发布时间:2023-01-05 08:47:08
序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的海洋能论文样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。
本文在波浪理论知识基础上,选择线性Airy波浪理论,用波压积分法,利用matlab进行计算受力,研究在不同波高、周期、摆板入水深度以及水深情况下固定摆板的受力变化,为摆板式波浪发电装置的优化设计提供参考。
关键词:摆式发电, MATLAB,波压积分,受力分析
中图分类号:C35文献标识码: A
引言
进入21世纪可持续发展愈来愈受到重视,可再生能源的利用是可持续发展的重要支撑。由于海洋能在可再生能源中的利用占据了非常重的位置,其中波浪能又是海洋能中的翘楚,利用前景广阔,近年来利用波浪能发电装置愈来愈多的研制并投入使用。在此我们将对摆式波浪发电装置摆板受力情况进行研究。
经过调研和研究我们在计算中采用波压积分法对固定摆板的受力计算分析,研究对其受力变化产生的影响因素。为后期的摆式发电装置的优化设计提供数据支持。
1.波浪力计算公式
半经验公式莫里森方程存在局限性其只适用于大型圆柱结构物[1],但是对于板式结构物则需要通过波压力沿板结构表面积分方法计算。其计算公式为:
式中,为波浪力沿x方向的分量,N;p为板结构两侧压力差,Pa;为板结构没入水中的深度,m;为波面高度,m;z为摆板上任一点z坐标值,m。波压力和波面高度由波浪理论确定。
由线性波浪理论,波面方程可假设呈余弦方式,即
(1―1)
式中,a为波动振幅,k为波数,为波浪圆频率。
线性波中,波压强分布,由微幅波假定,忽略二阶项,相对压强为:
(1―2)
上式中第一项为静水压力项;第二项为动压力,其中,为压力响应系数。在z=0处取最大值1,在底部取最小值。式(1―2)只对静水面以下成立,要求静水面以上的压力,可采用Tayor展开,设坐标原点在静水面上,静水面以上任一点z1的压力为:
(1―3)
2.数学模型
数学模型在实验室模型[2]基础上以1:1的比例构建,实验室水槽及实验装置如图1所示。水槽尺度:,实验板结构尺寸:。坐标如图所示,原点为摆板和静水面交线和水槽静水面中线交点。
图1 数学模型图
3.数值计算
根据上述波压公式,得板结构的波浪力公式:
当时,即板结构处波面低于静水面,
当时,即板结构处波面高于静水面,
利用MATLAB自编程序,分别计算改变周期、波高、摆板入水深度及水深的情况下的四组波浪力数值。根据计算水深为中水深 [4]。
3.1波浪周期对波浪力的影响
保持波高水深及摆板入水(静水时)深度不变。按照图2所示分别改变周期的大小,得到如下结果。由于计算得到的波浪力时间变化曲线都是正弦曲线[2],而正弦曲线的有效数值是与最值和幅值相关的,故在此我们只需分析波浪的最大正负值和幅值即可。
图2周期改变时波浪力曲线
通过图2中计算结果以及波浪力变化趋势,可以看到,在保持波高、入水深度和水深恒定的情况下,固定摆板的波浪力随波浪周期增大而增大。
3.2波浪波高对波浪力的影响
在只改变波高的情况下,由图3中计算结果和曲线可知,波高的变化对于固定摆板受到的波浪力影响显著,波高增大时摆板受到的波浪力也增大。
图3波高改变时波浪力曲线
3.3 摆轴和静水面的距离对波浪力的影响
图4摆轴静水面距离改变时波浪力变化曲线
只改变摆轴和静水面距离时得到摆板受到波浪力及变化如图4,可知随摆板处静水面和摆轴的距离增大而增大,但影响幅度较小。
3.3摆板入水深度对波浪力的影响
保持T、H以及水深d即摆轴到静水面距离不变,改变入水深度。
图5摆板不同入水深度时波浪力曲线
在波浪参数以及水深不变的情况下,摆板入水深度即端部到静水面的距离的改变对摆板受波浪力影响较大,随着入水深度的增大波浪力成线性增大。
4.结论
本文通过建立数学模型,利用波压积分法,计算出摆板在不同情况下的受力,研究了波浪周期、波高、摆轴到静水面的距离以及摆板入水深度等四个因素对波浪力的影响,其中波浪力随周期和摆板入水深度的增大近似线性增大,随波高增大而增大,而摆轴到静水面距离的变化对波浪力影响很小,几乎没有。该计算结果与试验结果[3]相吻合对于之后进行的摆式波浪发电装置的受力分析提供了参考。由于本文在计算中未考虑线性波的伸缩变化[4],数据存在一定的误差。
参考文献:
[1] 王涛,尹宝树等.海洋工程.山东教育出版社.2004.
[2] Jianmin Chen.Experimental Research on Calculating Wave Force through Wave Pressure Measurement.Advanced Materials Research .2011.
摘要:闽台地缘相近,新能源资源结构相似,发展新能源的诉求一致,两地的新能源合作可带来能源共同发展的双赢局面。闽台新能源合作既有些有利条件也存在阻碍因素,所以要遵循一定的构建原则,使闽台在新能源合作的措施上先行先试。
关键词:闽台;新能源;合作
一、引言
能源是经济发展的血液,保证能源安全已成为经济发展中的重要战略任务之一。闽台两地都是常规化能源极为匮乏的地区,随着经济发展对能源需求的加大,两地对外的能源依存度进一步加大,环境容量的制约问题也开始显现。相反,由于闽台地缘相近,两地在太阳能、风能、海洋能等新能源的储量上都极为丰富,两地可以利用有利的地缘、血缘、文缘、商缘、法缘等“五缘”优势和紧密的经贸关系,建立起新能源开发建设领域的区域能源合作,实现闽台地区的能源安全,以推动经济的持续性发展。
二、闽台新能源开发状况
海峡西岸的福建地区是常规能源缺乏的地区,受基础储量的限制,常规能源生产增加的潜力有限,这使得风能、太阳能、生物质能等新能源开始得到了空前的重视;台湾地区能源基础储量更是匮乏,其能源供应几乎全部依赖于外部进口,20世纪70年代两次能源危机发生后,台湾地区开始实行能源发展的多元化政策,积极鼓励新能源产业的发展。
(一)闽台新能源资源储量分布
由于闽台地理位置相似,两地在新能源资源的储量及结构上极为相近。其中,在风能资源方面,受台湾海峡的影响,闽台地区是我国风能资源的最佳风能区,其中福建现有经济可开发量就达200万千瓦[1];太阳能资源方面,福建南部、台湾西南部是我国的资源储量中等类型地区,具有利用太阳能的良好条件[2]。在未来具有开发前景的能源中,作为沿海地区,海洋能更是两地取之不尽、用之不竭的可再生性新能源,其中福建在以探明可开发的海洋能中的潮汐能电站280万千瓦以上的就有79座,总装机容量1.033万千万瓦,开发潜力巨大[3]。
(二)福建地区新能源开发状况
在支持新能源发展的政策指引下,福建的新能源产业得到了较快程度地发展。其中核能利用项目福清核电和宁德核电已经全面启动;“十五”期间的福建新能源战略重点项目——平潭长江澳风电项目一、二期已并网发电、三期已动工,根据规划,“十一五”期间,福建将大力发展风力发电,到2010年全省风电装机容量将达到60万千瓦,风电装机比例争取达到2%[4];生物质能利用方面,目前主要集中在农业废弃物利用方面如农村沼气工程、生物液体燃料等,在生物质能的发电方面也已起步,如利用城市垃圾进行发电的福州红庙岭垃圾焚烧发电厂,就取得了较好的综合经济效益。
(三)台湾地区新能源开发状况
