時(shí)間:2023-12-31 11:25:04
開(kāi)篇:寫(xiě)作不僅是一種記錄,更是一種創(chuàng)造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇可再生能源的優(yōu)缺點(diǎn),希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞:可再生能源;總量目標(biāo)制度;配額制;比較研究
能源是指能夠提供某種類型能量的資源或能量運(yùn)動(dòng)。按其成因可分為天然能源(即一次能源)和加工能源(即二次能源)。從能源的形成時(shí)間和是否可重復(fù)利用的視角對(duì)能源資源所做的劃分可分為可再生能源和不可再生能源。可再生能源主要是指能夠重復(fù)利用的資源,在短時(shí)期內(nèi)可以再生,或可以循環(huán)使用的自然資源。主要包括生物資源(可再生)、土地資源、水能、氣候資源等。可再生能源具有可再生性、清潔、安全性和不穩(wěn)定性等特點(diǎn)。可再生能源的不穩(wěn)定性是指風(fēng)能、水能等資源由于受季節(jié)、氣壓、溫差、地域等因素的影響,呈現(xiàn)出一定的波動(dòng)性。
可再生能源的開(kāi)發(fā)利用為世界經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展提供了巨大的驅(qū)動(dòng)力,經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展與國(guó)家能源政策有著密切聯(lián)系。美國(guó)作為發(fā)達(dá)國(guó)家,其所實(shí)施的能源安全戰(zhàn)略很大程度上反應(yīng)了世界未來(lái)能源發(fā)展的新動(dòng)向。中國(guó)作為發(fā)展中國(guó)家,能源消耗問(wèn)題一直受到世界各國(guó)的廣泛關(guān)注。中國(guó)在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的一個(gè)時(shí)期內(nèi),能源領(lǐng)域都會(huì)面臨能源需求增大、對(duì)外依存度偏高、結(jié)構(gòu)不盡合理、生態(tài)環(huán)境惡化等挑戰(zhàn),這將對(duì)我國(guó)的能源安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。中美兩國(guó)國(guó)土面積相似,地形多種多樣,能源資源分布廣泛,而且兩國(guó)均為世界能源消耗大國(guó),均面臨著促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、確保能源安全和維護(hù)生態(tài)環(huán)境安全的巨大壓力,因此中美兩國(guó)在開(kāi)發(fā)利用可再生能源法律制度方面具有較強(qiáng)的可比性。
一、中美可再生能源總量目標(biāo)和配額制的比較分析
可再生能源總量目標(biāo)制度 1的基本含義是建立在可再生能源立法的基礎(chǔ)之上,具有法律強(qiáng)制性的可再生能源開(kāi)發(fā)利用目標(biāo),即政府根據(jù)相關(guān)法律、法規(guī)的規(guī)定制定并負(fù)責(zé)實(shí)施的可再生能源開(kāi)發(fā)利用制度,是有效促進(jìn)政府強(qiáng)制推動(dòng)和市場(chǎng)自主調(diào)節(jié)相融合的可再生能源開(kāi)發(fā)利用制度。總量目標(biāo)制度具有如下特點(diǎn):(1)戰(zhàn)略性,該制度規(guī)定了國(guó)家未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)可再生能源發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo);(2)強(qiáng)制性,總量目標(biāo)制度是基于強(qiáng)制性立法的制度,具有法律的強(qiáng)制性;(3)計(jì)劃性,總量目標(biāo)制度具有明確的目標(biāo)限定(可再生能源開(kāi)發(fā)利用的絕對(duì)量或相對(duì)量)和規(guī)定的實(shí)現(xiàn)手段2 。
美國(guó)聯(lián)邦政府于2009年2月出臺(tái)《美國(guó)復(fù)蘇與再投資法案》,該法案要求全美可再生能源發(fā)電利用規(guī)模到2012年時(shí)占有美國(guó)社會(huì)整體電力消費(fèi)的10%的比例,并將該比例在2025年時(shí)提高到25%。美國(guó)眾議院于2009年6月通過(guò)《美國(guó)清潔能源和安全法案》,該法案是美國(guó)國(guó)家層面首個(gè)應(yīng)對(duì)氣候變化的綜合性方案。該法案規(guī)定通過(guò)發(fā)展可再生能源和提高能效的方式到2020年時(shí)滿足全美社會(huì)整體電力需求的20%。美國(guó)可再生能源配額制是應(yīng)用最廣泛的促進(jìn)可再生能源開(kāi)發(fā)利用的一個(gè)制度安排,雖然目前聯(lián)邦層面的可再生能源配額制尚未出臺(tái),但是許多州都通過(guò)相關(guān)立法對(duì)可再生能源發(fā)電在社會(huì)整體能源消費(fèi)中的比例問(wèn)題進(jìn)行了規(guī)定3 。美國(guó)可再生能源配額制政策最初就是由全美科學(xué)家聯(lián)盟和美國(guó)風(fēng)能協(xié)會(huì)所提出的可再生能源組合標(biāo)準(zhǔn),該政策隨后被以各種方式被引入到美國(guó)州一級(jí)電力行業(yè)的市場(chǎng)化改革浪潮中,可再生能源配額制從20世紀(jì)90年代末開(kāi)始在美國(guó)大多數(shù)州逐步推廣4 。相較于美國(guó)的可再生能源配額制,中國(guó)的可再生能源總量目標(biāo)制度按制度層級(jí)來(lái)說(shuō)處于較高層級(jí),起著總攬可再生能源開(kāi)發(fā)利用全局的指引作用。而可再生能源配額制、強(qiáng)制上網(wǎng)制度等只是總量目標(biāo)制度的實(shí)現(xiàn)手段,處于較低一級(jí)的層級(jí)。
二、中美可再生能源強(qiáng)制上網(wǎng)制度與配額制的比較分析
可再生能源強(qiáng)制上網(wǎng)制度5 的基本含義是由法律強(qiáng)制性的規(guī)定相關(guān)電力企業(yè)對(duì)可再生能源發(fā)電實(shí)行全額保障性收購(gòu),并由其為可再生能源發(fā)電提供并網(wǎng)服務(wù)。
可再生能源強(qiáng)制上網(wǎng)是一種可再生能源發(fā)電的定價(jià)機(jī)制,是可再生能源發(fā)電消納的一種實(shí)現(xiàn)方式,即由政府明確規(guī)定可再生能源發(fā)電的并網(wǎng)電價(jià),并強(qiáng)制要求相關(guān)電力企業(yè)對(duì)可再生能源發(fā)電予以全額保障性收購(gòu)。實(shí)際上,可再生能源發(fā)電量的規(guī)模大多數(shù)情況下由市場(chǎng)調(diào)節(jié),可再生能源發(fā)電企業(yè)根據(jù)利潤(rùn)回報(bào)的多少自主決定是否參與到可再生能源的開(kāi)發(fā)利用中來(lái)。可再生能源強(qiáng)制上網(wǎng)制度以保障性電價(jià)和強(qiáng)制上網(wǎng)保證,給可再生能源發(fā)電擴(kuò)大了生存空間,解決了可再生能源電力的銷售問(wèn)題。可再生能源強(qiáng)制上網(wǎng)制度的主要特點(diǎn)在于:(1)對(duì)可再生能源發(fā)電提供全額保障性收購(gòu)和強(qiáng)制并網(wǎng)服務(wù)。即由法律明確規(guī)定相關(guān)電網(wǎng)企業(yè)有義務(wù)將可再生能源發(fā)電接入電網(wǎng),并有義務(wù)按政府定價(jià)全額購(gòu)買可再生能源發(fā)電量。(2)固定電價(jià)。該制度在國(guó)外也稱為固定電價(jià)制度,即由政府依據(jù)可再生能源的不同類別和相應(yīng)的技術(shù)利用水平及總的發(fā)電量等因素確定公平合理的上網(wǎng)電價(jià),并由相關(guān)電網(wǎng)企業(yè)向可再生能源發(fā)電企業(yè)支付固定的買入價(jià)格。(3)對(duì)相關(guān)電力企業(yè)沒(méi)有具體的可再生能源發(fā)電量要求。即對(duì)相關(guān)電力企業(yè)的可再生能源發(fā)電數(shù)量沒(méi)有具體的硬性指標(biāo),而是通過(guò)相關(guān)企業(yè)自主的市場(chǎng)化行為選擇來(lái)促進(jìn)可再生能源的開(kāi)發(fā)利用6 。而配額制則要求可再生能源配額義務(wù)承擔(dān)者在其開(kāi)發(fā)利用的總的電量中必須完成規(guī)定比例的可再生能源發(fā)電量,主要目的在于為可再生能源提供一個(gè)強(qiáng)制性的市場(chǎng)需求,保證可再生能源發(fā)電能夠擁有一個(gè)穩(wěn)定的市場(chǎng)供應(yīng)7 ,主要解決了可再生能源發(fā)電的實(shí)際生產(chǎn)供應(yīng)問(wèn)題。
