福建省土木建筑學(xué)會暖通空調(diào)分會學(xué)科發(fā)展研究報(bào)告

福建省土木建筑學(xué)會暖通空調(diào)分會

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福建省土木建筑學(xué)會暖通空調(diào)分會學(xué)科發(fā)展研究報(bào)告

福建省土木建筑學(xué)會暖通空調(diào)分會

本學(xué)科發(fā)展研究報(bào)告按“中國建筑節(jié)能的概況、中國低碳能源發(fā)展的重點(diǎn)、我國暖通空調(diào)領(lǐng)域節(jié)能低碳新技術(shù)、福建省可再生能源應(yīng)用現(xiàn)狀和問題、福建省暖通空調(diào)發(fā)展中存在的問題、對福建省暖通空調(diào)學(xué)科發(fā)展的幾點(diǎn)建議”六個部分，簡要地闡述了暖通空調(diào)領(lǐng)域的現(xiàn)狀、新技術(shù)及發(fā)展方向。報(bào)告對暖通空調(diào)領(lǐng)域中幾個節(jié)能低碳新技術(shù)“熱泵、熱電冷聯(lián)產(chǎn)、溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)、冰蓄冷空調(diào)技術(shù)、低溫輻射供冷系統(tǒng)的現(xiàn)狀、暖通空調(diào)新產(chǎn)品、天然氣發(fā)動機(jī)熱泵機(jī)組”作了重點(diǎn)介紹，并就福建省暖通空調(diào)發(fā)展中存在的問題提出了學(xué)科發(fā)展建議。

建筑節(jié)能 低碳能源 暖通空調(diào) 可再生能源 學(xué)科發(fā)展 存在問題 建議

1 中國建筑節(jié)能的概況

改革開放30多年來，中國經(jīng)歷了城市化快速發(fā)展的過程，國內(nèi)生產(chǎn)總值年均增長約10%，城市化水平年均提高約1%，城鎮(zhèn)人口年均增長1000多萬。截至2010年底，我國城市化水平已達(dá)到47%。經(jīng)濟(jì)社會快速發(fā)展對建筑節(jié)能提出了更高的要求。

“十二五”規(guī)劃綱要明確指出，要把建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會作為加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的重要著力點(diǎn)。“十二五”規(guī)劃綱要明確了“城市化水平提高4%、國內(nèi)生產(chǎn)總值年均增長7%、單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗降低16%、單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放降低17%”的目標(biāo)。

中國是世界第一人口大國，也是能源生產(chǎn)和消費(fèi)大國。能源供應(yīng)和能源安全對于中國的發(fā)展具有非常重要的意義。建筑能耗已經(jīng)占我國社會總能耗的30%，按照2009年中國總能耗30.66億噸標(biāo)準(zhǔn)煤計(jì)算，我國每年的建筑能耗已達(dá)到9.2億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。中國建筑業(yè)排放的溫室氣體占全球溫室氣體排放總量的30%，并消耗了全球40%的能源。

中國在建筑節(jié)能方面已經(jīng)做了大量卓有成效的工作?！笆晃濉逼陂g，建筑節(jié)能工作有了實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。截至2009年底，全國節(jié)能建筑面積累計(jì)達(dá)到40.8億m2，可形成3600萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤的節(jié)能能力，每年可減排二氧化碳9360萬噸。北方采暖地區(qū)既有建筑供熱計(jì)量節(jié)能改造穩(wěn)步推進(jìn)。截至2009年采暖季前，北方15個省、市、自治區(qū)已完成建筑節(jié)能改造1億多m2。盡管如此，中國在建筑節(jié)能方面仍存在一些矛盾和問題。比如，仍有少量新建建筑未執(zhí)行建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，既有建筑節(jié)能改造任務(wù)還十分艱巨。供熱采暖系統(tǒng)運(yùn)行效率不高，建筑節(jié)能技術(shù)、產(chǎn)品和材料還不能滿足實(shí)際需求等。這些問題之所以存在，有認(rèn)識方面的原因，有技術(shù)方面的原因，也有管理方面的原因。

我國的建筑節(jié)能工作始于上世紀(jì)80年代。1986年3月，我國發(fā)布了《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（采暖居住建筑部分）》，明確了民用建筑節(jié)能率目標(biāo)是30%。1994年，建設(shè)部制定了《建筑節(jié)能“九五”計(jì)劃和2010年規(guī)劃》，修訂了《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（采暖居住建筑部分）》，將民用建筑節(jié)能率目標(biāo)調(diào)整為50%。1999年，建設(shè)部出臺了《民用建筑節(jié)能管理規(guī)定》，對建筑節(jié)能各項(xiàng)任務(wù)、相關(guān)責(zé)任主體的職責(zé)等作出了規(guī)定。2006年6月1日，《綠色建筑評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》正式執(zhí)行。該標(biāo)準(zhǔn)給“綠色建筑”、“熱島強(qiáng)度”等術(shù)語下了定義，構(gòu)建了綠色建筑評估指標(biāo)體系。2006年8月6日，國務(wù)院下發(fā)《國務(wù)院關(guān)于加強(qiáng)節(jié)能工作的決定》。2006年9月，建設(shè)部印發(fā)了《關(guān)于貫徹〈國務(wù)院關(guān)于加強(qiáng)節(jié)能工作的決定〉的實(shí)施意見》，明確了“十一五”期間節(jié)約1.1億噸標(biāo)準(zhǔn)煤的目標(biāo)。2007年5月23日，國務(wù)院下發(fā)《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)節(jié)能減排綜合性工作方案的通知》。2007年6月1日，國務(wù)院辦公廳下發(fā)《國務(wù)院辦公廳關(guān)于嚴(yán)格執(zhí)行公共建筑空調(diào)溫度控制標(biāo)準(zhǔn)的通知》。2008年4月1日，《中華人民共和國節(jié)約能源法》開始施行，明確建筑工程建設(shè)、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理單位應(yīng)當(dāng)執(zhí)行建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，鼓勵在建筑中使用新型節(jié)能建筑材料和節(jié)能設(shè)備，鼓勵安裝和使用太陽能等可再生能源利用系統(tǒng)?！睹裼媒ㄖ?jié)能條例》2008年10月1日開始施行，《公共機(jī)構(gòu)節(jié)能條例》2008年10月1日開始施行。這些政策、標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)的制定和實(shí)施對于推動節(jié)能減排和建筑節(jié)能工作起到了積極作用。

今后一個時期我國建筑節(jié)能工作的重點(diǎn)有：加強(qiáng)對新建建筑的節(jié)能監(jiān)管；強(qiáng)化對既有居住建筑的節(jié)能監(jiān)管和改造，繼續(xù)推進(jìn)供熱計(jì)量改革；加強(qiáng)對大型公共建筑的節(jié)能監(jiān)管，加快對高耗能大型公共建筑的節(jié)能改造，提高資源利用效率；推進(jìn)可再生能源在建筑中的規(guī)?；瘧?yīng)用；積極促進(jìn)節(jié)能新材料、新產(chǎn)品的推廣應(yīng)用；推進(jìn)節(jié)能農(nóng)房建設(shè)。

2 中國低碳能源發(fā)展的重點(diǎn)

發(fā)展低碳能源，是中國緩解能源與資源供需矛盾、遏制環(huán)境污染的重要途徑，是全面落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，加快推進(jìn)新型工業(yè)化的必然選擇，是建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會的重要舉措，是促進(jìn)經(jīng)濟(jì)又好又快發(fā)展，實(shí)現(xiàn)富民強(qiáng)國，構(gòu)建和諧社會的迫切需要。