在台湾的现有能源结构中,除核能外的其它新能源所占比例较低。在核能发展方面,台湾的核科技实力总体不强,但在个别领域如核电安全营运与管理、放射性废物处理等方面走在了世界前沿,其中2004年台湾核能发电379.39亿千瓦时,占地区发电总量的20.93%,占能源供应总量的7.30%[5];在风能利用方面,台湾计划至2010年将风能发电装机容量升至30万千瓦;太阳能热利用之太阳能热水器的普及率也已达4%,海洋能和地热能的应用技术也在积极的研发之中。根据台湾“经济部能源局”的规划,至2010年,台湾的可再生性新能源将占能源供应比例的10%[6]。
三、闽台新能源合作现状
由于闽台特殊的“五缘”关系,闽台在经济的合作方面一直较为紧密。其中福建充分发挥其对台优势,率先开展对台小额贸易,率先设立台商投资区和海峡两岸农业合作试验区,这有力地推进了闽台的经贸合作。目前,福建省已成为对台工作平台和渠道最为密集的地区,吸收台资项目、利用台资金额以及与台湾的贸易额都位居大陆各省市前列,闽台农业合作更是位居大陆第一[7]。但在能源合作特别是新能源合作领域,两地的合作却并未起步。
(一)海峡两岸的新能源合作
在能源领域,海峡两岸已展开过常规能源的实质性合作。1995年,大陆中海油公司和台湾“中油公司”决定在台湾海峡中线的珠江口台南盆地与潮汕凹陷区域展开联合勘探作业;2002年,台湾“中油公司”与中国海洋石油总公司正式签署协议,双方合作在台湾海峡中线合作探油,揭开两岸公营企业合作的序幕;同年,台湾“中油公司”开始为大陆石油天然气公司代炼原油,代炼的产品经第三地运回大陆,成为两岸经济合作的重要新模式[8]。但在新能源方面,两岸目前的合作主要还是停留在交流的层次上,在开发建设方面并未展开。
(二)闽台地区的新能源合作
在新能源的开发建设方面,虽然闽台有着共同的资源优势和发展愿望,但闽台还未展开过任何实质性的合作。目前两地在新能源的合作模式上仅停留在交流的层面,即两地的学者和业者通过研讨的方式就能源建设、能源节约等能源相关问题展开交流,作为一种初级形态的合作机制,它对寻求能源合作问题上的突破有着积极的促进作用,但在转变成现实的合作上还需要一定的过程。
四、闽台新能源合作不利因素分析
鉴于能源在经济发展中的基础性作用,在海峡两岸仍存在严重的政治对立情况下,闽台的新能源合作可能会受到比其它行业合作更多的政治层面的干扰,市场经济的驱动力会受到一定程度的弱化,同时,新能源投资开发体制的不完善也有可能会成为阻碍两地合作的因素。(一)能源领域易受政治影响
随着台湾当局“”动作的加大,海峡两岸的政治对立进一步加剧。对于影响着地区经济安全和社会稳定等各个方面的能源来说,能源领域的合作更易受到政治因素的影响。在缺乏政治基础条件下的能源合作很难形成制度性的合作,合作的稳定性会受到较大的影响。对于闽台的区域内能源合作,不可避免的会受到宏观层面的政治环境的影响。
(二)能源投资受到台湾当局的限制
在具有应用前景的新能源中,其应用领域主要集中在发电方面,根据台湾“经济部”1991年的“禁止赴大陆地区投资之基础建设项目”,电力能源的发电、输电及配电领域均列在内[9]。同时,由于新能源的开发主要在于技术的创新和产业化的推广,新能源产业极具成为未来经济支柱的潜力,台湾当局现行的所谓“积极管理,有效开放”即一方面对台商投资大陆的规模、领域、技术层次作限制;另一方面把大陆企业拒之门外,不许入台投资对新能源的深度合作是一个巨大的障碍。
(三)新能源开发市场机制尚未建立
为了提高资源的配置效率,完善的市场机制必不可少,市场的进出自由就是其中一个重要的方面。在现有的能源市场投资主体中,目前主要是一些行业垄断性企业如大陆五大发电集团、台湾电力公司等,民营资本由于投资机制上的原因不易进入该投资领域。这在限制新能源发挥其潜力的同时,也限制了新能源投资领域合作主体的多样性,从而限制了闽台在新能源合作上的灵活性。
(四)新能源现阶段缺乏市场竞争力
按照现行的财务经济评价体系,在新能源的外部经济性得不到补偿的情况下,受技术水平和资源本身特点的限制,新能源的经济指标明显逊色于现有的常规能源,在以市场为导向的市场经济条件下,市场的力量必将使其退出市场竞争。为此,各国都制定了支持本国新能源发展的政策支持体系,其中尤以经济激励措施应用的较为频繁。而我国现行的“竞价上网”的电价制度明显不利于新能源的开发建设。
五、闽台新能源合作有利条件
随着海峡西岸经济区战略构想的正式实施,闽台的经贸发展又迎来了一个新的战略机遇。它对于闽台实现新能源等新兴产业的合作是一个历史的契机。同时,新能源本身的经济特点也有利于闽台展开该领域的合作。
(一)新能源具有供应的非刚性
对于新能源而言,其绝大部分都属于可再生性能源或资源储量极为丰富的能源,在技术开发成熟的前提下,其供应具有非刚性的特点,如核聚变能、海洋能。因此,对于新能源合作双方而言,其不存在合作的负经济性问题,即合作只会提高自身的能源安全度,至少合作不会对双方能源发展造成损害,这是闽台新能源展开合作的最有利条件。
(二)闽台新能源合作具有政策保障
在两岸的经贸交流中,大陆对台商投资一直采取鼓励、支持的态度,台商在大陆除享受外商投资的所有政策优惠外,还享受着“同等优先,适当放宽”的“区别对待政策”。其中在能源投资领域,按照《指导外商投资方向暂行规定》,能够节约能源的新设备、新材料,属于综合利用资源和再生资源以及防治环境污染的新技术、新设备的,都列入了鼓励类外商投资项目;按照《中华人民共和国台湾同胞投资保护法实施细则》,台湾同胞还可以合作勘探开发大陆的自然资源。这些都为闽台的新能源合作提供了政策上的保障。
(三)闽台新能源开发具有互补性
在现阶段,新能源未能实行有效的大规模开发主要在于其开发技术的不成熟、开发需要的资金规模过大、在开发利用的条件上存在较高的要求等多方面的限制,闽台在新能源的开发上具有优势互补性:福建可以利用大陆在新能源技术研发上的人才优势,台湾具有新能源开发上的产业化运作优势,这其中包括了资金的投入、管理水平和商业化运作等各个方面。
(四)闽台具有良好的经贸合作基础
福建与台湾隔海相望,改革开放以来,福建充分发挥闽台之间这种特殊渊源关系,大力推进闽台经贸合作,形成了经济合作互补互利、相互促进的良好局面。目前,台湾已成为福建的第四大贸易伙伴,第一大进口市场,同时也是境外资金的第二大来源。截止2006年底,闽台贸易总额458.09亿美元,其中福建对台出口60.92亿美元,自台进口397.17亿美元;福建累计批准台资项目8930个,合同台资178.12亿美元,实际到资117.13亿美元[10]。
(五)闽台具有新能源合作的地缘优势
在能源的开发上,能源的输送是其中非常重要的一环,这也是未来建立两岸能源共同市场以提高能源安全度和利用效率的内在要求。闽台地处台湾海峡两岸,台湾本岛距离福建最近距离只有162海里,两地的地缘优势为新能源的合作提供了良好的条件。特别是国家“十一五”规划把海峡西岸纳入到区域发展总体战略范畴,对于发挥闽台地区特殊的地缘优势,促进新能源开发合作具有很强的推动作用。
六、闽台新能源合作体系的构建原则
在现有的闽台经贸关系中,由于受政治因素的影响,两地在经贸的合作上存在着一定的曲折和波动,为了实现在现有条件上最大程度的合作,闽台在新能源合作体系的构建方面可以按照微观与宏观相结合、现实性与战略性相结合的原则循序渐进进行。
(一)微观与宏观相结合原则
在闽台新能源合作体系的构建上,首先应从建立微观层面的合作方面切入,即按照市场经济运行原则,以新能源市场作为基点,通过微观经济主体即能源开发企业之间的合作达到利益上“双赢”目的,这可以避免新能源合作一开始就受到政治因素的干扰,从而有序地推进该领域合作的深入开展;在微观合作深入以后,通过经济的力量推动宏观层面合作的建立,即管理机构的参与,以制度化实现合作的稳定性。