三、中美可再生能源專項(xiàng)資金與公共效益基金制度比較分析
我國(guó)政府為促進(jìn)可再生能源的開(kāi)發(fā)利用于2006年設(shè)立了可再生能源國(guó)家專項(xiàng)資金制度,主要用于支持可再生能源開(kāi)發(fā)利用的相關(guān)活動(dòng)。同年5月30日我國(guó)財(cái)政部公布了《可再生能源發(fā)展專項(xiàng)資金管理暫行辦法》,對(duì)可再生能源專項(xiàng)資金的籌集、管理、利用、支持范圍、分類標(biāo)準(zhǔn)等問(wèn)題作了進(jìn)一步的規(guī)范。相較于中國(guó)的可再生能源國(guó)家專項(xiàng)資金制度,美國(guó)許多州則確立了公共效益基金制度,將其作為一項(xiàng)便捷有效的促進(jìn)可再生能源開(kāi)發(fā)利用的融資渠道,公共效益基金的資金主要來(lái)源于國(guó)家電力銷售價(jià)格收入的按比例提取和相關(guān)企業(yè)及個(gè)人的捐助。二者的共同點(diǎn)在于均是國(guó)家對(duì)可再生能源開(kāi)發(fā)利用的資金扶持制度。同時(shí),二者也有著明顯的區(qū)別,我國(guó)的可再生能源專項(xiàng)資金主要來(lái)源于政府財(cái)政支持,而美國(guó)的公共效益基金則主要來(lái)源于相關(guān)電力銷售收入按規(guī)定比例的提取和社會(huì)捐助等,具有多元化融資的優(yōu)勢(shì),二者的資金來(lái)源渠道不同,具體的運(yùn)作模式也不同。
四、中美可再生能源經(jīng)濟(jì)刺激制度的比較分析
美國(guó)聯(lián)邦或州一級(jí)的相關(guān)可再生能源立法, 經(jīng)濟(jì)激勵(lì)制度是其眾多制度選擇中應(yīng)用最普遍的, 同時(shí)也是最有效的。美國(guó)《1978年能源法》確立了適用于太陽(yáng)能和風(fēng)能設(shè)備的稅收減免政策。《2005年能源政策法》則顯著擴(kuò)大了可再生能源稅收減免的額度、適用范圍與手段類型,確定了五項(xiàng)新的促進(jìn)可再生能源開(kāi)發(fā)利用的稅收減免激勵(lì)措施,主要包括:(1)可再生能源電力生產(chǎn)稅減免,主要適用于符合條件的電力設(shè)施的生產(chǎn)商,且其將可再生能源電力出售給與其無(wú)關(guān)的人;(2)清潔可再生能源債券,即屬于政府鼓勵(lì)發(fā)展的可再生能源方面的投資可以獲得稅收優(yōu)惠待遇;(3)住宅能效設(shè)施稅收減免,即在規(guī)定時(shí)限內(nèi)采購(gòu)民用能效設(shè)施的家庭可以獲得相應(yīng)數(shù)額的稅收減免優(yōu)惠;(4)商業(yè)太陽(yáng)能投資稅收減免,主要適用于那些利用太陽(yáng)能發(fā)電、供熱或制冷或者用于生產(chǎn)、分配或利用地?zé)崮艿男略O(shè)備的費(fèi)用;(5)商業(yè)燃料電池購(gòu)置稅收優(yōu)惠,即購(gòu)買符合政府規(guī)定條件的商業(yè)機(jī)構(gòu)購(gòu)置可再生能源電池可獲得10%的稅收減免8 。
相比較而言,中國(guó)在可再生能源開(kāi)發(fā)利用經(jīng)濟(jì)激勵(lì)方面一般比較宏觀、粗略,而美國(guó)在可再生能源開(kāi)發(fā)利用經(jīng)濟(jì)激勵(lì)方面則顯得比較具體,一般會(huì)有相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)支持或計(jì)算標(biāo)準(zhǔn),各項(xiàng)工作相對(duì)來(lái)說(shuō)比較細(xì)致具體,成效也比較顯著。中國(guó)的可再生能源分類電價(jià)制度和美國(guó)的可再生能源綠色證書(shū)交易制度設(shè)計(jì)各有亮點(diǎn),在科學(xué)考量不同類型的可再生能源發(fā)電成本、公平合理的規(guī)定費(fèi)用分?jǐn)偤痛龠M(jìn)可再生能源交易市場(chǎng)發(fā)展成熟等方面各有不同程度的貢獻(xiàn)。
五、完善我國(guó)可再生能源利用法律制度的建議
(一)健全我國(guó)可再生能源法律制度體系
為了可再生能源開(kāi)發(fā)利用活動(dòng)的更好開(kāi)展,必須促進(jìn)可再生能源開(kāi)發(fā)利用法律體系的不斷發(fā)展完善。以我國(guó)《能源法》為基礎(chǔ),完善能源資源的開(kāi)發(fā)利用的基本原則、基本制度、相關(guān)主體的權(quán)利義務(wù)、監(jiān)督管理體制、信息共享機(jī)制和其他相關(guān)法律之間的關(guān)系等內(nèi)容。其次是有針對(duì)性的根據(jù)不同種類的可再生能源制定相關(guān)可再生能源單行法,及時(shí)對(duì)目前主要的可再生能源開(kāi)發(fā)利用活動(dòng)進(jìn)行科學(xué)的專門化的立法規(guī)制,例如,制定專門化的《太陽(yáng)能法》、《地?zé)崮芊ā贰ⅰ讹L(fēng)能法》等等,規(guī)定相應(yīng)的開(kāi)發(fā)利用制度、監(jiān)管機(jī)構(gòu)、法律責(zé)任等。最后是要不斷促進(jìn)可再生能源開(kāi)發(fā)利用法律制度的相關(guān)實(shí)施細(xì)則的完善和具體落實(shí)。
(二)完善可再生能源經(jīng)濟(jì)激勵(lì)制度
進(jìn)一步完善可再生能源經(jīng)濟(jì)激勵(lì)制度,在市場(chǎng)準(zhǔn)入、規(guī)范監(jiān)管、引導(dǎo)扶持的同時(shí)關(guān)注可再生能源開(kāi)發(fā)企業(yè)的利益關(guān)切,探索建立完善符合市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)規(guī)律的可再生能源經(jīng)濟(jì)激勵(lì)制度,讓可再生能源開(kāi)發(fā)利用企業(yè)在響應(yīng)國(guó)家號(hào)召的同時(shí)能夠得到實(shí)實(shí)在在的合理利潤(rùn),以確保可再生能源開(kāi)發(fā)利用的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展,建立可再生能源配額制和綠色證書(shū)交易制度。
(三)建立以政府采購(gòu)方式促進(jìn)可再生能源的開(kāi)發(fā)利用制度
