绿色建筑定义

绿色建筑定义绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源（节能节地、节水、节材）、保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑（摘自《绿色建筑评价标准》GB50378）。节能节能就是尽可能地减少能源消耗量，生产出与原来同样数量、同样质量的产品；或者是以原来同样数量的能源消耗量，生产出比原来数量更多或数量相等质量更好的产品。除此之外，利用可再生的新能源也可减少资源的浪费。能源分类（一） 按来源分类：来自地球外部天体的能源，主要是太阳能，除直接辐射外，并为风能.水能.生物能和矿物能源等的产生提供基础。人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。如各种植物的光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮藏。煤炭石油天然气等化石能源也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的。实质是由古代生物固定下来的太阳能。此外，水能风能波浪能海流能等也是有太阳能转换而来的。地球本身蕴藏的能量。原子核能，地热能等地球和其他天体共同作用产生的能量，潮汐能。温泉和火山爆发喷出的岩浆就是地热的表现。（二） 按能源的基本形态分类：一次能源和二次能源。一次能源是指自然界中以天然形式存在的且没有经过加工或转换的能量资源，包括可再生的水力资源和不可再生的煤炭石油天然气资源，其中包括水石油和天然气在内的三种能源是一次能源的核心，成为全球能源的基础；除此之外，太阳能风能地热能海洋能生物能以及核能等可再生能源也被包括在一次能源的范围内。二次能源指有一次能源直接或间接转换成其他种类的能量资源，如电力煤气汽油柴油焦炭洁净煤激光和沼气等能源都属于二次能源。（三） 按能源性质分类：燃料型能源（煤炭，石油，天然气，泥炭，木材）和非燃料型能源（水能，风能，地热能，海洋能）。（四） 按能否造成污染分类：污染型（煤炭，石油等）和清洁型（水力，电力，风能，核能）建筑节能技术途径1.减少能源总需求量建筑规划与设计维护结构提高终端用户用能效率提高总的能源利用效率2.利用新能源新能源通常指非常规的可再生能源，包括太阳能，地热能，风能，生物质能等我国太阳能资源状况与分布太阳能资源特点太阳能是自然界可供人类利用的一种巨大资源。太阳是一个天然的巨大核聚变炉，能使四个氢原子聚变成一个氦原子的反应连续进行，同时向四周放散出巨大的能量。虽然达到地球表面的太阳能只不过是总能量的22亿分之一，但地球一年从太阳获得的能量达1.8*10迢kw.h,这是一个极其巨大的其他形式能量不可取代的能源。太阳能与煤炭，石油，天然气及核能等比较，具有以下特点。资源巨大太阳表面的有效温度达5762k，每秒钟辐射到地球表面的能量高达8*10「3kj,相当于6*1071标准煤，资源巨大。取之不尽，用之不竭根据目前对太阳辐射的总功率以及太阳中氢的总含量的估计，太阳辐射可维持40亿年以上，对于人类的生存年代来讲，太阳可以源源不断的供给地球能量，因此具有取之不尽，用之不竭的特点。普遍性较强阳光普照大地，处处都有太阳能。无论陆地或海洋，高山或平原，都可以就地取用，无需开采或运输，但太阳能在地域上也有分布不均的特点。对环境友好利用太阳能作为能源，没有废渣，废料，废气，废水排出，没有噪声，不产生对人体有害的物质，对环境友好。经济性太阳能可就地取用，无需开采和运输，节约投资成本；虽然初投资较大，但随着科技发展和技术进步，太阳能利用的经济性会增强。安全性好与核能相比，太阳能要安全得多。低密度，不稳定性和间断性太阳辐射的能量密度较低，利用时集光面积较大；并且太阳辐射随季节，气候，昼夜的变化而变化，具有一定的不稳定性和间断性的特点。在我国，西藏西部太阳能资源最丰富，最高达2333KWh/^（日辐射量6.4KWh/tf）,居世界第二位，仅次于撒哈拉大沙漠。二、 根据各地接受太阳总辐射量的多少，可将全国划分为五类地区。一类地区为我国太阳能资源最丰富的地区，年太阳辐射总量6680〜8400MJ/相当于日辐射量5.1〜6.4KWh/tf。这些地区包括宁夏北部、甘肃北部、新疆东部、青海西部和西藏西部等地。尤以西藏西部最为丰富，最高达2333KWh/tf（日辐射量6.4KWh/tf），居世界第二位，仅次于撒哈拉大沙漠。