(二)现实性与战略性相结合原则
鉴于目前台湾当局在政治上的“”意识,海峡两岸在政治上短期内恐难有大的突破。在政治推动下的新能源合作有困难的情况下,可在遵循一个中国的原则下,先搁置合作中的政治分歧因素,合作中采取政治与经济暂时分离的原则,近期通过灵活、务实的方式实现闽台在新能源开发的合作;在两岸的政治分歧减少和经济一体化程度得到提高的前提下,远期构建闽台新能源的全方位合作。
七、闽台新能源合作体系的构建措施
在闽台新能源的合作上,由于两岸目前尚未有合作的先例,两地的合作需摸索着前进。在闽台新能源合作双向开发有困难的情况下,福建可以利用其独特的区位优势,先行先试,探索闽台新能源合作平台的构建问题,以推动合作的突破与深入。
(一)先行先试,实施新能源合作特殊政策试点
随着党的十七大报告把“支持海峡西岸”提到解决的层面来考量,福建的独特优势进一步凸显。为了发挥福建的这种独特优势,在目前两岸能源合作渠道并不畅通的情况下,福建应积极争取国家把海峡西岸经济区作为海峡两岸新能源合作的试点地区,给予两地能源合作更多的政策支持,实行新能源合作政策的先行先试,在条件成熟时,按照WTO所认同的授权原则,在海峡西岸经济区政策试验的基础上,由中央政府特派或授权地方政府及有关部门,负责与台湾有关方面商谈制度性一体化下的能源合作,为两地能源合作提供更有效地制度保障[10]。同时,福建也可给予最大的地方政策扶持,以促进合作尽快进入轨道。
(二)循序渐进,建立以微观促宏观的渐进合作
在海峡两岸的经济交往中,台湾当局虽然会考虑经贸发展对台湾的政治影响问题,但大陆经贸政策也会受两岸经贸发展的客观现实制约,即每项经贸政策的调整与变化,往往是对在技术与行政上无法有效阻止既成的事实进行追认[12]。因此,在新能源的合作方面,可以先实行以企业为主体的合作,在企业的合作全面深入以后,通过经济的力量决定政策的走向,在一个中国的原则下,最终实现官方层次的合作。
(三)实行人才合作,建立新能源信息咨询平台
信息咨询的功能主要是通过提供信息和智力服务,为企业决策提供准确、完善的辅助信息。为了提高闽台新能源合作上的效率,有必要最大限度的整合双方在本领域的人才优势,建立起新能源信息咨询平台。通过信息咨询平台,可以在新能源的投资方向、双方资源的整合、投资的融资等方面实现最大程度的优化,从而促进新能源合作一开始就向科学化发展,并进而降低合作双方的投资成本与风险,合作的效率与效益相应也就得到了提高。
(四)加快技术研发,建立技术开发领域的合作
在现阶段,新能源的发展较为缓慢的一个重要原因就在于新能源的技术发展还不成熟,这直接导致了新能源产业经济指标的不佳,从而影响了新能源发展的市场竞争力。技术的创新需要伴随一定的人力和资金投入,福建可以通过创建海峡西岸新能源技术创新园的方式,充分利用台湾的资金和产业化优势和大陆的人才优势,通过最大程度的比较优势整合,实现新能源开发技术的创新,从而为闽台新能源的下一步合作打下基础。
(五)挖掘能源效益,建立资源开发领域的合作
在开发技术取得突破后,下一步即为开发具有经济开发价值的新能源资源。对于新能源资源的开发来说,其存在着初始投资规模大,资源出力不稳定等特点,资源开发的风险较大,为此,闽台可以通过共同参股成立新能源风险投资公司,在风险共担、利益共享的机制下实现在新能源资源开发领域的合作。近期内,优先发展现有技术水平下福建境内具有经济开发价值的新能源资源并逐步推至祖国大陆的其它地区,远期开发台湾地区及至共同进入国际新能源开发市场。
(六)深化能源合作,建立闽台能源共同市场试点区
在闽台的新能源合作中,为了最大程度利用双方的新能源发展比较优势,实现两地新能源共同发展,最终实现能源供应对经济发展要求的支撑,在合作达到一定广度和深度后,两地可以通过建立区域能源共同市场的方式,实现能源使用的最优化配置。在建立闽台能源共同市场过程中,牵涉到闽台能源资源的输送、能源价格的改革、能源政策的制定、能源合作机制的建立等多个方面,这需要在合作的过程中进行探索、建立并完善。
论文摘要:减少暖通空调系统能耗意义重大,应从设计和系统运行本身充分考虑各种节能措施,以有效地达到节能环保的目的。
引言
我国幅员辽阔,地域宽广。从北到南分为严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区和温和地区。我国严寒地区、寒冷地区以及夏热冬冷地区的部分城镇都需要采暖,采暖燃煤对大气造成严重污染。与此同时,我国大部分地区夏季炎热,空调又日益普及,建筑空调能耗正在迅速增加。据统计,空调能耗占建筑能耗的55%左右,约占社会总能耗的20%。因此空调系统的节能不容忽视,降低空调系统的能耗对减少建筑系统总能耗的意义重大,同时对缓解用电紧张局面,优化能源结构和提高能源利用率也具有十分重要的意义。
1暖通空调的作用及产生的效果
1.1暖通空调的作用
安装暖通空调是为室内提供舒适的工作和生活环境。其作用主要包括控制空气温度、湿度、气流速度和洁净度等。在正常的舒适性空调中,以能够使人体保持热平衡而满足舒适感为目标,在恒温恒湿或有清洁要求的工艺性空调室内,主要以满足生产工艺为标准。
1.2暖通空调对人体的影响
由于建筑物的密闭性逐渐增加,装修档次也越来越高,从而导致室内污染物的滞留量增加及延长停留时间。如烟雾、病菌及从家具、墙面、地毯和油性漆中散发出的多种致病化学物质,加上通风换气量的明显不足,空气在室内循环造成室内空气品质严重不合格。
如何才能有效地解决空调房间存在的空气品质问题,已引起人们的广泛关注。通过通风换气向室内提供大量新鲜空气,是改善空气质量的有效措施。但同时意味着增加新风负荷。利用增加新风量和排风进行热交换可以解决这一问题,从而减少空调的运行耗能。
2影响暖通空调的不利因素
在房屋建筑热工设计时,为了能达到房间内有舒适的微气候,需要恰当地利用房屋围护结构的热工特性以抵御室外气候的变化。除此之外,还有规划设计、太阳辐射、空气温湿度等几个方面。
2.1围护结构的作用
围护结构包括外围护结构和内围护结构。外围护结构包括屋面、外墙和窗户等;内围护结构系指室内地面、天棚、内隔墙等。在北方采暖建筑中,围护结构的传热损失占总热损失的比例很大,如北京地区,通过围护结构的传热损失占全部热损失的77%,在沈阳地区,占65%左右。由此可见,改善围护结构的热工性能对暖通空调节能有着很重要的作用。
2.2规划设计的作用
建筑物的规划设计是建筑节能设计的重要指导,规划节能设计需要从地址选择、功能分区、建筑和道路布局走向、建筑物朝向、体形、间距、季节性尤其冬季主导风向、太阳辐射、建筑外部空间环境等方面进行规划布局。主要为优化建筑物微气候环境,重点考虑利于节能,充分重视利用太阳能及冬季主导风向、地形地貌的自然优势。节能规划设计就要分析构成环境小气候的决定因素,即辐射因素、大气环境因素和地理因素的不同影响因素,通过建筑师的规划布置,认真分析,充分论证,利用和改造不利为有利,形成良好的、利于节能的微气候环境。 3暖通空调的节能设计
空调节能系统的设计必须根据工程具体情况,对空调运行季节进行全方位、全过程的分析,找出一个合适的方案,使空调系统在不同的室外气候参数或室内状况下都可以经济、合理、正常地运行。
3.1采用合理的冷热源
