【正文】 的緩慢，節(jié)能得到前所未有的重視。熱泵僅需要消耗較少的高品質(zhì)能量就可以獲得相同的供熱量，從而節(jié)約了大量燃料。熱泵是按照逆向熱力循環(huán)，利用少量的高品位能去提取周圍環(huán)境中的無直接用途的熱量，使其能位提升，從而獲得更高的可利用能源。根據(jù)有關(guān)信息中心預(yù)測統(tǒng)計，2022 年我國房間空調(diào)器在北京、上海、廣州和深圳四大城市居民普及率高達(dá) %，其中 1/3 是熱泵型 [16]。80 年代初到 90 年代末，我國暖通空調(diào)領(lǐng)域掀起了一股“熱泵”熱。當(dāng)前環(huán)境污染和能源緊張問題正成為世界各國共同面臨的兩大難題，而熱泵工業(yè)相對于世界發(fā)達(dá)國家起步較晚，但發(fā)展速度還是很快的。雖然電熱水器、燃?xì)鉄崴骷夹g(shù)已趨于完善，并朝著方安全、小型、綜合、中央化的方向發(fā)展，但是從能源消耗角度來講，高能耗是無法克服的缺憾。城鎮(zhèn)居民建筑熱水供應(yīng)主要采取電熱水器、燃?xì)鉄崴鞯刃问剑柲軣崴魅找嫫占?，但目前城?zhèn)使用率尚不足 5%[14]。各類商業(yè)建筑能耗中，熱水消耗比例為：寫字樓 %，商場 %，飯店 31%，醫(yī)院 %[15]。 課題研究意義 我國熱水能耗現(xiàn)狀能耗高，費用高根據(jù) 2022 年商業(yè)建筑的能耗調(diào)查統(tǒng)計，商業(yè)建筑每年的能耗總費用已經(jīng)高達(dá) 225 億人民幣 [14]。建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)體系是整個工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)體系的重要組成部分，完善建筑節(jié)能相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系也是很重要的一項工作。建筑領(lǐng)域是能源消耗大戶，是節(jié)約能源工作的重要方面。為貫徹這一方針，在節(jié)約能源方面，我國政府和有關(guān)部門、地方政府制定了一系列法律、方針政策和規(guī)章辦法。1949～1999 年的 50 年里，一次能源產(chǎn)量增長 45 倍，發(fā)電量增長 287 倍，居世界的位次由第 13 位和第 25 位上升到第 3 位和第 2 位，成為世界能源大國。但是從總量上來看，到目前為止，不僅既有的 400 多億㎡城鄉(xiāng)建筑中的 99%為高能耗建筑，新建的數(shù)量巨大的房屋建筑中，95%以上還是高能耗建筑，單位建筑面積采暖能耗高達(dá)氣候條件相近的發(fā)達(dá)國家新建建筑的 3 倍左右 [13]。2020年全國房屋建筑面積將接近 2022 年建筑面積的 2 倍，目前我國每年建成的房屋面積高達(dá)16～20 億㎡，超過發(fā)達(dá)國家建成建筑面積的總和，但基本上都是高能耗建筑 [12]。此外，估算北方農(nóng)村采暖用商品能源約為 400 萬tce[10][11]。這一地區(qū)的面積達(dá) 680 萬㎡，占國土面積的 72%；人口達(dá) 億，占全國人口的 45%。目前我國單位建筑面積的采暖能耗約比發(fā)達(dá)國家高 2倍以上?？照{(diào)住宅消耗約為一般住宅能耗的 6～7 倍。由于空調(diào)的迅速普及，我國已成目前世界上空調(diào)銷售量最多的國家。據(jù)統(tǒng)計，全國城鎮(zhèn)百戶居民家庭的空調(diào)擁有量，從 1991 年的 臺增加到 2022 年的 30 多臺。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，近年來，空調(diào)裝置迅速普及，空調(diào)能耗在我國建筑能耗中的比重大幅度提高，逐步發(fā)展成為建筑能耗中的一個主要部分。如果將全國建筑能耗加上農(nóng)村用生物質(zhì)能消耗 億 tce，則我國生活用能消耗北京建筑工程學(xué)院碩士論文12總量為 億 tce，占全國商品能源和生物質(zhì)能源消耗總量的 %。（3）我國的建筑能耗目前我國建筑能耗已約占全國能源消耗總量的 25%以上，成為能耗大戶。建筑用能及其服務(wù)，每年約消耗達(dá) 2200 億美元。這些建筑用能污染物的排放量占全美總排放量的比例如下：CO 2為 35%，SO 2為 47%，NO x為 22%。在有空調(diào)的建筑物中，空調(diào)消耗約占建筑物總能耗的 50%～60%左右，居第一位。2022 年，它在全社會能源消耗量的比重為[9]，并且隨著人們對熱舒適性要求的不斷提高以及各類家用電器的普及，這個比例成持續(xù)上升的趨勢。廣義建筑能耗，既包括建筑材料生產(chǎn)和建筑施工的能耗，又包括建筑使用過程的能耗，范圍過寬，跨越了工業(yè)生產(chǎn)和民用生產(chǎn)等不同的領(lǐng)域，故國際上通常所謂的建筑能耗指的是狹義建筑能耗，即建筑使用能耗，包括照明、采暖、空調(diào)、降溫、電梯、熱水供應(yīng)、炊事、家用電器以及辦公設(shè)備等消耗與工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運輸?shù)确矫娴哪芎牟⒘?，屬于民生能耗?