二类地区为我国太阳能资源较丰富地区，年太阳辐射总量为5850-6680MJ/m2，相当于日辐射量4.5〜5.1KWh/tf。这些地区包括河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部和新疆南部等地。三类地区为我国太阳能资源中等类型地区，年太阳辐射总量为5000-5850MJ/m2,相当于日辐射量3.8〜4.5KWh/g2。主要包括山东、河南、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、苏北、皖北、台湾西南部等地。四类地区是我国太阳能资源较差地区，年太阳辐射总量4200〜5000町/tf,相当于日辐射量3.2〜3.8KWh/tf。这些地区包括湖南、湖北、广西、江西、浙江、福建北部、广东北部、陕西南部、江苏北部、安徽南部以及黑龙江、台湾东北部等地。五类地区主要包括四川、贵州两省，是我国太阳能资源最少的地区，年太阳辐射总量3350〜4200MJ/tf，相当于日辐射量只有2.5〜3.2KWh/tf。太阳能辐射数据可以从县级气象台站取得，也可以从国家气象局取得。从气象局取得的数据是水平面的辐射数据，包括：水平面总辐射水平面直接辐射和水平面散射辐射。从全国来看，我国是太阳能资源相当丰富的国家，绝大多数地区年平均日辐射量在4kWh/tf以上，西藏最高达7kWh/tf。一二三类地区，年日照时数大于2000h，是太阳能资源丰富或较丰富地区，面积较大，约占全国总面积的2/3以上，具有利用太阳能的良好条件。四五类地区，虽然太阳能资源条件较差，但如能因地制宜，采用适当的方法和装置，仍具有一定的实际意义。三、 太阳能的利用方式太阳能的技术应用太阳能的光热利用太阳能光热利用的基本原理是将太阳辐射能收集起来，将光能转换成热能加以利用，目前主要应用在太阳能热水器和光热发电两大领域。中国太阳能光热产业发轫于20世纪80年代，由于当时能源紧张局面的出现，各大专院校和科研院所开始了太阳能光热利用的研究工作。随着国家“863”计划的实施，一批科研成果迅速转化成生产力，全面推动了我国太阳能光热利用的产业化进程。目前，我国已成为世界上最大的太阳能热应用市场，也是世界上最大的太阳能集热器制造中心。到2009年我国集热器累计推广总面积约1.45亿平方米，占世界总量的76%左右；年产量达4000多万平方米，接近世界总产量的60%。2009年我国太阳能热水器总销售额约578.5亿元，同比增长34.5%。太阳能光热技术不仅在民用领域，还在造纸、饮料、机械、纺织、食品、养殖等工农业生产方面得到广泛应用。我国太阳能光热产业之所以能快速发展并跃居世界第一，关键因素是掌握了核心技术。我国太阳能光热产业自有技术占95%以上，在太阳能集热、高温发电集成系统、采暖制冷、海水淡化、建筑节能、设备检测等方面，拥有国际领先的技术。太阳能光热发电是太阳能光热技术应用的一个新领域，在光热利用产业中后来居上，发展势头十分迅猛。“十一五”期间，国家对光热发电技术研发的投资力度不断加大。从2006年到2010年，仅科技部投入光热发电的经费就超过4750万元，重点技术领域取得了突破性进展。随着中高温太阳能热水器的开发以及太阳能与建筑一体化技术的日益完善，太阳能热水器的应用领域不再局限于提供热水，正逐步向取暖、制冷、烘干和工业应用方向拓展，市场潜力巨大。“十二五”发展规划中，首次明确提出将在未来5年内，政府直接投资4万亿元用于新能源、节能环保技术等9大行业作为同时横跨“新能源”和“节能环保”两大产业的太阳能光热，已然成为各级政府和产业政策中的焦点。目前应用最多的太阳能收集装置主要有平板型集热器，真空管集热器和聚集型集热管三种。太阳能光热利用系统主要包括太阳能热水装置，太阳能干燥装置，太阳能采暖和制冷系统。太阳能热水系统是利用太阳能集热器，收集太阳辐射能把水加热的一种装置，是目前太阳热能应用发展中最具经济价值、技术最成熟且已商业化的一项应用产品。太阳能热水系统的分类以加热循环方式可分为：自然循环式太阳能热水器、强制循环式太阳能热水系统、储置式太阳能热水器等三种。系统组成集热器，保温水箱连接管路，控制中心，热交换器。使用目的环保效益——相对于使用化石燃料制造热水，能减少对环境的污染及温室气体－二氧化碳的产生。节省能源——太阳能是属于每个人的能源，只要有场地与设备，任何人都可免费使用它。安全——不像使用瓦斯有爆炸或中毒的危险，或使用燃料油锅炉有爆炸的顾虑，或使用电力会有漏电的可能。不占空间——不需专人操作自动运转。另外，太阳能集热器装在屋顶上，不会占用任何室内空间。