简述可再生能源的特点模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇简述可再生能源的特点，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

篇1

关键词：

可再生能源；建筑设计；利用

面对有限的能源资源，近年来我国多次强调可持续发展战略的要求，促进能源资源的节约，以适应社会经济发展的需要。因此，建筑行业在未来的建设发展中要合理运用可再生能源，提高资源的利用率，进一步促进建筑质量的提高，增强建筑企业在行业中的竞争力。

1.绿色环境建筑的必要性

绿色环境建筑是以节约能源为目的在建筑特点上进行绿色建设，它需要结合是市政的基础设施建设，利用环保材料或循环利用建筑中的废料和部分家庭废料，绿色环境建筑重点是保护环境，避免建筑工程中出现可能会对环境造成危害的问题，如建筑施工中的废料、粉尘，容易造成水污染、大气污染，对人们的生产生活造成危害。可再生能源在建筑行业中的运用，充分体现着我国可持续发展在经济建设中的运用，它使得绿色建筑规划与生态环境保护紧密结合，建筑企业需要不断通过创新研究，加强可再生能源在建筑行业中的有效应用，促进绿色建筑的不断发展。因此，绿色环境建筑可以改善建设施工中的环境质量，提高人们的生活质量，而且对室内环境也有着显著的进步[]。

2.建筑设计中可再生能源的具体应用

2.1太阳能

太阳能是太阳所释放出的辐射能，太阳能一般情况下会转化为化学能、热能以及电能，人们在日常生活中可以用太阳能进行照亮、提供热能。首先，建筑设计中太阳能资源的利用主要是太阳能转化为热能。太阳能转化为热能是通过太阳集热装置吸收太阳能辐射，而吸收的太阳能辐射就转化成了热能，这种利用现代科技的转化能源一般是提供给家庭用户的热水、空调、取暖器或温室栽培等，为居民的日常生活提供便利。其次，太阳能转化为电能。太阳能转化为电能有着两种转换形式，一种是光热发电，利用光热电的能量转化形势，一种是光伏发电，这主要是运用太阳能电池把太阳能直接转化成电能。如某市小区大量使用太阳能，居民通过薄膜电池与太阳能电池享有太阳能提供的优势，该地区的知名太阳能公司为我国提供数量繁多的太阳能产品，运用到建筑行业中，促进建筑行业经济效益的提高。太阳能产品广泛运用在建筑设计中，设计师不仅要设计出外形美观的太阳能产品，而且要加强产品对太阳光的采集和利用，同时注重排水与热能输送管道的保温性能，促进太阳能在建筑设计中的广泛应用。最后，太阳能转化成化学能。它是指太阳能把水进行直接分解，产生氢气与氧气，而氢气属于清洁的可再生能源。太阳能转化为化学能也有着一定的发展，它可能会成为我国未来太阳能转化的主要形式[]。

2.2风能

风能就是指空气在流动中产生的能量，目前风能的资源是无比巨大的，它有着储备量多、广阔的分布区域以及能源的清洁性，在人们的生产生活中有着广泛的应用。目前我国对风能的运用成熟度也较高，在电网不发达的地区，通过风能进行发电能够很好地解决当地人们的用电问题。建筑设计中要对风能进行合理有效的利用，就需要建筑设计师详细考察与分析当地建筑工程所具有的风力资源，保证风力发电的可行性，并且设计风力发电对象要美观，因风力发电机与其他发电机的不同，在风力发电机安装时一般在建筑的顶部，以此来保证建筑与发电机之间的协调性。

2.3地热能

地热能是通过地源热泵器在地下表层抽取适宜温度的热源并加以利用，是有效运用地表的可再生能源。地热能在建筑设计中的应用，主要是把地下水、地表水甚至一些工业废水与生活废水等中的热量运用到建筑的空调系统，这就需要运用现代地源热泵技术。地源热泵技术有两种形式，土-气型是提供给人们地热的能量；水-水型主要是进行制冷作用。建筑设计中运用地热能要注重选择合适的地点，防止建筑与热源相距甚远，从而影响地热源的效果，而如果要促进地热源的高效，就需要花费人力、物力以及财力，这样违背了我国建筑行业的可持续发展。而且由于地热能所处的地质环境较为复杂，就需要建筑设计师注重建筑地基的考察，了解建筑所在地区的地质结构特点，保证建筑设计中高效的地热能资源的运用。例如长沙市建筑行业中对地热能的有效利用，长沙市属于长江以南的地区，地下水以及地表水丰富，因此长沙市的地热能是充足的，在进行建筑设计时，地热能源的应用不仅保障人们的日常生活，而且充分实现地源热泵技术的现实意义，并且通过电能合理的转化成其他能源，提高电能资源的利用率。

2.4生物质能

生物质能是属于新型可再生能源，目前生物质能的潜力发展大，自然界中的生物质能对人们的日常生活有着很大的促进作用，它体现在农村沼气的运用、城市垃圾焚烧发电、种植能源作物等。建筑设计中对生物质能的应用主要是提供热能。城市的垃圾焚烧要想符合排放的要求，就要增加成本，制约着城市经济的发展，所以针对燃烧发电的垃圾可以运送到专门的发电厂进行集中处理，如果居住在建筑规模较大的住宅区，居民可以进行自己的垃圾焚烧设备建设，使得垃圾焚烧后产生的热量能够供应自己的需求。因此，生物质能运用到建筑设计中能够为居民生活提供便利。

3.结语

综上所述，建筑行业中可持续发展理念的不断深入，促进可再生能源在经济领域的广泛应用，体现着可再生能源在我国未来经济发展中有着重要的作用。因此，建筑设计师要全面考察建筑工地，根据建筑地点的地质结构，选择科学合理的可再生能源并加以利用，建筑企业要认真创新与研究可再生能源，促进可再生能源在整个建筑规划中的应用。

作者：梅建华 单位：南通源诚建筑设计有限公司

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【中图分类号】P754.1 【文献标识码】A 【文章编号】1672—5158（2012）08—0242-02

在利用资源过程中，人们发现有一些资源可以多次利用，称之为可再生能源，典型的如水资源；而有些能源则不可多次保用，称之为不可再生能源，这些资源非常多，如当下与人们生活息息相关的煤炭资源、石油资源。这些资源碳排放量比较高，推动了温室效应的形成，对人们生活的负影响大。所以，在维护人们生活水平和发展的前提下，通过调整能源结构可以减少碳排放，提高人们生活质量，也能促进社会经济的更为健康迅速的发展。

1.中国能源结构简述

1.1 中国能源结构变化

自改革开放以来，中国能源产业得到快速发展，能源产业充满活力，基本满足了国民经济发展的要求。根据统计数据，1995年，我国一次性能源生产量为12万吨标准煤，而2010年这个数字便增长到28万吨。在能源生产结构中，煤炭生产占能源生产总量的约80%，原油生产占到了近10%，水电、核电以及其它能源点到了4%左右，天然气为5%左右。进入新世纪，中国新能源和可再生能源发展迅速，特别是以水利资源为代表的可再生能源发展很快。与此同时，中国对能源的消费量也随着经济的不断高速发展而在不断攀升。根据2011年的数据来看，煤炭消费量下降到总消费量的67%左右，石油消费量由于汽车的普及上升到24%，核电发电比例上升到4%，水电利用相对下降。

1.2 中国能源结构的特点

中国的能源结构具有以下三个方面的特点：

第一，能源供给与能源消耗不对称。

在80年代，由于刚刚实施改革开放，我国的能源供给量超过了当时能源需

求量，其主要现象有当时煤炭发电厂的倒闭。到了90年代，我国经济连续多年保持较快发展，使得有时能源供给小于能源消耗，主要表现为居民用电的快速增长所带来的拉闸限电。90年代末和2 1世纪初期，为了应付不断增长的用电需求，国家兴建了如三峡大坝等水利工程，从某种程度上讲，极大的缓解了用电需求，但是近些年来一些地方经济的高速发展对能源需求量的突然增加，使得能源供给已时常不能满足人们的生产、生活需求。

第二，煤炭在能源生产和消费结构中所占的比例很高。

如上面所讲，中国的煤炭生产一直为60%以上，同时，优质能源如天然气比重却一直没有明显的增长。特别是一些清洁能源，诸如水电、核电、风能和太阳能还处于起步阶段，发展较为缓慢。由于煤炭的生产比例很高造成了人们对煤炭能源的消耗一直维持在70%以上。除此之外，工业对能源的需求量最大，造成的污染也是最为严重，而人均用电量也随着人们生活水平的提高不断上涨。1995年人均生活用电为300KG的标准煤，而到了2011年这个数字便上升到了545KG标准煤。

