一、空气源热泵热水器

空气源热泵热水器工作原理类似于常规空调，将空气中的热量通过冷媒搬运到水中，传统的电热水器和燃气热水器是通过消耗燃气和电能来获得热能，而空气能热水器是通过吸收空气中的热量来达到加热水的目的，在消耗相同电能的情况下可以吸收相当于三倍电能左右的热能来加热水。

空气源热泵热水器有节能、便捷、安全、环保等特点。

与电热水器相比：空气源热泵热水器节能率可以达到75%左右；空气源热泵热水系统的热水和用电是完全隔离开来的，更为安全。

与燃气热水器相比：燃气热水器采用化石能源，会释放二氧化碳等温室气体；而空气源热泵热水器仅通过消耗少量电能，吸收空气中的热量加热水温，节能率可以达到65%左右，且运维简单方便，更为安全可靠。

与太阳能热水器相比：两者都是利用空气能和太阳能这两种大自然可再生能源进行工作的。对于太阳能热水器而言，日照时间充足的话，其节能效果非常明显；而如果遇上长时间的雨雪阴天的话，太阳能热水器将无法满足使用需求，甚至无法使用。而空气源热泵热水器则不受此限制，随时可以提供热水。

为了达到最佳的节能效果，实际应用中可以将空气源热泵热水器与太阳能热水器联合使用，优先采用太阳能热水器，太阳能不足时，启用空气源热泵热水器。

二、建筑窗膜

建筑窗膜根据功能不同，可以分为隔热膜、安全膜、装饰膜等，是用于贴在平板玻璃表面的一种多层的聚酯薄膜。量子膜（原“舒热佳”）通过磁控溅射技术将镍、银、钛、金、氧化铟等高级宇航合金材料均匀溅射于高张力的PET基材上。

隔热效果持久，同时达到了高清晰、高隔热、低反光、不褪色的表现，且紫外线防护系数达到99%，多层贵金属薄膜粘贴在玻璃内侧增加防爆系数。

可以改善玻璃的性能和强度，使玻璃具有防紫外线、节能、隔热、防爆、保温、美化外观、遮蔽私密、安全等功能。

玻璃隔热膜隔热原理如下图：

三、二氧化碳热泵热水器

二氧化碳热泵热水器是空气源热泵热水器的一种，以天然冷媒CO2作为制冷剂，有出色的高温制热能力、优异的低温运行能力、较高的能效比和环保节能特性，可用于酒店、学校、办公等场所，满足生活热水和采暖需求。

出色的高温制热能力：常规的空气源热泵热水器出水温度一般为55℃，CO2热泵出水温度可达90℃。

优异的低温运行能力：最低可在-15℃的环境中正常运行，无需辅助加热设备。

较高的能效比：二氧化碳热泵热水器的平均COP高达4.5，

环保节能：由于二氧化碳热泵热水器的冷媒为CO2，不会释放任何有害物质和废气，对环境无污染。

此外： CO2跨临界循环冷热耦合联供系统可以同时制热和制冷，可用于酒店、商场、大型超市、有制冰需求的比赛场馆和不同用能温度需求的工厂等场景，满足不同场景供热、制冷、生活用水和制冰等需求。

CO2跨临界循环示意图

四、地源热泵

地源热泵是以浅层地热能（土壤、地下水、地表水等）做为热源的高效节能的空调设备，其利用铺设在土壤、地下水、地表水中的换热器，实现空调房间和土壤、地下水、地表水等的换热，以达到建筑空调效果。

根据热源类型不同，可以将地源热泵分为地埋管地源热泵、地下水地源热泵、地表水地源热泵三种主要类型。地埋管地源热泵，也称为土壤源热泵，是以地下土壤为热源，通过埋入地下的换热器，利用土壤的稳定温度进行热交换。适用于周边有埋管空间的建筑物。

地下水源热泵通过地下水井、地下水管或隔水层采集地下水进行热交换，并转移到热泵循环系统中。由于地下水具有较高的稳定温度，因此地下水源热泵的性能更稳定，能效更高。

地表水地源热泵主要利用湖泊、池塘、海水等地表水的热能进行热交换，将地表水中的热能提取出来，并转移到热泵循环系统中，用于制冷和供暖。适用于地表水丰富的区域，能够提供可靠的供热效果。

地源热泵有诸多优点，具体如下：

节能高效：地源热泵经过输入少量的高品位能源（电能），实现由低温位热能向高温位热能转移。在冬季，把热量从土壤或地表水中取出，提升温度后供给室内采暖；在夏季，把室内热量取出，释放到土壤或地表水中。消耗1kWh的高品位电能，可以获得4kWh以上的热量或冷量，能效比较传统的中央空调高出30%以上。