可再生能源的開(kāi)發(fā)利用在我國(guó)來(lái)說(shuō)是一個(gè)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè),由于處于發(fā)展初期,市場(chǎng)發(fā)展不成熟,資金壓力大、運(yùn)營(yíng)成本高,如果引入政府采購(gòu)機(jī)制,通過(guò)相應(yīng)市場(chǎng)準(zhǔn)入資格的合理規(guī)制,讓具備相應(yīng)開(kāi)發(fā)技術(shù)和投資能力的市場(chǎng)主體參與到可再生能源的技術(shù)研發(fā)和開(kāi)發(fā)利用中來(lái),既可以確保合格投資者的投資回報(bào),又可以將其巨大的社會(huì)資金吸引到國(guó)家鼓勵(lì)和扶持的投資領(lǐng)域和開(kāi)發(fā)項(xiàng)目,實(shí)現(xiàn)兩者的雙贏。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展繁榮的大背景下,應(yīng)注重運(yùn)用政府采購(gòu)機(jī)制來(lái)促進(jìn)可再生能源開(kāi)發(fā)利用立法目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。以往的可再生能源激勵(lì)措施過(guò)多的關(guān)注了可再生能源的生產(chǎn)環(huán)節(jié),而對(duì)可再生能源的消費(fèi)環(huán)節(jié)的激勵(lì)卻略顯不足,其實(shí)可再生能源的終端消費(fèi)群體的接受程度對(duì)于可再生能源的開(kāi)發(fā)利用具有至關(guān)重要的作用。通過(guò)政府采購(gòu)行為的示范效應(yīng)可以有效引導(dǎo)社會(huì)資本對(duì)可再生能源的投資、消費(fèi),政府源源不斷的訂貨有利于維持企業(yè)長(zhǎng)久穩(wěn)定的經(jīng)濟(jì)利潤(rùn),加之可再生能源利用的清潔、安全、無(wú)污染,有利于整個(gè)生態(tài)環(huán)境的改善,從而擁有一個(gè)共贏的結(jié)果。
注釋:
1. 參見(jiàn)《中華人民共和國(guó)可再生能源法》第七條:“國(guó)務(wù)院能源主管部門根據(jù)全國(guó)能源需求與可再生能源資源實(shí)際狀況,制定全國(guó)可再生能源開(kāi)發(fā)利用中長(zhǎng)期總量目標(biāo),報(bào)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)后執(zhí)行,并予公布。國(guó)務(wù)院能源主管部門根據(jù)前款規(guī)定的總量目標(biāo)和省、自治區(qū)、直轄市經(jīng)濟(jì)發(fā)展與可再生能源資源實(shí)際狀況,會(huì)同省、自治區(qū)、直轄市人民政府確定各行政區(qū)域可再生能源開(kāi)發(fā)利用中長(zhǎng)期目標(biāo),并予公布。”
2. 張博,我國(guó)可再生能源法律保障制度研究,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)碩士學(xué)位論文第21頁(yè),2007.5.28.
3. 桑東莉,《氣候變化與能源政策法律制度比較研究》,法律出版社2013年版,P156.
4. 任東明,可再生能源配額制政策研究---系統(tǒng)框架與運(yùn)行機(jī)制,中國(guó)經(jīng)濟(jì)出版社2013年版,第87頁(yè)。
5. 具體規(guī)定參見(jiàn)《中華人民共和國(guó)可再生能源法》第十四條:國(guó)家實(shí)行可再生能源發(fā)電全額保障性收購(gòu)制度。國(guó)務(wù)院能源主管部門會(huì)同國(guó)家電力監(jiān)管機(jī)構(gòu)和國(guó)務(wù)院財(cái)政部門,按照全國(guó)可再生能源開(kāi)發(fā)利用規(guī)劃,確定在規(guī)劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)達(dá)到的可再生能源發(fā)電量占全部發(fā)電量的比重,制定電網(wǎng)企業(yè)優(yōu)先調(diào)度和全額收購(gòu)可再生能源發(fā)電的具體辦法,并由國(guó)務(wù)院能源主管部門會(huì)同國(guó)家電力監(jiān)管機(jī)構(gòu)在年度中督促落實(shí)。電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)當(dāng)與按照可再生能源開(kāi)發(fā)利用規(guī)劃建設(shè),依法取得行政許可或者報(bào)送備案的可再生能源發(fā)電企業(yè)簽訂并網(wǎng)協(xié)議,全額收購(gòu)其電網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)符合并網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的可再生能源并網(wǎng)發(fā)電項(xiàng)目的上網(wǎng)電量。發(fā)電企業(yè)有義務(wù)配合電網(wǎng)企業(yè)保障電網(wǎng)安全。電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè),擴(kuò)大可再生能源電力配置范圍,發(fā)展和應(yīng)用智能電網(wǎng)、儲(chǔ)能等技術(shù),完善電網(wǎng)運(yùn)行管理,提高吸納可再生能源電力的能力,為可再生能源發(fā)電提供上網(wǎng)服務(wù)。
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作者簡(jiǎn)介:
關(guān)鍵詞:土壤源熱泵;地下埋管換熱器;節(jié)能;環(huán)保
中圖分類號(hào):TE08文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
一、引言
目前,空調(diào)冷、熱源用能主要以電力和常規(guī)能源(煤、石油、天然氣)為主,特別是煤炭所占比例較大,能源結(jié)構(gòu)不合理,能源利用率低,環(huán)境污染嚴(yán)重[1]。首先,從可持續(xù)發(fā)展的方面來(lái)看,選擇空調(diào)冷、熱源時(shí),應(yīng)從環(huán)境保護(hù)、節(jié)能等方面考慮;同時(shí),在技術(shù)方面,傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)在冬季運(yùn)行時(shí),當(dāng)室外溫度過(guò)低時(shí),存在蒸發(fā)器結(jié)霜的問(wèn)題,這就阻礙了系統(tǒng)的正常運(yùn)行,使得傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用受到地域的限制。所以,如果能找到一種最佳冷、熱源來(lái)代替空氣源熱泵,這樣不但可以提高效率,而且可以減少空氣源熱泵對(duì)環(huán)境的污染和不受地域的限制。土壤便是一種最佳的冷熱源,而土壤源熱泵系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)不存在蒸發(fā)器結(jié)霜的問(wèn)題。
二、土壤源熱泵的工作原理
土壤源熱泵系統(tǒng)是把地下土壤作為熱泵機(jī)組的低溫?zé)嵩矗ㄟ^(guò)循環(huán)液體(水或者以水為主要成分的防凍液)在封閉的地下埋管中流動(dòng),實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與大地之間的換熱。冬季供熱時(shí),流體從地下收集熱量,再通過(guò)熱泵系統(tǒng)把熱量帶到室內(nèi);同時(shí)在地下儲(chǔ)存冷量,以備夏季制冷用。夏季制冷時(shí),系統(tǒng)逆向進(jìn)行,即從室內(nèi)帶走熱量,再通過(guò)埋管內(nèi)的循環(huán)液體將熱量送到地下巖土中;同時(shí)在地下儲(chǔ)存熱量,以備冬季供熱用。
土壤源熱泵空調(diào)系統(tǒng)主要包括三套管路系統(tǒng):室外環(huán)路系統(tǒng)、制冷劑環(huán)路系統(tǒng)和室內(nèi)空調(diào)環(huán)路系統(tǒng)[2]。土壤源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的工作原理如圖1-1所示。
(一)室外環(huán)路系統(tǒng) 由高強(qiáng)度塑料管(U型管)組成的地下循環(huán)封閉環(huán)路,循環(huán)介質(zhì)為水或者防凍液。冬季從周圍土壤吸收熱量,夏季向土壤釋放熱量,并與熱泵機(jī)組之間交換熱量。其循環(huán)由一臺(tái)或者數(shù)臺(tái)低功率的循環(huán)泵來(lái)實(shí)現(xiàn)。
(二)制冷劑環(huán)路系統(tǒng) 即在熱泵機(jī)組內(nèi)部的制冷循環(huán),與空氣源熱泵相比,只是將空氣―制冷劑換熱器換成水―制冷劑換熱器,其他結(jié)構(gòu)基本相同。
