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水汽能在城市可持续发展中的应用
Source: | Author:gfhsforum | Published time: 2016-08-09 | 497 Views | Share:


全球人居环境论坛副主席泰吉• 哈马德（左一）为东尤
颁发“全球人居环境绿色技术范例奖”


文/黄国和

       人类的生存与发展离不开能源的利用，为了满足人们日常的工作、生产和生活的需求，人类对环境进行了大量的开采，不断利用自然界各种能源。在对能源大量无序的开采利用过程中，造成了环境污染、资源浪费，进一步危害了人类自身的生存。与此同时，人类为了更好地生存与发展，不断地向大城市集中，造成城市的拥挤与资源的浪费，城市的能源利用问题亟待解决。为了寻找新的能源，人类付出了艰辛的劳动，无论太阳能、风能、潮汐能、核能等等的利用，都不断地带动了人类社会的进步与发展。进入20世纪，人类对能源消耗更加巨大，对新能源的渴求变得更加急切。

       地球表面的水体与各类大气下垫面（如土壤、森林、草地、建筑等）及各类含水物体中蕴含了大量的液态水，液态水在各类物质的表面无时不刻地发生汽化，也就是从液态转变为气态。在其转变过程中，液态水吸收环境的热量（即汽化潜热）后变为气态的水汽进入到空气中，因而空气中的水汽本身含有了大量的热量。就其本质而言，其所吸收的所有热量均来自于太阳所赋予地球的热量，所以，这部分能量也是太阳能的一部分。
空气体量相对于人类而言是无限大的，所以在空气中的水汽含有的热量也是无限的。这部分热量一直都存储在空气中的水汽内，当水汽遇冷凝结时又会释放出来，在这个过程中，水会呈现气态、液态共存的现象，而热量就是在这个转变过程中得到了释放。由于水汽的形成是自发进行的，热量是自动进入到水汽内的，所以这部分能源是无偿且无限的。由于这部分能源是储存在空气中的水汽内、由水汽与液态水转变过程中得到，因此它的发现者黄国和将之命名为水汽能。由于空气中的水蒸汽体量巨大，其蕴含的热量超过了地下所埋藏的煤炭、石油和天然气所含热量的总和，因此水汽能的储存量是极其巨大的，水汽能的利用是可循环的，不处在枯竭与短缺，在利用过程中不存在对环境的污染。

       水汽能热泵技术是一种充分利用空气中水蒸汽热量的可再生能源技术，在冬季充分利用水汽能收集器收集空气中含有的水蒸汽所蕴含的热量，通过水汽能热泵将这部分低品位热量提升，作为中央空调的热源提供以及生活热水供应的技术；在夏季，水汽能热泵将吸收的建筑热量回收为生活热水，利用水汽能收集器作为高效冷却器将多余部分的热量散发到空气中，从而作为中央空调的冷源提供。

       水汽能热泵空调系统主要由水汽能收集器、水汽能热泵、水汽能运输系统、水汽能利用系统构成，水汽能收集器放置于建筑的室外（屋顶或者裙房楼顶），水汽能热泵放置在建筑地下机房内，利用水汽能运输系统中的外循环水泵将外循环液在水汽能收集器与水汽能热泵之间来回循环（外循环液在冬季为防冻液，在低温下不结冰，不板结，具有较好的流动性与热交换率，在夏季为普通的自来水）。同时，利用水汽能运输系统中的内循环水泵将内循环液在水汽能热泵与水汽能利用系统中的室内设备之间来回循环。在冬季，低温防冻液在水汽能收集器中吸收空气中水汽的热量，温度升高；温度升高后的防冻液在外循环水泵的作用下进入水汽能热泵，水汽能热泵工作后将热量品质提升、温度提高，将热量传递给内循环液，内循环液在内循环水泵的作用下流入水汽能利用系统设备，从而将热量传递到最终室内用户。在夏季，内循环液在水汽能利用系统设备中将最终室内用户的热量提取出来，通过内循环水泵传递给水汽能热泵，水汽能热泵将这部分热量传递给外循环液，外循环液在外循环水泵的作用下进入水汽能收集器内，通过水汽能收集器将热量传递给空气。


       现阶段，水汽能热泵主要应用于建筑节能与能源应用领域，在占建筑能耗60%以上的暖通空调系统中，水汽能热泵能够完成冬季低温制热、夏季高温制冷、全年供应生活热水工作。通过水汽能收集器与水汽能热泵的高效联合运行，绝大部分地区（包括严寒地区、夏热冬冷地区）大部分时间段内（高温低湿时期以及低温高湿时期）都能够实现低成本、高效率地提供建筑用冷热源及生活热水源。通过采用水汽能热泵的暖通空调系统，能够将建筑能耗大大降低；同时由于其冬季制热效果突出，完全可以取代燃油及燃气锅炉进行冬季供热，故能够减少化石能源的消耗、减少燃烧化石能源过程中所排放的污染物，达到节能、环保的目的。根据现有利用水汽能热泵进行暖通空调供应的具体示范工程统计，水汽能热泵中央空调系统比常规中央空调系统节能50%以上，年减少碳排放70%以上，全球推广使用水汽能热泵率达到20%，则可以减少碳排放3.2亿吨。因此当水汽能热泵在城市可持续发展中具有不可替代的作用。

       湖南东尤节能有限公司专注于水汽能的开发与应用，近几年已投产的水汽能热泵系列产品，已成功通过中国住房及城乡建设部的审核认证，载入《中国建筑节能推广手册》，已获得"世界自然基金会节能环保气候创行者"奖，公司热源塔热泵系统关键技术和成套装置整体技术已被湖南省科技厅认定为"国际先进水平"。2015年6月，被列入湖南省节能新技术新产品目录，并推荐到国家发改委《节能新技术新产品目录》。2015年东尤水汽能热泵技术己进入《长沙市两型产品采购目录》。2015年被湖南省发改委列入《节能新技术新产品推广目录》，2015年水汽能热泵及系统技术被可再生能源协会列入“可再生能源系统”。2015年10月28日在联合国总部荣获“全球人居环境绿色技术奖”。2016年1月17日在世界环保大会上，水汽能热泵技术荣获“国际碳金奖”。水汽能热泵技术成功运用于冷水江政府行政中心、冷水江人民医院、新邵人民医院、邵东邦盛国际大酒店等四十多个项目、上百万平米建筑，在城市的可持续发展中不断贡献自己的力量。