一机多用：地源热泵除了可以用于制冷和采暖外，还可以提供生活热水、泳池水加热等附加功能。一机多用，可以满足用户的多种需求，节省设备投资成本。

环保无污染：地源热泵利用浅层地热能，运行过程中不产生任何废气、废水、废渣等污染物，是一种环保无污染的绿色能源利用方式。

安装灵活、运行稳定、维护简单：地源热泵利用的是地区表面浅层地热能资源，基本不会收到气候和天气的影响。在寒冷的冬季和炎热的夏季，都可以稳定运行，保证室内空调温度；无需像传统锅炉房一样占用大量机房空间；此外，地源热泵的热交换系统使用寿命长，维护成本低，运行稳定。

五、太阳能热水器

随着全球对可再生能源的关注度不断提高，太阳能热水器作为一种绿色、环保的热水解决方案，在近年来得到了广泛应用。太阳能热水器是一种捕获阳光来加热生活用水的系统，通常由吸收太阳能的太阳能集热器和将热量传递到水中的系统组成。

太阳能热水系统工作原理：

太阳能热水系统主要由太阳能集热器、储水保温水箱、热交换器、管道保温系统（连接管道）、自动控制系统和其他外部设备（如：循环泵、电磁阀及伴热带等）组成。其中太阳能集热器是将太阳能转化为热能的核心部件，储热水箱是储存热水的装置，热交换器将热量从集热器中的流体传输到用户的供水系统，自动控制系统用于管理系统温度数据，确保温度适宜。

太阳能热水器类型：

太阳能热水器根据吸收器的类型可以分为真空管式、平板式和混合式三种。

真空管式太阳能热水器外观类似于悬挂在屋顶上的光管。它的特点是集热面积大、寿命长、保温性能好、高温性能稳定，适合在北方地区采用。但是其造价较高、易受风吹、玻璃管易破，需要定期进行保养。

平板式太阳能热水器是由吸热器、保温层和外罩组成。其特点是外形简洁、造价相对较低、易于维护和维修。适合在南方地区使用，但是在北方地区，则要考虑保温效果。

混合式太阳能热水器结合了真空管式和平板式的优点，适合在所有地区使用。其主要特点是采用管式吸收器，不受气候影响，夏季可获得高水温（达到80-100℃），且使用寿命较长，但造价相对较高。

太阳能热水器应用场景：

太阳能热水器将太阳光能转化为热能，将水从低温加热到高温，以满足人们在生活、生产中的热水使用。由于受太阳能资源的影响，寒冷的冬季或者阴雨天气，需配合其他热源一起使用。小型家用太阳能热水器一般设置电辅热装置；商用或大型太阳能热水系统可复合热泵热水器、燃气锅炉等设备，共同作为热水系统热源。

太阳能系统案例：

下图为某项目太阳能热水系统，采用「集中集热—分户储热—分户辅热」系统，在屋顶设玻璃真空管式集热器及缓冲水箱；每户卫生间内洗衣机上方设储/换热水罐，通过该热水罐内的换热盘管加热罐内的冷水，生成并储存热水；换热盘管内的热媒采用水，热水罐的辅助热源采用电。用户反馈热水使用舒适，节能效果显著，大大降低热水系统耗电量。

六、太阳能光伏发电

光伏发电是根据光生伏特效应原理，利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能。不论是独立使用还是并网发电，光伏发电系统主要由太阳电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成，它们主要由电子元器件构成，但不涉及机械部件。

光伏发电设备极为精炼，可靠稳定寿命长、安装维护简便。理论上讲，光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合，上至航天器，下至家用电源，大到兆瓦级电站，小到玩具，光伏电源可以无处不在。

（一）太阳能光伏发电系统应用场景

光伏发电系统原理示意图

Ø屋顶光伏：是太阳能光伏发电系统应用最为广泛的场景，也是国家政策大力推广的光伏形式。2021年6月，国家能源局综合司正式下发《关于报送整县（市、区）屋顶分布式光伏开发试点方案的通知》，规定党政机关建筑屋顶总面积，安装光伏发电比例，不低于50%；学校、医院、村委会等公共建筑屋顶，总面积安装光伏发电比例，不低于40%；工商业厂房屋顶，总面积安装光伏发电比例，不低于30%；农村居民屋顶，总面积安装光伏发电比例，不低于20%。