(三)室內(nèi)空調(diào)環(huán)路系統(tǒng) 室內(nèi)環(huán)路在建筑物內(nèi)和熱泵機(jī)組之間傳遞熱量,傳遞熱量的介質(zhì)有空氣、水或制冷劑等,因而相應(yīng)的熱泵機(jī)組分別應(yīng)為水―空氣熱泵機(jī)組、水―水熱泵機(jī)組和水―制冷劑熱泵機(jī)組。
圖1 土壤源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的工作原理圖
有的土壤源熱泵系統(tǒng)還設(shè)有加熱生活熱水的環(huán)路。將水從生活熱水水箱送到冷凝器進(jìn)行循環(huán)的封閉加壓環(huán)路,是一個(gè)可供選擇的生活熱水的環(huán)路。對(duì)于冬季工況,該循環(huán)可充分利用冷凝器排放的熱量,基本不消耗額外的能量而得到熱水供應(yīng);在冬季,其耗能也大大低于電熱水器。
三、土壤源熱泵的優(yōu)缺點(diǎn)
建筑的空調(diào)系統(tǒng)一般應(yīng)滿足冬季供熱和夏季制冷兩種相反的要求。傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)通常需分別設(shè)置冷源(制冷機(jī))和熱源(鍋爐)。建筑空調(diào)系統(tǒng)由于必須有冷源(制冷機(jī)),如果讓它在冬季以熱泵模式運(yùn)行,則可以省去鍋爐和鍋爐房,不但節(jié)省了初投資,而且全年僅采用電力這種清潔能源,大大減輕了供暖造成的大氣污染問(wèn)題。與傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)相比,土壤源熱泵系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn):
(一)利用可再生能源。土壤源熱泵是利用地球表層所吸收的太陽(yáng)能和地?zé)崮茏鳛槔錈嵩催M(jìn)行能量轉(zhuǎn)換空調(diào)系統(tǒng)。而土壤中的能量大部分來(lái)源于太陽(yáng)能的輻射,土壤源源不斷地收集著太陽(yáng)輻射能,吸收的這部分能量是人類每年利用總能量的500倍還多,這就使得利用儲(chǔ)存于其中近乎無(wú)限的地?zé)崮艹蔀榭赡堋R虼耍寥涝礋岜美玫氖强稍偕茉础?/p>
(二)節(jié)能。由于地下土壤溫度冬季比環(huán)境高,夏季比環(huán)境低,且始終保持較為穩(wěn)定的狀態(tài)。由于這一特點(diǎn),土壤源熱泵機(jī)組的性能系數(shù)(COP)較高。美國(guó)環(huán)保署估計(jì),設(shè)計(jì)安裝良好的土壤源熱泵系統(tǒng),平均來(lái)說(shuō)可以比常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)約30%~40%的年運(yùn)行費(fèi)用[3]。
(三)環(huán)保效益顯著。土壤源熱泵僅消耗電能,從而降低了一次能源消耗帶來(lái)的污染物和二氧化碳溫室氣體的排放。一個(gè)設(shè)計(jì)良好的土壤源熱泵機(jī)組,所消耗的電能,與傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)相比,可減少30%以上,與電供暖相比,可減少70%以上[4],這就大大降低了一次能源的消耗,從而有效遏制了環(huán)境的污染。
(四)一機(jī)多用。土壤源熱泵機(jī)組可供暖、制冷,還可提供生活熱水,一套設(shè)備可以替代原來(lái)的鍋爐加冷水機(jī)組兩套設(shè)備,結(jié)構(gòu)緊湊,節(jié)省機(jī)房面積。
主要缺點(diǎn)有:
(一)初投資較高。與傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)相比,主要增加了地下埋管施工的投資,而地下埋管換熱器的初投資占系統(tǒng)初投資的20%~30%左右。
(二)土壤導(dǎo)熱系數(shù)小。地下埋管換熱器的持吸熱速率僅為20~40W/m2,一般吸熱速率為25 W/m2。
(三)地下埋管換熱器占地面積大。由于土壤導(dǎo)熱系數(shù)小,當(dāng)建筑物冷熱負(fù)荷較大時(shí),地下埋管換熱器占地面積較大。
四、結(jié)語(yǔ)
土壤源熱泵系統(tǒng)作為一種環(huán)保和節(jié)能的熱泵技術(shù),對(duì)需要冬季供熱、夏季制冷的冬冷夏熱地區(qū)提高室內(nèi)環(huán)境和降低建筑能耗具有重大意義。盡管土壤源熱泵存在不足,但是由于其使用的是可再生能源,符合能源的可持續(xù)發(fā)展理論,因此被稱為21世紀(jì)最具有發(fā)展前途的綠色空調(diào)。
參考文獻(xiàn):
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[4] 朱巖,楊歷,李中領(lǐng).土壤源熱泵的節(jié)能與技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析[J].煤氣與熱力.2005,25(3):73-76
【關(guān)鍵詞】 水源熱泵 優(yōu)缺點(diǎn) 注意事項(xiàng)
隨著不可再生能源的大量使用,能源枯竭的危機(jī)在逐步逼近,污染問(wèn)題也成為了人類首要解決的問(wèn)題。在這種情形下,本著節(jié)能和環(huán)保的特點(diǎn),水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。水源熱泵具有環(huán)保、節(jié)能和經(jīng)濟(jì)等的特點(diǎn),現(xiàn)在水源熱泵在世界上的使用范圍越來(lái)越廣,水源熱泵的工作原理就是用少量的電能將水中不能直接使用的低位能轉(zhuǎn)化為可以直接利用的高位能,從而可以達(dá)到節(jié)約一部分高位能的目的。
1 水源熱泵的工作原理
水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)是將具有一定溫度的水源,通過(guò)通過(guò)輸入少量高品位能源(如電能),實(shí)現(xiàn)低溫位熱能向高溫位轉(zhuǎn)移。水體分別作為冬季熱泵供暖的熱源和夏季空調(diào)的冷源,即在夏季將建筑物中的熱量“取”出來(lái),釋放到水體中去,由于水源溫度低,所以可以高效地帶走熱量,以達(dá)到夏季給建筑物室內(nèi)制冷的目的;而冬季,則是通過(guò)水源熱泵機(jī)組,從水源中“提取”熱能,送到建筑物中采暖。
2 水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)
(1)環(huán)保、能源可再生。水源熱泵利用的是地球水資源中所儲(chǔ)藏的太陽(yáng)能和熱能,將這些貯藏的熱能作為冷熱源,提供給水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)。水源熱泵可利用的地球水資源包括地下水和一些江河湖泊,這些水資源吸收太陽(yáng)輻射的能量,將半數(shù)的太陽(yáng)輻射的能量貯藏在水資源中,提供了源源不斷的熱能,所以水源熱泵成為一種比較環(huán)保而且可以再生能源的技術(shù)。(2)機(jī)組效率高,經(jīng)濟(jì)。水源熱泵機(jī)組里面的系統(tǒng)水在冬天的溫度一般是12到22攝氏度,比外界環(huán)境下的水資源的溫度要高一點(diǎn),所以在冬天制熱的過(guò)程中,就能消耗比較少的熱能將系統(tǒng)循環(huán)的蒸發(fā)溫度提高。而在夏天系統(tǒng)水的溫度一般在18到35攝氏度,比外界環(huán)境下的水資源的溫度低,所以也是可以消耗少量的能量將系統(tǒng)水制冷。(3)節(jié)約電力、減少污染的排放。水源熱泵機(jī)組運(yùn)行無(wú)任何污染,無(wú)燃燒、無(wú)排煙,不產(chǎn)生廢渣、廢水、廢氣和煙塵,不會(huì)產(chǎn)生城市熱島效應(yīng)。(4)維護(hù)方便。水體的溫度一年四季相對(duì)穩(wěn)定,其波動(dòng)的范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于空氣的變動(dòng),使得熱泵機(jī)組運(yùn)行更可靠、穩(wěn)定,也保證了系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟(jì)性;采用全電腦控制,自動(dòng)程度高。由于系統(tǒng)簡(jiǎn)單、機(jī)組部件少,運(yùn)行穩(wěn)定,因此維護(hù)費(fèi)用低,使用壽命長(zhǎng)。