具经济效益——正常的太阳能热水器是不易损坏，寿命至少在十年以上，甚至有到二十年的，因为基本热源为免费的太阳能，所以使用它十分符合经济成本效益。结构特点无动力型系统组成：真空管集热器、可连接水箱、可调整支架、换热器。无动力循环即热式太阳能热水系统运行原理：真空管内的水遇到阳光辐射后，开始升温，管内的水升温后密度变小，自然循环到水箱内，逐步把水箱内的水加热，温升后的水储存在具有聚氨酯发泡保温的的水箱内。室内冷水经过水箱内固定好的波纹管流道流过，把带有压力的自来水温升到几乎与水箱内水温相同的温度(温差小于2度)流出。从而获得稳定、有压力的、洁净的热水。自然循环自然循环太阳能热水系统是依靠集热器和储水箱中的温差，形成系统的热虹吸压头，使水在系统中循环；与此同时，将集热器的有用能量收益通过加热水，不断储存在储水箱内。系统运行过程中，集热器内的水受太阳能辐射能加热，温度升高，密度降低，加热后的水在集热器内逐步上升，从集热器的上循环管进入储水箱的上部；与此同时，储水箱底部的冷水由下循环管流入集热器的底部；这样经过一段时间后，储水箱中的水形成明显的温度分层，上层水首先达到可使用的温度，直至整个储水箱的水都可以使用。用热水时，有两种取热水的方法。一种是有补水箱，由补水箱向储水箱底部补充冷水，将储水箱上层热水顶出使用，其水位由补水箱内的浮球阀控制，有时称这种方法为顶水法；另一种是无补水箱，热水依靠本身重力从储水箱底部落下使用，有时称这种方法为落水法。强制循环强制循环太阳能热水系统是在集热器和储水箱之间管路上设置水泵，作为系统中水的循环动力；与此同时，集热器的有用能量收益通过加热水，不断储存在储水箱内。系统运行过程中，循环泵的启动和关闭必须要有控制，否则既浪费电能又损失热能。通常温差控制较为普及，有时还同时应用温差控制和光电控制两种。温差控制是利用集热器出口处水温和贮水箱底部水温之间的温差来控制循环泵的运行。早晨日出后，集热器内的水受太阳辐射能加热，温度逐步升高，一旦集热器出口处温和贮水箱底部水温之间的温差达到设定值（一般8~10°C）时，温差控制器给出信号，启动循环泵，系统开始运行；遇到云遮日或下午日落前，太阳辐照度降低，集热器温度逐步下降，一旦集热器出口处水温和贮水箱底部水温之间的温差达到另一设定值（一般3~4°C）时，温差控制器给出信号，关闭循环泵，系统停止运行。用热水时，同样有两种取热水的方法：顶水法和落水法。顶水法是向贮水箱底部补充冷水（自来水），将贮水箱上层热水顶出使用；落水法是依靠热水本身重力从贮水箱底部落下使用。在强制循环条件下，由于贮水箱内的水得到充分的混合，不出现明显的温度分层，所以顶水法和落水法都一开始就可以取到热水。顶水法与落水法相比，其优点是热水在压力下的喷淋可提高使用者的舒适度，而且不必考虑向贮水箱补水的问题；缺点也是从贮水箱底部进入的冷水会与贮水箱内的热水掺混。落水法的优点是没有冷热水的掺混，但缺点是热水靠重力落下而影响使用者的舒适度，而且必须每天考虑向贮水箱补水的问题。在双回路的强制循环系统中，换热器既可以是置于贮水箱内的浸没式换热器，也可以是置于贮水箱外的板式换热器。板式换热器与浸没式换热器相比，有许多优点：其一，板式换热器的换热面积大，传热温差小，对系统效率影响少；其二，板式换热器设置在系统管路之中，灵活性较大，便于系统设计布置；其三，板式换热器已商品化、标准化，质量容易保证，可靠性好。强制循环系统可适用于大、中、小型各种规模的太阳能热水系统。直流式直流式太阳能热水系统是使水一次通过集热器就被加热到所需的温度，被加热的热水陆续进入贮水箱中。系统运行过程中，为了得到温度符合用户要求的热水，通常采用定温放水的方法。集热器进口管与自来水管连接。集热器内的水受太阴辐射能加热后，温度逐步升高。在集热器出口处安装测温元件，通过温度控制器，控制安装在集热器进口管理上电动阀的开度，根据集热器出口温度来调节集热器进口水流量，使出口水温始终保持恒定。这种系统运行的可靠性取决于变流量电动阀和控制器的工作质量。有些系统为了避免对电动阀和控制器提出苛刻的要求，将电动阀安装在集热器出口处，而且电动阀只有开启和关闭两种状态。当集热器出口温度达到某一设定值时，通过温度控制器，开启电动阀，热水从集热器出口注入贮水箱，与此同时冷水（自来水）补充进入集热器，直至集热器出口温度低于设定值时，关闭电动阀，然后重复上述过程。这种定温放水的方法虽然比较简单，但由于电动阀关闭有滞后现象，所以得到的热水温度会比设定值低一些。