2.中国能源结构的国际比较

在改革开放初期到21世纪，中国经济一直保持着10%以上的增长速度，经济的快速发展伴随着是能源需求的不断攀升。特别是现代化工业体系的建立和完善，以及汽车等为代表的工业崛起，对能源需求量增加的同时，也改变和优化着中国的能源结构，其中煤炭需求相对下降明显，而石油需求上升较快。但是，与国际发达国家相比较，差距还非常的明显。如下两表：

从表1和表2，能源生产和消费的国内外比较来看，总体上，中国能源生产和消费结构

与国外发达国家存在着非常大的差距，以煤炭生产和消费为主是中国的主要特点。能源消费中的煤炭消费比重远远超过英国、美国、加拿大、日本这四个发达国家。而石油和天然气的比重又远远小于这四个国家，只相当于他们的1/2到1/3。

从现实情况来看，中国石油资源相对匮乏，约50%左右的国内石油消费依赖于进口，这种趋势还将会随着人民生活水平的提高而愈演愈烈。非煤炭能源中，水电、核电、风能和地热能有等可再生、清洁能源比重很小，具有很大的开放利用空间。

3.中国能源结构优化对策

3.1 制定能源结构优化方案，促进技术创新

制定优化能源结构的具体方案，鼓励采用新技术、新方案，确定实施目标、方案、步骤、重点等。积极促进可再生能源的开发利用，特别是对水能、太阳能以及核能，制定与之配套的可供实践操作的具体方案，加强政府对能源产、供、销的监管力度，引导电力企业技术创新的兴趣，提高其生产效率。

3.2 调整产业结构，促进新兴产业的发展

促进第三产业的发展，减少和限制高耗能、高染污行业的投资建设。对于一些化工、金属冶炼行业进行产业结构优化升级，提高其对资源的利用率。努力发展电子信息、生物医药、新能源等战略性新兴产业，促进产业结构不断优化升级。此外，我们也必须建立能源生产和消耗的污染权使用和交易制度，调动人们降低对煤炭能源的依赖性和促进实际节能减排行为。

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前 言

尽管建筑领域的日益繁荣推动了社会经济的发展与进步，可是也导致了环境问题层出不穷，为了保护人类赖以生存的地球，当前世界各国都在倡导低碳经济、低碳建设。为了顺应时展的要求，关注自然环境的改善措施，基于低碳背景下的建筑设计变得相当必要。

1 低碳背景对建筑设计师的要求

1.1 拥有高度的环保意识与低碳理念

在整个建设活动中，建筑设计师是最主要的牵头人，所以在建筑设计中，其必须将环境问题与生态责任考虑其中。因为生态环境的承受力与支撑力并不是无限制的，所以人工建筑环境应当与自然生态环境尽可能地达到和谐统一。人类最早来源于自然，所以其核心的建筑理念应当是回归自然，而并非是过度地浪费与损毁自然资源，以谋求自身的过度奢华与舒适，如果人类对自然的作用力超过了自然的承受力，那么势必会遭到大自然的报复。因此，建筑设计师开展建筑设计时必须拥有高度的环保意识与低碳理念，以求得人与自然的和谐统一。

1.2 拥有强烈的责任意识

建筑设计是一种逻辑过程，其创作前提是对众多矛盾予以分析，所以建筑设计应当以尊重自然为前提，遵循“天人合一”的设计理念。为此，建筑设计师必须拥有强烈的社会责任意识，尽可能使人工建筑与自然生态和谐统一。同时，由于建筑还是大众文化的一类，为了文化的传承与积淀，体现建筑的民族特色与内涵，建筑设计师还应当拥有一定的文化理念，如此才能使建筑文化永远传承下去。

1.3 拥有厚实的环境知识基础

建筑不仅是一种技术，而且还是一种艺术，一种历史的积淀与传承，可见，建筑学是融合了多个学科知识的学科。总的来说，科学与技术是推动建筑持续健康发展的助力。不同时代、不同地域，其建筑风格与理念都不尽相同，因此要基于低碳背景去进行建筑设计，必须对当前的社会环境、自然生态以及科学技术进行全盘把握，拥有厚实的环境知识基础，如此才能真正建设出具备时代特征、基于时代特点的建筑佳品。

2 基于低碳背景下的建筑设计策略

2.1 建筑地址选择

2.1.1 依托城乡生态，构建山水人居

基于低碳背景下的建筑设计所遵循的设计理念应当是人与自然和谐统一，建筑设计师应当深入研究人与动植物之间的关系，按照建筑设计所需的实际要求，使生态环境与人工建筑环境完全融合，如此一来，不但能延长建筑的使用寿命，而且还可提高人居环境水平。

2.1.2 结合城市规划，提升建筑生存空间

由于碳排放量影响着城市的形态结构，所以城市空间当前朝着紧凑型模式发展。近几年，人们经过一定的研究，发现碳排放量和土地的使用之间存在着正相关的关系，一旦过于限制土地的使用，居民生活所排放的碳含量就会大大降低。同时，由于拆除建筑会形成许多的建筑垃圾，另外目前所使用的建筑材料大都具备着极低的可回收性，如此一来，大大增加了碳的排放量。因此，在选择建筑地址时，必须充分考虑城市规划内容，尽可能确保建筑物拥有较长的使用寿命。

2.2 建筑体形选择

基于低碳背景下的建筑设计，对于建筑体形有一定的要求，只有对建筑的体形及平面形式采用合理的设计，才能达到既通风，又少耗损能源的目的，如此，才能真正体现出低碳理念。地域不同，建筑存在楼层数量差异，对于环境的影响都大不相同，因此，在建筑设计中必须遵循建筑与室内设计相融合的设计理念，尽可能采用那些性能好、能耗低且使用寿命长的建筑体形，以便降低建筑施工中各类资源的耗损量，增强对环境保护的保护程度。

2.3 建筑材料选择

在整个建筑活动中，建筑材料所耗损的能源最高、排放的碳含量最大，可谓是环境污染的源头。当前市面上所销售的许多建筑材料都将导致环境问题的产生，比方人造板材具备着相当高的甲醛量，空气中多数氡气都来自于加气混凝土的使用，这些物质不但形成各种环境问题，而且还对人体健康形成负面影响。因此，在选择建筑材料时应当多选用那些“绿色材料”，比如工业化成品、可回收循环再利用的材料等，尽可能不去选用那些具备高能源的建材，如此便可使空气中的碳排放量大大减少。

2.4 建筑性能选择

在建筑设计中，对于建筑性能的选择通常采用保温性能设计，这一性能设计通常分为四类：①只使用一种材料使建筑拥有保温性能，这种材料拥有相当高的保温性能，且无需顾虑承重需求，因此许多建筑都采用这一保温性能设计方式；②既考虑保温性能又兼顾承载能力，在这样的保温设计中选用的保温材料通常具备高耐久性，拥有相当小的导热系统，而且还能达到承载的要求；③对于保温性能的设计采用混合方式，不仅考虑承载及外墙结构，而且还增设保温层，以确保获得最理想的保温效果；④对建筑局部区域进行单独地保温性能设计，这种设计主要是为了防止建筑中某些区域产生“冷桥”情况，以确保建筑的整体保温效果。

2.5 建筑能源选择

基于低碳背景下的建筑设计必须尽可能地使用可再生能源，比如风能、太阳能等。在建筑设计中，如果一b追求使用传统的不可再生能源，那么空气中的碳排放量将不断增长，环境问题将层出不穷，最终对人居环境与人体健康都会形成极大的负面效应。当前，我国许多建筑设计师进行建筑设计时都会尽可能地考虑选用可再生能源所转换的适合使用于建筑建设的能源去取代传统的不可再生能源，如此一下，将大大降低空气中的碳排放量，真正实现基于低碳背景的建筑设计。可见，对于建筑设计而言，在能源的选择上选用那些可再生可循环利用的能源有着相当重大的意义。

3 结束语

总的来说，建筑设计师进行建筑设计时必须针对当前世界发展的具体形势，结合本国的国情与地域特点，取材选址都尽可能地考虑到原生态性以及地域性，选用绿色建材，采用可再生能源，力求将空气中的碳排放量降到最低，同时还需考虑地域文化背景，以求真正建设出低碳背景下的山水人居城，使人类与自然真正达到和谐统一。