对系统设计中的设备进行合理选型是影响空调节能的关键因素,合理配置中央空调系统的冷热源对节能和能源合理利用关系重要。中央空调系统常用的冷热源配置方式有水冷冷水机组加锅炉、热泵型机组和澳化铿吸收式机组。比如:浪化铿机组的能效比(制冷量/消耗的热量)比较低,省电但并不节能,,适用于有废热和余热的地方,如热电厂等附近。
3.2采用蓄冷系统
各地区经济发展不平衡,但程度不同地存在着电负荷峰谷差较大的实际,在用电高峰时电力供应不足,而在低谷用电时供应过剩的浪费。在实施电力峰谷电价的地区,就可以采取低电价时段采用冰蓄冷系统将水制成冰来储存冷量,高电价时段再将冷量释放出去,这会对整个电力负荷的移峰补谷工作起到很好的效果,并能产生较好的经济社会效益。
3.3采用变频应用系统
变频技术在现在空调系统的使用中成为一种必然性,不仅能有效地改造空调系统的某些不足,还能较大地降低能耗、节省运行费用。采取变频技术的原因是:
3.3.1设计人员在进行设备选型时,通常会预留一定的富裕量,事实上设备很少会在全负荷下运行,甚至不可能出现全负荷运行的情况。
3.3.2建筑物由于使用环境的变化,负荷也会发生相应的变化。
3.3.3建筑物的实际负荷会随着室外气候的变化而产生波动。正常情况下,空调设备只能按设备的额定功率运行。当负荷降低时,设备仍以额定功率全负荷输出运行。这就必然造成能量的浪费。如果使用变频技术,使空调设备的输出功率随着负荷的增减而变化,就会起到明显的节能效果。根据空调负荷状况,改变水流量或风流量能有效地实现节能。变风量( VAV)空调系统是通过末端装置来补偿室内负荷的变动,调节室内送风量以维持室温。变水量系统(风机盘管)是通过水量控制的方法来调控温度的。通过对水量、风量及主机的变频控制调节,可以实现所需空调负荷的用时匹配,使其达到节能的目的。
4再生能源在暖通空调中的应用
可再生能源具有资源丰富、无污染、清洁安全、资源取之不尽可再生的优势,因此在能源日益短缺的今天,尽量利用再生能源是很有必要的。再生能源在暖通空调中的应用方式有以下几种:
a)太阳能的利用
b)自然风的利用
c)地下水的利用
d)土壤能的利用
e)风能和海洋能的利用
关键词:建筑 ,暖通工程 , 节能 ,技术 ,设计
Abstract: the energy conservation of the building is also very popular in our country at present of a project, means that economic saving energy, reduce the hvac system energy consumption is of great significance, thus hvac technology innovation is imperative, hvac energy saving design and operation of the system should be fully considered itself all kinds of energy saving measures to effectively to achieve the purpose of saving energy and environmental protection.
Keywords: building, hvac project, saving energy, technology, design
中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:
随着近些年经济的飞速发展,工业化进程的加快,建筑耗能已成为不可回避的问题。建筑工程方面已做到尽可能的是绿色建筑。暖通空调节能技术的前景被普遍看好,它所所遵循的原则,总的概括起来有“节能、环保、可持续发展、保证建筑环境的卫生与安全”, 应从设计、运行方面考虑节能,提高空调系统的节能总体水平。
一、暖通空调的作用及产生的效果
安装暖通空调是为室内提供舒适的工作和生活环境。其作用主要包括控制空气温度、湿度、气流速度和洁净度等。在正常的舒适性空调中,以能够使人体保持热平衡而满足舒适感为目标,在恒温恒湿或有清洁要求的工艺性空调室内,主要以满足生产工艺为标准。
二、建筑暖通空调节能的问题
(1)暖通空调系统的设计管理问题
空调系统的设计对空调系统的节能性有着重要的影响。然而在实际中往往得不到一些设计部门和设
计人员的足够重视,使得设计建造的系统不仅投资大,运行能耗也相当惊人,大大超过了国家标准。
(2)暖通空调系统的运行管理问题
暖通空调系统的运行管理也起着非常重要的作用。有些单位的空调系统,一年四季只有开机关机和
冬夏季转换操作,显然系统达不到相应的节能效果。
(3)新型空调方式、控制方法及新的节能技术的开发应用问题
(4)使用可再生能源空调系统的开发推广应用问题
利用可再生能源的暖通空调系统,如地源热泵空调系统、太阳能制冷、供热系统,不仅有着显著的环境和社会效益,有的还有着显著的经济效益(如地源热泵系统的地源热提取问题等),也需要进一步研究完善,也需要政府部门的重视和支持。
三、暖通空调的节能设计
空调节能系统的设计必须根据工程具体情况,对空调运行季节进行全方位、全过程的分析,找出一个合适的方案,使空调系统在不同的室外气候参数或室内状况下都可以经济、合理、正常地运行。
1.采用合理的冷热源
对系统设计中的设备进行合理选型是影响空调节能的关键因素,合理配置中央空调系统的冷热源对节能和能源合理利用关系重要。中央空调系统常用的冷热源配置方式有水冷冷水机组加锅炉、热泵型机组和澳化铿吸收式机组。比如:浪化铿机组的能效比(制冷量/消耗的热量)比较低,省电但并不节能适用于有废热和余热的地方,如热电厂等附近。 转贴于 中国论文
2.采用蓄冷系统
各地区经济发展不平衡,但程度不同地存在着电负荷峰谷差较大的实际,在用电高峰时电力供应不足,而在低谷用电时供应过剩的浪费。在实施电力峰谷电价的地区,就可以采取低电价时段采用冰蓄冷系统将水制成冰来储存冷量,高电价时段再将冷量释放出去,这会对整个电力负荷的移峰补谷工作起到很好的效果,并能产生较好的经济社会效益。
3.采用变频应用系统
变频技术在现在空调系统的使用中成为一种必然性,不仅能有效地改造空调系统的某些不足,还能较大地降低能耗、节省运行费用。采取变频技术的原因是:
3.1设计人员在进行设备选型时,通常会预留一定的富裕量,事实上设备很少会在全负荷下运行,甚至不可能出现全负荷运行的情况。
3.2建筑物由于使用环境的变化,负荷也会发生相应的变化。
3.3建筑物的实际负荷会随着室外气候的变化而产生波动。正常情况下,空调设备只能按设备的额定功率运行。当负荷降低时,设备仍以额定功率全负荷输出运行。这就必然造成能量的浪费。如果使用变频技术,使空调设备的输出功率随着负荷的增减而变化,就会起到明显的节能效果。根据空调负荷状况,改变水流量或风流量能有效地实现节能。变风量( VAV)空调系统是通过末端装置来补偿室内负荷的变动,调节室内送风量以维持室温。变水量系统(风机盘管)是通过水量控制的方法来调控温度的。通过对水量、风量及主机的变频控制调节,可以实现所需空调负荷的用时匹配,使其达到节能的目的。
4.选择合适的空调方式、合理的空调设备是空调节能的一个重要方面。近几年来,变频空调由其具有节能和提供舒适内环境的显著特点,因而得到飞速发展。到目前为止,变频空调器占日本房间空调器市场销售份额80%以上。根据日本JRA404 标准,变频空调器季节能效远高于定频空调器,在冷负荷相当的情况下使用变频空调器消耗的功率仅为定频空调的66%,即省电34%。在中央空调系统中,我们应采用变频技术,主要形式有:变频冷水机组、变频水泵和变频风机。用变频水泵和变频风机替代调节阀,减少系统内部消耗,提高整机效率;采用变流量技术,根据空调负荷改变水流量或风流量,从而达到更佳的节能效果。