2.1 大力發(fā)展分布式能源

“分布式能源系統(tǒng)”（Distributed Energy System，簡稱 DES）是一種新型的能源綜合利用系統(tǒng)。它以清潔燃料作為能源（包括可再生能源），以分布在用戶端的發(fā)展熱電冷聯(lián)產(chǎn)為主，其他中央能源供應(yīng)系統(tǒng)為輔，實(shí)現(xiàn)以直接滿足用戶多種需求的能源梯級利用，并通過中央能源供應(yīng)系統(tǒng)提供支持和補(bǔ)充。由于分布式能源系統(tǒng)建在用戶側(cè)，可以離網(wǎng)運(yùn)行或并入電網(wǎng)，避免了電力系統(tǒng)遠(yuǎn)距離輸電的線路損失和極端環(huán)境導(dǎo)致的影響。此外，分布式能源系統(tǒng)還具有能源多樣化特點(diǎn)，無論是以天然氣、煤層氣或沼氣為燃料的燃?xì)廨啓C(jī)、內(nèi)燃機(jī)、微型汽輪機(jī)發(fā)電、太陽能光伏發(fā)電，還是以天然氣、氫氣為燃料的燃料電池發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電、小型風(fēng)力發(fā)電等，都可以在分布式能源系統(tǒng)中推廣利用，并實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)優(yōu)化，將電力、熱力、制冷與蓄能技術(shù)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)多能源容錯，將每一系統(tǒng)的冗余限制在最低狀態(tài)，使利用效率達(dá)到最大狀態(tài)，從而節(jié)約資金。

2010年4月，國家能源局下發(fā)了《國家能源局關(guān)于對〈發(fā)展天然氣分布式能源指導(dǎo)意見〉征求意見函》，明確提出：到2011年擬建設(shè)1000個天然氣分布式能源項(xiàng)目；到2020年，在全國規(guī)模以上城市推廣使用分布式能源系統(tǒng)，裝機(jī)容量達(dá)到5000萬千瓦，并擬建設(shè)10個具有各類典型特征的分布式能源示范區(qū)域。以熱電冷聯(lián)產(chǎn)為特色的分布式能源系統(tǒng)（DES）是實(shí)現(xiàn)低碳發(fā)展的重要途徑之一，是中國繼續(xù)和完成工業(yè)化、城市化的能源供應(yīng)保障，也是促進(jìn)天然氣產(chǎn)業(yè)鏈上、中、下游均衡、快速、健康發(fā)展，推動中國加速一次能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的動力。

2.2 重點(diǎn)加強(qiáng)建筑、交通兩大消耗領(lǐng)域低碳能源利用

2.2.1推廣低碳建筑

目前低碳建筑已逐漸成為國際建筑界的主流趨勢。低碳建筑是指在建筑材料與設(shè)備制造、施工建造和建筑物使用的整個生命周期內(nèi)，減少化石能源的使用，提高能效，降低二氧化碳排放量。具體來說，低碳建筑首先在它的建造過程中貫徹低碳的概念，包括建筑材料、施工的低碳；再到建筑物的使用過程注重低碳，盡量地減少能源消耗。目前中國的低碳建筑還處在起步階段，但是未來五年將是它飛速發(fā)展的黃金階段，低碳建筑將會越來越頻繁地出現(xiàn)在我們的視野中，被社會所關(guān)注、倡導(dǎo)、鼓勵。從未來看，低碳建筑的發(fā)展重點(diǎn)主要有三個：一是新建建筑節(jié)能；二是現(xiàn)有建筑節(jié)能改造；三是北方地區(qū)城鎮(zhèn)供熱計(jì)量改革。

2.2.2打造低碳交通

交通運(yùn)輸，作為經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的重要載體和工具，是溫室氣體的重要排放源。機(jī)動車碳排放已占到全社會碳排放的相當(dāng)比重。在當(dāng)前機(jī)動車快速增長的前提下，低碳交通運(yùn)輸是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的重要組成部分。低碳交通運(yùn)輸是一種以高能效、低能耗、低污染、低排放為特征的交通運(yùn)輸發(fā)展方式，其核心在于提高交通運(yùn)輸?shù)哪茉葱?，改善交通運(yùn)輸?shù)挠媚芙Y(jié)構(gòu)，優(yōu)化交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展方式。目的在于使交通基礎(chǔ)設(shè)施和公共運(yùn)輸系統(tǒng)最終減少以傳統(tǒng)化石能源為代表的高碳能源的高強(qiáng)度消耗。作為轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的重要舉措，低碳交通運(yùn)輸是達(dá)到交通領(lǐng)域人與自然的一種和諧，在中國，它必將得到更大的發(fā)展。

2.3 盡最大可能促進(jìn)生物質(zhì)能源的有效利用

生物質(zhì)是指通過光合作用而形成的各種有機(jī)體，包括所有的動植物和微生物。所謂生物質(zhì)能，就是太陽能以化學(xué)能形式貯存在生物質(zhì)中的能量形式，即以生物質(zhì)為載體的能量。它直接或間接地來源于綠色植物的光合作用，可轉(zhuǎn)化為常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料，取之不盡、用之不竭，是一種可再生能源，同時也是唯一一種可再生的碳源。從整個生命周期來說，生物質(zhì)能對全球碳貢獻(xiàn)基本上為“零”。

生物質(zhì)能是世界第四大能源，僅次于煤炭、石油和天然氣，在整個能源系統(tǒng)中占有重要地位，是替代化石能源的主力軍之一。中國生物質(zhì)能儲量非常豐富，單就農(nóng)林廢棄物、能源林業(yè)和其他能源作物的儲量就相當(dāng)于每年9億噸標(biāo)準(zhǔn)煤?？商娲偷纳镔|(zhì)原料，如薯類、甜高粱、甘蔗、木本油料、秸稈和各種植物纖維素原料的儲量可相當(dāng)于年產(chǎn)2.7億噸石油。目前，中國有機(jī)廢棄物可轉(zhuǎn)換為能源的潛力約5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，預(yù)計(jì)將來潛力可達(dá)7~10億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，約為當(dāng)時能耗的15%~20%?？梢?，中國生物質(zhì)資源發(fā)展?jié)摿薮?。無論出于經(jīng)濟(jì)因素，還是從能源安全、擺脫石油依賴、尋求石油替代品等角度來講，發(fā)展生物質(zhì)能已經(jīng)成為中國不可避免的選擇，生產(chǎn)和推廣使用生物質(zhì)能源是一項(xiàng)長期能源戰(zhàn)略。

2.4 全方位推進(jìn)太陽能、風(fēng)能、水能和核能的安全利用

2.4.1優(yōu)先發(fā)展太陽能

太陽能是最豐富的可再生能源，是未來最清潔、安全和可靠的能源。中國太陽能資源非常豐富，理論儲量達(dá)每年1.7萬億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。過去10年來，中國在太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展上取得令世人矚目的成就。在太陽能熱利用方面，中國已成為全球最大的熱水器生產(chǎn)和消費(fèi)國。近幾年來，中國光伏產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了爆發(fā)式增長，已基本形成涵蓋多晶硅材料、鑄錠、拉單晶、電池片、封裝、平衡部件、系統(tǒng)集成、光伏應(yīng)用產(chǎn)品和專用設(shè)備制造的較完整產(chǎn)業(yè)鏈。由于中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷史短、基礎(chǔ)研究工作薄弱，目前中國光伏技術(shù)總體水平仍然不高，太陽能電池及組件的效率和質(zhì)量水平仍然普遍低于世界先進(jìn)水平，在新型高效太陽能電池和高純硅生產(chǎn)技術(shù)的研究開發(fā)方面也落后于歐美日發(fā)達(dá)國家，許多裝備主要依賴國外引進(jìn)。因此，目前中國太陽能光伏產(chǎn)業(yè)仍主要依靠市場驅(qū)動而非技術(shù)驅(qū)動，缺乏強(qiáng)大的內(nèi)在競爭力。特別是目前國內(nèi)大多數(shù)高純多晶硅企業(yè)仍面臨物料閉路循環(huán)和廢液廢氣污染物回收處理等方面的技術(shù)瓶頸，存在四氯化硅副產(chǎn)品的環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)，成為中國高純硅行業(yè)發(fā)展的重大制約因素?！笆濉逼陂g將是中國新能源產(chǎn)業(yè)從起步階段步入大規(guī)模發(fā)展的關(guān)鍵轉(zhuǎn)折時期。在全球發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)、提倡節(jié)能減排的背景下，光電等可再生能源產(chǎn)業(yè)將成為“十二五”期間轉(zhuǎn)變發(fā)展方式的重要力量。未來10年，亞洲將成為世界最大的光伏市場，而中國作為亞洲最大市場，很可能是世界光伏產(chǎn)品最大的消費(fèi)國。