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1概述

电力电子技术是近年来开始流行的一种新技术，它能够将多种电力电子器件进行集成，大大地减少了器件的体积，而且集成之后的电子器件工作效率更高，工作频率可以由传统的10kHz提升到数千Hz。此外，电力电子技术使得电子器件的操控更为简单方便，从之前的半控型，改进至现在的全控操作，功能大大加强，而且电力电子技术可以利用软开关技术，实现对变换器的控制，从而提高变换器的运行效率。电力电子技术的这些独特技术特点，使得它一经推出，就在电网系统中得到了很好地应用，极大地提升了电网的运行效率与节能效果。

2电力电子技术的需求

2.1优化电网及保障大电网安全方面

微电网较之传统电网一大变化在于反应和适应能力的优化，而这种变化正是通过电力电子技术来实现的。目前我国的电力电子技术在HVDC、FACTS等领域已形成创新突破点，通过提高输配能力和加快故障检修时间等途径初步实现电网适应性优化。但是目前的技术进步。还不能完全覆盖我国国情下微电网建设对电力电子技术的需求。例如，我国目前电网存在架构薄弱、电网结构复杂、运行数控化程度低、对极端天气的抵抗能力弱等问题，反映在实际输配中即输电和配电领域都存在亟待解决的问题。还需进一步依靠电力电子技术的调控能力，强化电网结构，加大灵活输配电力方面的研究，建设真正拥有“自愈”能力的微电网，朝着互联大电网的方向发展。

2.2促进可再生能源有效利用方面

东北、华北、西北是我国陆上风能和光伏发电资源主要的分布区，预计2020年发电将分别达到100~150GW、20GW的规模，这种规模大且分散的可再生能源所固有的不确定性对电网安全运行提出了更高的要求。要大力发展可再生资源发电，提高清洁能源在全国范围内发电总量中的比重，首先要解决的难题就是需要进一步提高即时控制力和预控能力，提高所建设的电网对于新能源、清洁能源发电电能的容纳性，这就进一步体现了对电力电子技术发展的需求。

2.3改善电网电能质量与电力市场方面

科学技术进步带来精细化用电设备对电能质量的要求。电能质量已经成为电力领域受到广泛关注的问题之一，目前，风电场和光伏发电站等相对火力发电等传统发电方式较为领先的清洁电能的并网，在提高电网建设可持续水平的同时，对电网质量也造成了影响。如何使用电力电子技术来提高电能质量，如何改善整体电网优化程度，是电力市场对供给提出的现实诘问。

2.4保障电网电力电子装置可靠性方面

现阶段还没有健全的针对大规模电力电子装置的可靠性、经济性评估的完整体系。评价大规模电力电子装置时电网的容纳性也是一个新的课题，笔者认为需建立电力电子技术模拟平台，通过模拟挖掘此类装置的运行特性和规律，提高装置和电力系统的耦合能力从而提高运行可靠性。

2.5节能减排技术研究方面

随着环境污染问题越来越严重，节能减排是各大企业应该重视的重要内容，电力企业也是如此。近年来我国对清洁能源的需求逐渐增加，也随之提高了对环境的要求，所以需要通过电力电子技术来解决这一问题。

3电力电子技术在微电网中的优点

3.1优化电网、保障安全

全球范围来看，电网的稳定性和一定的智能化是不断追求和发展的大趋势，要在运用电力电子上取得更好的成果。总体上来说，电网的整体是向着自动化和智能化发展，可以自动实现某些特定功能，在情况发生时，微电网可以根据预案及时排除险情，对情况进行及时示警。要在电网建设和智能网络应用上去更多的关注整个的微电网建设，更多的从目前的技术出发，满足群众需要的基础上进行更好的优化。

3.2对资源配置进行合理优化

我国虽然有着丰富无污染能源，但是受自然因素等多方面的限制，能源开发起来难度较大，因此能源问题解决起来存在较大问题。为了缓解能源危机，人们提倡在发展微电网时加强对可再生能源的利用，利用风能以及太阳能一类的可再生能源具有一个典型的特征就是利用点分散，且电网运行的稳定性大大降低，因此在建设微电网的过程中，要将这些可再生能源的收集与调度作为重点，这就需要电力电子技术提供支持，提升电网的适应性，实现可再生能源的大规模利用。

4电力电子技术在微电网中的应用

4.1能源的转化

随着能源危机以及环境污染的加剧，人们对低碳经济有了全新的认识，希望对自然界中的可再生清洁能源进行利用，降低生产生活中的能耗，减轻对生态环境的破坏，能量转换技术逐渐发展起来，并得到了全社会的认可。根据我国微电网的发展蓝图来看，光电能和风能一代系统需要实现大型存取自适应的要求。当前我国对风能发电的研究已经取得了一定成果，其中应用比较广泛的就是间歇式能源控制技技术，主要就是对具有间歇性质的风能进行收集和控制，一方面是避免能源被浪费，另一方面是提升电网配电、供电的稳定性，尽量不受这种间歇性的影响。为了加强对能量转换技术的应用，提升微电网的适应性，我们应该根据实际需要和技术特征重新调整电源结构，对风能以及太阳能等一类能源进行有效控制，使实体电网具备更强的操控能力，优化电力资源的配置，使新能源发电步入正轨，实现电网运行动态控制。

4.2控制静止励磁

在对静电励磁控制方面，因为除了大型的发电设备以外，它还能被应用于风力发电方面，针对电力电子技术中的变速恒频励磁，它的相关控制在风力发电机中具有重要的作用。并且，在相应的控制技术下，晶闸管整流技术也得以开发，得以广泛应用，它不仅结构性能简单，在成本年开发上的资金投入极少，而且，它的优势还有可靠性低等多方面，这是使得它能够被长久使用的重要支撑，从而能够从经济上得以节省，在一定意义上实现了可持续发展。它已经被人们大力应用于较为大型的发电机组等方面的运行，提高了工作速度，加大了工作效率，使其拥有了较好的发展前景。

4.3FACTS技术在微电网的应用

我国能源的资源与需求逆向分布明显，对线路的输送能力要求高；同时还需要解决系统振荡、电压不稳定等问题。而FACTS技术因其控制调节能力及兼容能力，提供了解决这一问题的可能。FACTS技术是指结合现代控制技术、可增强系统稳定性的新技术。

4.4电网的协调控制

当前，微电网的发展趋势就是让区域性电网和总电网之间在各个水平上相互协调控制连接，那么这就必须要应用更多先进技术以及灵活的操作模式（例如动态无功补偿、电流控制、网络重构等）。让微电网更经济、更牢固的一项技术就是FACTS技术，在未来的电网运行中很多关键突破点都需要多功能复合型的FACTS设备，例如进行静态转换器的配置，这是以全系统综合信息为基础的协调控制技术，为微电网结构的坚固提供重要的帮助。

4.5电能质量技术

我国工业电能质量技术应用范围较为广泛，并开展了相应的电能质量提升技术的研究，但是核心技术问题目前尚未得到解决。电能质量技术的应用，要求建立科学的电能质量等级划分及相应的评估体系，在这个课题中，要充分重视从经济角度出发做出的分析结果，在评估纵向技术等级的基础上，采用双向评估，不能忽视横向经济效益的情况，实现微电网与经济效益的并行发展。在微电网中应用，电能质量技术主要技术包括电气化铁道平衡技术、自适应无功补偿技术、直流有源滤波器技术、统一电能质量控制器等。

5结束语

综上所述，电力电子技术在微电网中的优点有：优化电网、保障安全，对资源配置进行合理优化。文章主要从能源的转化和存储、控制静止励磁、FACTS技术在微电网的应用、电网的协调控制与电能质量技术这几个方面探究了电力电子技术在微网中的应用。

参考文献：

[1]马俊超，孔飞，贺凡波，等.一种含光伏电源的微电网系统能量管理策略[J].电力电子技术，2012，46（10）：2-5.

[2]周冰，白建成，蔡蓉，等.微电网半实物仿真平台的设计和实现[J].电力电子技术，2013，47（2）：38-40.