5、再生能源在暖通空调中的应用
我们应当积极开发新能源,积极推动太阳能、地热能、原子能等新能源在建筑中的应用。这些能源的开发利用日益引起世界各国的重视,它将是解决世界能源危机的根本措施。我国已有这方面的研究应用,如地源热泵系统、太阳能-水能源热泵系统及太阳能-空气能热泵系统等。还有自然风的利用、地下水的利用、土壤能的利用、风能和海洋能的利用......这些可再生能源具有资源丰富、无污染、清洁安全、资源取之不尽可再生的优势,因此在能源日益短缺的今天,尽量利用再生能源是很有必要的。这是一种有效利用自然能的好途径。
关键词:低碳经济 新能源 中国特色
“低碳经济”(Low Carbon Economy)的说法是在2003年的英国能源白皮书《我们能源的未来:创建低碳经济》中提出来的。白皮书指出,低碳经济是通过更少的自然资源消耗和更少的环境污染,获得更多的经济产出,是以低能耗、低污染、低排放为特征的经济发展模式,其实质是建立新的产业结构和能源结构,实现可持续可持续发展经济。低碳经济的关键环节是温室气体长期减排和经济社会的可持续发展,核心是发展清洁低碳能源技术,建立低碳经济增长模式和低碳社会消费模式。因此不管在技术还是制度创新上都需要很大的革新,中国在落后世界先进国家工业化进程几十年的情况下,抓住世界低碳经济发展的时机迎头赶上,不失为一个很好的机会。但低碳经济有其本身的发展规律和要求,同时对于不同国家和体制,其面临的内外部环境及发展阶段各不相同,因此必须认真分析国内的新能源发展现状,进而更好的发挥中国新能源体系下的低碳经济。 1国际新能源的定义体系
所谓的新能源是指除传统矿石能源以外的其他能源形式,具有来源上的可再生性以及使用上的低污染性。上世纪50年代以来,世界各国都开始研究新能源,在风电、太阳能光伏与光热、生物质能发电、潮汐利用等方面取得了一定的成果,初步具备了产业化的条件。 新能源具有能量密度较低,并且高度分散;资源丰富,可以再生;清洁干净,使用中几乎没有损害生态环境的污染物排放;太阳能、风能、潮汐能等资源具有间歇性和随机性;开发利用的技术难度大等特点。 联合国开发计划署(UNDP)把新能源和可再生能源分为三大类:(1)大中型水电。(2)新可再生能源包括小水电、太阳能、风能、现代生物质能、地热能和海洋能等。(3)传统生物能。我国新能源和可再生能源是指除常规化石能源和大中型水力发电及核裂变发电外的生物质能,太阳能,风能、小水电、地热能和海洋能等一次能源以及氢能、燃料电池等二次能源。
2中国能源情况及特点
目前,我国已成为世界第二大能源生产国,也是世界第二大能源消费国。在我国的能源供需结构中,以煤炭为主的化石能源的地位一直举足轻重。煤炭在能源消费构成中的比重一直是小幅增长,徘徊在70%附近。当前我国火力发电是电力发展的主力军。我国煤炭丰富、电力偏紧的资源特征决定了在今后相当长一段时间内,火力发电仍将在电力工业中占据重要地位。在构成电力工业的火电、核电、水电、风电、沼气发电、太阳能发电等当中,除火电外,其余为清洁可再生能源。但这些能源由于市场和开发原因,市场份额还很小,因此需要针对其不同特点,进行不同的项目开发。 3新能源发展存在问题
3.1水能方面
我国的综合规划十分落后。直至2007 年国家才启动新一轮的长江流域综合管理规划的修订,计划用三年时间完成。国际通行惯例是河流开发利用率一般不超过40%,跨流域调水不超过 20%。但目前许多水电公司的开发模式却是“下一级库尾接着上一级大坝”,江河变成了一个个“平湖”,根本无法解决河流的生态蓄水。密集的水电开发不仅影响生态,还会破坏许多人文历史景观。作为可再生能源的水电开发,应该尊崇适度、有序、科学、合理的原则,否则后患无穷。
3.2风能方面
中国10米高度层的风能资源总储量为32.26亿千瓦,其中实际可开发利用的风能资源储量为2.53亿千瓦,开发潜力巨大。东部沿海风能资源丰富,大力发展风电有利于缓解当地的电力需求紧张。在西部、东北等欠发达地区充分利用风能资源优势,有利于当地经济的快速发展。因此,中国发展大规模风电产业具有很高的可行性。 我国风电市场由政府主导,80%市场集中在国有大型电力集团手上。目前从风电制造业层面,并未感受到全球金融危机和国内经济下滑对风电需求的明显影响。但市场化严重不足,政府的风电定价政策尚未完全落实,电网配套建设滞后于风电场建设,造成风电项目的接入难、送出难,导致资源浪费。
3.3太阳能方面
中国国土面积2/3以上地区的年日照大于2000小时,太阳能资源非常丰富,其中、青海、新疆、宁夏、内蒙古高原的总辐射量和日照时数为全国最高,因此大规模发展太阳能发电具有很大的可行性。中国已利用太阳能发电为内蒙古、、青海等省区共约16万无电户解决了用电问题,在能源需求和环保方面都起到了很好的效果。
但中国光伏发电仍然存在缺乏有效的市场引导、技术创新与研发不足、经济激励政策不够、太阳能资源丰富地区未被有效利用等诸多问题。在全球经济预期暗淡背景下,我国依靠补贴政策带动产业增长的光伏产业面临着严峻的短期考验。
综上三项,尽管我国可再生能源具有巨大的资源潜力,部分技术实现了商业化,产业化也有一定发展。但总体看,国内再生能源行业整体尚处于产业化发展和商业化运行的起步阶段,技术水平有待提高与发达国家相比,无论在技术、规模、水平还是发展速度上仍存在较大差距,可再生能源产业发展还面临着许多问题和障碍,主要是多数可再生能源技术发电成本过高和市场容量相对狭小,同时除小水电外,我国可再生能源成本远远高于常规能源发电成本。
4我国新能源发展的误区
4.1低碳经济和节能减排认识的误区
据不完全统计,目前在中国已有近20个省市提出要打造新能源基地,上百个城市提出把新能源作为经济发展的增长点。不少地方认为,发展低碳经济就是发展新能源。“有不少地方不切实际、不计成本、大量投入搞新能源项目,却对传统能源领域发展低碳经济、提高能源使用效率等方面注意不够。” 来自国务院发展研究中心的一份研究报告显示,能效项目“万元投资”形成的节能能力为5吨标准煤/年左右,而风能和太阳能项目投资形成的节能能力不足1吨标准煤/年,能效项目投资有明显的优势。
4.2经济效益方面的误区
任何政策问题都是经济问题。 所谓新能源之即相对旧能源而言, 而新能源替代旧能成立的唯一理由只能是其经济性, 任何行业发展和技术开发都必须经得起这种经济性的考量。对于新能源来说 或者是新能源的价格持续降低,变得更为便宜;或者是传统能源的价格持续上涨,变得更为昂贵。企业的投资行为必须以赢利为目的,只有相对的经济性优势才能使新能源更大规模的发展具有现实意义。在这个过程中,政府应起主导作用,制定政策以促进产业水平的提升和产品价格的下降。
4.3企业对发展新能源认识不足
对于发展新能源,很多企业就一拥而上,究其原因,是因为很多企业在发展新能源思路上有很大误区。一是我们对能源发展的规律认识不足。二是,对产业布局对产业的影响认识不足。三是对新能源虚拟经济认识的不足。
5我国发展新能源的对策
目前我国面临着新的“能源革命”的考验,我们的认识也需要从“新能源”向“新兴能源”认识的转变。要“开源”,更要“节流”,是对绿色认识的不断深化。不断增加新能源等可再生能源电力比重,是实现能源的低碳化和无碳化的重要途径,也是增加能源来源的途径;而对现有能源的清洁化处理以及提高能源的利用效率(降低能耗)也相当于增加能源供给、减少温室气体排放。