—二O直流式系统有许多优点：其一，与强制循环系统相比，不需要设置水泵；其二，与自然循环系统相比，贮水箱可以放在室内；其三，与循环系统相比，每天较早地得到可用热水，而且只要有一段见晴时刻，就可以得到一定量的可用热水；其四，容易实现冬季夜间系统排空防冻的设计。直流式系统的缺点是要求性能可靠的变流量电动阀和控制器，使系统复杂，投资增大。直流式系统主要适用于大型太阳能热水系统。热储存在太阳能热水系统中，贮水箱是用于储存由太阳能集热器产生的热量，有时也称为“储热水箱”。利用液体（特别是水）进行储热，是各种热储存方式中理论和技术都最成熟、推广和应用最普遍的一种。通常希望所用液体除具有较大的比热容之外，还具有较高的沸点和较低的蒸气压，前者是避免发生相变（变为气态），后者则是为减小对储热容器产生的压力。在低温液态蓄热介质中，水是性能最好，因而也是最常使用的一种。优点物理、化学和热水学性质很稳定，人们对它了解得十分清楚，使用技术最成熟；可以兼作蓄热介质和传热介质，在储热系统内可以免除热交换器；传热及液体特性相当好，在常用液体中，其比热容最大，热膨胀系数较小，黏滞性小，很适合于自然循环和强制循环；液态－气态平衡时的温度－压力关系十分关系十分适用于平板太阳能集热器；来源丰富，价格低廉。缺点作为一种电解腐蚀性物质，所产生的氧气易于锈蚀金属，且对于大部分气体（特别是氧气）来说都是溶剂，因而对容器和管道容易产生腐蚀；凝固（结冰）时体积膨胀较大（达10%左右），易对容器和管道造成破坏；在中温以上（超过100°C）,它的蒸气压随其热水温度的升高而指数增大，帮用水来储热，温度和压力都不能超过其临界点373.0C,2.2X10Pa）,如就成本而言，储热温度为300C时的成本比储热温度为200C时的成本要高出2.75倍。利用水作为蓄热介质时，可以选用不锈钢、搪瓷、塑料、铝合金、铜、铁、钢筋水泥、木材等各种材料制作储热容器，其形状可以是圆柱形、箱形和球形等，但应注意所用材料的防腐蚀性和耐久性。例如选用水泥和木材作为储热容器材料时，就必须考虑其热膨胀性，便防止因长久使用产生裂缝而漏水。储热水箱储热水箱是一种既可以储热又可以蓄冷的装置。它是在给建筑物供应热水、供暖以及空调的系统中作为一个组成部件而发展起来的，主要用于调节能源与能耗之间的不平衡，以便提高系统的热利用效率及满足热负荷的需要。储热水箱由于放热特性（完全压出流、完全混合流和部分混合流）、压力状态（敞开式和封闭式）、水箱数多少（单箱和多箱）、水箱的安装方式（立式或纵式和卧式或横式）、结构材料以及用途等的不同，可以分为各种不同的类型。下面仅就前两者进行重点介绍。放热特性按照储热水箱的放热特性（或储热水箱内的混合特性），可以分为完全压出流、完全混合流和部分混合流三类。如以u表示水流速度，L表示水箱长度，E表示混合扩散系数，则上述三类可以根据箱内水温的混合程度或混合特性M二uL/（2E）值的大小进行分类。⑴完全压出流或称活塞流，即水箱内的完全是活塞式流动，箱内存在冷热两个水域，二者的分界面十分清晰，表明几乎没有混合，这时可以认为E—0或M-6。当储热水箱放热（冷）时，水流从底（顶）部进入，热量可以全部加以利用。假定在储热水箱内盛有100L温度为80°C的热水，然后从底部进口A处缓慢地注入20C的冷水，而在出口B处流出的则全部是80C的热水。但当流出的水量风一超过100L，则水温立即降为20C。⑵完全混合流水箱内的温度完全均匀一致，表明混合得非常充分，这时可以认为E—g或M-0o通常情况下，这只有在储热水箱内安装强力搅拌机，当它一边搅拌一边缓慢地注入冷水时才有可能实现。开始时从出口B处流出的水温是80C，然后随着时间的推移，水温按指数函数的形式降低，当流出水量刚好达到100L时，水温已降为80Xe〜29.3C左右。⑶部分混合流或称为温度分层流，表明水箱内的温度分布不均匀，出现分层情况，这是可以认为E值有限，即0〈E〈g，因此M值也有限，0〈M〈；go在通常情况下，一般储热水箱内的情况大都如此。动态特性⑴热动态特性的主要参数储热水箱内死水区域的大小；由储热水箱内不同温度的水的混合程度所确定的混合特性M值的大小；储热材料内部所存在的温度梯度；热交换器的热容量；与储热水箱连接的管道系统的热容量；储热水箱本身以及与其相接触的周围环境的热容量（适用于埋在地下的储热水箱）。对于利用水作为蓄热介质的储热水箱来说，因为不必使用热交换器，故可不考虑上列③④两项。⑵影响热动态特性的因素水箱内流体的混合状况一在实际使用的储热水箱中，水流线有可能形成非完全活塞流的形式，这样不仅不能充分地储热，也会使所储存的热量不能得到完全的利用。