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1光伏工程项目概述

1.1建筑工程中光伏发电系统的简述

目前，在建筑工程当中，光伏发电系统主要有两种形式：将太阳能直接转化成电能和将太阳能转化成热能后再将其转化成电能[1]。a)对于第一种形式来说，主要是以光电效应为基础，通过太阳能电池将太阳能转化成电能，在这个过程中，太阳光照照射到太阳能电池的二极管上，二极管会自动将太阳能转化成电能，并产生一定流量的电流。一般来说，将太阳能电池串、并联，从而形成电池方阵应用于建筑工程中；b)对于光能、热能和电能之间的转换过程来说，太阳能照射到太阳能集热器上，通过将其转换成热能，再利用汽轮机的运动来变为电能，换句话说，这种转化形式与普通火力发电形式类似，因此一般不使用在建筑中。根据太阳能转化原理不同，将光伏发电系统分为独立光伏发电系统和并网光伏发电系统两种形式。独立光伏发电系统主要由蓄电池、光伏元件和控制器构成，适合于没有电的偏远地区，但由于这个系统极易受周围环境和气象影响，在应用中存在不稳定性等问题，因此在系统供电过程中应当添加储能装置和管理装置。并网光伏发电主要由光伏阵列和光伏并网逆变电源组成，其中光伏阵列由太阳能串联或并联而形成，用来将太阳能直接转化成电能；而光伏并网逆变电源则负责将太阳能电池产生的直流电转化成与电网同频的交流电，并将其并入供电电网中。

1.2光伏发电技术在建筑工程中的应用

在建筑工程中，光伏建筑一体化成为光伏应用的重要形式，通过将光伏发电技术与建筑工程相结合，实现光伏发电技术由小规模研发产品发展为大型发电技术应用，不断扩大光伏发电技术应用市场。当前，在建筑工程当中，光伏发电技术应用有两种形式：a)BIPV建筑一体化。这是新提出的概念，主要是在建筑物维护结构中铺设光伏列阵，将太阳能转化成电能，从而建成绿色环保建筑，这是当前非常具有前景的一种技术；b)光伏与建筑相结合的形式，包括建筑物与光伏系统结合和建筑与光伏器件结合：(a)在光伏系统应用建筑的过程中，主要是将组装好的光伏组件安装在建筑物屋顶上，建筑物起支撑作用，从而使光伏列阵能够与蓄电池、控制器等装置相连接，这种方式在建筑工程中应用非常普遍；(b)与光伏系统相比，光伏组件与建筑结合形式比较高级，对光伏组件的要求也比较严格，不仅要满足光伏功能，还应作为建筑的基本构件，符合建筑的基本功能要求[2]。总之，建筑光伏发电系统有效利用了建筑屋顶的面积，减少了多余的土地占地，不仅降低建筑能耗，还缓解了电网高峰时期用电。此外，由于光伏发电系统具有绿色环保功能，无需消耗不可再生燃料，也不会产生噪声和污染物，因此在建筑物中得到广泛应用。要非常注意的是，要保证光伏发电系统安全稳定运行，需要定期对其检查和维修，如设备组件破损、电池电压稳定性等，一旦发现问题，就要及时检查维修。一般来说，在光伏工程项目中，需要对其三个月一小检、每半年一中检、一年一大检，不断提高光伏发电系统运行效率，使其时刻保持在最佳发电状态[3]。

2光伏工程项目承包管理特点

2.1光伏工程项目的风险因素复杂

在光伏工程项目中，由于工程造价比较高，相关利益人多，而且非常容易受到周围环境影响，因此在建设中存在非常复杂的风险因素。a)在光伏工程项目的建设过程中，由于光伏发电设备位于建筑物屋顶，长期暴露在自然环境当中，但太阳能电池的抗击能力非常低，因此自然灾害风险贯穿于项目建设和运行始终。一旦发生自然灾害，将会造成不可挽回的经济损失，其后果是无法估计的；b)由于中国光伏工程项目起步较晚，光伏发电技术也处于初级发展阶段，因此技术风险是当前面临的主要问题之一，并且影响非常广泛。一般来说，光伏工程项目建设看似非常简单，但其中涉及的技术非常复杂，需要综合衡量建筑物、运行环境和运行效果等多种因素，要满足其在露天环境中的使用年限；c)由于光伏工程项目中的各种设备成本比较高，质量参差不齐，因此前期资金投入很大，回收周期非常长，使各个阶段都面临成本风险。鉴于此，在建设光伏工程项目过程中需要建立完善的评价体系，通过评价各种风险，不断提高企业竞争力，实现光伏发电技术在建筑市场中的广泛应用。

2.2承包商的影响程度大

近年来，随着建筑工程项目逐渐由粗放型向现代项目管理转换，国内外承包商不断进入建筑市场当中，也使光伏工程项目在建设过程中受到承包商的影响非常大。a)承包商工程质量存在问题，主要包括材料不合理利用、以次充好，施工技术不规范，因此建设单位在与承包商签订合同时，需要明确指定材料质量，严格把好材料关，并通过制定相关施工制度，约束承包商的不良施工行为；b)承包现场管理人员和技术人员素质不高，缺乏责任承担意识，建设单位应当在签订合同过程中约束施工队伍质量，防止不良施工队伍进入。此外，要与承包商建立共同理念，承担相应责任义务；c)承包商工期拖延问题，为防止产生这种问题，建设单位制定严格的现场监督检查制度，并实行激励、惩罚措施，使承包商在规定日期内完工，一旦发生工期拖延问题，建设单位要与承包单位及时沟通交流，通过相应协调沟通，从而最大程度减小因工期拖延而带来的损失。

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一、建筑暖通空调节能设计的原则

1、动态性原则。暖通空调节能的设计中，需要综合考虑多项因素的影响，所以在优化设计中提出动态性原则，不断改进节能的设计，促使暖通空调达到节能的标准。暖通空调的动态设计决定了节能的效果，促进暖通空调节能设计的发展。

2、技术性原则.技术性原则是暖通空调节能设计的根本，通过技术改进暖通空调的设计，促使其具有最大化的节能效益。暖通空调设计中的技术性原则，可以在根本上找出设计中消耗比较大的点，进而依照节能的要求，优化改进设计方式，发挥技术性原则的指导性。

3、控制室内空气品质。通风量大是暖通节能空调的设计趋势，解决空气质量是最重要的问题。因此，对室内气流进行合理的排风、进气，对室内空气质量进行提高，不仅保障了室内空气质量，而且达到了节能目的。

二、建筑暖通空调节能设计中存在的问题

1、规划设计不够严格。暖通系统的设计缺少严格的规划也是节能设计的一大问题。设计方案不符合相关法律规范及节能环保要求，随意性大。在空调系统的选择上不够严谨用心，在无竞争压力的环境之下，设计人员的设计方案缺少提升的空间。在设计方案的选择上缺少科学的比较，使设计方案本应达到的节能效果大打折扣。

2、节能意识不强。部分设计师缺乏与时俱进的思想，节能意识不强。作为暖通空调的设计者，其设计思路和设计结果将直接影响系统的节能效果，但设计人员在开展设计工作时始终保持传统的设计理念，以设计的准确性和可行性为标准，对节能环保的要求持漠视态度，缺乏追求环保节能的责任感，使得建筑暖通空调设计的节能效果难以保证。

3、可再生能源的利用率低。可再生能源的空调系统可以大大降低能耗，但实际的设计方案却常常忽略了这一方面，对可再生能源的利用率较低。一方面相关研发部门对可再生能源的发掘力度不足，使暖通空调设计的选择范围受限；另一方面技术的提升速度缓慢，使可再生能源的运用缺少技术支持，能源难以被有效地循环利用，造成能源浪费，影响暖通设计节能功效的实现。

三、加强建筑暖通空调节能设计的措施

1、提高设计人员的节能意识。暖通空调是否可以到达节能标准与设计人员的设计方案有很大关系，只有设计人员树立起了节能意识才能将其体现在设计方案当中，使每个环节的设计都体现出对环保节能的追求。建筑行业也应该加强管理，建立起针对设计人员的制约体制，使他们的节能意识不断增强。作为设计人员也要不断提升自身素质，以节能环保为己任，在保证设计准确无误的基础上，将节能要求、环保理念融入到设计当中。

2、科学规划设计方案。设计方案优劣将对暖通空调的节能状况产生直接影响。（1）保证暖通设计方案不能违背相关法律规范，同时，还要与环保标准相契合。（2）设计方案要保障水电气的正常供给，能够及时应对突况，在此基础上选择拥有高能效比的暖通空调设备。（3）要使暖通空调设计领域形成竞争氛围，督促设计人员投入足够的精力，促使更优质的节能设计方案出炉。（4）在选用设计方案时要进行科学公平的比较，找出具有最佳节能效果的设计方案，同时，还要将投资成本、后续维护成本纳入考虑之中，最终敲定暖通空调的设计方案。

3、提高设计人员的综合素质。要实现暖通空调的节能设计，必须要对设计人员的综合素质有所要求。作为设计者首先要具备暖通空调设计的专业知识和技能，在节能意识的指导下，开展暖通系统的设计工作。另外，设计人员还应该具备实践能力，从实践中获得提升节能效果的经验。只有同时拥有设计理论知识与工作实践能力，才能不断进行节能参数的合理优化，使实际节能效果与设计方案的预期效果相符合，避免资源浪费。设计人员要随时与施工人员进行沟通，及时发现设计中的不足或漏洞，做出相应的调整。暖通空调的设计者要定期参加相关专业的培训，保证知识常新，保证暖通系统的节能效果最佳。