技术创新与知识产权、泡沫是新能源发展面临的问题。发展新能源,必须拥有核心技术,技术创新,而进行技术创新就必然涉及到知识产权的保护。容易使新能源有泡沫的是能源危机和环境危机这个大背景,而去泡沫化的手段是政策的调整和行业的规模化和市场化。
任何一个国家不可能独立承担能源变革中出现的技术、资金等问题,合作很重要,但不宜寄希望于国外技术援助,要警惕我国低碳经济发展不能成为国外低碳经济的产业链末端。我们未来发展低碳经济的出路在于,从国家和企业两个层面进行技术创新和市场的培育。
5.1国家层面
5.1.1战略定位。鉴于目前国内能源现状,煤在相当长的历史时期内仍将是我国的主要能源。因此,高度重视和加强高碳能源的低碳化,实现煤炭的高效洁净利用是中国乃至世界可持续发展中回避不了、躲不开的客观现实。绿色经济或低碳经济是以低碳排放为特征的经济模式,是人类社会可持续发展的必然选择,它们的核心是低碳能源技术,其基础是传统的化石能源高效洁净利用和可再生能源等新能源替代,即构建低碳型新能源体系。为了做好这些工作,还必须要明确新能源的概念、范畴,“对传统能源进行技术变革,在占到相当份额的同时,能减少污染、降低二氧化碳排放的能源,如煤炭的高效洁净利用、车用新型燃料”等都应叫做新能源,它们与风能、太阳能、生物质能以及核能共同构成了低碳型新能源体系。目前我国应该积极推进高碳能源低碳化利用,同时逐步推进风能、太阳能的市场份额,进而实现新型能源对高碳能源的替代。
5.1.2政策方面。(1)税收政策:国家应考虑对提供清洁能源的企业实行增值税减半甚至减免。特别是面对金融危机,国家应允许从事新能源开发和利用的企业在税前提取风险准备金,可考虑对生产新能源产品的企业征收较低的关税或给予免除、加大一系列激励出口的税收措施、加大对新能源企业所得税的减免力度。(2)税收和信贷政策:完善国家新能源和可再生能源发展专项贷款和贴息贷款,建立新能源和可再生能源项目专项开发建设基金,资金来源于财政或对化石能源消耗征收的一定数额的碳税。研究解决新能源企业的贷款担保机制问题,进一步争取外国政府和国际金融组织的优惠贷款、国外赠款和国际组织的援助基金和投资。(3)价格政策:主要研究光伏发电价格政策。 研究国外的上网电价体系,在条件合适的时候,也可以采取标准购电协议的形式来解决光伏并网发电上网的实际操作问题。(4)补贴政策:国家应考虑采取多种形式的补贴政策。如对投资直接补贴或提供贴息贷款,根据新能源产品产量进行直接补贴等。补贴政策的资金需求可通过建立新能源发展基金来解决。
5.2企业层面
5.2.1加大自主创新。加大对新能源关键技术自主创新的支持力度。能源问题的关键就是能源科技问题。世界各地的经验表明,政府对于新能源企业自主创新的支持力度,直接决定了新能源的发展状况。另一方面要与现有国内外科研院所和高等院校合作,进一步加大横向联合的力度,以便形成合力,促进新能源技术的尽快产业化。
5.2.2加大产业集群。发展新能源产业,技术是关键,规模也是关键。目前国内很多新能源企业不乏先进技术和设备,但企业规模普遍较小,产业集群不够成熟,在市场中缺乏规模竞争优势。目前,国内外在新能源领域的投入非常大,企业要根据市场情况迅速扩大产业规模,完善新能源产业集群,抢占国内、国际新能源产品和设备市场。
5.2.3加大示范力度。通过实施新能源示范工程,使绿色能源在某些地区率先得到推广,并产生聚集和示范效应,进而实现产业规模化、集中化发展。
5.2.4产学研结合、国际间相互合作。建立以企业为主体、市场为导向的产学研结合的技术创新体系,加大与国外专业研发机构和专业生产企业的合作力度,积极与国外制造厂商和研发机构合作兴办研发中心积极实施国际化发展战略,打造国际化的品牌,扩大产品的国际市场份额 。
参考文献:
[1] 崔奕,郝寿义,王银平.低碳经济引发的可再生能源思考.生态经济.2010(05).
[2] 李凤鸣,赵小娟,马赛.低碳经济与新能源.国际农业工程大会论文集.2010.
[3] 石军,贾书娣.从我国能源结构存在的问题探索新能源发展对策.
[4] 吴疆.发展新能源:三思而后行.高科技与产业化.2010(01).
关键词:村镇住宅,节能,保温
一、概述
随着经济条件的不断好转,村镇居民都在不断改善其居住条件,村镇住宅产生了两种形式。,保温。。一种是保留了原有住宅的传统,居民独门独户自建住宅,满足生产生活需要;还有一种是居民集中住宅,它是新村镇建设的产物,把农民都集中到一起由政府统一建设安置小区,集中生活集中管理。这两种方式,除了由政府统一建造的安置小区一般节能配套尚可外,居民自建住宅根本就沿用传统建筑做法,没有任何节能概念。
目前中国正处于建设旺盛期,每年建成的房屋面积高达16亿-20亿m2,其中乡村居住建筑约7亿-8亿m2,但其中97%以上是高能耗建筑。预计到2020年,全国高能耗建筑面积将高达700亿m2,而多数村镇地区的已建或在建建筑极少考虑节能问题。所以,如果现在不开始注重村镇的建筑节能普及,将会直接加剧能源危机,给中国经济社会可持续发展造成严重障碍。因此,在近几年社会主义新村镇的建设过程中,新建农民住宅的节能设计、推广及其管理就显得愈来愈重要了。
二.村镇建筑节能技术的适用技术
从我国开始在全国范围内大力推广建筑节能技术至今,也将近十个年头了。在此期间夏热冬冷地区一方面借鉴北方寒冷地区较成熟的保温做法,一方面不断研究开发适合我们这个地区气候特点的节能技术。经过不断的发展,节能构造越来越完善,节能产品更新换代推陈出新。在众多保温产品中,怎样因地制宜选择适合在村镇地区推广的构造和材料就显得尤为重要了。
(一)规划、建筑设计
村镇住宅用地的选址上应考虑当地气候特征、村民的生活习惯和经济水平,周围人文环境和自然环境,建筑传统构造特点和常用建筑材料以及历史文化等要素。,保温。。在具体规划设计时,应合理确定建筑朝向、间距、绿化以及路网等。应注意合理布置不同高度的建筑物与树木植被。选择适合当地气候条件的树木花草,广泛种植,减少周围硬质地面,通过植被的光合作用及蒸腾作用使太阳辐射热能转化,既可降低环境温度,改善室内小气候,降低能耗,又能净化空气减少噪声。
(二)围护结构
1、墙体节能技术
外围护结构的用材、构造以及隔热保温性能对建筑室内环境影响很大。一般村镇村宅常用240mm黏土实心砖并内外抹灰,由于黏土砖自重大、热工性能差,其墙体的传热阻小于节能热阻。采用节能热阻来计算墙厚,外墙厚度将大于240砖墙。这不仅减少了室内使用面积,而且增大自重,不利于抗震。对于墙体保温,目前有以下一些常用技术:胶粉聚苯颗粒砂浆外围护构造、板材外围护、构造泡沫玻璃外围护构造、自保温外墙外围护构造,要充分考虑各自的优缺点和适用条件。,保温。。
2、窗户节能
在建筑外围护结构中,与墙体和屋面相比,门窗的保温隔热能力要差得多,门窗还是热源冷风渗透的主要通道,一般居住建筑通过窗户的热损失量约占总散热量的1/3强,因此,改善窗户的隔热保温性能,是节约能源、提高居住舒适度的一个主要方面。