2.4.2大力發(fā)展風(fēng)能

在自然界中，風(fēng)是一種可再生、無污染而儲存量巨大的能源。隨著國際上風(fēng)電技術(shù)和裝備水平的快速發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)成為目前技術(shù)最為成熟、最具規(guī)?；_發(fā)條件和商業(yè)化發(fā)展前景的新能源技術(shù)。從目前的技術(shù)成熟度和經(jīng)濟(jì)可行性來看，風(fēng)能最具競爭力。

中國風(fēng)能儲量很大、分布面廣，甚至比水能還要豐富。據(jù)《中國風(fēng)能資源評價(jià)報(bào)告》測算，中國可開發(fā)的陸地風(fēng)能資源大約為2.5億千瓦，可利用的海洋風(fēng)能資源大約為7.5億千瓦，共計(jì)約10億千瓦，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過可利用水能資源的3.78億千瓦。在中國，全國約20%左右的國土面積具有比較豐富的風(fēng)能資源，主要分布在東南沿海及其島嶼，西北、華北和東北“三北”地區(qū)，特別是新疆和內(nèi)蒙古，風(fēng)能資源極為豐富。2009年，中國在能源市場上穩(wěn)固了其作為一個高增長市場的地位，風(fēng)能發(fā)電能力增加了一倍，達(dá)到13.7 GW。相比2008年，這一數(shù)目增長了113%，使得全國的發(fā)電能力達(dá)到26GW，中國由此成為世界上最大的風(fēng)力發(fā)電市場。根據(jù)國家發(fā)改委《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》中提出的目標(biāo)，中國的風(fēng)電裝機(jī)到2010年400萬千瓦，2015年1000萬千瓦，2020年2000萬千瓦，屆時風(fēng)電裝機(jī)占全國電力裝機(jī)的2％。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，至少需要兆瓦級風(fēng)力發(fā)電機(jī)4000~20000臺，可見市場需求巨大?！度蝻L(fēng)能展望2010》報(bào)告也稱中國風(fēng)能市場潛力巨大，并預(yù)測，中國國內(nèi)的風(fēng)電裝機(jī)容量在2020年將達(dá)到現(xiàn)在的10倍。

2.4.3積極發(fā)展水能

中國的水能資源是全世界第一。根據(jù)2003年水能資源復(fù)查成果，中國水能資源貯藏量6.76億千瓦，技術(shù)可開發(fā)裝機(jī)容量為5.42億千瓦，經(jīng)濟(jì)可開發(fā)裝機(jī)容量約為4億千瓦。按經(jīng)濟(jì)可開發(fā)年發(fā)電量重復(fù)使用100年計(jì)算，水能資源約占中國能源剩余可采總儲量的40%，在中國常規(guī)能源資源中僅次于煤炭位居第二。截至目前，中國水電總裝機(jī)容量已突破2億千瓦，穩(wěn)居世界第一。中國水電事業(yè)的快速發(fā)展為國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展做出了重要的貢獻(xiàn)。但相比而言，發(fā)達(dá)國家已基本完成了水電開發(fā)，美國已開發(fā)82%，日本開發(fā)約84%，瑞士開發(fā)約87%，而我國的水能開發(fā)利用率只占技術(shù)可開發(fā)量的35%，與西方發(fā)達(dá)國家仍有較大的差距，還有很大的發(fā)展空間。

為實(shí)現(xiàn)“2020 年一次能源消費(fèi)非化石能源的比重提高到15%”這一莊嚴(yán)承諾，近兩年核電、風(fēng)電和太陽能等清潔能源和可再生能源發(fā)展迅速，取得了令人矚目的成績，但是受到資源和現(xiàn)階段科技發(fā)展水平的制約，它們不可能成為非化石能源的主力軍。水電是目前可再生和非化石能源中資源最明確、技術(shù)最成熟、最清潔和最經(jīng)濟(jì)的，也是全球公認(rèn)的清潔能源。加快水電開發(fā)，是國家優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重大戰(zhàn)略，是提高中國水能資源利用效率的迫切需要，更是中國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大勢所趨。

2.4.4穩(wěn)步發(fā)展核能

隨著國家振興裝備制造業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)劃的出臺以及國家由過去的“適度發(fā)展核電”時期轉(zhuǎn)而進(jìn)入“加快推進(jìn)核電發(fā)展”時期，中國核電發(fā)展勢頭強(qiáng)勁，發(fā)展力度和速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出原先的預(yù)期。盡管如此，到2011年1月，全球在運(yùn)行的核反應(yīng)堆有441座，而中國運(yùn)行核電裝置只有13臺，裝機(jī)容量約1082萬千瓦，只提供了全國電力中的2%——在所有擁有核電國家中，這個比例是最低的。

3 我國暖通空調(diào)領(lǐng)域節(jié)能低碳新技術(shù)

3.1 熱泵技術(shù)

3.1.1大氣源熱泵

大氣源熱泵也稱空氣源熱泵，或稱風(fēng)冷熱泵。大氣是熱泵最方便的熱源，大氣源熱泵系統(tǒng)簡單，初投資較低。屬大氣—空氣熱泵的有整體或分體家用空調(diào)及商用空調(diào)、VRV變頻及數(shù)碼渦旋等；屬大氣—水熱泵的有冷（熱）水機(jī)組等。大氣源熱泵也有其局限性。空調(diào)冷熱負(fù)荷會隨大氣溫度的升高或降低而增加，但熱泵的供冷與供熱能力卻相反地隨著大氣溫度的升高或降低而下降。所承擔(dān)的冷熱負(fù)荷與其供冷與供熱能力的這種矛盾，導(dǎo)致熱泵在設(shè)計(jì)參數(shù)下的性能系數(shù)降低，輸入功率增加，這是大氣源熱泵的弱點(diǎn)之一。其弱點(diǎn)之二是，當(dāng)表面溫度低于0℃時，蒸發(fā)器可能會結(jié)霜，沖霜要消耗能力的10%。而在大氣溫度低于－10℃時，一般已不能正常運(yùn)行。這恐怕是華北和東北地區(qū)地下水水源熱泵應(yīng)用漸多的原因之一。近年來，一些制造商相繼開發(fā)出－15℃以下，甚至－22℃時仍能正常工作，并具備較高制熱系數(shù)的大氣源熱泵，為其使用范圍北擴(kuò)創(chuàng)造了條件。

空氣源熱水器作為一種新型產(chǎn)品，以其節(jié)能、環(huán)保、健康、可持續(xù)大量供應(yīng)熱水獨(dú)特的優(yōu)勢，每年保持300%～400%的增長速度，成為一種可替代鍋爐的供暖設(shè)備和熱水裝置。

