问题探　讨叨．建筑科学，２００８，２４（２）：１．７．　如无空腔构造、防火隔离带、防护层等。由于既有建筑　改造地段人员较杂，粘贴保温板或喷涂聚氨酯应与覆　盖防护砂浆同步进行，而不应该仅满足规定的２４　ｈ　之内涂覆防护层，尽量不使上墙的保温材料在未覆盖　防护层的条件下过夜。另外，施工期的选择应避免风　［６］顾烨，蔡玉高．南京一５０层高楼发生大火明火基本扑灭［ＥＢ／０Ｌ］．２０　０９－４—１９ｈｔｔｐ：／／ｎｅｗｓ　ｘｉｎｈｕａｎｅｔ　ｃｏｍｃｏｎｔｅｎｔ｜ｐｈｏｔｏ／２００９—０４／１９｜　１　１２１４２７９．ｈｔｍ１．　【７］中外专家热议外墙外保温防火技术—外墙外保温防火技术国际研讨会　会议纪要　．建设科技，２０１０，（１０）：６４－６５．　［８］孙洪明，吴美升，韩亚伟，等．外墙外保温系统火灾事故原因分析及建　议明．墙材革新与建筑节能，２００７，（１２）：３４—３５．　力大于５级的时期以及春节等烟花爆竹较密集时期。　３结论　作者简介：　苗纪奎（１９７３），男，博士，副教授，研究方向：绿色建筑体系与　节能技术（ｍｊｉｋｕｉ２００４＠１６３．ｃｏｍ）。　在Ａ级保温材料应用成熟之前，有机保温材料配　以合理的防火措施，仍将在既有建筑外墙节能改造中　（上接第５４页）　坏压缩机２台；改造后，冬季用电量是平时用电量　［２］欧云峰，杨金华．空气源热泵辅助加热太阳能集中热水系统设计探讨　［Ｊ］．给水排水，２００９，（９）：８２．８４．　［３］刘鹏，关欣，穆志君，等．太阳能热泵技术在国内的研究与发展【ＪＪ．化工进　展，２００９，（Ｓ　１）：３２８—３３３．　［４］叶金伟．太阳能与空气源热泵热水机组联合制热水系统的分析［Ｊ］．给水　排水，２０１２，（Ｓ１）：４０９—４１　１．　的１．５倍，在投入使用其间压缩机没有出现被烧毁的　现象。　ｆ２）太阳能．热量回收一空气源热泵组合热水系统　投入使用３年，冬季没有出现“水温上不去”、“冬天没　法用”和热压缩机经常损坏、更换现象，可保证用户冬　季正常的热水供应，取得良好效果。　（３）回收设备间散发热能的空气源热泵，以提高环　［５】罗会龙，铁燕，李明，等．空气源热泵辅助加热太阳能热水系统热性能研　究【Ｊ］．建筑科学，２００９，（２）：５２—５４．　［６】韩宗伟，李先庭，石文星，等．太阳能蓄热与低温空气源热泵复合空调系　统运行特性模拟研究　．太阳能学报，２０１２，（８）：１４１　１－１４１８．　［７］施龙，刘刚，杨丰畅．以空气源热泵辅助加热的太阳能热水系统［Ｊ］．可再　生能源，２０１３，（１）：９７．１０１．　［８］ｔｄ，ｇｒ，王靖华，屈莉娟，等．太阳能＋空气源热泵热水系统在浙大紫金　境温度，通过热泵提升其热量品位后加热水温，很好地　解决了设备间空气余热回收的问题，从而大大节约能　源，具有明显的经济性，同时降低了对环境的热污染。　参考文献：　［１］彭金梅，罗会龙，崔国民，等．热泵技术应用现状及发展动向　．昆明理工　大学学报：自然科学版，２０１２，（５）：５４．５９．　港餐饮中心的应用【Ｊ］．给水排水，２０１３，（７）：６５－６８．　作者简介：　苏培莉（１９８２），女，山西朔州人，博士，研究方向：岩土注浆加　固以及房屋改建等方面的工作（１　１４５５９２７４＠ｑｑ．ｃｏｍ）。