四、建筑暖通空调节能的优化设计

1、改进暖通空调的运行方式。随着节能的发展，暖通空调优化设计中引入了变频技术，其可根据室内的需要，自主调节暖通空调的运行方式。例如在办公楼、商务类建筑内，暖通空调对变频技术的应用较为广泛，因为变频运行状态的暖通空调，实际消耗的功率远低于传统运行方式，可以节约30%～50%的能耗，所以变频技术普遍应用在公共区域比较大的建筑工程内，目前逐渐推行到民用建筑工程内，目的是通过变频式的运行方式，控制暖通空调的能源消耗，达到节能的目的。

2、积极推进新能源的应用。新能源是暖通空调节能的发展趋势，近几年，越来越多的新能源投入到工程项目中，如太阳能、地热等，而且此类新能源具有可再生的特点。暖通空调节能设计中应该积极落实新能源的应用，采取新能源优化暖通空调的设计。建筑工程暖通空调设计中，比较常见的新能源是太阳能，例如：利用太阳能构建热泵系统，用于降低暖通空调对传统电能供热的依赖性，同时体现太阳能资源清洁、无污染的优点，改善暖通空调的运行环境，既可以优化暖通空调的消耗，又可以减少运行中的污染，遵循节能的思想。

3、合理的选择暖通空调系统的设计参数。室内温度取值的高低与建造暖通空调系统的能耗密切相关，经调查研究表明夏季制冷条件下，室内温度每升高1℃，能耗将会降低10%左右； 冬季制热的情况下，温度每降低1℃，能耗可减少8%左右。因此，科学合理地进行室内温度计算取值能够有效地降低暖通空调系统的能耗。我国《公共建筑节能设计标准》对一般民用建筑室内供暖和制冷设计计算温度的取值标准进行了科学合理严格的规定，公共建筑夏季空调制冷不应低于25℃，居民建筑和办公室室内冬季采暖温度不得高于20℃。

4、控制暖通空调的新风环节。暖通空调的新风供应是能源消耗比较大的环节，如果暖通空调的新风量较大，直接加重了空调运行的负担，促使大量的电能负荷投入运行，但是不能全部转化成新风供应，由此增加了暖通空调的运行电量。暖通空调节能优化设计中，应该控制暖通空调的新风环节，主动调整新风与送风的比重，合理安排暖通空调的新风量，避免新风量供应中消耗过度的能源。

5、推进热能回收再利用理念。暖通空调节能优化设计中可以发现，暖通空调的热能可以实现再利用，提高热能资源的利用效率。暖通空调运行中散发出诸多热量，针对此部分热能资源实行再回收设计，重新利用暖通空调的消耗热能，避免暖通空调的热能过度损失.

五、结束语

建筑暖通空调系统的节能在整个建筑节能中占重要地位，因此进行暖通空调的节能设计对于降低建筑物的能耗有着重要的作用。并且其关系到国家能源安全、资源消耗和环境污染，因此必须加强建筑暖通空调的节能设计。

参考文献：

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0.前言

随着能源结构的逐步调整，世界各国都把能源问题放到了关系国际民生的战略位置。我国从可持续发展、人与自然相和谐的战略高度，提出了新能源建筑的理念，提出要积极开发和推广利用可再生能源，如风能、太阳能、地热能等。太阳能作为最经济、环保的能源之一将成为未来全球能源结构的主流方向。太阳能建筑作为一项生态环保的绿色技术，在倡导绿色能源、可持续发展的今天，值得大力推广。

1.建筑节能的范畴

建筑节能，是指民用建筑在规划、设计、建造和使用过程中，通过采用新型的节能电力电气设备和新型墙体材料，执行建筑节能标准，加强建筑物用能设备的运行管理，合理设计建筑围护结构的热工性能，提高采暖、制冷、照明、通风、给排水和通道等电力电气设备系统的运行效率，以及利用可再生能源，在保证建筑物使用功能和室内热环境质量的前提下，降低建筑能源消耗，合理、有效地利用能源的活动。太阳能是典型的可再生能源，太阳能与建筑的结合体现在建筑的本体节能方面，但同时太阳能设备作为建筑设备的一种，在管理节能方面也具一定潜力。

2.太阳能建筑的概念

太阳能建筑（solar building），即用太阳能代替部分常规能源，为建筑物和居民提供采暖、热水、空调、照明、通风、动力等一系列功能，以满足或部分满足人们生活和生产的需要。所谓太阳能建筑，其利用太阳能的最高境界是“零能耗”，即建筑物所需的全部能源供应均来自太阳能，常规能源消耗为零；从而真正做到环保清洁、绿色生态。

基于以上分析，太阳能建筑的特点可以概括为3条：（1）既舒适亦健康；（2）节约一次能源；（3）减少对环境的破坏和污染。

3.太阳能与建筑的结合中存在的问题及解决方法

太阳能建筑的宗旨是在不破坏建筑立面的前提条件下，注重太阳能系统的安全性、实用性和智能性。然而，在太阳能与建筑的结合问题上，目前仍存在诸多问题。

（1）太阳能产品制造商，往往只强调产品的功能，而忽视了建筑的特点与要求，使太阳能产品与建筑物成为两个独立的部分；这样以来很可能会破坏原有建筑的整体外观形象，进而破坏环境；而且目前的太阳能产品结构较单一，建筑设计师即使在设计中考虑使用太阳能产品，也很难将太阳能产品有机地融人到设计中，使太阳能产品成为建筑设计中的“鸡肋”。

（2）建筑设计院，仍有不少建筑设计师缺乏绿色生态的理念，根本不考虑太阳能及其他绿色能源的使用，造成太阳能产品大都在建筑施工过程中临时安装，即“事后状态”下安装，结果影响到建筑群体，甚至整个城市的建筑风貌。

（3）政府规划机构，往往不能够将绿色环保的理念和相关政策很好结合。虽然很多地区已出台12层以下民用建筑必须安装太阳能热水器的强制性政策，但由于其它相关配套设施、标准的不完善，尤其是太阳能施工验收标准一块，仍存在争议点。在一定程度上影响了太阳能产品的生产，导致推广效果不好、范围不广。

针对以上问题，解决方案如下：（1）太阳能产品的生产商应更多地了解建筑设计的需求，开发推出多款适合建筑结构利用的系列和型号；（2）建筑师在设计初期，即将太阳能系统包含的所有内容都当作建筑不可或缺的元素加以考虑，使之成为建筑组成的一部分；（3）加强太阳能产品生产商、建筑师、政府机构的交流与沟通，从设计阶段即将太阳能产品与建筑真正的融为一体，并配以后期的政府激励政策、规范的市场引导机制，太阳能产品一定可以在建筑节能中发挥更大作用。相信在各领域的合作之下，太阳能与建筑必将达到完美与和谐的统一。太阳能系统与建筑设计一体化的设计思路，也将得以持续和发展。

4.太阳能建筑的典型应用模式

太阳能的应用，从技术途径看，主要分为光热转换技术和光电转换技术；从具体应用范围看，主要有太阳能热水供应、太阳能地板采暖、太阳能温水游泳池、太阳能空调、太阳能路灯等5大系列。目前我国的部分城市的小区已经率先采用太阳能热水集中供热系统，其承压运行、分户供水、智能化系统已成了住宅小区的新卖点。还有一些示范小区，利用太阳能的初期光电转换，使小区的门楼牌、指示牌、警示牌等白天吸光，夜晚发亮，既方便住户晚间出人，又节约物管费用。另外，据有关方面统计：用电热水器洗澡的费用约为0.62元/次，而利用太阳能热水器的费用则仅为0.31元/次。

5.太阳能建筑的应用前景

5.1应用空间大

我国具有丰富的太阳能资源，在正常发展和生态驱动发展两种模式下，预测2050年我国太阳能利用在总能源供给中分别占4.7%和10%。目前我国装有太阳能热水器的太阳能建筑仅约占所有建筑的1%。

5.2环保节能

据有关专家的统计，建筑物的CO2排放量占全球总排放量的30%～40%。众所周知，国家推广太阳能的目的是为了环保节能，而环保节能在另外一层意义上说就是尽量减少CO2的排放。使用太阳能减少CO2排量与绿地吸收的效果相一致。据科学计算，可以总结出如下等式：1m=的太阳能集热器“95.39kg标煤产生的热量之70.11kg=19.475m2的草坪吸收力=0.779m2的落叶乔木吸收力=1.5m2的绿地吸收力。从以上数据，我们可以明显地看出建筑应用太阳能的环保节能效应。