3.1.2水源熱泵

以水作為熱源的熱泵，稱之為水源熱泵。作為熱源的水，可以是地面水（江、河、湖、海），可以是地下水，可以是污水或處理后的再生水，也可以是流經(jīng)冷卻塔（加熱器）的循環(huán)水等等。就當(dāng)前熱泵產(chǎn)品而言，制冷工況下，熱源水的溫度不宜低于15.5℃。也有產(chǎn)品提出不低于18℃或20℃的要求，當(dāng)?shù)陀谠摐囟葧r，可采用經(jīng)換熱器間接使用或者混水的方式。單冷式機(jī)組水溫上限則不宜高于33℃，冷熱式一般可適當(dāng)提高。在制熱工況下，水溫上限可視機(jī)組性能確定。有產(chǎn)品提出不宜高于20℃或22℃，在使用地?zé)嵛菜蚬I(yè)廢水作為熱源時，往往要高出這一限制，可采用經(jīng)換熱器間接使用或混水方式，也可考慮采用適宜的高溫?zé)崴疅岜?。水溫下限則應(yīng)以不出現(xiàn)結(jié)冰為限。

與鍋爐（電、燃料）和大氣源熱泵的供熱系統(tǒng)相比，水源熱泵具明顯的優(yōu)勢。鍋爐供熱只能將90%～98%的電能或70%～90%的燃料內(nèi)能轉(zhuǎn)化為熱量，供用戶使用，因此水源熱泵要比電鍋爐加熱節(jié)省2/3以上的電能，比燃料鍋爐節(jié)省1/2以上的能量；由于水源熱泵的熱源溫度全年較為穩(wěn)定，一般為10℃～25℃，其制冷、制熱系數(shù)可達(dá)3.5～4.4，與傳統(tǒng)的大氣源熱泵相比，要高出40%左右，其運(yùn)行費(fèi)用為普通中央空調(diào)的50%～60%。因此，近十幾年來，尤其是近五年來，水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在北美（如美國、加拿大）及中、北歐（如瑞士、瑞典）等國家取得了較快的發(fā)展，中國的水源熱泵市場也日趨活躍，可以預(yù)計(jì)，該項(xiàng)技術(shù)將會成為21世紀(jì)最有效的供熱和供冷空調(diào)技術(shù)。

水源熱泵可分為以下幾類：配備冷卻塔的循環(huán)水水源熱泵、水環(huán)熱泵、以地下水為熱源的水源熱泵、以城市污水的再生水為熱源的水源熱泵、以地表水作為熱源的水源熱泵。

3.1.3地源熱泵

另一種熱泵利用大地（土壤、地層、地下水）作為熱源，可以稱之為“地源熱泵”。

地源熱泵，是在土壤中埋設(shè)水平或垂直的換熱盤管，然后用管道將其與熱泵蒸發(fā)器和冷凝器連接成回路，充以作為媒介的水（或含一定比例的乙二醇或乙醇），依靠水泵的驅(qū)動循環(huán)。夏季，媒介水在熱泵的冷凝器中吸收熱量，在流經(jīng)換熱盤管時不斷傳給土壤，以實(shí)現(xiàn)熱泵的制冷功能；冬季，媒介水在熱泵的蒸發(fā)器中放出熱量，在流經(jīng)換熱盤管時經(jīng)管壁不斷從土壤中吸取熱量，實(shí)現(xiàn)熱泵的制熱功能。

地源熱泵系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對建筑物的供熱和制冷，還可供生活熱水，一機(jī)多用。一套系統(tǒng)可以代替原來的鍋爐加制冷機(jī)的兩套裝置或系統(tǒng)。系統(tǒng)緊湊，省去了鍋爐房和冷卻塔，節(jié)省建筑空間，也有利于建筑的美觀。地源熱泵系統(tǒng)的另一個顯著特點(diǎn)是大大提高了一次能源的利用率，因此具有高效節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)。地源熱泵比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行效率要高約40%～60%。另外，地源溫度較恒定的特性，使得熱泵機(jī)組運(yùn)行更可靠、穩(wěn)定，整個系統(tǒng)的維護(hù)費(fèi)用也較鍋爐－制冷機(jī)系統(tǒng)大大減少，保證了系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟(jì)性。

地源熱泵可分為以下幾類：埋管地源熱泵系統(tǒng)、單井換熱井系統(tǒng)、鍋爐/冷卻塔與地下埋管相結(jié)合的混合型地源熱泵系統(tǒng)、地下水熱泵系統(tǒng)、地表水熱泵系統(tǒng)。

3.1.4太陽能熱泵技術(shù)

采用節(jié)能裝置──熱泵與太陽能集熱設(shè)備、蓄熱機(jī)構(gòu)相聯(lián)接的系統(tǒng)方式，不僅能夠有效克服太陽能本身所具有的稀薄性和間歇性，而且可以達(dá)到節(jié)約高位能和減少環(huán)境污染的目的，具有很大的開發(fā)、應(yīng)用潛力。隨著人們對獲取生活用熱水的要求日趨提高，具有間斷性特點(diǎn)的太陽能難以滿足全天候供熱。要解決這一問題，熱泵技術(shù)與太陽能利用相結(jié)合無疑是一種好的選擇方法。

3.1.5我國太陽能制冷空調(diào)研究進(jìn)展

目前太陽能制冷空調(diào)應(yīng)用和研究的系統(tǒng)有：氨-水吸收式制冷機(jī)、溴化鋰-水吸收式制冷機(jī)、太陽能固體吸附式制冷、太陽能（吸收式制冷）空調(diào)系統(tǒng)、太陽能除濕式空調(diào)、被動式降溫、太陽能半導(dǎo)體制冷。

與光—熱轉(zhuǎn)換直接利用不同，太陽能制冷空調(diào)是一個光—熱/電—冷的轉(zhuǎn)換過程，實(shí)際上是太陽能的間接利用。它不像熱水、干燥等低溫直接利用那樣容易實(shí)現(xiàn)，在技術(shù)上比較復(fù)雜。除了對太陽能要求較高的溫度作為動力之外，還需要經(jīng)過一個制冷循環(huán)的能量轉(zhuǎn)換過程才能實(shí)現(xiàn)。因此這方面的發(fā)展需要更長的時間、投入更多的資金、更多的科研力量和完成更多的技術(shù)準(zhǔn)備工作。

目前我國建筑能耗占社會總能耗的25%以上，而在建筑能耗中，空調(diào)能耗占到50%以上，并且建筑物空調(diào)的需求量呈逐年上升趨勢，給能源、電力和環(huán)境帶來很大的壓力，在這種情況下，推廣和發(fā)展太陽能空調(diào)系統(tǒng)可以節(jié)約大量的一次能源并減少能源轉(zhuǎn)換污染物的排放，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求。

目前太陽能空調(diào)還僅僅處于示范研究階段，由于其成本是普通空調(diào)的10倍，甚至50倍，目前國際國內(nèi)都無法實(shí)現(xiàn)商品化。太陽能雖然可以說是取之不盡的能源，但它有不穩(wěn)定性的特點(diǎn)。通俗地說，下雨天時，集熱器無法吸收太陽能。專家認(rèn)為，太陽能空調(diào)未來的市場發(fā)展方向可能應(yīng)該定位于我國的北方地區(qū)，因?yàn)楸狈降貐^(qū)夏熱冬冷，具備供熱制冷系統(tǒng)的生存環(huán)境。

3.2 熱電冷聯(lián)產(chǎn)