水箱的结构和循环水量—主要是指水箱内隔板的数量和配置方式，连通管的数量、管径和设置位置，还有箱的形状和循环水量等。失热和得热一由于水箱本身具有围护结构表面，故不可避免地会有失热和得热。对于为削平瞬时用热高峰而设置的短期储热水箱来说，如果埋于地下又采取隔热措施，则对其热动态特性反而不利，因为土壤具有热容量，也能起到一定的储热作用。储热温度和取热温度一所谓储热温度，是指储热终了时水箱内的平均水温；所谓取热温度，则是指从水箱内取热时的出口水温。热量能否充分地加以利用以及整个储热水箱运行时间的长短，都与这两个温度的取法密切相关。防冻太阳能热水系统中的集热器及其置于室外的管路，在严冬季节常常因积存在其中的水结冰膨胀而胀裂损坏，尤其是高纬度寒冷地区，因此必须从技术上考虑太阳能热水系统的“越冬”防冻措施。常用的太阳能热水系统防冻措施大致有以下几种。集热器。集热器是太阳能热水系统中必须暴露在室外的重要部件，如果直接选用具有防冻功能的集热器，就可以避免对集热器在严冬季节冻坏的担忧。热管式真空管集热器以及内插管的全玻璃真空管集热器都属于具有防冻功能的集热器，因为被加热的水都不直接进入真空管内，真空管的玻璃罩管不接触水，再加上热管本身的工质容量又很少，所以即使在零下几十摄氏度的环境温度下真空管也不冻坏。另一种具有防冻功能的集热器是热管平板集热器，它跟普通平板集热器的不同之处在于，吸热板的排管位置上用热管代替，以低沸点、低凝固点介质作为热管的工质，因而吸热板也不会冻坏，不过由于热管平板集热器的技术经济性能不及上述真空管集热器，应用尚不普遍。双循环双循环系统（或称双回路系统）就是在太阳能热水系统中设置换热器，集热器与换热器的热侧组成第一循环（或称第一回路），并使用低凝固点的防冻液作传热工质，从而实现系统的防冻。双循环系统在自然循环和强制循环两类太阳能热水系统中都可以使用。在自然循环系统中，尽管第一回路使用了防冻液，但由于贮水箱置于室外，系统的补冷水箱与供热水管也部分敷设在室外，在严寒的冬夜，这些室外管路虽有保温措施，但仍不能保证避免管中的水不结冰。因此，在系统设计时需要考虑采取某种设施，在用毕后使管路中的热水排空。例如采用虹吸式取热水管，兼作补冷水管，在其顶部设通大气阀，控制其开闭，实现该管路的排空。回流系统在强制循环的单回路系统中，一般采用温差控制循环水泵的运转，贮水箱通常置于室内（底层或地下室）。冬季白天，在有足够的太阳辐照时，温差控制器开启循环水泵，集热器可以正常运行；夜晚或阴天，在太阳辐照不足时，温差控制器关闭循环水泵，这时集热器和管路中的水由于重力作用全部回流到贮水箱中，避免因集热器和管路中的水结冰而损坏；次日白天或太阳辐照再次足够时，温差控制器再次开启循环水泵，将贮水箱内的水重新泵入偏执器中，系统可以继续运行。这种防冻系统简单可靠，不需增设其他设备，但系统中的循环水泵要有较高的扬程。近几年，国外开始将回流防冻措施应用于双回路系统，其第一回路不使用防冻液而仍使用水作为集热器的传热介质。当夜晚或阴天太阳辐照不足时，循环水泵自动关闭，集热器中的水通过虹作用流入专门设置的小贮水箱中，待次日白天或太阳辐照再次足够时，重新泵入集热器，使系统继续运行。排放系统在自然循环或强制循环的单回路系统中，在集热器吸热体的下部或室外环境温度最低处的管路上埋设温度敏感元件，接至控制器。当集热器内或室外管路中的水温接近冻结温度（3~4°C）时，控制器将根据温度敏感元件传送的信号，开启排放阀和通大气阀，集热器和室外管路中的水由于重力作用排放到系统外，不再重新使用，从而达到防冻的目的。自动循环在强制循环的单回路系统中，在集热器吸热体的下部或室外环境温度最低处的管路上埋置温度敏感元件，接至控制器。当集热器内或室外管路中的水温接近冻结温度（如3~4C）时，控制器打开电源，启动循环水泵，将贮水箱内的热水送往集热器，使集热器和管路中的水温升高。当集热器或管路中的水温升高到某设定值（或当水泵运转某设定时段）时，控制器关断电源，循环水泵停止工作。这种防冻方法由于要消耗一定的动力以驱动循环水泵，因而适用于偶尔发生冰冻的非严寒地区。自限式在自然循环或强制循环的单回路系统中，将室外管路中最易结冰的部分敷设自限式电热带。它是利用一个热敏电阻设置在电热带附近并接到电热带的电路中。当电热带通电后，在加热管路中水的同时也使热敏电阻的温度升高，随之热敏电阻的电阻增加；当热敏电阻的电阻增加到某个数值时，电路中断，电热带停止通电，温度逐步下降。这样无数次重复，既保证室外管路中的水不结冰，又防止电热带温度过高造成危险。这种防冻方法也要消耗一定的电能，但对于十分寒冷的地区还是行之有效的。