除塵降溫空調行業鋁箔應用之現狀分析水環熱泵空調工程簡介

空調用鋁箔應其生產工藝和使用性能的不同而分為素箔和親水箔。親水箔即是在鋁箔的表面涂以防腐的無機涂層和親水的有機涂層，同時具有防腐蝕、防霉菌、無異味等功效，與素箔相比，其制冷效率提高了約5％，是更理想的空調排熱材料。親水箔占到了空調用鋁箔總量的80％以上，變頻空調、出口外銷空調多使用親水箔，而內銷中低檔空調、窗機、汽車空調多采用素箔。
　　
　　目前具有一定生產規模，能滿足中型空調生產企業供貨要求的鋁箔生產企業還不多。這些企業主要分為三類：第一類企業既能生產素箔有可以生產親水箔，如華北鋁廠、常熟鋁箔廠等四五家企業；第二類企業只能生產素箔，這類企業數量較多，規模較大的有渤海鋁業、西南鋁業、上海美鋁等；第三類企業只能生產親水箔。
　　
　　空調用鋁箔的用量根據機型和功率大小的不同而存在較大的差異。最近幾年，空調用鋁箔的厚度從0.12mm～0.15mm減少到0.09mm～0.11mm，同時隨著空調的生產朝著高效、節能和輕型化的方向發展，空調用鋁箔的需求量同比有了大幅度降低，空調用鋁箔的平均用量從每匹5千克減少到了每匹3.5千克。最近兩年，大功率空調比率增加，每臺空調鋁箔用量達到了7～10千克。由此看來，目前每臺空調的鋁箔平均用量仍然保持在4千克以上。
　　
　　2004年，我國空調產量7032萬臺，以每臺空調用鋁4千克計算，空調用鋁箔年需求量接近28萬噸。其中一部分日資、韓資企業，對于生產的返銷本國的空調，一般都從本國進口空調用鋁箔，而國內企業由于供貨及質量要求等因素，進口了少量空調用鋁箔。綜合上述因素，2004年國內空調用鋁箔的供應量應該在15萬噸左右。
　　
　　比較電冰箱、洗衣機行業大約用了12～15年發展到比較成熟，目前我國空調產業近兩年正處于整合期。
　　
　　據預測，到2005～2007年間，我國空調器行業將進入成熟期。如果1991年作為空調行業起步年，到2005年～2007年間，我國空調器行業將進入穩步發展時期，穩定期空調器市場國內銷量為2000萬臺左右。
　　
　　保守估計，如果未來幾年我國空調保持每年4000萬臺的產量，每臺空調用鋁箔4千克，那么每年將增加鋁箔用量16萬噸。隨著人均收入水平的提高和城市化的加快，我國空調消費有很大的增長空間，這將有力地推動對鋁箔的需求。
　　
　　在中國成為全球空調生產基地的大環境下，空調用鋁箔市場面臨著巨大的發展空間。

摘要： 概述了水環熱泵空調工程在我國的歷史和現狀，簡要介紹了水環熱泵空調工程的工作原理和適用場合，重點分析了水環熱泵空調工程的優點和缺點。

0 前言

熱泵從本質上來說是一種熱回收裝置，它從低溫熱源處吸取熱量并提高品位后，再在高溫熱源處放熱，起到節省高位能的租用。自1989年以來，熱泵技術在我國的應用與發展進入了興旺期。據統計，1996年我國空調設備（指電動冷熱水機組、吸收式冷熱水機組、房間空調器以及單元空調機組，但不包括進口機組）的總制冷能力約為2000萬kW，其中熱泵型機組的制冷能力約占60%[1]。

20世紀80年代初，我國在一些外商投資的建筑中采用了水環熱泵空調工程[2]。時至今日，水環熱泵空調工程在我國的應用已經有了不小的普及。90年代水環熱泵空調工程便在我國得到廣泛的應用。據統計，1997年國內采用的工程共52項[2]。不僅在北京、上海、廣州、深圳、天津等大城市中一些工程采用它，而且如佛山、紹興、惠州、泉州等中小城市也開始采用水環熱泵空調工程。此外，有關水環熱泵空調工程的研究也卓有成效。從1993年起，原哈爾濱建筑工程學院就開始了水環熱泵空調工程在我國應用的預測分析與評價。之后，不少相關論文隨之發表，如文獻[3]。2005年，國內水環熱泵空調工程的工程技術專著，即文獻[4]——《水環熱泵空調工程設計》出版。

