空氣熱能納入可再生能源的建筑應(yīng)用技術(shù)研究

陳 輝

（中國聯(lián)合工程有限公司，浙江杭州310052）

0 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，對能源要求不斷提高，為了保障國家能源安全，習(xí)近平主席在2014年就提出了能源生產(chǎn)和消費革命，要調(diào)整能源消費結(jié)構(gòu)。當(dāng)前，可再生能源得到了很多國家的重視和開發(fā)，這也是中國可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求?？諝鉄崮芸梢灾苯荧@取，其是一種可再生的能源，不但可以減少能耗、改善環(huán)境，而且很大程度上可以提供生活所需能源。將空氣熱能納入可再生能源，拓展可再生資源的范圍，可以更好地處理建筑問題。

1 可再生能源的定義

太陽能、風(fēng)能、潮汐能、地?zé)崮艿榷紝儆诳稍偕茉?，是取之不盡、用之不竭的可再生能源，是大自然對人類的饋贈。易于開采、資源相對豐富、對環(huán)境所造成的傷害非常小等等，這些都是可再生能源所具備的優(yōu)點。多少年來，石油一直是與民生相關(guān)的重要資源，不少國家為石油而大打出手，但是經(jīng)過多年的開采和利用，石油資源已逐漸枯竭，這使得人們開始重視起可再生能源。

可再生能源一直作為一種保護者存在于生活之中，被人類所依賴并無數(shù)次地反復(fù)利用。對于石油、天然氣等等化石能源而言，它們其實是太陽能轉(zhuǎn)化而來的能源，是經(jīng)過長久的演化而形成的。

2 空氣熱能納入可再生能源

根據(jù)國際上對可再生能源的定義，空氣熱能可以被納入可再生能源的范疇之內(nèi)[1]。在歐美、日本等國家，早在很多年前就將空氣熱能泵納入可再生能源的技術(shù)范疇之內(nèi)。2009年，歐盟已經(jīng)將空氣熱能納入了可再生能源。

中國已經(jīng)是空氣熱能一個重要的應(yīng)用市場，發(fā)展相對成熟，大部分地區(qū)已經(jīng)支持、鼓勵空氣源熱水器的應(yīng)用。所以，將空氣熱能納入可再生能源范疇是全球化的趨勢，將空氣熱能納入可再生能源得到了普遍支持。

3 空氣熱能的建筑應(yīng)用

3.1 空氣熱能泵

空氣熱能泵，顧名思義，類似于泵的原理，利用高度差使熱量從低位熱源空氣流向高位熱源，從而節(jié)省能源。大自然中一些物質(zhì)不能直接把低位熱能轉(zhuǎn)化為有價值的高位熱能，通過空氣熱能泵，可以盡可能地節(jié)省一部分不可再生的高位熱能資源[2]。

熱泵作為節(jié)約能源的裝置，它利用的是在地球上廣泛存在的空氣的低位熱源?？諝庖子诤唵潍@取，成本價格較低。并且空氣源熱泵相較于其他工業(yè)產(chǎn)品，安裝和使用都非常方便。在中國，這種空氣源熱泵發(fā)展較緩慢，但到現(xiàn)在也已經(jīng)有很多種適用于不同地方的熱能泵組。

空氣熱能泵的效率和實用價值都非常高，它不僅可以全天候工作，提供每個家庭的生活所需，還可以在完美完成每個任務(wù)的基礎(chǔ)上最大程度降低能耗。過去，太陽能熱水器是很多家庭必備的，隨著時代的發(fā)展，太陽能熱水器不再能很好地適應(yīng)人們?nèi)諠u增長的需求。西方日常生活中主要用的是熱水，冷水的使用率不及熱水的1/9，所以空氣熱能泵在歐美國家的市場占有率是非常高的，而在中國，它的市場非常小。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，在美國購置空氣能熱水器，居民該項支出額的30%可以抵所得稅，這也是其在歐美國家應(yīng)用范圍廣的原因之一。

相較于太陽能熱水器，空氣能熱水器的實用性更高，它可以持久地在簡單條件下工作。只要有空氣，即使沒有水，也能產(chǎn)生熱量，再加上很容易達到的溫度，就可以一整天不停息地工作。更方便的是，使用空氣能熱水器可以避免電熱水器漏電等危險的后果。在建筑應(yīng)用中，高安全性、高實用性、高效性是它獨有的優(yōu)點。