窗户节能,主要从减少渗透量、减少热传量、减少太阳能辐射三个方面进行。减少渗透量可以减少室内外冷热气流的直接交换而增加设备负荷,可通过采用密封材料增加窗户的气密性;减少传热量是防止室内外温差的存在而引起的热量传递,建筑物的窗户由镶嵌材料(玻璃)和窗框、扇型材组成,通过采用节能型窗框(如塑性窗框、断热铝型框)来增大窗户的整体传热系数以减少传热量;减少太阳辐射则可以通过选择不同种类的玻璃(LOW-E单银玻璃、LOW-E双银玻璃)来降低玻璃的遮阳系数。综合以上因素,结合村镇的实际情况,现在有一种新的技术能满足门窗保温的要求,就是保温通风双层窗。双层外围护式结构在当今建筑节能中已普遍采用。尤其是双层玻璃幕墙结构在高档办公建筑中应用普遍。
3、屋面节能
屋面因接触上升热压气流,散热量较大,因此,冬季保温性能较差;夏季由于太阳辐射强烈,屋顶吸收大量辐射热引起顶层房间过热,设计时应认真选择合适的屋面构造。对于坡屋面,在顺坡方向铺钉保温隔热材料,并利用阁楼通风散热即可满足有关节能设计标准要求。对于村宅的平屋面部分应加强隔热层并设架空气通风层,并在
空气间层内贴热反射材料。设倒置式屋面有利于保护防水层使其更耐久。另外可在平屋顶上进行无土种植,以蛭石、锯末以及碎麦秸秆等轻质、松软、热导率小的材料铺在屋面,代替土壤,不但屋顶重量比同厚度土壤轻2/3,而且这些材料的蓄水、绝热性能都好于土壤,能缓解暴晒及骤雨造成的建筑物表面的温差变化,使绝大部分辐射热不会进入围护结构向室内传递,从而改善了生态和室内环境。若种植一些经济类植物或蔬菜,还有一定的经济收益。
(三)与节能有关的其他技术
目前在我国,新能源和可再生能源是指除常规化石能源和大中型水力发电、核裂变发电之外的生物质能、太阳能、风能、小水电、地热能以及海洋能等。这些能源资源丰富、可以再生、清洁干净,是最优前景的替代能源,将成为为来世界能源的基石。但是由于我国幅员辽阔,还需要根据项目所在地的情况和条件差异选取不同的新能源。众所周知,太阳能是一种取之不尽、用之不竭的清洁能源。
1、太阳能的利用
目前,太阳能的利用已经越来越普遍。最常见的就是太阳能电热水器。对于村镇地区来说一般具有利用太阳能较为有利的条件。,保温。。因为和城市相比,村镇的建筑密度低、建筑层数少、太阳辐射强,太阳能热水器能更好得发挥作用,如果和电热结合起来弥补难得有时气候条件的不足,应该是村镇很值得推广的一个节能项目。
2、空调
家用空调器选用节能型(高效制冷压缩机、换热器和风扇,采用变频调速,并匹配良好);空调器的安装位置宜不受太阳直射;不设定过低室温,经常清洗;采用热泵技术,同时满足夏季制冷与冬季采暖的需要。,保温。。
3、普及节能知识,提高节能意识
发达国家的公民大多具有较高的节能意识,这与政府开展经常性的宣传、教育和培训是分不开的。,保温。。我国大多数公民节能意识不够,对建筑能耗无清晰概念,建筑开发商没有建筑节能的意识,建筑设计、监理、施工等单位对已有建筑节能法规政策和强制性标准认识不足,直接导致了我国长期在建筑节能方面的停滞。因此,国家和地方各级政府应加强节能宣传并开展相关节能培训工作,提高公众的节能意识。
三、结论
随着建设社会主义新村镇各项工作的不断深入,村镇村宅的建设将是中国的热点之一,村镇集中居住地节能村宅对于我国的整体建筑节能工作十分重要,而村镇集中居住地村宅与城市住宅不同,必须在各种要素间寻找到平衡点,精心构思、设计、精选材料、合理构造,同时严格控制建设成本,只有这样才能保证村镇集中居住地建造节能住宅的顺利实施。随着经济实力的发展和生活水平的提高,人们对居住等生活质量方面的要求越来越高。居住区不仅是避雨、遮阳、御寒的人类栖息地,也体现了人类与地理环境、代谢环境、生物环境、社会环境、经济环境和文化环境的生态关系。绿色生态建筑遵循可持续发展原则,以生态学为基础,以人与自然的和谐为核心,在建筑建设和使用过程中,科学有效地利用自然资源和高新技术成果,使建筑物对资源的消耗及对环境的污染冲击降到最低限度,为人类营造自然、舒适、健康、优美的居住空间区域。
参考文献:
[1]刘雁.村镇住宅节能设计.建筑节能,2008(2):34-37
[2]吴志敏许锦峰.自保温墙体在夏热冬冷地区的应用.建筑节能,2009(10):8-11
[3]曾国海周玉生.无机保温砂浆技术研究与开发.建筑节能,2009(8):34-35
地热是指地球内部所蕴藏的热能,它来源于地球的熔融岩浆和放射性元素衰变时发出的热量。地热资源是在当前技术经济条件和地质条件下,能够从地壳内科学、合理地开发出来的岩石热能量、地热流体热能量及其伴生的有用组分,它与太阳能、风能、生物能、海洋能等统称为新能源,将太阳能、风能、潮汐能与地热能加以比较,地热能是新能源中最为现实的能源。地热资源按赋存形式可分4种类型:一是热水型,即地球浅处(地下100~4500m)所见到的热水或水蒸汽;二是地压地热能,即在某些大型沉积盆地深处(3~6km)存在着高温、高压流体,其中含有大量甲烷气体;三是干热岩地热能,由于特殊地质构造条件造成高温但少水甚至无水的干热岩体;四是岩浆热能,即储存在高温(7001200℃)熔融岩浆体中的巨大热能;根据地热水的温度地热能可分为高温型(>l50℃)、中温型(90~150℃)和低温型(<90℃)三大类,高温地热资源主要用于地热发电,中、低温地热资源主要用于地热直接利用。
我国是地热资源相对丰富的国家,地热资源总量约占全球的7.9%(表一),可采储量相当于4626.5亿t标准煤。我国的高温地热资源(热储温度≥150℃)主要分布在藏南、滇西、川西以及台湾省,环太平洋地热带通过我国的台湾省,高温温泉达90处以上;地中海喜马拉雅地热带通过南部和云南、四川西部。高温热田主要集中在羊八井裂谷带,其中藏南西部、东部及中部约有108个高温热田,构成中国高温热田最富集的地带;云南是全国发现温泉最多的省,高温热田主要分布在怒江以西的腾冲-瑞丽地区,约2O处;川西分布着8个高温地热区,为藏滇高温地热带的一部分。我国主要以中低温地热资源为主,中低温地热资源分布广泛,几乎遍布全国各地,主要分布于松辽平原、黄淮海平原、江汉平原、山东半岛和东南沿海地区,其主要热储层为厚度数百米至数千米第三系砂岩、砂砾岩,温度在40~80℃左右,目前已发现全国共有地热温泉3000多个,其中高于25℃的约2200个。从温泉出露的情况来看,我国主要有四个水热活动密集带[1]:藏南-川西-滇西水热活动密集带;台湾水热活动密集带;东南沿海地区水热活动密集带;胶东、辽东半岛水热活动密集带。从地质构造上看,我国地热资源主要分布于构造活动带和大型沉积盆地中,主要类型为沉积盆地型和隆起山地型。
二、我国地热资源开发现状
我国地热资源的利用历史悠久,但真正大规模勘查和开发利用始于20世纪70年初期,尤其是20世纪90年代以来,在市场经济需求的推动下,地热资源的开发利用得到更加蓬勃的发展。近年来,随着社会经济发展、科学技术进步和人们对地热资源认识的提高,出现了地热资源开发利用的热潮,平均每年以12%的速度增长,截至2005年底,全国每年直接利用的地热资源量已达44570万m3,居世界第一位,至2010年预计年开采地热水总量可达到900×106m3,开采利用的热量折合标准煤约495×104t/d。目前,我国地热资源开发利用在供暖、供热水、医疗保健、洗浴、娱乐、温室、种植、养殖及工业应用等方面均达到一定规模,其中供热采暖占18.0%,医疗洗浴与娱乐健身占65.2%,种植与养殖占9.1%,其他占7.7%,初步形成了有我国特色的地热产业。但目前我国地热开发利用仍处于初级阶段,地热在能源结构中占的比例还不足0.5%。
我国地热资源开发利用在取得了很大成绩的同时,还存在一些问题:资源开发利用水平不高,地热资源采收率低,弃水温度高,地热资源开发利用管理比较混乱,仍然处在自发、分散和粗放经营的阶段,未建立全国统一的地热动态监测网,甚至个别地方还存在着盲目开采的现象,地热资源勘探开发市场尚处于初级阶段;大多数地区地热资源的利用比较单一,浪费严重,重开发轻保护,导致地面下沉和环境严重污染。