在經(jīng)歷了1973年/1974年和1979年/1980年兩次石油危機(jī)后，以熱電聯(lián)產(chǎn)形式為主的區(qū)域供熱、區(qū)域供冷開始受到西方國家重視。到1999年底，我國單機(jī)容量6000kW以上的熱電機(jī)組裝機(jī)容量達(dá)2815.9萬kW，占同期同容量火電機(jī)組的13.30%。這些機(jī)組主要以煤為燃料，即熱電廠是由燃煤鍋爐和抽凝（或背壓）汽輪機(jī)組構(gòu)成。

在供冷方面，熱電冷聯(lián)產(chǎn)形式的區(qū)域供冷在我國剛剛起步，但發(fā)展迅速。全國多個城市擁有在燃煤熱電廠基礎(chǔ)上建立的熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，如濟(jì)南熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的供冷總?cè)萘拷鼛啄暌褟臒o發(fā)展到49.6MW，杭州兩個正在建設(shè)的熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)供冷總?cè)萘繉⒊^120MW。在燃?xì)廨啓C(jī)或內(nèi)燃機(jī)基礎(chǔ)上建立的燃?xì)鉄犭娎渎?lián)產(chǎn)系統(tǒng)也已出現(xiàn)，如上海黃浦區(qū)中心醫(yī)院和浦東國際機(jī)場熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，北京的燃?xì)饧瘓F(tuán)大樓和清華大學(xué)校園熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)等。

雖然熱電（冷）聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)在西方國家已得到較為廣泛的應(yīng)用，而且構(gòu)成熱電（冷）聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的各主要設(shè)備已經(jīng)非常成熟和完善，但是由于我國在能源結(jié)構(gòu)、價(jià)格、管理體制以及冷、熱、電負(fù)荷等外部條件與國外存在差異，這就造成了熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)在我國大中城市的推廣應(yīng)用仍需要對以下幾方面重要技術(shù)課題進(jìn)行研究：熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)評價(jià)體系的研究；熱電（冷）聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的優(yōu)化研究；重點(diǎn)裝置的研發(fā)與應(yīng)用；熱電（冷）聯(lián)供系統(tǒng)的創(chuàng)新研究。

3.3 溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)

目前集中空調(diào)都使用出口溫度為5℃～7℃或更低的冷水作為冷媒，對空氣進(jìn)行處理，這是因?yàn)榭諝獬凉竦男枰６绻麅H為了降溫，采用出口溫度為18℃～20℃的冷源都可滿足要求。然而一般除濕負(fù)荷僅占空調(diào)負(fù)荷的30%～50%。結(jié)果大量的顯熱負(fù)荷也用這樣的低溫冷媒處理，就導(dǎo)致冷源效率低下。近年來此領(lǐng)域一個重要方向就是采用溫度濕度獨(dú)立控制的空調(diào)方式。將室外新風(fēng)除濕后送入室內(nèi)，可用于消除室內(nèi)產(chǎn)濕，并滿足新鮮空氣要求；而用獨(dú)立的水系統(tǒng)使18℃～20℃的冷水循環(huán)，通過輻射或?qū)α餍湍┒藖硐覂?nèi)顯熱。這一方面可避免采用冷凝式除濕時為了調(diào)節(jié)相對濕度進(jìn)行再熱而導(dǎo)致的冷熱抵消，還可用高溫冷源吸收顯熱，使冷源效率大幅度提高。同時這種方式還可有效改善室內(nèi)空氣質(zhì)量，因此被普遍認(rèn)為是未來的主流空調(diào)方式。目前世界各國都積極開展大量的相關(guān)研究和工程嘗試。

3.4 冰蓄冷空調(diào)技術(shù)

冰蓄冷空調(diào)可以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)電力移峰填谷，提高能源的利用效率。

冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的主要特征是比傳統(tǒng)空調(diào)多了一套蓄冷設(shè)備，而制冷系統(tǒng)及空調(diào)箱循環(huán)風(fēng)系統(tǒng)基本上與傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)是一樣的。它主要是利用水的顯熱或水、冰相變過程的潛熱遷移等特性，充分利用電網(wǎng)低谷電開機(jī)蓄冷，在電網(wǎng)用電高峰時段釋放冷量，以緩和電網(wǎng)峰段電力供需矛盾，達(dá)到“移峰填谷”的目的。冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)盡可能地利用低谷電力負(fù)荷，使制冷機(jī)在滿負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)，將空調(diào)全部或部分冷量以顯熱或潛熱形式儲存，一旦出現(xiàn)空調(diào)冷負(fù)荷，則令冷凍水循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)提供空調(diào)所需冷量或令冰吸收熔解熱融化后以低溫水形式提供空調(diào)所需冷量。

與傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)相比，蓄冷式空調(diào)系統(tǒng)不僅可以獲得很大的節(jié)能效果和經(jīng)濟(jì)效益，而且還可以均衡電網(wǎng)峰谷負(fù)荷，提高電廠發(fā)電效益，從而使各行各業(yè)受益，具有很大的國民經(jīng)濟(jì)意義。蓄冷式空調(diào)系統(tǒng)與傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)相比，可節(jié)能5%～45%左右。其節(jié)能效果隨空調(diào)負(fù)荷特點(diǎn)的不同(連續(xù)還是間歇運(yùn)行，峰谷負(fù)荷比等)，電價(jià)體制的不同，以及氣象參數(shù)的差別等而有所差別?？傊?，蓄冷式空調(diào)系統(tǒng)比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)更為節(jié)能是無疑的，而且蓄冷式空調(diào)對電網(wǎng)的移峰填谷作用相當(dāng)于擴(kuò)大了電力再生產(chǎn)，對發(fā)展社會生產(chǎn)力具有現(xiàn)實(shí)意義。

3.5 低溫輻射供冷系統(tǒng)的現(xiàn)狀

目前應(yīng)用和研究相對比較成熟的系統(tǒng)有：冷卻頂板、地板供冷、空調(diào)墻系統(tǒng)。

3.5.1冷卻頂板

樓板制冷和采暖系統(tǒng)屬于低能耗建筑的重要部分，它不僅可以降低建筑使用中制冷和采暖的能量消耗，還能降低設(shè)備使用的功率強(qiáng)度。低能耗可以降低建筑使用的長期投入；低功率強(qiáng)度可以降低建筑制冷和采暖設(shè)備的一次性設(shè)備投資。

但是由于此項(xiàng)技術(shù)仍處于研究開發(fā)階段，因此存在一定的缺陷。相對濕度較大、露點(diǎn)溫度高于或接近設(shè)備工作溫度時，室內(nèi)會出現(xiàn)冷凝現(xiàn)象。為了讓系統(tǒng)正常工作，需要另行調(diào)節(jié)室內(nèi)相對空氣濕度，使露點(diǎn)溫度降低到系統(tǒng)安全工作的范圍以下，其計(jì)算不僅要考慮室內(nèi)原有的空氣濕度，還要考慮工作設(shè)備和人等產(chǎn)生的濕氣。

3.5.2低溫輻射地板采暖/供冷

低溫?zé)崴匕遢椛洳膳夹g(shù)的基本原理是：由供熱裝置供給低于60℃的熱水，通過一種埋設(shè)于建筑地板上部細(xì)石砼或水泥砂層內(nèi)的特別塑料管，在設(shè)置的自動控制元件控制下，將地板表面加熱到設(shè)計(jì)所規(guī)定的溫度，以輻射方式為主定向均勻放熱，從而達(dá)到舒適的采暖效果。它所形成的熱曲線是近乎理想的上部溫度低、下部溫度高的曲線，即它提供的熱量在人體的腳部較強(qiáng)、頭部溫和，這正符合人體足部血液循環(huán)最差、頭部溫度較高的特點(diǎn)，給人“腳暖頭涼”的舒適感。