3 水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的缺點(diǎn)
(1)水資源利用的成本高低不確定。現(xiàn)在地球上的水資源雖然比較多,但是可利用的水資源卻很少。不同地區(qū)的水資源利用的難度不同、成本不同。目前,在水源熱泵的使用方式中,閉式系統(tǒng)的成本一般比較高。但是開(kāi)式系統(tǒng)對(duì)于水資源的要求又比較高,需要滿足一定的溫度、水量和清潔度。(2)水層的地理結(jié)構(gòu)的限制。對(duì)于地下水的使用,必須要考慮到地下水的水層的結(jié)構(gòu),根據(jù)這個(gè)結(jié)構(gòu)找到一個(gè)合適的方法打開(kāi)水層找到水源,而且還有保證會(huì)有水的回灌,不會(huì)導(dǎo)致水源枯竭的現(xiàn)象。(3)投資經(jīng)濟(jì)的不同。由于受到不同國(guó)家能源政策和燃料的價(jià)格,水源的基本條件是不會(huì)相同的。在不同的地區(qū),根據(jù)不同條件的需求,水源熱泵的投資經(jīng)濟(jì)也會(huì)有所不同。
4 水源熱泵空調(diào)的安裝注意事項(xiàng)
(1)機(jī)房;為了便于操作和檢修,機(jī)組的主操作面應(yīng)留有1-1.5米的空間,其余面至少能讓人通行。機(jī)組附近應(yīng)具備有足夠排放能力的排水設(shè)施。由于機(jī)組運(yùn)行時(shí)向四周散發(fā)熱量,使機(jī)房工作環(huán)境溫度升高,故機(jī)房應(yīng)配備排風(fēng)設(shè)備。為了不使機(jī)組運(yùn)行時(shí)噪音外傳影響周圍環(huán)境,機(jī)房應(yīng)做隔音處理。機(jī)房和水泵房最好不設(shè)在同一房間。(2)機(jī)組搬運(yùn);機(jī)組到達(dá)安裝現(xiàn)場(chǎng)后,如機(jī)組暫不安裝到位,臨時(shí)存放的場(chǎng)所應(yīng)能防風(fēng)、防雨雪。在吊裝就位過(guò)程中,須小心操作,以防傷及設(shè)備。在起吊繩索與機(jī)組接觸的地方,要放置墊塊;對(duì)重量較大的機(jī)組,機(jī)器頂部之上吊索之間要加支撐桿,已減輕吊索對(duì)機(jī)組的壓力。搬運(yùn)時(shí),宜采用叉車或吊車;吊裝中,吊索與機(jī)組應(yīng)連接牢固,機(jī)組應(yīng)盡量維持垂直狀態(tài)。同時(shí)確保吊索不與側(cè)面換熱器、電控箱有直接接觸。機(jī)組安裝基礎(chǔ)及固定;機(jī)組應(yīng)安裝在堅(jiān)實(shí)、牢固且表面平整的混凝土基礎(chǔ)或金屬鋼架上,安裝平臺(tái)強(qiáng)度必須足以承受機(jī)組重量。混凝土基礎(chǔ)表面一般以水泥做平整修飾并需進(jìn)行防水處理,基礎(chǔ)臺(tái)周圍應(yīng)設(shè)置排水溝槽,排水溝坡度應(yīng)大于0.5%,且坡向排水口。為使設(shè)備能寧?kù)o運(yùn)轉(zhuǎn),避免因振動(dòng)和噪音的傳遞而影響機(jī)組所在的樓層,機(jī)組底座與基礎(chǔ)應(yīng)以減震器隔離,且機(jī)組安裝時(shí)需注意水平,主機(jī)外殼必須接地。(3)水系統(tǒng)及水管的配接;安裝前要進(jìn)行圖紙會(huì)審和技術(shù)交底,并嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求選購(gòu)材料進(jìn)行施工。空調(diào)水系統(tǒng)管路安裝、保溫應(yīng)由專業(yè)人員設(shè)計(jì)指導(dǎo),并執(zhí)行安裝規(guī)范的相應(yīng)規(guī)定。水泵與系統(tǒng)水管、機(jī)組于系統(tǒng)水管連接應(yīng)采用防震軟接頭連接,同時(shí)管道和水泵要自設(shè)支架,以防機(jī)組受力。機(jī)組外部水系統(tǒng)必須安裝過(guò)濾器、水處理器、止逆閥、排水閥、膨脹水箱等。在機(jī)組和水泵的入口管線上須安裝60目的等管徑水過(guò)濾器。必須要進(jìn)行系統(tǒng)水壓試驗(yàn)。水壓試驗(yàn)合格后,進(jìn)行水系統(tǒng)沖洗和排污;啟動(dòng)水泵,沖洗進(jìn)機(jī)組前的所有管路及進(jìn)入末端設(shè)備的管路,如果雜物太多,可打開(kāi)進(jìn)機(jī)組前的排污閥,反復(fù)間斷性排污,確認(rèn)管道內(nèi)無(wú)雜質(zhì)后,停泵并清洗所有過(guò)濾器。(4)系統(tǒng)保溫;在完成以上工作后,最后進(jìn)行冷凍水系統(tǒng)保溫,保溫層應(yīng)粘貼規(guī)整、牢固、外形美觀無(wú)破損。
5 結(jié)語(yǔ)
水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)已經(jīng)逐步代替了以前靠燃油和燃煤的傳統(tǒng)制冷和取暖的機(jī)組。無(wú)論是從對(duì)環(huán)境的污染方面,還是能源的消耗方面,水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)有著它鮮明的特點(diǎn)。水源熱泵技術(shù)使用水資源中吸收的太陽(yáng)能,將系統(tǒng)水的溫度適當(dāng)經(jīng)過(guò)制冷和制熱的方式降溫和升溫,利用很少的電能將不可以直接使用的低位能轉(zhuǎn)化成可以直接使用的高位能,節(jié)約了能源,也減少了能源使用過(guò)程中污染性氣體和溫室氣體的排放。但是缺點(diǎn)也是不可避免的,受到地形和水資源的水層結(jié)構(gòu)的影響,使得水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的成本很高,而且機(jī)組本身安裝過(guò)程應(yīng)該注意的一些問(wèn)題都是我們現(xiàn)在應(yīng)該解決的。所以水源熱泵技術(shù)還需要更多的提高。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:儲(chǔ)能技術(shù) 電氣工程 應(yīng)用效果 發(fā)展趨勢(shì)
中圖分類號(hào):F407.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
一、未來(lái)電氣工程學(xué)科面臨的新問(wèn)題及儲(chǔ)能技術(shù)的作用
1.1電力系統(tǒng)安全高效運(yùn)行問(wèn)題更加突出
現(xiàn)代電力系統(tǒng)正在向大機(jī)組、大電網(wǎng)的方向發(fā)展,保持電網(wǎng)的穩(wěn)定性對(duì)于電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行來(lái)說(shuō)變得越來(lái)越重要。隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,互聯(lián)電網(wǎng)的穩(wěn)定性問(wèn)題將表現(xiàn)出許多與原有電力系統(tǒng)不同的特點(diǎn),其中,各種動(dòng)態(tài)過(guò)程的強(qiáng)耦合性、系統(tǒng)運(yùn)行條件的隨機(jī)性、系統(tǒng)固有的非線性對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響會(huì)更加突出。此外,特大型互聯(lián)電網(wǎng)穩(wěn)定性喪失帶來(lái)的影響也越來(lái)越大。
傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制裝置所通過(guò)的控制環(huán)節(jié)較多,控制效果受系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)變化的影響較大,有時(shí)難以達(dá)到滿意的效果,并且還缺乏使用的靈活性和難于在同一個(gè)控制裝置中同時(shí)實(shí)現(xiàn)有功和無(wú)功功率協(xié)調(diào)控制的缺點(diǎn)。將儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制,可以實(shí)現(xiàn)一種更有效的電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制裝置。
1.2可再生能源的規(guī)模化利用和分布式能源系統(tǒng)的建立勢(shì)在必行
在電氣工程領(lǐng)域應(yīng)用儲(chǔ)能技術(shù)是社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì),具體表現(xiàn)在以下幾方面:第一、為了促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,各種化石能源被大量使用,世界各地的能源都在逐漸枯竭,為了解決將要到來(lái)的能源危機(jī),必須找到能夠解決這一問(wèn)題的有效途徑。雖然各種可再生能源應(yīng)運(yùn)而生,這些能源要想真正替代傳統(tǒng)的化石能源,就要將他們進(jìn)行規(guī)模化利用,可是他們的自身特點(diǎn)卻阻礙了規(guī)模化利用的道路,需要找到一條有效的解決途徑;第二、傳統(tǒng)的供電方式為大電網(wǎng)集中供電,靈活性較差,容易產(chǎn)生連鎖反應(yīng),很可能由于單一事故造成全網(wǎng)的故障,造成區(qū)域內(nèi)全部停電,而建立分布式能源系統(tǒng)就可以有效的解決這一問(wèn)題;第三、將分布式發(fā)電與可再生能源利用相結(jié)合的微型電網(wǎng)可在一定程度上解決能源危機(jī)問(wèn)題。但是由于“微型電網(wǎng)”容量相對(duì)較小,系統(tǒng)的正常運(yùn)行容易受發(fā)電和用電雙方隨機(jī)變化因素的影響,系統(tǒng)的運(yùn)行能力和供電質(zhì)量難以得到保證,因此,必須研究可以提高這種電網(wǎng)運(yùn)行水平和供電質(zhì)量的方法。將大電網(wǎng)與分布式發(fā)電相結(jié)合的新供電方式是一種靈活、高效、安全的供電方式,儲(chǔ)能技術(shù)將在其中發(fā)揮重要作用。
1.3有利于促進(jìn)環(huán)境保護(hù)工作的開(kāi)展
大氣污染是環(huán)境污染中一個(gè)非常重要的方面,由于交通和運(yùn)載運(yùn)輸工具尾氣排放引起的環(huán)境污染問(wèn)題越來(lái)越受到人們的重視。傳統(tǒng)的交通運(yùn)輸工具使用燃燒化石燃料的熱機(jī)作為其動(dòng)力源,為了減少大量運(yùn)載工具尾氣排放帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題,提出了“綠色出行”的概念,運(yùn)載工具的電力驅(qū)動(dòng)就是在這種情況下提出來(lái)的。在這方面,如何大幅度地提高蓄電池的儲(chǔ)能密度和實(shí)現(xiàn)蓄電池的快速充電是需要認(rèn)真研究的問(wèn)題。另外,從能源系統(tǒng)的特性看,熱機(jī)的能量密度大于蓄電池,其功率密度卻小于通常的蓄電池,如果將這兩種動(dòng)力源結(jié)合起來(lái),使其優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),則可構(gòu)成混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)。在這樣的系統(tǒng)中,儲(chǔ)能裝置如何提高充電效率、延長(zhǎng)放電時(shí)間、提高輸出比功率等都是未來(lái)交通運(yùn)輸和推進(jìn)系統(tǒng)必需解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。
二、儲(chǔ)能技術(shù)在電氣工程領(lǐng)域的兩類典型應(yīng)用
所謂的儲(chǔ)能技術(shù)就是指,將電能通過(guò)某種方式儲(chǔ)存起來(lái),并且能夠在需要的時(shí)候轉(zhuǎn)化成可供使用能源的一種技術(shù)方法,主要包括以下兩方面內(nèi)容:首先就是能夠?qū)⒛茉催M(jìn)行高效、大容量的儲(chǔ)存;其次,就是能夠在需要使用的時(shí)候進(jìn)行方便、快捷的轉(zhuǎn)換。以下介紹了儲(chǔ)能技術(shù)在電氣工程領(lǐng)域的兩用應(yīng)用典型:
2.1儲(chǔ)能技術(shù)在大型互聯(lián)電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制中的應(yīng)用
傳統(tǒng)的PSS通過(guò)發(fā)電機(jī)附加勵(lì)磁控制可以有效地抑制系統(tǒng)發(fā)生的局部振蕩,但是對(duì)于大型復(fù)雜互聯(lián)電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的區(qū)域間多模式低頻振蕩問(wèn)題,最有效控制點(diǎn)可能位于遠(yuǎn)離發(fā)電機(jī)組的某條輸電線路上,PSS必須通過(guò)發(fā)電機(jī)組的勵(lì)磁控制才能起作用,遠(yuǎn)離系統(tǒng)的最有效控制部位,常常難以達(dá)到滿意的控制效果。儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用可以為這個(gè)問(wèn)題的解決提供一條非常簡(jiǎn)捷有效的途徑。
2.2儲(chǔ)能技術(shù)在脈沖功率系統(tǒng)中的應(yīng)用
脈沖功率系統(tǒng)主要包含低功率能源、儲(chǔ)能單元、開(kāi)關(guān)、波形調(diào)制(壓縮與成形)單元、負(fù)載五個(gè)部分;其中,前四部分為脈沖功率源。脈沖功率源的發(fā)展趨勢(shì)可以歸納為:高輸出功率、高儲(chǔ)能密度、高功率密度、高重復(fù)頻率和高可靠性。減小儲(chǔ)能器件的體積和重量、提高輸出功率對(duì)于脈沖功率系統(tǒng)意義重大。儲(chǔ)能器件主要有三種類型,即靜電儲(chǔ)能(電容器儲(chǔ)能)型、慣性儲(chǔ)能型和電感儲(chǔ)能型。為實(shí)現(xiàn)小型化高功率儲(chǔ)能,需要研究新型的儲(chǔ)能方式和技術(shù),以及將不同儲(chǔ)能方式相結(jié)合的技術(shù),如應(yīng)用超級(jí)電容器、電池等,以及這些高儲(chǔ)能密度器件與傳統(tǒng)儲(chǔ)能器件相結(jié)合的混合型儲(chǔ)能技術(shù)。
三、儲(chǔ)能技術(shù)在電氣工程領(lǐng)域中的展望
第一、在今后的研究過(guò)程中,要不斷促進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)向大容量、高密度的方向發(fā)展。目前,這一技術(shù)已經(jīng)得到了相關(guān)研究領(lǐng)域的高度重視,成為重點(diǎn)研究項(xiàng)目。
第二、在儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用中,各種形式能量的相互轉(zhuǎn)換是非常重要的,必須解決大容量、快速、高效、靈活、低成本能量轉(zhuǎn)換技術(shù)的問(wèn)題,這就需要積極開(kāi)展電力電子技術(shù)方面的研究。
第三、各種儲(chǔ)能技術(shù)有不同的優(yōu)缺點(diǎn),在實(shí)際應(yīng)用時(shí),必須根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的要求,充分發(fā)揮各種儲(chǔ)能技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),使其優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。所以,要積極開(kāi)發(fā)多元復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng),并且能夠?qū)⑵溥M(jìn)行有效利用。