1 水環熱泵空調工程的概況

水環熱泵空調工程是指小型的水/空氣熱泵機組的一種應用方式，即用水環路將小型的水/熱泵機組并聯在一起，形成一個封閉環路，構成一套回收建筑物內部余熱作為其低位熱源的熱泵供暖、供冷的空調工程。典型的水環熱泵空調工程由三部分組成：（1）室內的小型水/空氣熱泵機組；（2）水循環環路；（3）輔助設備（如冷卻塔、加熱設備、蓄熱裝置等）。

水環熱泵空調工程的基本工作原理是：在水/空氣熱泵機組制熱時，以水循環環路中的水為加熱源；機組制冷時，則以水為排熱源。當水環熱泵空調工程制熱運行的吸熱量小于制熱運行的放熱量時，循環環路中的水溫度升高，到一定程度時利用冷卻塔放出熱量；反之循環環路中的水溫度降低，到一定程度時通過輔助加熱設備吸收熱量。只有當水/空氣熱泵機組制熱運行的吸熱量和制冷運行的放熱量基本相等時，循環環路中的水才能維持在一定溫度范圍內，此時工程高效運行。

2 水環熱泵空調工程的優點

上世紀80年代初期在我國應用的一些水環熱泵空調工程顯示出了許多的優點：如回收建筑物余熱的特有功能；不像傳統鍋爐那樣會對環境產生污染；省掉或減少常規空調工程的冷熱源設備和機房；便于分戶計量與記費；便于安裝、管理等。據有關文獻的預測分析，水環熱泵空調工程上一種很有前途的節能型空調工程[2]。下面，本文從組成工程的三個方面逐一分析水環熱泵空調工程的優點。

2.1 水循環環路方面

首先，按水環熱泵空調工程在建筑物中的用途，它屬于熱回收式熱泵工程。在室外空氣溫度較低的情況下，建筑物的周邊區需要額外的熱量來維持室內溫度的穩定舒適；與此同時，建筑物的內區則因為存在室內熱源（如照明、設備、人體等排熱），而需要降低室內的溫度。水環熱泵空調工程通過同時連通建筑物周邊區和內區的水循環環路，可以將內區產生的余熱轉移到周邊區，在對內區供冷的同時對周邊區供熱，而不存在或者少量存在常規空調工程在同種情況下的冷熱量抵消所造成的能量浪費。因此，該工程的建筑物熱回收效果好，在充分利用余熱的同時節約了能源。當建筑物內部同時由供熱工況機組和供冷工況機組模式同時運行時，采用水環熱泵空調工程的運行費用最多可降低至50％左右。

其次，與上類似，為了達到同時供冷供暖的效果，相對于常規空調工程必須采用造價昂貴的四管制風機盤管工程而言，水環熱泵空調工程的水循環環路仍然采用兩管制。如此，就不會存在或者減少常規的四管制的風機盤管工程對各個條件要求不同的房間空調時所出現的冷熱量抵消，避免了由此造成的能量的無謂消耗，更節省了管道工程的初投資費用。

再次，由于水循環環路中的水溫在常溫范圍內、與其環境溫度的溫差不大，所以常溫水所消耗的能量比常規空調工程小得多。同時，因為減少了輸配過程中的冷熱耗散等損失，環路的熱損失也比常規空調工程要小得多�？偟膩碚f，水環熱泵空調工程與常規空調工程相比，僅管道熱損失減少這一項，節能效率約為8％～15％[5]。而且，由于水循環環路管道可不設保溫和防潮隔濕，還能減少保溫層及其它的一些材料費用。

2.2 小型水/空氣熱泵機組方面

一般，水環熱泵空調工程采用的都是室內的，根據室內負荷的大小分別安裝在各個房間內。各房間內的用戶就可以根據室外溫度的變化和各自不同的要求，在一年內的任何時間隨意進行房間里的供暖或供冷的調節，而不會影響到其它房間的溫度。由于便于調節也不會出現房間過冷、過熱等情況，既避免了常規空調工程的能源浪費，又營造了良好的室內環境。同時，室內的小型水/空氣熱泵機組也便于分戶計量和分戶收費。