Ø太阳能光伏路灯：白天太阳电池组件向蓄电池组充电，晚上蓄电池组提供电力给LED灯光源供电，实现照明功能。

太阳能光伏路灯

Ø光伏玻璃：采用低铁玻璃覆盖在太阳能电池片上，以确保有更多的光线透过率，产生更多的电能。经过钢化处理的低铁玻璃具有更高的强度，可以承受更大的风压及较大的昼夜温差变化，应用非常广泛，如：太阳能智能窗，太阳能凉亭和光伏玻璃建筑顶棚，以及光伏玻璃幕墙等等。

光伏玻璃结构示意图

Ø 光伏车棚：光伏车棚作为分布式光伏项目（或者作为其中的一部分），与充电桩、新能源电动汽车相结合，利用设在棚顶的光伏组件发电，通过充电装置储存到蓄电池中或直接供给电动车充电使用，自发自用，甚至可以余电上网。

光伏车棚

（二）光伏组件分类

目前光伏发电组件主要有非晶硅光伏组件、多晶硅光伏组件以及单晶硅光伏组件：

Ø 非晶硅光伏组件占地面积大、转换效率低，但是弱光较好；

Ø 单晶硅光伏组件转换效率较高，造价也要高些，使用寿命与多晶硅光伏组件基本相同；

Ø 多晶硅光伏组件衰减慢、使用寿命长、价格有优势，是现在市场上比较多的一种；

（三）光伏发电量

我国幅员辽阔，不同地区太阳能资源丰富程度不尽相同。参考各地的辐照量，大部分地区1千瓦的光伏发电系统每天约可发电4度，每年发电量约为1460度。

（四）光伏系统安装注意事项

屋顶安装光伏需要考虑承重问题，常见的安装方式包括附加型、压载型及桩基型。彩钢瓦型式屋顶一般都采用附加型，将光伏组件平铺在彩钢瓦上；水泥屋顶常见的安装方式是压载型和混凝土基础桩基型，安装时要注意不要影响建筑的强度和屋顶的防水性能。

七、磁悬浮制冷机组

随着时代与经济的快速发展，人们环保意识不断提升，高效、节能、环保成为大多数用户选用空调设备的重要考虑因素之一，磁悬浮冷机作为目前中央空调技术最前沿、节能效率最高的产品：无油路故障、噪声低、部分负荷时有超高的性能系数等特点，满足了时代发展的需要。

（一）磁悬浮离心式制冷机组技术及其发展

图一：磁悬浮离心式制冷机组外观

磁悬浮技术的研究首先始于磁悬浮列车，随着现代工业的飞速发展，上世纪90年代以后开始研究应用于制冷压缩机。2003年1月，麦克维尔空调公司在美国正式向全球发布了世界上第一台采用磁悬浮离心式压缩机的冷水机组，并顺利通过美国制冷空调与供暖协会认证。

从设备结构来看，磁悬浮离心式制冷机组采用磁悬浮轴承，郭鹏学暖通一般设计成两级压缩的离心式冷机，结合数字变频控制技术，压缩机转速可以在10000rpm~48000rpm之间调节，从而使磁悬浮冷机具有优异的部分负荷性能，综合能效系数可达到0.41kW/ton，部分负荷性能系数IPLV值最高可达13，而常规的离心机组IPLV一级能效标准为7.50~8.10。目前市场上有制冷量范围在100~1500冷吨之间磁悬浮冷机可供选择使用。

二、磁悬浮离心式制冷机组特点

1、节能高效

磁悬浮冷机无油系统，制冷剂中不会混入润滑油，提高了冷凝器和蒸发器的换热效率；磁悬浮轴承与传统的轴承相比，磁悬浮轴承的摩擦损失仅为前者的2%左右，从而提高了机械效率；磁悬浮冷机采用数字变频控制技术提高了冷机部分负荷效率。

2、启动电流低

普通大型冷机，启动电流能达到200A-600A的电流，对电网冲击很大。磁悬浮冷机采用变频软启动，启动电流很小，断电后恢复供电时多台冷机可以同时启动。

3、运行安静

磁悬浮冷机没有机械摩擦，机组产生的噪声和振动极低，压缩机噪声低于77dB，普通离心式压缩机裸机噪声在100dB以上。

4、系统可持续性高

在传统的制冷压缩机中，机械轴承是必须的部件，并且要有润滑油系统来保证机械轴承工作，据统计在所有烧毁的压缩机中，90%是润滑失效引起的。磁悬浮冷机无需油润滑系统，没有机械摩擦，较传统冷机可持续性更高。使用寿命优势磁悬浮轴承无磨损，空调使用寿命长达三十年。