地板輻射供冷的研究還處于初始階段，相對滯后于輻射采暖。地板供冷/置換通風(fēng)復(fù)合系統(tǒng)中地板輻射供冷彌補(bǔ)了傳統(tǒng)空調(diào)中以對流為主的不利因素，增加了人體的輻射換熱量，有助于提高室內(nèi)舒適度。輻射供冷的顯著優(yōu)點(diǎn)是輻射冷卻系統(tǒng)還具有避免吹風(fēng)感、提高舒適性以及將采暖和空調(diào)的末端設(shè)備統(tǒng)一等特點(diǎn)，而且還可以保證室內(nèi)溫度具有較好的均勻性，因此具有非常廣闊的前景。在西歐和北歐等發(fā)達(dá)國家，分設(shè)冷卻系統(tǒng)近年來得到了充分的發(fā)展。

3.5.3混凝土中心空調(diào)系統(tǒng)

混凝土中心技術(shù)是沿襲了輻射采暖的思想而開發(fā)設(shè)計(jì)的一種輻射板形式，它是將特制的塑料管或不銹鋼管，在樓板澆筑前將管路排布好并固定在鋼筋網(wǎng)上，然后再進(jìn)行混凝土的澆筑。這種技術(shù)是上世紀(jì)90年代末在歐洲興起的一項(xiàng)節(jié)能和富有經(jīng)濟(jì)性的技術(shù)，在瑞士得到較為廣泛的應(yīng)用，在我國住宅建筑中也有少量的試點(diǎn)應(yīng)用。由于混凝土樓板具有較大的蓄熱能力，因此可以利用這種輻射板實(shí)現(xiàn)蓄能，但是系統(tǒng)的慣性較大，啟動時間長，動態(tài)響應(yīng)慢，有時不利于即時調(diào)節(jié)和控制，需要很長的預(yù)冷或預(yù)熱時間。

3.6 暖通空調(diào)新產(chǎn)品

為了最大限度地節(jié)約能耗，開辟新能源的利用?？照{(diào)技術(shù)的研究發(fā)展很快，開發(fā)出了種類繁多的空調(diào)產(chǎn)品。

3.6.1家用小型中央空調(diào)

一般而言，中央空調(diào)主要應(yīng)用于大型樓宇的空調(diào)系統(tǒng)。近年來，中央空調(diào)在住宅中的應(yīng)用也日益廣泛。相對于傳統(tǒng)的分散式家用空調(diào)型式而言，家用小型中央空調(diào)具有節(jié)能、舒適、容量調(diào)節(jié)方便、噪聲低、振動小等突出的優(yōu)點(diǎn)。按照家用小型中央空調(diào)輸送介質(zhì)的不同，常見的家用小型中央空調(diào)可以分成：風(fēng)管式系統(tǒng)、冷/熱水機(jī)組、VRV系統(tǒng)這三種基本的系統(tǒng)型式。

3.6.2變頻空調(diào)

變頻空調(diào)器是通過內(nèi)裝的變頻器改變頻率，從而控制空調(diào)器壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速，使壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速連續(xù)變化，實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)能量的無級調(diào)節(jié)。與一般空調(diào)相比，變頻空調(diào)具有高性能運(yùn)轉(zhuǎn)、舒適靜音、節(jié)能環(huán)保、能耗低的顯著特點(diǎn)，改善了人們的生活質(zhì)量，提高了人們的生活水平。

變頻空調(diào)對直流數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用是大勢所趨。變頻空調(diào)市場已經(jīng)完成了從單轉(zhuǎn)子變頻到雙轉(zhuǎn)子變頻，再到第三代變頻——數(shù)碼直流變頻空調(diào)的轉(zhuǎn)型。數(shù)碼全直流變頻成為新的流行趨勢。近年來，家用空調(diào)的生產(chǎn)廠家為了在激烈競爭的市場上站穩(wěn)腳跟，在變頻空調(diào)器上附加了多種功能，如干燥防霉、智能抽濕、多重過濾、吸附異味、殺滅細(xì)菌、甲醛克星除臭、產(chǎn)生有利于健康的負(fù)離子、低溫等離子消煙除塵、HEAP酶殺菌，還有光觸媒和冷觸媒等。

3.6.3燃?xì)饪照{(diào)

以燃?xì)鉃槟茉吹目照{(diào)設(shè)備簡稱燃?xì)饪照{(diào)。燃?xì)饪照{(diào)有多種方式：燃?xì)庵比紮C(jī)、燃?xì)忮仩t蒸汽吸收式制冷機(jī)、燃?xì)忮仩t+蒸汽透平驅(qū)動離心機(jī)、燃?xì)馕帐綗岜?、CCHP(樓宇冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng))等。燃?xì)庵比紮C(jī)是采用可燃?xì)怏w直接燃燒提供制冷、采暖和衛(wèi)生熱水。燃?xì)庵比紮C(jī)能源轉(zhuǎn)換途徑少、技術(shù)成熟且行業(yè)發(fā)展迅速、應(yīng)用普及，普遍燃用天然氣。

3.6.4太陽能空調(diào)

上世紀(jì)70年代后期，世界各國對太陽能利用的研究蓬勃發(fā)展，太陽能空調(diào)技術(shù)也隨之出現(xiàn)。隨著太陽能制冷空調(diào)關(guān)鍵技術(shù)的成熟，特別在太陽能集熱器和制冷機(jī)方面取得了迅猛發(fā)展，太陽能空調(diào)也得到了快速發(fā)展。90年代真空管集熱器和溴化鋰吸收式制冷機(jī)大量進(jìn)入了市場。現(xiàn)在太陽能空調(diào)的實(shí)現(xiàn)方式主要有兩種：一是先實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換，再用電力驅(qū)動常規(guī)壓縮式制冷機(jī)進(jìn)行制冷，這種方式原理簡單、容易實(shí)現(xiàn)，但成本高。二是利用太陽的熱能驅(qū)動進(jìn)行制冷，這種制冷方式技術(shù)要求高，但成本低、無噪音、無污染?，F(xiàn)采用的主要是第二種方式。

3.6.5其它新型空調(diào):智能空調(diào)、隱形空調(diào)、雙面出風(fēng)空調(diào)、一拖多空調(diào)

當(dāng)今世界科技創(chuàng)新勢不可擋，高科技含量的空調(diào)產(chǎn)品必將取代市場上僅僅具備了制冷制熱功能的低技術(shù)含量空調(diào)。未來空調(diào)將要朝著“四化”，即健康化、節(jié)能環(huán)?；⑷诵曰?、網(wǎng)絡(luò)化邁進(jìn)。健康化：健康的空氣舒適指數(shù)，主要從空氣潔凈度、空調(diào)氣流的舒適度、空氣溫濕度控制技術(shù)三方面來衡量。節(jié)能環(huán)?；簭氖澜绨l(fā)展趨勢看，節(jié)能是環(huán)保的第一重要因素。人性化：使用方便，人機(jī)互動是更高層次要求。網(wǎng)絡(luò)化：網(wǎng)絡(luò)信息空調(diào)時代。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展必將為空調(diào)帶來一場全新的技術(shù)革命。

3.7 天燃?xì)獍l(fā)動機(jī)熱泵機(jī)組

天然氣發(fā)動機(jī)驅(qū)動的熱泵機(jī)組（簡稱燃?xì)鈾C(jī)熱泵）已經(jīng)在日本、美國和歐洲等國家得到了廣泛的應(yīng)用，然而在我國，這類熱泵尚未開始推廣應(yīng)用。隨著西氣東輸工程的順利進(jìn)行，以及電力峰谷差日益嚴(yán)重，以天然氣作為制冷空調(diào)設(shè)備能源的燃?xì)鈾C(jī)熱泵的應(yīng)用開始受到重視。由于燃?xì)鈾C(jī)熱泵冬季供暖時引入了天然氣發(fā)動機(jī)的缸套和廢氣的余熱，因此，在供暖模式下，燃?xì)鈾C(jī)熱泵與普通的電驅(qū)動熱泵有較大的區(qū)別。