发展方向太阳能热水器产业发展至今，已经形成各种类型的较完整的产品体系为中国建筑中的太阳能应用的普及奠定了基础。中国住宅建筑中太阳能热水器的应用发生了较大变化，太阳能热水器行业为热水进入普通家庭做出了很大的贡献。1）范围的变化：从农村---城市，从小城市---大城市太阳能热水器是从中国农村新能源的寻求和开发中发展起来的，随着太阳能热水器质量的提高和自身系统的完善，以及低碳生活的时代主题下，太阳能热水将成为城市住宅热水供应的重要组成部分。2）用户的变化：从零星住户---住宅小区太阳能热水器最初是在村镇住宅中使用，采用分散式供热水系统，一家一个热水器，逐渐发展到城市住宅中个别住户安装，再到多数住户自行安装，由于自发的安装造成了屋面防水的问题，影响了建筑外观，直到现在由建设单位整栋楼或小区统一安装，如郑州市玫瑰花园住宅小区。3）系统的变化：从分户供应---集中供应分户供应由住户自己管理，这种方式节约用水、便于管理、使用方便、不易产生纠纷，但对于住户较多的集合式住宅来讲，这种方式还存在着总体造价高、布置分散、维修不便、有限的热量不能统筹，有的不用，有的不够用。集中式相对于分散式有节约初投资、集成化高、热利用效率高的优势，外观处理也较容易。4）能源的变化：从太阳能---太阳能辅助加热太阳能热水器从闷晒型发展到全玻璃真空管、玻璃-金属真空管型，从技术上有了飞跃的发展，大大提高了太阳能的利用效率。但是，由于环境温度以及太阳辐照的不可控，使得单纯依靠太阳能供热的系统出水温度和热水量存在不稳定，影响了人们用热水的舒适性和质量。因此，太阳能热水系统的能源已经逐步从只利用太阳能，发展为与辅助热源组合供热水，为建筑提供稳定的热水供应。5）太阳能产品的变化：开式系统 闭式系统目前国内大部分使用的太阳能热水系统，都是开式系统，造价低廉，但水压问题和水质问题先天性不足，影响了用户的使用效果，更好的闭式承压新鲜水太阳能将会越来越多的被百姓认可。6）经营模式的变化：从零售热水器---工程公司以往的生产企业零售太阳能热水器，发展为专门的工程公司承接太阳能热水工程，在中国这类公司身兼设计、施工、维护等多项职能，成为一种行业。相关配套的设计规范、标准严重滞后，导致设计单位太阳能系统的产品、技术、施工安装方法缺乏了解的积极性。2太阳能采暖太阳能采暖分为被动式太阳能采暖系统和主动式太阳能采暖系统两大类。被动式被动式就是根据当地气象条件，依靠建筑物本身构造和材料的热工性能，使房屋尽可能多地吸收和贮存热量，以达到采暖的目的。从太阳能利用的角度来看，被动式太阳建筑可分为：直接受益式。指阳光透过窗户直接进入采暖房间。集热蓄热墙式。利用南墙进行集热蓄热。综合式。温室和前两种相结合的方式。屋顶集热蓄热式。利用屋顶进行集热蓄热。自然循环式。利用热虹吸作用进行加热循环。主动式主动式用集热器、蓄热器、管道、风机及泵等设备来收集、蓄存及输配太阳能的系统，系统中的各部分均可控制而达到需要的室温。特点如下：集热面积大。需要蓄热装置和辅助热源。3太阳能制冷利用太阳能驱动空调系统一方面可以大大减少不可再生能源及电力资源消耗，另一方面因较低的耗电减少了因燃烧煤等常规燃料发电带来的环境污染问题，是当前空调制冷技术领域研究的热点。制冷方式根据不同的能量转换方式，太阳能驱动制冷主要有以下两种方式，一是先实现光一电转换，再以电力制冷；二是进行光一热转换，再以热能制冷。利用太阳能光一电转换制冷的研究它是利用光伏转换装置将太阳能转化成电能后，再用于驱动半导体制冷系统或常规压缩式制冷系统实现制冷的方法，即光电半导体制冷和光电压缩式制冷。这种制冷方式的前提是将太阳能转换为电能，其关键是光电转换技术，必须采用光电转换接受器，即光电池，它的工作原理是光伏效应。太阳能半导体制冷。太阳能半导体制冷是利用太阳能电池产生的电能来供给半导体制冷装置，实现热能传递的特殊制冷方式。半导体制冷的理论基础是固体的热电效应，即当直流电通过两种不同导电材料构成的回路时，结点上将产生吸热或放热现象。如何改进材料的性能，寻找更为理想的材料，成为了太阳能半导体制冷的重要问题。太阳能半导体制冷在国防、科研、医疗卫生等领域广泛地用作电子器件、仪表的冷却器，或用在低温测仪、器械中，或制作小型恒温器等。目前太阳能半导体制冷装置的效率还比较低，COP—般约0.2〜0.3，远低于压缩式制冷。光电压缩式制冷。光电压缩式制冷过程首先利用光伏转换装置将太阳能转化成电能，制冷的过程是常规压缩式制冷。光电压缩式制冷的优点是可采用技术成熟且效率高的压缩式制冷技术便可以方便地获取冷量。