第四、為了充分發(fā)揮儲(chǔ)能系統(tǒng)的作用,應(yīng)該研究能夠?qū)λ鎯?chǔ)的能量在時(shí)間、空間、強(qiáng)度分布上進(jìn)行有效處理和管理的方法,使之既能滿足實(shí)際應(yīng)用的需要,又能發(fā)揮最大的效益。
第五、探索儲(chǔ)能系統(tǒng)在科學(xué)研究、國(guó)防建設(shè)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活中的新應(yīng)用領(lǐng)域。
四、總結(jié)
綜上所述,在電氣工程領(lǐng)域中應(yīng)用儲(chǔ)能技術(shù)是未來(lái)的必然發(fā)展趨勢(shì),所以要加大研究力度,不斷提高我國(guó)儲(chǔ)能技術(shù)水平,這樣才能夠有效解決電氣工程領(lǐng)域所面臨的問(wèn)題,促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì);問(wèn)題;措施
中圖分類號(hào):TB494 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
前言
暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計(jì)對(duì)于我國(guó)目前大力宣傳的環(huán)境保護(hù)與生態(tài)保護(hù)息息相關(guān),建筑物能耗的一半左右要消耗在暖通空調(diào)系統(tǒng)中,因此,暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)的好壞對(duì)于建筑的能耗水平以及運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性至關(guān)重要。暖通空調(diào)的節(jié)能措施也是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,這項(xiàng)系統(tǒng)工程不僅與建筑物的設(shè)計(jì)相關(guān),而且還與環(huán)境因素關(guān)系密切。在工程設(shè)計(jì)階段,暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)的相關(guān)因素較多,因此,在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中必須從全局著眼,從建筑的形體、功能、周圍的環(huán)境、氣候進(jìn)行分析與設(shè)計(jì),以保證在節(jié)能的同時(shí)保證人居的舒適體驗(yàn)。
一、暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)的問(wèn)題
1、設(shè)計(jì)者、管理者和使用者的節(jié)能意識(shí)
在實(shí)際設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)人員對(duì)主要的入戶熱力裝置給予了足夠的重視,同時(shí)往往會(huì)忽略了在入口處的裝置。一個(gè)節(jié)能設(shè)計(jì)再完美的建筑,若其管理者和使用者沒(méi)有較強(qiáng)的節(jié)能意識(shí)也無(wú)法發(fā)揮各專業(yè)節(jié)能措施的優(yōu)勢(shì),這既浪費(fèi)工程一次投資造價(jià),又更談不上節(jié)能。住宅分戶熱計(jì)量住戶須做到白天上班家中無(wú)人時(shí)調(diào)節(jié)溫控閥來(lái)降低室溫減少能耗。一個(gè)新建建筑正常使用壽命為50年,所以人員的行為節(jié)能非常重要,從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展來(lái)看應(yīng)通過(guò)政策引導(dǎo)等手段培養(yǎng)全民節(jié)能意識(shí),引領(lǐng)全民參與各項(xiàng)節(jié)能活動(dòng)和措施,這一點(diǎn)至關(guān)重要。只有全民參與節(jié)能活動(dòng),實(shí)現(xiàn)節(jié)能型社會(huì)指日可待。
2、缺乏對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行的有效管理
暖通空調(diào)的使用者往往認(rèn)為只要整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)施工符合節(jié)能減排的要求就行了,在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)與施工完成后,忽視了系統(tǒng)運(yùn)行管理問(wèn)題。 同樣一套系統(tǒng),操作管理方法不同,系統(tǒng)的能耗會(huì)大不相同。一些單位的操作員缺乏節(jié)能意識(shí),頻繁開(kāi)關(guān)機(jī)、不及時(shí)根據(jù)外界溫度對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整,導(dǎo)致大量能源的浪費(fèi)。 正是由于對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行缺乏有效的管理使得很多系統(tǒng)的能耗達(dá)不到預(yù)期的節(jié)能減排效果。
3、節(jié)能設(shè)計(jì)方案缺乏科學(xué)統(tǒng)一的評(píng)價(jià)
隨著國(guó)家對(duì)節(jié)能和環(huán)保要求的不斷提高,各種新的空調(diào)形式和技術(shù)方案也在不斷涌現(xiàn)。 每種技術(shù)方案通常都有自己的優(yōu)缺點(diǎn),但有關(guān)部門在評(píng)價(jià)這些新的技術(shù)方案時(shí),由于考慮問(wèn)題的角度不同和缺乏科學(xué)的、客觀的統(tǒng)一評(píng)價(jià)方法,導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果有所不同,有時(shí)甚至大相徑庭,造成嚴(yán)重?fù)p失。 評(píng)價(jià)結(jié)果的混亂導(dǎo)致了設(shè)計(jì)單位在進(jìn)行暖通空調(diào)設(shè)計(jì)面對(duì)各種方案時(shí)感到無(wú)所適從,影響了節(jié)能減排設(shè)計(jì)工作的進(jìn)行。
二、加強(qiáng)暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)的措施
1、改善建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能
對(duì)于暖通空調(diào)系統(tǒng)而言,通過(guò)改善建筑物的保溫性能,降低室內(nèi)冷熱的損失量,對(duì)減少暖通空調(diào)的能耗是非常有幫助的。沒(méi)有經(jīng)過(guò)保溫處理的住宅,通過(guò)外墻、屋面、窗戶等維護(hù)結(jié)構(gòu)會(huì)流失大量熱量。在國(guó)家出臺(tái)的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范中,對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能做出了明確的規(guī)定,空調(diào)暖通設(shè)計(jì)人員要配合建筑專業(yè)確定建筑內(nèi)外墻、屋面、地面及其它維護(hù)結(jié)構(gòu)的建筑構(gòu)成方式和使用保溫材料的情況。
2、提高設(shè)計(jì)人員綜合素質(zhì)