三、我国地热资源的利用
(一)地热发电
用于发电的地热流体要求温度较高,一般在180℃甚至200℃以上才比较经济,我国高温地热资源主要分布在滇、藏、川西一带,总发电潜力5800MW/a。其地热发电基本原理与火力发电相同,即通过能量转换定律将地热能转变为机械能,再将其带动发电机组发电。我国自1970年1O月第一座实验性地热电站在广东丰顺建成投产以来,相继建成了湖南灰汤、羊八井、那曲及郎久等地热电站。地热发电运行成本低,电力便于输送,不受热田位置限制,又属于高品位的能量,没有环境污染,所以地热发电的利用价值明显高于其他的利用形式。
(二)地热直接利用
地热供暖:应用地热采暖主要是在我国北方,该利用方式不仅是节约煤炭、降低煤耗、减轻烟尘污染、改善环境的有效方法,还因地热水温稳定、供暖质量高而深受人们的欢迎。目前利用中低温地熟供暖的地区有河北、辽宁、山东、河南、山西等地,全国地热供暖面积超过500万平方米。
地热温室:我国的地热农业温室分布面很广,规模较小,其中包括蔬菜温室,花卉温室,蘑菇培育、育种温室等。北方主要种植比较高档的瓜果菜类、食用菌、花卉等;南方主要用于育秧。其中花卉温室的经济效益较明显,发展潜力巨大,是地热温室发展的方向。随着国民经济的迅速发展和人民生活水平的提高,农业逐步走向现代化进程,各种性能优良的温室将逐步建造,室内采用地热供暖,以提高室温,既安全经济又无污染。
地热工业利用:地热能在工业领域应用范围很广,工业生产中需要大量的中低温热水,地热用于工艺过程是比较理想的方案。我国在干燥、纺织、造纸、机械、木材加工、盐分析取、化学萃取、制革等行业中都有应用。其中地热干燥是地热能直接利用的重要项目,地热脱水蔬菜及方便食品等是直接利用地热的地热干燥产品。在我国社会主义市场经济不断发展的今天,地热干燥产品有着良好的国际市场和潜在的国内市场。
地热水产养殖:地热水产养殖是地热直接利用项目中的重要内容,水产养殖所需的水温不高,一般低温地热水都能满足需求,同时它又可将地热采暖、地热温室以及地热工业利用过的地热排水再次综合梯级利用,使地热利用率大大提高。地热水产养殖可以分为大规模生产性养殖和建立观赏区。生产性养殖一般采用地热塑料大棚,以鱼苗养殖越冬为多;观赏游乐区可以放养金鱼、热带鱼及锦鲤等品种供游人观赏。
地热水疗:地热水含有多种对人体有益的矿物成分和化学元素,是集热、矿、水三位一体具有多种用途的清洁、医疗和保健作用的资源。温泉浴对关节炎、高血压、胃及十二指肠溃疡、心血管病、神经衰弱、支气管炎及各种皮肤病有良好的治疗效果,并对各种老年病的康复有一定作用。浴疗水温高于皮肤温度,可兴奋交感神经,使皮肤血管扩张,脉搏加速,缓解肌肉痉挛,促进身体新陈代谢,另外温泉浴有明显的降血脂作用,使血管输液功能增强,提高机体内分泌功能和调节神经系统功能,防止血管硬化,有延年益寿之效。
地热孵化:地热孵化是地热农业利用中的一个分支,指利用地热孵化家禽种蛋、育雏和种鸡喂养生长的整个过程。随着我国家禽业的发展和养殖场规模的不断扩大,大型孵化机的需求日益增加。目前,我国使用的孵化机均以电为能源,不仅能耗大,如果孵化过程中途停电,将会对孵化产生严重后果,而地热孵化机不仅可以节省电力,合理利用低品位能源,还可以减少电加热器加热时对胚蛋热辐射的影响。地热水温度恒定,一般在50-80℃为多,有利于孵化机内温度控制,地热孵化机的运用可以为有地热资源的地区开辟一条孵化的新途径。地热直接利用要求的热水温度较低,中低温地热资源都可以加以利用,我国中低温地热资源分布广泛,数量大,直接利用所能提供的能量和所起的作用不比地热发电差。目前我国中低温地热水利用已有采暖、育种育苗、花卉栽培、水产养殖、蔬菜种植、洗浴、医疗、孵化育雏、皮革加工、物料干燥、洗染、缫丝、空调、地震观测、发酵、矿泉水饮料等二十余项,为许多地区人民带来了光明、温暖、健康和繁荣,具有良好的发展前景。
四、地热开发利用存在的问题
(一)可持续发展问题
随着地热资源利用领域的拓宽和社会需求的增加会给人们的生活带来越来越多的好处,但是人们对地热资源的综合利用价值和产业化开发利用的意义认识不足,将地热混同于一般的矿产资源或水资源。一些地热资源丰富的地区未能建立有自己特点的地热产业,使宝贵的地热资源开发停留在低层次、低效益的水平上,且资源浪费现象严重,相当一部分地区天然的温泉没有充分利用,被白白浪费;一些开发商对地热资源的特点认识不清,造成地热资源得不到合理开发和有效保护。地热资源是在特定的地质、构造、水文地质条件和水文地球化学环境条件下形成的,由于埋藏深,补给途径远,再生能力弱,其资源量是有限的,并非取之不竭。要保持其资源的长期连续稳定开采,做到有计划合理开发利用,防止盲目无序随意开采造成资源浪费和环境地质问题的发生,否则就会造成资源的快速枯竭。为实现可持续开发利用的目的,在开发中,要采取行之有效的措施,建立资源利用中心的高教低耗体系,要积极推广应用高新技术与设施,提高地热开发的科技含量,发展节约型、效益型的开发利用模式,努力提高地热利用率,减少资源浪费,使地热创造更高的社会、环境、经济效益。
(二)环境保护问题
地热资源的开发利用可能产生的环境问题是多方面的,主要有水污染、热污染、空气污染、土壤污染、地面沉降等。地热开发利用过程中,必然向大气和水体排放大量的热量,造成周围的空气或水体温度上升,影响了周围环境和生物的存活生长,破坏了水体的生态平衡;地热资源的开发利用过程中,热流体中所含的各种有害气体和悬浮物将排入大气中,造成空气污染;含盐量较高的地热水排入农田将侵蚀土地、破坏植被,会造成严重的土壤板结和盐碱化,同时地热水中,不同程度的含有氧、铀及钍等放射性元素,对人体健康有不同程度的危害;长期地热流体开采而不回灌,将导致地面的沉降和水平位移。所以,地热开发利用过程中引起的环境问题是不容忽视的,对于这些问题我们只要正确认识,给予必要的重视,且积极、认真的研究,采取各种有效的技术措施,严格监测和防治,是可以解决和控制的。
五、结束语
地热资源与太阳能、风能及潮汐能合称为“四大可再生资源”,随着我国社会经济的发展,人民环保与健康意识的增强,社会对改善能源结构、发展清洁能源的要求与日俱增,无论作为清洁能源还是保健资源、水资源,都具有极其重要的意义和广阔的发展前景。而单一的开发利用不仅浪费资源,而且经济效益也不理想,我们应根据资源条件,贯彻统筹规划、因地制宜、合理开采、综合利用的方针,从单一的粗放型利用向综合的集约化利用发展,不仅能取得较好的资源效益、环境效益和经济效益,而且会取得很好的社会效益。
参考文献
[1]田廷山,李明朗,白冶,《中国地热资源及开发利用》,中国环境科学出版社,2006
[2]蔡义汉,《地热直接利用》,天津大学出版社,2004
[3]朱家玲,国内外地热资源开发利用概况,地热能,2003,10(6)
[4]韩继成,开发利用地热资源中的节能和环保潜力[T],山西能源与节能,2004,3(1)
[5]徐军祥,我国地热资源与可持续开发利用[F],资源与环境,2005,4(2)
[6]李建宏,凌成健,浅谈地热资源的综合开发利用,油田节能,2001,6(3)
[7]田茂华,浅谈地热资源的综合利用开发[P],中国石油大学胜利学院学报,2007,9(3)
[8]姜建军,陶庆法,胡杰,我国地热资源开发利用现状、存在问题与建议,地热能,2005,10(5)