光电压缩式制冷系统在日照好又缺少电力设施的一些国家和地区已得到应用，如非洲国家用于生活和药品冷藏。但其成本比常规制冷循环高约3〜4倍。随着光伏转换装置效率的提高和成本的降低，光电式太阳能制冷产品将有广阔的发展前景。利用太阳能光一热转换制冷的研究太阳能光热转换制冷，首先是将太阳能转换成热能，再利用热能作为外界补偿来实现制冷目的。光一热转换实现制冷主要从以下几个方向进行，即太阳能吸收式制冷、太阳能吸附式制冷、太阳能除湿制冷、太阳能蒸汽压缩式制冷和太阳能蒸汽喷射式制冷。其中太阳能吸收式制冷已经进入了应用阶段，而太阳能吸附式制冷还处在试验研究阶段。太阳能吸收式制冷的研究。太阳能吸收式制冷的研究最接近于实用化，其最常规的配置是：采用集热器来收集太阳能，用来驱动单效、双效或双级吸收式制冷机，工质对主要采用溴化锂-水，当太阳能不足时可采用燃油或燃煤锅炉来进行辅助加热。系统主要构成与普通的吸收式制冷系统基本相同，唯一的区别就是在发生器处的热源是太阳能而不是通常的锅炉加热产生的高温蒸汽、热水或高温废气等热源。太阳能吸附式制冷。太阳能吸附式制冷系统的制冷原理是利用吸附床中的固体吸附剂对制冷剂的周期性吸附、解吸附过程实现制冷循环。太阳能吸附式制冷系统主要由太阳能吸附集热器、冷凝器、储液器、蒸发器、阀门等组成。常用的吸附剂对制冷剂工质对有活性炭-甲醇、活性炭-氨、氯化钙-氨、硅胶-水、金属氢化物-氢等。太阳能吸附式制冷具有系统结构简单、无运动部件、噪声小、无须考虑腐蚀等优点，而且它的造价和运行费用都比较低四、 地源热泵技术随着经济的发展和人们生活水平的提高，公共建筑和住宅的供暖和空调已经成为普遍的要求。作为中国传统供热的燃煤锅炉不仅能源利用率低，而且还会给大气造成严重的污染，因此在一些城市中燃煤锅炉在被逐步淘汰，而燃油、燃气锅炉则运行费用很高。地源热泵就是一种在技术上和经济上都具有较大优势的解决供热和空调的替代方式。地源热泵技术原理：地源热泵是一种利用地下浅层地热资源既能供热又能制冷的高效节能环保型空调系统。地源热泵通过输入少量的高品位能源（电能），即可实现能量从低温热源向高温热源的转移。在冬季，把土壤中的热量“取”出来，提高温度后供给室内用于采暖；在夏季，把室内的热量“取”出来释放到土壤中去，并且常年能保证地下温度的均衡。地源热泵（也称地热泵）是利用地下常温土壤和地下水相对稳定的特性，通过深埋于建筑物周围的管路系统或地下水，采用热泵原理，通过少量的高位电能输入，实现低位热能向高位热能转移与建筑物完成热交换的一种技术。制冷地源热泵系统在制冷状态下，地源热泵机组内的压缩机对冷媒做功，使其进行汽-液转化的循环。通过冷媒/空气热交换器内冷媒的蒸发将室内空气循环所携带的热量吸收至冷媒中，在冷媒循环的同时再通过冷媒/水热交换器内冷媒的冷凝，由循环水路将冷媒中所携带的热量吸收，最终通过室外地能换热系统转移至地下水或土壤里。在室内热量通过室内采暖空调末端系统、水源热泵机组系统和室外地能换热系统不断转移至地下的过程中，通过冷媒-空气热交换器（风机盘管），以13°C以下的冷风的形式为房供冷。制热地源热泵系统在制热状态下，地源热泵机组内的压缩机对冷媒做功，并通过四通阀将冷媒流动方向换向。由室外地能换热系统吸收地下水或土壤里的热量，通过水源热泵机组系统内冷媒的蒸发，将水路循环中的热量吸收至冷媒中，在冷媒循环的同时再通过冷媒/空气热交换器内冷媒的冷凝，由空气循环将冷媒所携带的热量吸收。在地下的热量不断转移至室内的过程中，以室内采暖空调末端系统向室内供暖。地源热泵技术包含了抽地下水方式、埋管方式、抽取湖水或江河水方式等，抽取湖水或江河水方式造价最低，埋管方式最贵，但最好。只要有足够的场可地埋设管道（地下冷热交换装置）或政府允许抽取地下水的就应该优先考虑选择地源热泵中央空调。地源热泵中央空调如此节能是因为地源热泵技术借助了地下的能量，地下的能量还是来至于太阳能。组成地源热泵［2］供暖空调系统主要分三部分：室外地能换热系统、地源热泵机组和室内采暖空调末端系统。其中地源热泵机主要有两种形式：水—水式或水—空气式。三个系统之间靠水或空气换热介质进行热量的传递，地源热泵与地能之间换热介质为水，与建筑物采暖空调末端换热介质可以是水或空气。水源/地源热泵有开式和闭式两种。开式系统：是直接利用水源进行热量传递的热泵系统。该系统需配备防砂堵，防结垢、水质净化等装置。闭式系统：是在深埋于地下的封闭塑料管内，注入防冻液，通过换热器与水或土壤交换能量的封闭系统。闭式系统不受地下水位、水质等因素影响。1、垂直埋管--深层土壤垂直埋管可获取地下深层土壤的热量。