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1 概述

1.1 地源水环热泵

地源水环热泵空调系统是将浅表层地热能利用技术与水环热泵空调技术结合起来的系统。常规水环热泵为调节水环内循环水的温度需增加辅助冷源和热源,如冷却塔、锅炉等,见图1。地源水环热泵则是用可再生的浅层地热能替代了常规的辅助冷源和热源,水环热泵机组供冷时需排除的热量通过地下环路排走,供热时需补充的热量通过地下环路补充,具有节能、环保的独特优势,见图2。

根据低位热源的不同又可分为土壤源水环热泵空调系统、地表水水源水环热泵空调系统及地下水水环热泵空调系统三大类。

土壤源水环热泵空调运行可靠,效率较高,但地下埋管投资较大,见图3(a)。地表水水环热泵空调系统利用海水、江河等地表水及污废水等作为低位热源,采用开式直接取水和闭式抛管换热系统排热和吸热,投资较土壤源水环热泵可减少,效率较之下降,见图3(b)。地下水水环热泵利用地下水作为系统冷热源,其方式与地表水类似,但由于地下水资源开采受到限制,且回灌技术手段复杂,在一些地方采用受到一定限制,原理见图3(c)。

1.2 地源水环热泵系统特点

作为一种新型的空调系统型式,地源水环热泵空调系统有着其固有的特点:

(1)高效、节能,余热可直接回收。地源热泵冷热源温度较为恒定,较之其他形式的空调系统可节能25%～30%,水环热泵系统具有热回收的功能,能充分利用建筑物内区的余热,节约了能源。

(2)设计、施工方便,水环路系统无需保温,无需集中机房,特别适合于旧建筑暖通空调系统的改造。

(3)水环热泵机组还具有负荷调节能力强,使用灵活、能满足用户的局部空间、局部时段不同的使用要求的优势。

(4)水环热泵空调系统可采取计量末端机组的耗电量,循环水系统运行费用分摊的办法来达到单户计费的目的,计费方便、准确度高。

2 地源热泵设计的关键

2.1 地源侧设计关键

地源侧设计关键是确定换热管内流速,如管内流速过慢,则容易导致流体处于层流过渡区,换热效果不佳,如若流速过大,比摩阻增大,导致泵耗过高。为掌握地源侧换热能力、流体流速与比摩阻之间的关系,本文摘取了地下环路换热量与水流速关系试验,同时查取相应比摩阻。该试验控制机组出水温度为17℃(上下浮动不超过1℃),共取一组管,7根竖直埋管,集水管管径为DN32,竖直埋管为单U,管径为DN25,通过阀门调节管内流速,同时观察流量计与温度测试探头温度,得到换热量,试验结果见图4。

通过图4所示,随着管内流速的增大,地埋管单位时间换热量也随之增加,当流速v在0.5～0.6m/s之间时,换热量约为25 kW,管径d为25mm,液体运行粘度μ为0.805×10-6,则雷诺数Re=(vd)/μ,计算结果为13000～15000之间,已属于旺盛紊流状态,此时比摩阻为30 Pa/m。当流速在0.6～1.0m/s的范围内,换热量增加比较缓慢,换热量在25～27 kW之间,流速较之0.5～0.6m/s提高了近10%,但此时比摩阻为110 Pa/m,增加了近3倍。当流速在1.0～1.3m/s的范围内,换热量在27～35 kW之间,换热量曲线逐渐走平,这时继续增加流速换热增加效果已不明显,且比摩阻在不断增大。

通过以上分析,地下环路设计应保证管内流速保持紊流状态,流速不应低于0.5m/s,考虑运行的经济性,设计流速应保持在0.5～0.7m/s。

2.2 水环热泵侧设计关键

2.2.1 机组形式选择

水环热泵机组形式很多,按照是否集中可分为分离式和集中式,按照安装位置可分为吊挂式和立柜式,可根据房间不同功能需求进行选择,选择原则见表1。

表1 水环热泵机组适用场合的简单比较

适用场合层高是否带卫说明

客房、办公室、包厢低是造价较高,制冷剂易泄漏

办公室、小会议室、大堂、商铺/否造价较低,安装简便

商场、大餐厅、大会议室、舞厅、大堂高/造价较低,可不设独立新风,做好消声

舒适性较低或有机房的建筑//造价较低,但需要大量机房面积

2.2.2 机组噪声控制设计

由于水环热泵压缩机安装在室内,噪声控制显得尤为重要。水环热泵噪声主要来源为热泵机组内部的压缩机和风机,机组低频噪声较高,通过多项示范工程实践,设计应做到以下几点:

(1)机组位置。机组最好布置在吊顶内,避免在人员区。

(2)风系统的消声处理。机组与送风口之间应尽量避免设计成直管段,适当的弯头有利于消声;尽可能采用吸声效果好的风道材料。

(3)机组的吊装方法。机组的吊杆采用橡胶减振垫与机组连接,并采用减振吊架，同时需确保机组保持一定的水平度,防止压缩机因为倾斜而加剧振动。

(4)风管、水管的连接形式设计。风管和水管与机组的连接均应采用柔性连接以避免由于机组的振动而引起风管和水管的共振。根据实际工程经验,由于帆布软接头不利于隔声,建议风管柔性接头不采用帆布软接头。

2.3 水环路系统设计关键

2.3.1 辅助设备选取

(1)辅助散热设备。夏热冬冷地区冷热负荷极不平衡,夏季空调负荷约为冬季空调负荷的2倍以上,若按照冬季负荷设计地源侧,则辅助散热装置的选型要能负担起供冷工况下超过地热交换器能力的那部分散热量。另外,辅助冷热源可以防止热力不平衡的发生。一般采用的辅助散热装置是冷却塔。ASHRAE在1995年给出了其推荐的辅助散热装置选型设计方法(其主要是计算确定作为埋管辅助散热设备的冷却塔容量的),公式如下:

Q=Q1-Q22×H ours

式中:Q―辅助散热装置的设计放热量;

Q1―设计供冷月散热总量;

Q2―通过热交换器排放到土壤或地表水中的设计供冷月散热量;

Hours―设计供冷月的小时数。

(2)辅助加热设备。目前常用的辅助加热设备有锅炉、低温水源热泵机组、水水换热器、汽水换热器等,由于部分采用天然热源(可再生能源),辅助热源的选用应按照以下步骤选用:①计算建筑热负荷;②在最不利工况下天然热源可提供的热量;③将建筑热负荷减去天然热源可提供的热量乘以供热系统平均COP-1除以供热系统平均COP(此比值约为0.7),即为加热设备的容量。

2.3.2 水温控制策略

普通水环热泵环路内水温一般控制在15℃～32℃,但是对于地源水环热泵系统,为更大程度的利用可再生能源,可适当降低环内温度,一般可控制在10℃～32℃(目前超低温水环热泵机组可实现5℃～8℃运行)。

排热控制:(1)水温不高于32℃时,可直接采用天然冷源(地下埋管、地表水)进行冷却; (2)水温高于32℃时,可开启循环水泵,利用自然对流排热;(3)水温高于35℃时,可开启低速风机,水温继续升高,则开启高速风机。

加热控制:(1)当环路水温高于10℃时,利用天然冷源进行冷却; (2)若环路水温低于10℃时,开启加热设备,高于12℃时,关闭加热设备。

3 水环路变流量运行与控制

由于水环热泵负荷调节范围较广,最低可达到设计水流量的10%甚至以下,在小负荷下也保持机组经济运行。但必须采取以下措施: (1)各台水环热泵均设置二通阀,与机组联动; (2)水环路循环水泵的启停与二通阀联动,系统中只要有二通阀处于开启状态水循环就要投入运行; (3)水环路水泵根据压差进行台数和变频控制; (4)水泵应根据负荷特性合理搭配。

3.1 水泵的合理搭配

水泵搭配设计关键是防止变速后水泵频率与隔振装置频率发生共振及防止管路特性变化后的水泵进入喘振区(该点可由设备厂商校核)。水泵合理搭配设计方法为:

(1)进行水泵合理搭配前应掌握建筑的负荷情况,设计最小负荷率;

(2)根据最小负荷率计算水泵变频后的频率,与隔振装置固有频率比较,应大于隔振装置固有频率的2.5倍以上。如未达到2.5倍以上,则重新设计,减少每台水泵流量,直到满足条件;

