给排水节能技术应用的分析

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摘要：能源问题已经成为一个全球性的问题，引起了人们越来越多的关注和重视。如何节约能源，而且还为建筑给排水设计和施工过程中需要足够的重视和投入着手。在本文中，根据现代建筑给排水领域中的节能问题，加上新技术的应用在这一领域的能耗现状，较大比例的建筑给水和热水为研究对象，从消极的变频恒压供水系统，空气源热泵，太阳能三方面介绍了节能技术的应用。

关键词：太阳能 空气源热泵 技术 节能

1、无负压变频恒压供水技术的应用

1.1 无负压变频恒压供水在建筑给水系统应用上的优势

无负压变频恒压供水方式为传统的泵加水池、水箱、变频恒压供水，在水质保养、节能和基础设施投资，具有明显的优势。

1.2 无负压变频恒压供水的工作原理

无负压变频恒压供水系统主要由压力调节罐，泵，压力罐，智能控制系统。其工作原理如下：给水管网水直接进入罐，罐内的空气排出真空消除器，满水后，自动关闭真空消除器。当自来水能够满足用水压及水量要求时，设备通过旁通向用水管网直接供水；当自来水管网的压力不能满足用水要求，系统通过压力传感器发出信号启动泵。泵水，如果供水管网水量Q自〉Q泵，系统保持正常供水；用水高峰期，如果Q自

水泵吸水口管网压力为设计压力为P自，水泵的出口设计压力为P设。则水泵的出口实际压力P实=P设一P自。第一个微机检测压力传感器的实际压力值，如果是P实

2、空气源热泵技术的应用

2.1 空气源热泵技术在热水系统应用上的优势

热泵空气源热泵，特别是能源，能效比高，经济实用，安全性和无污染等优点，符合时代的要求，已越来越多地应用于热水供应系统。生产1吨热水的能源和成本为例，空气源热泵热水系统的节能效果和传统电锅炉，燃油锅炉，燃气锅炉和热水系统相比具有明显的优势。

2.2 空气源热泵热水系统的工作原理

一台压缩式热泵装置，有蒸发器，压缩机，冷凝器，膨胀阀四部分组成，通过让工质不断完成蒸发（吸取环境中的热量）一压缩一冷凝（放出热量）一节流一再蒸发的热力循环过程，从而将环境里的热量转移到水中（见图1）。

热泵技术不是能量转换的过程，是热传输过程，不受能量转换效率极限100%的限制，而是由逆卡诺循环效率的限制。处理热量的能力和投入热泵的能量称为热效率（用COP来表示）。理想的制热循环是逆向卡诺循环，其热效率最高。

逆向卡诺循环由两个可逆的定温过程（b—a，d—c）和两个可逆的绝热过程（a—d，c—b）组成。

在制热水循环中，低温源环境温度T2=273+t2K。

高温源热水温度T1=273+t1K。

热效率。

假定环境温度（低温源）：t2=25℃，T2=273+t2=298K。

热水温度（高温源）：t1=60℃，T1=273+t1=333K。

理想热效率∞P=T1/（T1一T2）=333/（333—298）：9.5。

据此可知，假定环境温度为25℃，需制热水温度为60℃，采用空气源热泵热水系统，理想的热效率可高达9.5。目前空气源热泵产品一般的COP可达3～5左右。假设COP为4.0，投入一定量高品位的电能，通过对周围环境介质中的热能的摄取，我们也可以得到4倍投入电能的热能，其节能效果由此可见一般。

3、太阳能技术的应用

3.1 太阳能技术在热水系统应用上的优势

太阳能是取之不尽，取之不尽，无污染，价廉，人类能够免费利用的资源。据分析太阳能到达地球，每秒可达800000千瓦，如果地球表面0.1%的太阳能转换成电能，变化率为5%，年发电量5.6×1012·h，相当于目前世界能源消费的40倍。我国太阳能资源非常丰富，理论储量每年17000亿吨标准煤。大部分地区年平均日辐射量在4千瓦每平以上。

3.2 太阳能热水系统的工作原理

太阳能热水系统运行模式大致经历了以下技术的发展过程：自然循环系统一定温放水系统一温差循环系统一定温放水+温差循环系统。其中，定温放水+温差循环系统作为优化整合的复合系统是目前应用最为广泛的。

定温放水和温差循环系统工作原理：（1）定温放水：在太阳能集热器的出水端设一个温度探头。当集热器温度达到设定值T高设时，控制器发出信号，电磁阀打开，启动热水循环泵，通过强制循环，相对高温热水的热水箱；当T集低于T高设时，热水循环泵和电磁阀自动关闭。因此，集热器和高温水能够及时进入水箱内储存。（2）温差循环：当降低时，采用了温差循环控制系统，即在水箱内也设一个温度探头，采用控制器控制，通过设置温度控制功能，当T集一T箱达到温差设定值T差设时，自动开启电磁阀，启动热水循环泵，使集热器在高温水和储热水箱中低温水交换循环；当T集一T箱低于T差设时，停热水循环泵，电磁阀关闭，如此不断循环，使储热水箱中的水温升高。

4、结语

综上所述，在今天的中国，能源短缺的时代背景下，如何有效地实现节能已经成为一个建筑，生产行业急需研究的重要课题之一。为现代建筑给排水领域中的节能问题，加上新技术的应用，在这一领域的情况，以较大比例的建筑能耗和水，水为研究对象，分别从无负压变频恒压供水，空气源热泵，太阳能三方面介绍了节能技术的应用，是专为建筑给排水设计考虑节能提供一个思路。