垂直埋管通常安装在地下50-150米深处，一组或多组管与热泵机组相连，封闭的塑料管内的防冻液将热能传送给热泵，然后由热泵转化为建筑物所需的暖气和热水。垂直埋管是地源热泵系统的主要方式，得到各个国家的政府部门大力支持。2、水平埋管--大地表层在地下2米深处水平放置塑料管，塑料管内注满防冻的液体，并与热泵相连。水平埋管占地面积大，土方开挖量大，而且地下换热器受地表气候变化的影响。3、地表水江、河、湖、海的水以及深井水统称地表水。地源热泵可以从地表水中提取热量或冷量，达到制热或制冷的目的。利用地表水的热泵系统造价低，运行效率高，但受地理位置（如江河湖海）和国家政策（如取深井水）的限制。系统类型水平式地源热泵通过水平埋置于地表面2〜4M以下的闭合换热系统，它与土壤进行冷热交换。此种系统适合于制冷供暖面积较小的建筑物，如别墅和小型单体楼。该系统初投资和施工难度相对较小，但占地面积较大。垂直式地源热泵通过垂直钻孔将闭合换热系统埋置在50M〜400M深的岩土体与土壤进行冷热交换。此种系统适合于制冷供暖面积较大的建筑物，周围有一定的空地，如别墅和写字楼等。该系统初投资较高，施工难度相对较大，但占地面积较小。地源热泵地表水式地源热泵地源热泵机组通过布置在水底的闭合换热系统与江河，湖泊，海水等进行冷热交换。此种系统适合于中小制冷供暖面积，临近水边的建筑物。它利用池水或湖水下稳定的温度和显著的散热性，不需钻井挖沟，初投资最小。但需要建筑物周围有较深、较大的河流或水域。地下水式地源热泵地源热泵机组通过机组内闭式循环系统经过换热器与由水泵抽取的深层地下水进行冷热交换。地下水排回或通过加压式泵注入地下水层中。此系统适合建筑面积大，周围空地面积有限的大型单体建筑和小型建筑群落。地源热泵应用方式地源热泵的应用方式从应用的建筑物对象可分为家用和商用两大类，从输送冷热量方式可分为集中系统、分散系统和混合系统。家用系统用户使用自己的热泵、地源和水路或风管输送系统进行冷热供应，多用于小型住宅，别墅等户式空调。集中系统热泵布置在机房内，冷热量集中通过风道或水路分配系统送到各房间。分散系统用中央水泵，采用水环路方式将水送到各用户作为冷热源，用户单独使用自己的热泵机组调节空气。一般用于办公楼、学校、商用建筑等，此系统可将用户使用的冷热量完全反应在用电上，便于计量，适用于独立热计量要求。混合系统将地源和冷却塔或加热锅炉联合使用作为冷热源的系统，混合系统与分散系统非常类似，只是冷热源系统增加了冷却塔或锅炉。主要特点（1）地源热泵技术属可再生能源利用技术。由于地源热泵是利用了地球表面浅层地热资源（通常小于400米深）作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。地表浅层地热资源可以称之为地能，是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太阳能、地热能而蕴藏的低温位热能。地表浅层是一个巨大的太阳能集热器，收集了47%的太阳能量，比人类每年利用能量的500倍还多。它不受地域、资源等限制，真正是量大面广、无处不在。这种储存于地表浅层近乎无限的可再生能源，使得地能也成为清洁的可再生能源一种形式。（2） 地源热泵属经济有效的节能技术。其地源热泵的cop值达到了4以上，也就是说消耗lKWh的能量，用户可得到4KWh以上的热量或冷量。（3） 地源热泵环境效益显著。其装置的运行没有任何污染，可以建造在居民区内，没有燃烧，没有排烟，也没有废弃物，不需要堆放燃料废物的场地，且不用远距离输送热量。（4） 地源热泵一机多用，应用范围广。地源热泵系统可供暖、空调，还可供生活热水，一机多用，一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统；可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑，更适合于别墅住宅的采暖、空调。然而实现地源热泵主机系统的这一机多用，则需要一整套系统解决方案，其有动力输配系统 节能空调机房，室内末端输送设备采用地暖分集水器，水力平衡分配器，生活热水采用多功能水箱。由此可体现出地源热泵主机的一机多用也代表着暖通系统的整个运行体系。（5） 地源热泵空调系统维护费用低。地源热泵的机械运动部件非常少，所有的部件不是埋在地下便是安装在室内，从而避免了室外的恶劣气候，机组紧凑、节省空间；自动控制程度高，可无人值守。由以上的特点可以看出，地源热泵的技术以后可得到广泛的应用。然而，地源热泵要实现