國內(nèi)外建筑能耗現(xiàn)狀（1）建筑能耗含義建筑物所用建筑材料的生產(chǎn)制造要消耗能源，建筑物的建設(shè)施工要消耗能源，建筑的使用過程中更要消耗能源，總的來說，建筑物從建設(shè)到使用都離不開能源，能源是建筑物建設(shè)和使用全過程不可缺少的、最為重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。由于能源利用和其他污染源大量排放環(huán)境污染物，造成全國有57%的城市顆粒物超過國家限制值；有 48 個城市的 SO2濃度超過國家二級排放標(biāo)準(zhǔn)；有 82%的城市出現(xiàn)酸雨，面積已達(dá)國土面積的 30%；許多城市的 NO2有增無減，其中北京、廣州、烏魯木齊和鞍山超過國家二級排放標(biāo)準(zhǔn)。1999年我國排放 億噸 CO2，居世界的第 2 位，其中 85%是由燃煤排放的。若不包括我國，1999 年全球一次能源結(jié)構(gòu)中煤炭的比例已降到 %，遠(yuǎn)低于石油所占比例，也低于天然氣所占 %的比例。我國是世界上少數(shù)幾個能源結(jié)構(gòu)以煤炭為主的國家，也是世界上最大的煤炭消耗國。如果不對溫室氣體采取減排措施，在未來幾十年內(nèi)，全球平均氣溫每10 年將可能升高 ℃，到 2100 年全球平均氣溫將升高 1～℃ [4]。據(jù)政府間氣候變化專門委員會（IPCC）第一工作組 1992 年度工作報告報道，1990 年全球化石燃料向大氣排放了約 61 億噸 CO2 [4]?？梢?，CO 2是大氣中的主要溫室氣體類型，而化石燃料的燃燒是能源活動中 CO2的主要排放源。全球氣候變化是當(dāng)前國際社會普遍關(guān)注的重大環(huán)境問題，它主要是發(fā)達(dá)國家在其工業(yè)化過程中燃燒大量化石燃料產(chǎn)生的 CO2等溫室氣體的排放，已經(jīng)成為國際社會減緩全球氣候變化的重要組成部分。（2）伴隨能源消耗產(chǎn)生的環(huán)境污染問題傳統(tǒng)石油能源的大量開發(fā)和利用，是造成大氣和其他類型環(huán)境污染和生態(tài)破壞的主要原因之一。而我國所面臨的確實能源需求量成倍增長的嚴(yán)重挑戰(zhàn)。據(jù)有關(guān)資料報道，我國人均能源資源探明儲量只有 135tce，僅相當(dāng)于世界人均擁有量 264tce 的 51%。我國能源經(jīng)濟可開發(fā)剩余可采儲量的資源保證程度為 年，其中：原煤僅為 年，原油僅為 年，天然氣僅為 年 [4]。根據(jù)最新資料報道，現(xiàn)有探明技術(shù)可開發(fā)能源總資源量超過 8230 億 tce，探明經(jīng)濟可開發(fā)剩余可采總儲量為 1392 億 tce，約占世界總量的 %。 根據(jù) 2022 年 6 月下旬，BPAmoco 公司公布的“BP 世界能源統(tǒng)計評述 2022”關(guān)于世界能源證實儲量的數(shù)據(jù)，到 2022 年底，石油為 1421 億 t，可采 年；天然氣為 萬億立方米，可采 61 年；煤炭為 億 tce，可采 227 年 [4]。1998 年世界一次能源（包括生物質(zhì)能）消耗總量為 億 tce（標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量/噸） ，其消費構(gòu)成為：石油占 %，天然氣 %，煤炭占 %，核電占 %，大中型水電占%，新可再生能源占 %，傳統(tǒng)生物質(zhì)能占 %。在全球大氣污染最嚴(yán)重的前十座城市中，我國占了其中的 5 座（北京、沈陽、西安、上海、廣州） [3]。我國的能源結(jié)構(gòu)中，過分依賴煤炭的消耗，煤炭在一次能源消耗構(gòu)成中占 75%，大氣污染的主要特征是煤煙型污染，全國每年由于燃煤所排放的粉塵量約為 107噸，SO 2約為107噸，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了全球陸地平均污染負(fù)荷量 [2]。煤的人均儲量僅為世界平均水平的1/5，石油的人均儲量僅為世界平均水平的 1/8，天然氣則僅為世界平均水平的 1/25。隨著世界人口和經(jīng)濟的迅速增長，能源消耗問題日益嚴(yán)重，并導(dǎo)致環(huán)境污染的日益加劇。 HCOP 北京建筑工程學(xué)院碩士論文7目錄摘 要 ........................................................................................................................1ABSTRACT..................................................................................................................21 緒論 .............................................................................................................................6 課題研究背景 ......................................................................................................6 國內(nèi)外能源消耗現(xiàn)狀 ....................................................................................6 國內(nèi)外建筑能耗現(xiàn)狀 ....................................................................................7 我國的節(jié)能措施和政策法規(guī) ........................................................................9 課題研究意義 ....................................................................................................10 我國熱水能耗現(xiàn)狀能耗高，費用高 ....................................................10 熱泵裝置在我國日益普及 ..........................................................................10 國內(nèi)外研究和應(yīng)用進展 ....................................................................................11 國外研究與應(yīng)用進展 ..................................................................................11 國內(nèi)研究與應(yīng)用進展 ..................................................................................12 本文的主要工作 ................................................................................................142 前期社會調(diào)研與社會價值分析 ...............................................................................15 前期社會調(diào)查 ....................................................................................................15 社會價值分析 ....................................................................................................183 熱泵循環(huán)工質(zhì)、壓縮機及換熱器模型 ...................................................................20 熱泵循環(huán)工質(zhì)的數(shù)學(xué)模型 ................................................................................20 循環(huán)工質(zhì) R134a 的性質(zhì) .............................................................................20 循環(huán)工質(zhì) R134a 的熱力性質(zhì)參數(shù) .............................................................20 熱泵壓縮機的數(shù)學(xué)模型 ....................................................................................23 活塞式壓縮機的工作過程 ..........................................................................24 活塞式壓縮機的供熱量和耗功率 ..............................................................27 影響活塞式壓縮機性能的主要因素 ..........................................................29 冷凝器模型 ........................................................................................................29 蒸發(fā)器模型 ...............................................