在零能耗建筑六大系統(tǒng)技術里面,我們曾提到過:為了便于理解,對于降低建筑能耗的技術,我們可以簡單分為“被動”與“主動”兩種形式。
“被動”降低建筑能耗核心在于建筑內(nèi)部空間降低與外界能量交換,減少能量的流失。“主動”降低建筑能耗核心在于建筑本身是否能更多的利用清潔能源,從而減少對電網(wǎng)電能的需求,降低碳排放,進一步達到碳中和。
作為現(xiàn)代建筑技術的結(jié)晶,零能耗建筑會采用多種“主動”+“被動”技術相結(jié)合從而全面降低建筑能耗。目前“被動”節(jié)能技術發(fā)展日趨成熟,諸如真空絕熱板、真空玻璃等新型保溫隔熱材料進入應用場景,全新的冷/熱橋設計方案,極大程度的減少了建筑物與外界的能量交換。在“主動”技術上,人們也開發(fā)出了更多的可再生能源利用方案,并且這些用能方案越來越高效。
在本期,我們將為大家?guī)砹懔汴谎邪l(fā)大樓零能耗建筑所采用的又一個“主動”降低能耗的技術:
地源熱泵系統(tǒng)技術
我們在生活中直接接觸“熱泵”這一系統(tǒng)技術的機會并不多,但其已經(jīng)在很多地方得到了廣泛的應用,很多時候我們都在享受著這一個技術成果。熱泵是一種能從自然界的空氣、水或土壤中獲取低品位熱,經(jīng)過電力做功,輸出可用的高品位熱能的設備。熱泵一般可以把消耗的高品位電能轉(zhuǎn)換為四倍甚至四倍以上的熱能,通常地源熱泵消耗1KWh的能量,可以得到4KWh以上的熱量或冷量。是一種高效供能技術。熱泵技術在建筑內(nèi)空間溫度調(diào)節(jié)領域的應用有空氣源熱泵、水源熱泵、地源熱泵三類。熱泵高效提取自然界中能量,不產(chǎn)生污染排放,和太陽能、風能一樣,是當今最清潔、經(jīng)濟的能源方式。
"地源熱泵"的概念,早在二十世紀初便被提出,北歐國家主要偏重于冬季采暖,處于溫熱帶的地區(qū)則注重冬夏聯(lián)供。具體來講,地源熱泵利用了地下土壤和地下水相對穩(wěn)定的特性,通過深埋于建筑物周圍的管路系統(tǒng),應用熱泵原理,通過少量的高位電能輸入,實現(xiàn)低位熱能向高位熱能轉(zhuǎn)移與建筑內(nèi)部空間完成熱交換。
地源熱泵利用地球表面淺層地熱資源,其通常小于400米深,作為冷熱源進行能量轉(zhuǎn)換。地表淺層熱能主要源于太陽,是一個巨大的太陽能集熱器。它不受地域、資源等限制,這種儲存于地表淺層近乎無限的可再生能源,使得地能也成為清潔的可再生能源一種形式。
從地源熱泵工作原理來看,熱泵機組裝置主要有:壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器和膨脹閥四部分組成。通過讓液態(tài)工質(zhì)(制冷劑或冷媒)不斷完成:蒸發(fā)(吸取環(huán)境中的熱量)→壓縮→冷凝(放出熱量)→節(jié)流→再蒸發(fā)的熱力循環(huán)過程,從而將地表淺層的熱量轉(zhuǎn)移到水中,在這個過程中:
1、壓縮機:起著壓縮和輸送循環(huán)工質(zhì)從低溫低壓處到高溫高壓處的作用,是整個系統(tǒng)的心臟。
2、蒸發(fā)器:是輸出冷量的設備,它的作用是讓制冷劑液體蒸發(fā),以吸收被冷卻物體的熱量,達到制冷的目的。
3、冷凝器:是輸出熱量的設備,從蒸發(fā)器中吸收的熱量連同壓縮機所轉(zhuǎn)化的熱量在冷凝器中被冷卻介質(zhì)帶走,達到制熱的目的。
4、膨脹閥或節(jié)流閥:對循環(huán)工質(zhì)起到節(jié)流降壓作用,并調(diào)節(jié)進入蒸發(fā)器的循環(huán)工質(zhì)流量。
用作溫度調(diào)節(jié)裝置時地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)主要分為三個部分:室外地能換熱系統(tǒng)、水源熱泵機組系統(tǒng)和室內(nèi)采暖空調(diào)末端系統(tǒng)。三個系統(tǒng)之間靠水或空氣換熱介質(zhì)進行熱量的傳遞。
在人們對能源需求越來越高的今天,人們越來越注重對可再生能源的開發(fā),在全球碳排放不斷增加的今天,清潔能源技術對地球的保護越來越受到人們的重視。在國內(nèi)建筑業(yè)經(jīng)過21世紀初的高速發(fā)展,大量能耗較高的建筑林立而生,導致建筑領域能耗占比高達全國能耗的40%。超低能耗建筑、零能耗建筑從根本上解決建筑能耗問題,是未來發(fā)展的重要方向,作為人類利用低溫熱能的最先進方式,地源熱泵技術已經(jīng)在全世界范圍內(nèi)受到廣泛關注和重視,其應用技術已完全成熟。
通過裝配式保溫裝飾一體化技術、真空玻璃門窗幕墻節(jié)能技術、地源熱泵系統(tǒng)技術、高效熱交換新風系統(tǒng)技術、屋頂及墻立面光伏BIPV技術、智能化監(jiān)測控制系統(tǒng)技術等各項領先技術的融合,零零昊研發(fā)大樓零能耗建筑建筑將能夠更高效的用能,更合理的用能,更節(jié)約的用能,更富有創(chuàng)造性的用能。
責編:kevin