對于業主來說，如果采用常規空調工程，就必須一次購齊冷水機組及其它設備，往往會造成很大的資金壓力，而且冷水機組一般要在安裝一兩年后才能發揮效益；而水環熱泵空調工程中的小型水/空氣熱泵機組可以分期投資、分批建設，甚至可以在用戶入住前逐層安裝，其投資回報效益高、見效快。這一特點也使水環熱泵空調工程在舊樓翻新或工程改造中頗有市場，因為常規空調工程無法避免損壞原有的結構，且不易找到適合的冷凍機房，一般還需要全樓停業來進行改造工程，造成的經濟損失較大。

對于設計方來說，由于采用了室內的小型水/空氣熱泵機組，也就沒有了體積龐大的風管、冷水機組等，所以工程布置更加緊湊、簡潔和靈活，也不用再設置空調機房（或減少機房面積），也為業主增大了使用面積及有效空間。水環熱泵空調。對于施工方來說，由于小型水/空氣熱泵機組可以在工程里進行組裝，所以減少了工地的安裝工作量。

2.3 輔助設備方面

如果再在水環熱泵空調工程中加入蓄熱裝置等輔助設備，則更能提高工程的經濟性。因為蓄熱裝置可以實現內區制冷機組向水循環環路中釋放的冷凝熱與周邊區制熱機組從水循環環路中吸取的熱量在一天或者更長的時間周期內達到平衡，從而降低了冷卻塔和水加熱器的年耗能量。

3 水環熱泵空調工程的缺點

水環熱泵空調工程的發展主要面臨來自兩個方面的問題：其一是從工程這個方面來看，國內的一些建筑物內余熱小或無預熱，尚需補充加熱設備，致使其不能充分發揮原有的一些優點；其二是從設備這個方面來看，水環熱泵空調工程中采用的小型水/空氣熱泵機組所存在的一些固有問題也限制了其更廣泛的應用。目前，針對上述的兩個缺點，也出現了許多的解決辦法，以期推廣水環熱泵空調工程的應用。

3.1 建筑物內余熱不足

通過分析水環熱泵空調工程的運行特性我們可知，只有當建筑物內區有大量余熱且周邊區需要供熱，才能通過水環熱泵空調工程將建筑物內區的余熱轉移到需要熱量的周邊區，從而達到回收建筑物余熱、節約能源的目的。但是，我國的各類建筑物內部負荷不大，建筑物的內區面積又小，因而建筑物的余熱量也較小。在這種情況下，如果要采用水環熱泵空調工程，則勢必要增設鍋爐。然而，將鍋爐的高位熱能加熱水循環環路中的循環水使之成為與室溫相差無幾的低溫熱源，再由水/空氣熱泵機組消耗電能將其提升到高位熱量向室內供暖，這本身就是不經濟、不合理的。此外，如果采用的是燃煤鍋爐，還存在一個環境污染的問題。

解決建筑物內余熱不足這個問題的途徑，就是由建筑物的外部引進低溫熱源，以替代建筑物內的余熱量。太陽能、水（地表水、井水、河水等）、土壤、空氣均可作為水環熱泵空調工程的外部能源[6]。例如大連電力大廈（高層單元式建筑）利用熱電廠冷卻水作為水環熱泵空調工程的外部熱源，收到良好的節能效果[2]。此外，哈爾濱工業大學提出一種空氣/水熱泵與水/空氣熱泵耦合雙級熱泵供暖工程。該工程在寒冷地區，用空氣源熱泵冷熱水機組制備10℃～20℃低溫水，通過水環路送至室內各個水/空氣熱泵機組中，水/空氣熱泵再從水中汲取熱量，直接加熱室內空氣，達到供暖目的[7]�？偠�言之，可以通過廉價的輔助熱源來解決建筑物內余熱不足的問題，拓寬水環熱泵空調工程的應用范圍。

3.2 小型水/空氣熱泵機組

首當其沖的是小型水/空氣熱泵機組的的制冷性能系數COP遠小于大型冷水機組，而且在相同制冷量條件下價格就其它型式的主機來講也偏高。另外一個重要的問題，就是小型水/空氣熱泵機組安

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