3.2 空氣熱能空調(diào)

空氣熱能空調(diào)，是在熱泵熱水器和空調(diào)的基礎(chǔ)上相結(jié)合而形成的一種新型的多用機器[3]，它不僅僅是一個空調(diào)或熱水器的功能，而是一種綜合體，不但可以提供熱水，還可以提供冷氣。對于普通家庭來說，分離式裝一個空調(diào)和一個熱水器不但占用空間，并且耗能極大，分季節(jié)地使用使這兩種工具不能很好地發(fā)揮自己的作用。而空氣熱能空調(diào)就很好地解決了這一大難題，一體機可以相互裝換根據(jù)所需來進行調(diào)節(jié)。

這種空氣熱能空調(diào)適合于冷暖環(huán)境都需要的場合。相比于傳統(tǒng)的電熱水器，空氣熱能空調(diào)要節(jié)約大概80%的電量；相較于太陽能熱水器，可以節(jié)約30%左右的能源。將空氣熱能空調(diào)應(yīng)用到建筑中去，既節(jié)約了空間，也提高了能源的利用率，更加環(huán)保，更加高效。

3.3 空氣熱能回收機

空氣熱能回收機是現(xiàn)代新興的高科技節(jié)能裝備[4]，它主要利用壓縮機高溫油氣功能，通過熱交換方式提高熱能利用率。空氣熱能回收機中一個重要的組成是空壓機，空氣熱能回收機主要收集的就是空壓機運行中所產(chǎn)生的能量，從而實現(xiàn)廢物的高效利用。

當(dāng)高溫油氣被壓縮的時候，熱能通過熱交換就能傳遞給常溫下的水。油氣在體系中循環(huán)，通過不斷的物理反應(yīng)，形成一個循環(huán)的過程。這種應(yīng)用將能量不斷循環(huán)，很大程度上減少了能量上的損失，將空氣熱能的使用推向了更高的層次。

4 空氣熱能在建筑應(yīng)用中應(yīng)該注意的問題

4.1 消費者對空氣熱能的認(rèn)知

在中國，空氣熱能的市場雖然很大，但它對于普通消費者來說還是一個新生事物。人們傳統(tǒng)的思想限制了它的發(fā)展，這樣高效率地將空氣熱能轉(zhuǎn)換為更多的能量的理念在很多人心中是不可能實現(xiàn)的。在人們的傳統(tǒng)思想中，空調(diào)、熱水器等生活電器都是高耗能電器，而且中國大部分企業(yè)都沒有普及這種與空氣熱能相關(guān)的電器，這使得空氣熱能在應(yīng)用方面還處于一個封閉的狀態(tài)，要想打破僵局，還需要很長一段時間。

4.2 空氣熱能機器的安裝問題

空氣熱能機器相比較于傳統(tǒng)機器而言存在著難以安裝的問題。目前，市場上與空氣熱能相關(guān)的電器體型都非常大，只適用于面積較大、空曠的建筑，不適用于普通家庭建筑。并且，空氣熱能對于溫度的要求比較高，要求環(huán)境溫度在零度以上，這就限制了大部分低溫地區(qū)的使用和安裝。

4.3 制造和維修問題

配置越高，它的費用和代價也就越高。在建筑應(yīng)用上，這種新興的應(yīng)用空氣熱能技術(shù)的機器造價非常高，一般人群難以負(fù)擔(dān)它的費用。昂貴的原因一是它是前沿的、高效利用空氣的技術(shù)，二是它所用材料的價值非常高。

空氣熱能機器普遍內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一旦損壞，其維修費用也不容小覷。并且在中國一些稍微偏遠的地區(qū)，使用空氣熱能的機器一旦損壞，沒有先進的技術(shù)根本無法修理。這些因素都限制了它的應(yīng)用與發(fā)展。

5 結(jié)語

空氣熱能被納入可再生能源的建筑應(yīng)用是未來發(fā)展的前景，要順應(yīng)這種趨勢，就要不斷解決空氣熱能發(fā)展過程中所存在的問題。空氣熱能作為一種新生能源，它的市場是非常廣泛的。中國應(yīng)重視空氣熱能的發(fā)展，使其得到合理的建筑應(yīng)用，從而為國家的節(jié)能減排貢獻出無窮的力量。