4 福建省可再生能源應(yīng)用現(xiàn)狀和問題

福建省列入國家可再生能源示范城市和示范縣的有：福州、泉州、廈門、武平、永安、連城等。

4.1 地源熱泵系統(tǒng)的應(yīng)用和問題

為了鼓勵地源熱泵系統(tǒng)在建筑工程中的應(yīng)用，我國出臺了經(jīng)濟(jì)補(bǔ)貼政策來支持地源熱泵的推廣應(yīng)用。到2007年年底，我國地源熱泵工程項(xiàng)目應(yīng)用達(dá)5000多個，總面積達(dá)到8000萬m2。2007年至今，地源熱泵系統(tǒng)在建筑工程中應(yīng)用迅速增加，工程項(xiàng)目和應(yīng)用面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過2007年的統(tǒng)計(jì)數(shù)字。2008年~2010年，在國家經(jīng)濟(jì)補(bǔ)貼政策的鼓勵下，福建省已有3個地源熱泵系統(tǒng)工程項(xiàng)目投入運(yùn)行，建筑面積為178000 m2。在建和計(jì)劃應(yīng)用地源熱泵系統(tǒng)的工程項(xiàng)目不斷增加，如何正確引導(dǎo)和設(shè)計(jì)地源熱泵系統(tǒng)，使其在我省健康、有序地發(fā)展成為當(dāng)務(wù)之急。

地源熱泵是跨專業(yè)的系統(tǒng)工程，做好一個地源熱泵工程項(xiàng)目需要暖通專業(yè)與地質(zhì)學(xué)專業(yè)的協(xié)調(diào)與配合，相互了解溝通，才能達(dá)到使用的要求。

福建省的地源熱泵系統(tǒng)在建筑工程中的應(yīng)用正處于起步階段，采用何種形式的地源熱泵系統(tǒng)較為合適、效率高、投資省、對環(huán)境影響小、施工方便等是目前亟待解決的問題。福建省科技重大專題“建筑節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)研究和應(yīng)用示范”課題組一年多來對福建省的水文地質(zhì)資料進(jìn)行分析研究認(rèn)為：福建省水資源較為豐富，地表水的水溫和流量、海水的水溫和資源量、地下水的水溫和資源量都較適宜采用地表水地源熱泵和地下水地源熱泵系統(tǒng)；由于福建省山地、丘陵占全省土地面積的90%，平原只占10%，平原地區(qū)第四系覆蓋層厚度薄，因此，不適宜采用地埋管地源熱泵系統(tǒng)，但不是絕對的，最主要的是設(shè)計(jì)師應(yīng)根據(jù)建筑場地的水文地質(zhì)條件因地制宜地選擇其合適的地源熱泵系統(tǒng)。

福建省地源熱泵工作有很多不成功的案例，影響了推廣使用。其主要原因是：對地源熱泵適宜性應(yīng)用研究不夠，可行性方案粗糙、不深入；存在功利思想，過于追求經(jīng)濟(jì)效益。

4.2 太陽能熱水系統(tǒng)的應(yīng)用和問題

在國家鼓勵政策的推動下，各省市太陽能利用發(fā)展很快，太陽能熱水系統(tǒng)與建筑一體化快速發(fā)展，應(yīng)用太陽能熱水系統(tǒng)的工程項(xiàng)目急劇增加。根據(jù)福建省建筑科學(xué)研究院對建筑與太陽能熱水一體化工程的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)普遍存在以下問題：

1）太陽能集熱器面積憑經(jīng)驗(yàn)估算差異較大，南方太陽能熱水系統(tǒng)按夏季氣象參數(shù)設(shè)計(jì)，造成冬季熱水不熱，或多耗能；

2）空氣源熱泵熱水機(jī)組容量的確定無統(tǒng)一依據(jù)；

3）貯熱水箱和恒溫水箱容積的確定不合理；

4）太陽能熱水系統(tǒng)流程不合理，沒有采用太陽能優(yōu)先的原則，系統(tǒng)的能效比低；

5）控制系統(tǒng)不普及且功能簡單，管理不方便。

以上問題造成的后果是投資大、系統(tǒng)的熱水量不保證、熱水溫度不穩(wěn)定、系統(tǒng)的能效比低、不節(jié)能和系統(tǒng)操作與管理不方便。

5 福建省暖通空調(diào)業(yè)發(fā)展中存在的問題

自改革開放以來，福建省暖通空調(diào)業(yè)有很大發(fā)展，但與國內(nèi)江浙粵等地區(qū)相比仍顯許多不足，情況不甚令人滿意，面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，主要表現(xiàn)如下幾個方面：

5.1 企業(yè)做不大，不能形成規(guī)模

我省暖通空調(diào)企業(yè)都屬于中小型企業(yè)，年產(chǎn)值多在幾十萬元到上千萬元之間，無法與年產(chǎn)值幾億的企業(yè)相比，更無法與年產(chǎn)值幾百億的跨國公司相比。這些中小企業(yè)要維持龐大的銷售和售后服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，主要靠勞動力成本低同別人競爭。因其經(jīng)濟(jì)實(shí)力較弱，難以找到高素質(zhì)的科技人才和經(jīng)營管理人員，研發(fā)能力較弱。

5.2 沒有形成國內(nèi)知名品牌

我省暖通空調(diào)業(yè)沒有電制冷主機(jī)（離心機(jī)）、變制冷劑VRV、直燃型溴化鋰吸收式制冷機(jī)等產(chǎn)品。有的合資企業(yè)曾推出水冷式螺桿機(jī)，但因資金和技術(shù)支持的后備力量不足，使研發(fā)工作停滯，產(chǎn)品不能形成市場。多數(shù)企業(yè)以制造空調(diào)系統(tǒng)的末端設(shè)備（風(fēng)機(jī)盤管和各種柜機(jī)）以及風(fēng)冷、水冷冷熱水（熱泵）機(jī)組、冷卻塔等產(chǎn)品，沒有自己的特色，沒有形成國內(nèi)知名品牌。由于國內(nèi)空調(diào)末端制造業(yè)是供大于求，生產(chǎn)能力過剩，廠家之間的壓價(jià)競爭，使沒有技術(shù)、沒有特色的企業(yè)面臨轉(zhuǎn)產(chǎn)、兼并、甚至破產(chǎn)的危險(xiǎn)。

5.3 企業(yè)的管理和市場營銷沒有與國際接軌

企業(yè)要做大，形成自己的品牌，需要大批高素質(zhì)、有經(jīng)營頭腦的外向型人才，把產(chǎn)品打入國際市場。好的企業(yè)對經(jīng)營有很高的透明度要求、財(cái)務(wù)制度要與國際接軌，徹底改變國內(nèi)某些不規(guī)范的市場營銷手段。

5.4 高校、科研、設(shè)計(jì)單位的精品成果少

高校、科研、企業(yè)之間相互依靠、促進(jìn)的良性循環(huán)沒有在我省暖通空調(diào)業(yè)形成。我省缺少像清華同方這樣模式的公司，即高校研發(fā)的技術(shù)成果轉(zhuǎn)化成公司的新產(chǎn)品形成生產(chǎn)力，公司資金投入有力地支持著高校的技術(shù)開發(fā)和創(chuàng)新。