5、日常维护费用低

磁悬浮机组运动部件少，没有复杂的油路系统、油冷却系统，减少了冷机维护内容。

三、磁悬浮离心式制冷机组的应用

磁悬浮离心式制冷机组具有很突出的高效节能的优点、运行低噪声、部分负荷能效比高，特别适合于医院、大酒店、高档办公楼、绿色节能环保建筑等的中央空调系统，既能充分发挥机组部分负荷高效节能的作用，很大程度上节省了整个空调工程的运行费用。虽然目前受限于磁悬浮制冷机集成磁悬浮轴承和数字变频控制系统高成本价格影响，磁悬浮制冷机组的普及率不高，但随着国家“十三五”节能减排政策的推进力度不断加大，世界各大磁悬浮生产企业加大对中国市场的投入，国产空调品牌逐步加大磁悬浮冷机技术研发进度，市场对磁悬浮空调的需求井喷，磁悬浮冷水机组有着广阔的应用前景。

四、核心部件磁悬浮压缩机简介

磁悬浮离心式制冷机组的技术核心为磁悬浮离心压缩机。磁悬浮离心压缩机大致可分为压缩部分、电机部分、磁悬浮轴承及控制器、变频控制部分。其中压缩部分由两级离心叶轮和进口导叶组成，两级叶轮中间预留补气口，可实现中间补气的两级压缩。

磁悬浮轴承及其控制是磁悬浮压缩机的核心部件：压缩机设有２组径向和1组轴向磁悬浮轴承，在控制器的控制下，运行过程中可始终保证主轴与轴承座之间有约７μm的间隙。

图二：磁悬浮离心式压缩机原理图

图三：磁悬浮轴承原理图

图四：磁悬浮轴承内部结构图

八、热源塔热泵

一、什么是热源塔热泵？

热源塔热泵（也称为“能源塔热泵”）是一种冬季吸收室外空气中的热量来为系统提供热量、夏季将系统的热量排出到室外的组合配套空调设备装置，由热源塔、小温差水源热泵、除霜机等组成。

二、热源塔的换热机理

热源塔是冷却塔的改进。在夏季，热源塔热泵机组把热源塔作为冷却塔，利用水的蒸发散热；在冬季，热源塔热泵机组利用冰点低于0℃的载体介质，提取-9℃以上、相对湿度较高的低温环境下空气中的低品位热能进行供热。

热源塔吸收输出的低温位热源温度与环境空气温度的传热温差必须小于3℃，热源塔热泵蒸发器的蒸发温度与环境空气温度的传热温差小于或等于6℃时，热泵才能获得较高的供热性能。

三、热源塔热泵系统的特点

1、节能高效：热源塔热泵充分利用了南方地区冬季“低温高湿”，室外环境空气中低温水蒸气储藏的巨大能量的特点。热源塔吸收了空气中的显然+低温水蒸气的潜热，其提取低品位能的性能相比风冷热泵稳定，不需要化霜，能效高。冬季机组的制热性能系数在3.8左右，夏季平均能效比达到4.5以上。热源塔热泵比风冷热泵机组节能25%~30%，与土壤源热泵空调节能效果相当。

2、一机多用：取代常规水冷系统+燃油/燃气锅炉，节省占地面积。热源塔热泵系统不仅可以夏季制冷、冬季供暖，而且机组还可以提供一年四季的生活热水，特别是夏季机组可以做热回收，制冷的同时还可以提供免费生活热水。

3、高效环保：热源塔热泵利用的是空气能，省去了辅助供热的锅炉，一机三用，提高了设备使用率，降低了出投资，节能环保，

4、不受场地和地质条件限制：热源塔热泵适用于室外湿球温度高于-9℃以上的长江以南地区。与地源热泵相比，不受地质条件、地下水、地表水等的限制；与风冷热泵相比，主机放置在机房，噪音小。

5、初投资低、性价比高：热源塔热泵夏季制冷时具有负压蒸发、冷却水温度低的特点，更为节能；冬季供暖时，采用低温宽带技术和负温度喷淋防霜溶液。在平均气温2℃左右的气候下，比冷水机组+燃油锅炉节能45%左右；比冷水机组+燃气锅炉节能25%左右；比地源热泵节能5%左右，但初投资低40%左右。

6、运营维护要求较高：能源塔热泵的能效比超过传统风冷热泵与水冷热泵，但是其初投资要高于传统热泵，其维护难度也高于传统热泵，需设置防飘雨设计，时刻监测溶液浓度，及时加药。