(3)工程中为了减少泵数量,可设置多台大泵带一台小泵,一方面满足低负荷运行时系统要求,另一方面防止低负荷状态开启大泵造成共振和运行费用的增加。

3.2 循环水泵的合理控制

(1)主循环水泵应连续运行,当系统缺水时,备用水泵投入运行;如果继续缺水,应停止系统运行进行检查,直至手动复位为止。

(2)循环水泵应与水环热泵机组连锁。可在各功能区设置现场控制器,当此功能区水环热泵机组启动打开电动二通阀时,将信号传至现场控制器,现场控制器将信号传至水泵,水泵首先启动小流量泵,该泵启动后由压差控制阀决定转速,随着投入的水环设备不断增加,系统供回水压力不断减小,水泵转速提高,当小泵达到工频状态后,压差继续减小,则关闭小泵,开启大泵,直到水泵完全开启按工频运行;反之,水泵按逆向顺序关闭。

(3)正常情况下,可利用时间控制器使主循环泵和备用泵交替运行以延长泵的使用寿命。

4 水环热泵计费设计

水环热泵系统中没有了集中用电的大户“冷水机组”,主要的用电为末端机组。通过单独的电表计量(而非通过冷量统计来间接分摊主机用电量),由用户负担空调的电费(另外仅分摊极少量的循环水系统的电费),减少了物业管理的负担,以及用户间因使用不均而产生的计费纠纷。

水环热泵空调系统属于集中分散式系统,辅助加热装置、排热装置及循环泵、冷却泵集中设置(中央水泵站),制冷制热及空气处理采用分散在各空调区域的水空气热泵机组,热泵机组的水源被封闭在一个双管的水环路中,热泵机组将系统中的循环水作为吸热(热泵工况)的“热源”或排热(制冷工况)的“热汇”,形成一个以回收建筑物内部余热为主要特点的空调系统。水环热泵空调系统中主要的能量转换在空调区域内的水环热泵机组中实现,空调费用的计量分两部分,一部分直接计量水环热泵机组的耗电量,另一部分根据水环热泵机组的耗电量对中央水泵站部分的公共耗电量予以分担。

水环热泵空调系统计量方便准确,同时具有一些其它空调系统所无法比拟的优点,非常适合在大型高档出租型商务写字楼中应用。

5 体会

1）目前国内居住建筑大多采用分体空调，能效低，改善小环境的同时破坏了大环境。而且，分体空调室外机的放置常常给建筑外立面带来不利的影响。从理论上分析，集中供冷如采用土壤源热泵空调的能效比可以达到5.3左右，而目前大部分采用的分体空调的能效比只能达到3.0，考虑集中供冷需要损耗的输送能耗，集中空调的能效仍然远大于分体空调。集中空调在居住建筑的应用前景可观。

2）空调冷热源采用地源（土壤源）热泵机组，根据负荷配置土壤换热器，利用低谷电价的优势，采用冰蓄冷系统，符合可靠、经济、环保、先进的原则，符合国家倡导的节能减排政策，优先利用了可再生能源。可再生能源集中空调在居住建筑的应用前景可观。

3）暖通设计时，计算出准确的空调逐时负荷至关重要。居住建筑负荷的确定一直是困扰设计的一个难题，笔者通常可以通过空调负荷计算软件确定建筑物的负荷，但由于居住建筑的特殊性，计算出来的负荷和实际运行的情况相差较大，因为居住建筑的负荷与人的生活习惯、入住率等很多因素有关，因此确定住宅的负荷仅通过软件计算是不够的，还应对成熟社区进行调查统计。

4）地源（土壤源）热泵机组项目设计中应注意采用土壤热平衡措施。设置土壤温度数据采集系统，通过空调系统运行模式控制，保持室外地埋管区域土壤经过空调一个冬夏季运行后的温度与土壤原始温度一致。夏热冬冷地区，冷热累计负荷相差较大，为保证土壤热平衡的需要，夏季须考虑辅助冷却塔等设备来消除多余的热量。

5）居住建筑集中空调系统的室外管线较长，采用同程或异程系统应作技术经济比较确定，为降低输送能耗，建议采用大温差系统。

6）地源热泵蓄冷系统中的自动控制系统必不可少，而且要优化。只有合理、科学的自控系统才能实现运行能效的最大化。

7）集中空调在居住建筑中的应用离不开计费系统。当住户享受集中空调带来的舒适时，科学的计费会让他们感到物有所值，集中空调才能多年运行下去。否则，使用费用的不合理分担会让住户放弃使用集中空调，转而重新购置分体空调，这将是社会财富的一大浪费。

参考文献

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经历了二十多年的风雨洗礼，太阳能热利用行业真正的成熟期即将到来。说它是正午的太阳，可能会有人质疑，但我们通过理性的分析就能看到属于太阳能的黄金期即将到来。2010年以来，以低耗能、低污染为基础的绿色经济模式是全球发展的大趋势，这当中又以用之不竭的太阳能新能源发展潜力最佳。

近年来，我国经济迅速发展，人们生活水平显著提高，对生活热水、采暖等的需求越来越高。由于常规能源的短缺、价格的大幅波动和对环境保护造成的压力，在一定程度上促进了满足这些需求发展。在此背景下，国内一批有实力的太阳能热水企业，纷纷投入大量资金开拓大型太阳能集热工程和采暖工程市场。

2 奇威特太阳能产品的发展情况

奇威特集团致力于太阳能产品自主研发和生产的高科技企业，拥有完善的市场运营系统，强大的企业综合实力。集团成立于2005年11月，注册资金3067万元，是专业从事新能源产品研发、生产、销售、服务的高科技企业。拥有现代化厂房及办公建筑8万余平方米，总资产达6亿元。可年产电空调主机设备100，000台套，燃气空调10，000台套，集热器20万平方米，真空管100，000根。太阳能中央空调系统5，000套（20KW/标准套）；太阳能热泵中央热水系统20，000套（10T/标准套），太阳能热泵中央采暖系统10，000套（40KW/标准套），太阳能锅炉系统500标准套（700KW/标准套）设计年产值达50亿元。

奇威特努力践行“同呼吸，共节能”的社会使命，专注太阳能、空气能、地能等新能源在制冷制热生活热水领域的有效利用，努力成就世界新能源利用领域的科技创新。公司创造性地开发了地源热泵系统、空气源热泵热水系统、顶板辐射制冷、地板采暖等系统，达到了国际先进水平。并先后与全球二十余家大学及研究机构合作，开创性的研发成功太阳能中央空调系统、太阳能热泵（S.A.P）中央热水系统、太阳能热泵（S.A.P）中央采暖系统和太阳能锅炉系统等尖端新能源产品，大大拓宽了人类对太阳能的应用范围，必将荫及子孙、惠及万代。

3 奇威特太阳能产品四大核心技术

3.1 中高温槽式集热技术

3.1.1 简介

太阳能集热器（solar collector）（图1）是在太阳能热系统中，接受太阳辐射并向传热工质传递热量的装置。集热器主要由聚光镜、集热管、跟日装置、机架四部分组成。属聚光型集热器。

3.1.2 特点Features

（1）领先全球的聚光型中高温槽式集热器。

（2）全自动逐时追日系统。

（3）独特的抗风、沙、雪、冰雹设计。

（4）超高的集热温度，最高可达300余摄氏度。

（5）太阳能专用反射镜面，强度高于汽车专用玻璃。

3.1.3 基本参数（表1）

3.1.4 技术性能

吸收率≥92%

发射率

综合集热效率65%

3.1.5 槽式集热与同类聚光型集热器对比

（1）槽式聚焦：利用槽式聚光镜，直接将太阳光反射到位于镜面焦点处的集热光，将内部传热物质转化为蒸气。

（2）塔式太阳能聚焦：将吸收到的太阳能射线集中到塔中，对传热工作物质加热进而发电。

（3）碟式光热：利用抛物面反射镜，将入射太阳光聚集到集点上，焦点处旋转的斯特林发电装置进行发电。

（4）菲涅尔式光热：工作原理类似槽式光热，只是采用菲涅耳结构的聚光镜代替抛面镜。这使得它的成本相对低。

3.2 吸收式热泵技术

3.2.1 简介

吸收式热泵机组通过200℃左右的介质驱动天然混合工质MR717经过冷凝、节流、蒸发、吸收过程，吸收空气中的热量实现制热循环（图2）。

3.2.2 特点

（1）超高的制热效率，最高可达2.0，必将使吸收式得到重新重视。

（2）超高温制热：在环境温度43摄氏度的情况下依然正常制热。

（3）超低温制热：采用吸收式的制冷技术和专利的GARX循环技术，使得空调热泵在-30℃依然正常高效制热。

（4）完美的融霜技术：保证客户端稳定热量的输入，50%的热量足以将冰霜清理干净。

3.2.3 基本参数（表3）

3.2.4 技术性能

COP=2.0（热水工况）

COP=1.8（采暖工况）

COP=1.6（空调工况）

3.2.5 吸收式制冷与蒸气压缩式制冷的比较（表4）

3.3 中高温相变蓄能技术

3.3.1 简介

通过相变材料无机熔融盐获取能量同时兼顾显热变化，实现150-300℃蓄放热的过程。蓄热单元由三部分构成：蓄热材料、整机封装、换热器。相变材料为无毒、无腐蚀性的新型复合相变材料。