我國民用建筑設(shè)計(jì)費(fèi)低于工程造價(jià)的3%，而國外設(shè)計(jì)費(fèi)則是工程造價(jià)的7%～10%，低收費(fèi)自然帶來低質(zhì)量，這是國內(nèi)設(shè)計(jì)單位在一些重大工程招標(biāo)中處于弱勢的重要原因。我省民用建筑設(shè)計(jì)費(fèi)大大低于工程造價(jià)的3%，設(shè)計(jì)人員在產(chǎn)值的壓力下趕工時，難出精品，只能進(jìn)行常規(guī)性的設(shè)計(jì)。暖通空調(diào)設(shè)計(jì)人員要在一個月的時間內(nèi)完成一個幾萬平方米高層建筑的中央集中空調(diào)施工圖設(shè)計(jì)，很難想象他能去做動態(tài)、全工況設(shè)計(jì)。一方面，設(shè)計(jì)院暖通空調(diào)專業(yè)的施工圖在二次裝飾被改得面目全非，另一方面，設(shè)備安裝企業(yè)缺少合格的高素質(zhì)暖通空調(diào)專業(yè)技術(shù)人員，這種狀況要在改革的深入發(fā)展中加以解決。

6 對福建省暖通空調(diào)學(xué)科發(fā)展的幾點(diǎn)建議

6.1 推進(jìn)我省淺層地?zé)崮埽ǖ卦礋岜茫╅_發(fā)利用的建議

6.1.1因地制宜、實(shí)事求是開發(fā)利用我省淺層地?zé)崮?，繼續(xù)開展地源熱泵適宜性應(yīng)用研究

在我省地質(zhì)條件適宜區(qū)優(yōu)先選擇地表水地源熱泵、地下水地源熱泵系統(tǒng)；在不適宜利用地下水的區(qū)域優(yōu)先選擇地埋管熱泵系統(tǒng)。在開發(fā)條件適宜地區(qū)，鼓勵新建或改造的辦公樓、工業(yè)廠房、醫(yī)院、賓館、學(xué)校、大型商場、商務(wù)樓等公共建筑以及居民住宅樓和農(nóng)村集中建設(shè)的住宅采用淺層地?zé)崮埽膭钊济?、燃油鍋爐改用熱泵系統(tǒng)。政府投資的學(xué)校、醫(yī)院、園林、行政事業(yè)辦公樓等公益性項(xiàng)目，供暖制冷系統(tǒng)優(yōu)先利用淺層地?zé)崮?，所需投資可從國家財(cái)政固定資產(chǎn)投資和省里優(yōu)惠政策中安排解決。

我省地源熱泵系統(tǒng)的夏季釋熱量大于冬季吸熱量，可以采用土壤源蓄冷提高供冷量和冷卻塔輔助散熱，來彌補(bǔ)夏季地埋管換熱器長度不足的情況，按“土壤蓄冷熱泵系統(tǒng)”運(yùn)行。對于無條件利用水源和巖土體熱能的地區(qū)，可采用水源熱泵與風(fēng)冷熱泵機(jī)組聯(lián)合使用。水源熱泵機(jī)組在夏季利用冷卻塔散熱，冬季進(jìn)一步將風(fēng)冷熱泵的低溫?zé)崴郎兀础翱諝庠礋岜民詈鲜较到y(tǒng)”運(yùn)行。

6.1.2抓好地源熱泵工程項(xiàng)目可行性研究、論證、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測、驗(yàn)收等每一個環(huán)節(jié)

規(guī)范開發(fā)行為，抓好地源熱泵工程項(xiàng)目可行性研究、論證、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測、驗(yàn)收等每一個環(huán)節(jié)。引導(dǎo)市場科學(xué)地利用淺層地?zé)崮?，逐步?shí)現(xiàn)有序發(fā)展。加強(qiáng)淺層地?zé)崮芸辈?、評價(jià)和地下?lián)Q熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工單位和監(jiān)管部門的資質(zhì)管理，逐步實(shí)施市場準(zhǔn)入制度和工程監(jiān)理制以及技術(shù)人員的培訓(xùn)上崗制，以保證施工隊(duì)伍的技術(shù)水平和工程質(zhì)量。應(yīng)根據(jù)《中華人民共和國可再生能源法》的有關(guān)規(guī)定，研究制定鼓勵政策，積極引導(dǎo)社會資金投入，逐步形成淺層地?zé)崮荛_發(fā)有度、市場有序的良好局面。

6.1.3做好工程項(xiàng)目總結(jié)和經(jīng)驗(yàn)交流

6.2 進(jìn)一步推進(jìn)我省太陽能熱水系統(tǒng)開發(fā)利用的建議

1）執(zhí)行建筑與太陽能熱水一體化工程“統(tǒng)一設(shè)計(jì)、統(tǒng)一施工、統(tǒng)一驗(yàn)收”原則，加強(qiáng)對太陽能熱水工程設(shè)計(jì)、施工的指導(dǎo)和檢查；

2）采用太陽能優(yōu)先的系統(tǒng)，保證太陽能熱水系統(tǒng)高能效比；

3）規(guī)范太陽能控制系統(tǒng)，保證太陽能熱水系統(tǒng)安全、可靠地運(yùn)行。

6.3 對我省暖通空調(diào)的幾點(diǎn)建議

《夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》施行后，加強(qiáng)節(jié)能建筑材料、墻體、門、窗產(chǎn)品的推廣應(yīng)用。

堅(jiān)定、扎實(shí)地采用有效的空調(diào)節(jié)能措施，例如：

1）圍護(hù)結(jié)構(gòu)：①外遮陽可以減少太陽輻射熱50%～80%；②采用雙層窗（或單框雙玻），采用鍍膜玻璃反射30%太陽輻射熱,窗墻比小于0.7；③通風(fēng)屋頂或屋頂花園；④墻體傳熱系數(shù)≤1.0 W/m2.K；屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)≤0.7W/m2.K；窗戶傳熱系數(shù)2.5W/m2.K等。不要片面追求墻體低K值，圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻體不是越厚越好，掌握K≤1.0W/(m2·K)即可。

2）合理確定室內(nèi)溫濕度和水溫：冷卻水每下降1℃，制冷能力將提高5%～6%，冷凍水出水溫度每提高1℃，制冷量將提高6%～7%；供暖時室溫每降低1℃，將節(jié)能5%～10%，供冷時室溫每提高1℃，可節(jié)能8%～10%等。

3）水系統(tǒng)節(jié)能：采用閉式系統(tǒng)，減少水泵與輸送能耗；大溫差冷水系統(tǒng)（6℃～10℃）與變流量水系統(tǒng)，減少輸送能耗；加強(qiáng)保溫；完善自控等。

4）空氣系統(tǒng)節(jié)能：合理確定新風(fēng)量；合理劃分空調(diào)系統(tǒng)，降低耗電量；采用變風(fēng)量系統(tǒng)，全年節(jié)能30% ；充分利用二次回風(fēng)，避免冷熱抵消；空調(diào)變工況運(yùn)行，節(jié)能20%～50% ；盡量減少漏風(fēng)，節(jié)省送風(fēng)能耗的5%～10% ；充分利用室外冷風(fēng)；及時清洗空氣過濾器和表冷器；加強(qiáng)保溫；完善自控等。

課題組成員：

1、趙士懷，福建省建筑科學(xué)研究院，總工程師、教授級高級工程師；

2、陳仕泉，福建省土木建筑學(xué)會暖通空調(diào)分會，副會長、秘書長、教授級高級工程師；

3、郭筱瑩，福建省建筑設(shè)計(jì)研究院，副總工程師、教授級高級工程師；

4、林其昌，福州市建筑設(shè)計(jì)院，副總工程師、教授級高級工程師；

5、高維庭，福建工程學(xué)院，兼職教授、教授級高級工程師；

6、黃夏東，福建省建筑科學(xué)研究所，所長、教授級高級工程師。