3.3.2 特点

（1）显热储能与潜热储能共同使用。

（2）蓄能密度大，体积小。

（3）储能温度可达300℃，相变温度点可调。

（4）模块化设计。

（5）经济储能天数3天。

3.3.3 技术性能（表5）

3.3.4 技术性能

总储能密度： 415KJ/kg

3.4 多能源交互节能控制技术（图3）

3.4.1 简述

多能源交互节能控制技术集成了槽式太阳能集热追日控制、吸收式冷机控制、吸收式热机控制、蓄能器控制、备用能源控制等功能单元。多能源交互节能控制技术经过Modbus标准协议与各个功能单元通讯，命令并交换信息，实现了太阳能镜场的自动追日、冷机模块式分组工作、热机模块式分组工作、备用能源及蓄能器适时投入补充等功能，自动完成了系统的供冷、供热及生活热水供应，提供了一个安全、舒适、高效的环境。

3.4.2 特点

（1）自动判断天气情况，实现能源全自动管理。

（2）先进的时空算法，追日装置精确地追踪太阳轨迹，高效收集太阳能量。

（3）冷热机组无级变频能量调节，实现模块化调节功能。

（4）适时显示系统运行参数，控制运行状态，自动计算能源曲线。

3.4.3 能量交互使用模式（图4）

4 奇威特四大太阳能系列节能系统产品

4.1 太阳能空调系统（图5）

特点：太阳能直接驱动，专供建筑采暖、制冷、集中热水。

4.2 太阳能热泵（SAP）中央采暖系统（图6）

特点：太阳能直接驱动，专供单体建筑采暖、集中热水。

4.3 太阳能热泵（SAP）中央热水系统（图7）

篇10

一、建筑节能现状

建筑物在使用的过程中需要大量的能源供应，如果利用效率过低，就会造成资源浪费。目前，我国建筑消耗的能源很高，而且利用效率低，建筑能耗占到社会总能耗的四分之一，而且单位建筑的能耗是发达国家的数倍，严重影响社会的可持续发展。墙体保温能力差、气密性不足、空调系统效率低等问题在我国当前建筑中普遍存在。

随着社会的发展，能源问题日益严重，节能环保受到全世界的重视，建筑节能也受到广泛关注。重视建筑节能设计，要从可持续发展战略出发，加强建筑围护结构的隔热性气密性，充分利用可再生能源，降低建筑材料的能耗和对环境的污染，提高能源利用效率。

二、建筑节能设计措施

建筑节能设计要以所处地区的气候、环境条件为基础，结合建筑技术、建筑局部气候和能源的利用进行建筑设计，做到夏季隔热防晒、利用自然能源降温、提高空调系统的效率，冬季保温、减少热损失、利用自然能获得热量，总体上减少对环境的破坏和能源消耗。

首先从建筑总体设计出发，结合当地气候特点，借助气候优势节约能源、预防不利的气候因素减少能源消耗。

（1）科学合理规划建筑布局。建筑设计布局要充分利用夏季的盛行风降低温度，同时要避免冬季盛行风带来的不利影响，把建筑的采光、保温、防晒、通风等综合考虑，合理安排建筑的布局与朝向。

（2）控制建筑的体形系数。建筑外墙接触空气的面积与建筑的体积之比就是建筑的体形系数。一般来说，建筑的体形系数越大，能耗就越高。因此，在进行建筑节能设计时，要合理控制体形系数，避免建筑存在过多的凹凸而增大体形系数，导致能耗增加。

（3）控制建筑的窗墙比。建筑的外部窗户总面积与建筑外部墙体总面积的比值就是窗墙比。窗户与外墙体的热工性能差别很大，虽然窗户总面积很小，但是外窗的得失热量却接近外墙得失热量的一半，因此根据不同地区的气候差异合理控制建筑的窗墙比能有效节能。例如在严热干燥的地区，降低窗墙比，能够有效降低室内温度，增加室内空气湿度；在冬冷夏热的地区，增加建筑的窗墙比，可以在夏季利用窗户通风降温，冬季可以利用窗户获得更多太阳辐射能量。

第二从建筑的细节构造设计出发，充分利用墙体的保温、隔热、遮阳能力，提高建筑的自然通风能力，改善建筑内部的气候微环境。

（1）外部墙体的保温、隔热和遮阳。墙体自保温技术正在快速发展，是今后节能墙体发展的趋势。外墙保温技术能使建筑物内部温度保持稳定，减小室外温度对室内的影响，也有助于建筑主体结构避免产生冷热桥。目前常用的建筑保温材料主要有保温砂浆、聚氨酯、聚苯板以及墙体自保温等。其中，保温砂浆、聚苯板的保温性能较差，但是目前在市场上比较常见；聚氨酯有较好的保温性能，但常见的聚氨酯材料并不能用于复杂墙体的保温；保温砂浆与聚苯颗粒混合使用适合用于外墙保温。目前市场上最新型的聚氨酯喷涂保温材料，能够提供很好的保温效果，而且使用方便，适用于比较复杂的外墙保温。外墙体的遮阳通常用于对温度要求较高的墙体，在前提外部铺挂板材遮阳，避免阳光直射墙体，同时墙体与板材之间的空隙中的空气流动能够带走部分热量，起到很好的遮阳隔热效果。

（2）门窗的保温、隔热和遮阳。外墙的门窗在冬季容易散失热量，在夏季不能阻挡太阳辐射进入室内，大大增加建筑能耗。在合理控制门窗比外，还要提高门窗的保温、隔热和遮阳能力。如选用多层中空的门窗材料，加强门窗与墙体的气密性，增强外墙门窗的遮阳能力，设计遮阳门窗，防止太阳辐射直接进入室内。

（3）屋顶的保温、隔热和遮阳。建筑屋顶在夏季受到大量太阳辐射，顶层室内温度受影响程度高，而冬季屋顶又有大量热量散失，增加建筑能耗。目前，屋顶蓄水和屋顶种植来调节温度的措施很受欢迎。

（4）自然通风。实现自然通风的方法有两种，热压与风压，二者是联系的、相互影响补充的。其中风压带来的自然通风主要是利用建筑外部环境和迎风面，合理布局建筑的位置、走向，要有利于通风，可以实现很好的自然通风效果。

第三从环境资源的利用技术出发，科学高效利用太阳能、地源热泵等节能技术，充分利用可再生能源。

（1）利用太阳能。太阳能绿色无污染、可再生，我国大部分地区太阳能丰富，开发潜力大。合理利用太阳能，可以有效降低建筑能耗，减少污染。

（2）采用地源热泵技术。冬季使用热泵机组可以从地下水体、土壤等地源中获得热量，然后向建筑物供暖；夏季使用热泵机组可以从室内吸收热量，然后转移到地源中，可以使建筑物内降温，同时室内的热量也可以释放到地源中贮存起来作为冬天取暖时的热源。

第四从新型建筑材料出发，选择新型节能环保的材料、可循环利用的材料，达到节能环保的目的。随着国家的建筑节能政策的推广实施，居住者对建筑的要求不断提高，尤其是对热环境的要求，同时保温建筑材料发展快速。保温材料的发展方向主要有：

（1）多功能复合化。每种材料都有自己的优缺点，多功能复合化的材料能有效克服单一材料的不足。

（2）绿色化。当前社会注重节能环保绿色无污染，保温材料绿色化是必然的发展趋势。

（3）轻质化。一般来说，一种材料的密度越小其保温隔热性能就越好，低密度、轻质化的材料能有效减轻建筑的负担。随着轻型房屋的发展，轻质化的保温材料也越来越受欢迎。

三、结语

建筑节能设计涉及很多方面的问题，是一个系统的工程。全面的建筑节能设计不仅要从建筑总体设计、细节构造设计、环境控制技术和建筑材料选择四个方面入手，还要考虑建筑结构、经济水平等因素，从整体上综合设计，使建筑设计的方方面面都体现节能的原则，建设与经济水平相适应的低成本、高效率节能建筑。

参考文献：

[1]李晓华.浅谈节能技术在建筑中的应用[J].佳木斯大学学报，2009.

[2]郭芳.我国建筑节能的现状和发展途径[J].福建建材，2008年05期.