對(duì)于設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)專業(yè)素質(zhì)是基本,因此要努力提高他們的專業(yè)素質(zhì),定時(shí)展開(kāi)暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的相關(guān)培訓(xùn)工作,提升設(shè)計(jì)人員的專業(yè)技巧以及業(yè)務(wù)素質(zhì),同時(shí)理論要與實(shí)踐相結(jié)合,讓他們?cè)诠ぷ鲗?shí)踐中更深入地學(xué)習(xí)暖通空調(diào)的相關(guān)知識(shí)內(nèi)容,同時(shí)還要注重對(duì)設(shè)計(jì)人員的節(jié)能意識(shí)的培養(yǎng),把節(jié)能意識(shí)帶路到工作中,貫徹落實(shí)到暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的方方面面里,提高暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的節(jié)能性。設(shè)計(jì)人員除了具備專業(yè)素質(zhì)外,還必須具備前瞻性,最大程度地優(yōu)化暖通設(shè)計(jì)參數(shù),以避免暖通系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用和期望產(chǎn)生較大的偏差或者造成不必要的改造而導(dǎo)致資源的浪費(fèi)。這就要求設(shè)計(jì)人員本身具備優(yōu)良的素質(zhì),具備充足的設(shè)計(jì)和工作經(jīng)驗(yàn),熟悉相關(guān)的規(guī)定規(guī)范,能事先全面地考慮到設(shè)計(jì)中可能存在的問(wèn)題,并能夠與暖通設(shè)備的安裝人員保持溝通,第一時(shí)間掌握真實(shí)詳細(xì)的現(xiàn)場(chǎng)資料,從而根據(jù)現(xiàn)實(shí)使用情況做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)和改進(jìn)。大型建筑應(yīng)該具備基本的能耗監(jiān)控和分析功能,掌握具體的能耗數(shù)據(jù),這對(duì)暖通設(shè)備的運(yùn)營(yíng)和節(jié)能減排的管理是十分有利的。
3、選擇合適的空調(diào)形式
選擇合適的空調(diào)形式是空調(diào)節(jié)能的一個(gè)重要方面。隨著變頻技術(shù)的發(fā)展,變頻空調(diào)近年來(lái)得到了快速的發(fā)展和應(yīng)用。變頻空調(diào)在普通空調(diào)的基礎(chǔ)上增加了變頻控制系統(tǒng),具有節(jié)能、溫控精度高、噪聲低等多重優(yōu)勢(shì),是空調(diào)發(fā)展的必然趨勢(shì)。有關(guān)數(shù)據(jù)表明,在冷負(fù)荷相當(dāng)?shù)那闆r下,變頻空調(diào)器消耗的功率只為定頻空調(diào)器的66%。在中央空調(diào)等大型暖通空調(diào)系統(tǒng)中,尤其應(yīng)當(dāng)大力推廣變頻技術(shù),其節(jié)能減排的效果將是十分明顯的。
4、采用合理的冷熱源
合理的設(shè)備選型對(duì)于暖通空調(diào)的節(jié)能十分重要,因?yàn)椋煌脑O(shè)備其使用壽命、運(yùn)行效能、自動(dòng)化程度、功率參數(shù)等都不相同,這些性能參數(shù)對(duì)于未來(lái)使用過(guò)程中的節(jié)能效益影響十分巨大。因此,合理選型較為關(guān)鍵。中央空調(diào)中的冷熱源的合理的配置是節(jié)能的重要的一環(huán),我國(guó)建筑物中常用的配方有水冷機(jī)組加鍋爐的方式、熱泵機(jī)組加溴化鋰吸收機(jī)組的方式等。
5、強(qiáng)冷熱回收利用的研究運(yùn)用工作
在空調(diào)中結(jié)合舒適健康空調(diào)系統(tǒng)采用新風(fēng)處理器來(lái)進(jìn)行熱回收設(shè)計(jì),利用排風(fēng)中余熱來(lái)處理新風(fēng)的熱量,在采暖系統(tǒng)中采用高效鍋爐,提高煙氣利用率,來(lái)降低能耗。 當(dāng)選擇回收裝置時(shí),應(yīng)綜合考慮工程的實(shí)際情況、當(dāng)?shù)貧夂驐l件、經(jīng)濟(jì)條件、排風(fēng)的成分等多種因素,以確定選用合適的熱回收裝置,從而用較少的投資,實(shí)現(xiàn)能源利用的最大化。暖通系統(tǒng)在建筑節(jié)能中占據(jù)重要的位置,起著重要的作用,節(jié)能技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)和運(yùn)用是暖通空調(diào)系統(tǒng)、建筑系統(tǒng)節(jié)能的基礎(chǔ),政府職能部門的重視和支持,則是實(shí)現(xiàn)大幅度節(jié)能的保證。作為工程建設(shè)的重要組成部分,暖通系統(tǒng)在節(jié)約工程建設(shè)成本與節(jié)能減排等方面占據(jù)重要的位置,起著重要的作用。建筑行業(yè)的能源損耗,暖通空調(diào)系統(tǒng)所消耗的占到了 60%之多,隨著人們生活水平的提高,建筑工程中的暖通空調(diào)的應(yīng)用也將不斷增多,其能源消耗勢(shì)必也會(huì)加大,再加上中國(guó)本身空調(diào)系統(tǒng)能耗就很大,這樣造成的能源損耗是無(wú)法預(yù)計(jì)的。因此注重暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計(jì)具有十分重大的意義。
6、提高對(duì)低品位能源和可再生能源的利用
不可再生能源是不能夠進(jìn)行回收利用,是無(wú)法通過(guò)人工科技手段進(jìn)行再生的,同時(shí)使用過(guò)量還會(huì)導(dǎo)致能源的枯竭,因此在進(jìn)行暖通空調(diào)設(shè)計(jì)工作的時(shí)候要盡量選擇低品位能源或者可再生能源的空調(diào)系統(tǒng),保證能源的有效合理利用,在建筑以及工業(yè)等領(lǐng)域里推行節(jié)能減排的工作,加強(qiáng)保護(hù)能源的思想意識(shí)建設(shè),同時(shí)相關(guān)部門也應(yīng)當(dāng)積極地研發(fā)可再生能源,擴(kuò)大可再生能源的使用范圍,在技術(shù)上不斷創(chuàng)新,進(jìn)行熱量回收利用,從而實(shí)現(xiàn)能源應(yīng)用效率的最大化。現(xiàn)在利用污水源或海水源熱泵技術(shù)、工業(yè)余熱熱泵技術(shù)及能源塔熱泵技術(shù)已經(jīng)廣泛被設(shè)計(jì)采用。。采暖空調(diào)方式的選擇要認(rèn)真思考與節(jié)能相關(guān)的,選取輻射范圍廣的,這樣能源保護(hù)的效果就能更加地突顯出來(lái)
結(jié)束語(yǔ)
暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計(jì)對(duì)于我國(guó)目前大力宣傳的環(huán)境保護(hù)與生態(tài)保護(hù)息息相關(guān),在建筑物有增無(wú)減的客觀條件下,節(jié)能的唯一手段就只能是從暖通空調(diào)的節(jié)能降耗、減排降噪上下功夫。因此,一定要做好暖通節(jié)能設(shè)計(jì)。
參考文獻(xiàn)
[1] 黃光平,曾小磊.暖通空調(diào)節(jié)能減排優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].科技風(fēng),2012.
關(guān)鍵詞:獨(dú)立微電網(wǎng);下垂控制模式;典型結(jié)構(gòu);仿真驗(yàn)證
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.13.226
0 引言
獨(dú)立微電網(wǎng)系統(tǒng)是由分布式電源單元、變流器控制單元、負(fù)載及保護(hù)裝置等構(gòu)成的小型發(fā)配電系統(tǒng)。作為新能源利用的有效形式,獨(dú)立微電網(wǎng)可以有效地協(xié)調(diào)分布式電源與大電網(wǎng)之間的矛盾,實(shí)現(xiàn)可再生能源的有效利用。而作為能量轉(zhuǎn)換的核心裝置,獨(dú)立微電網(wǎng)變流器控制模式的選擇將對(duì)獨(dú)立微電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生重要影響。因此,開(kāi)展獨(dú)立微電網(wǎng)并聯(lián)逆變器控制策略的研究,對(duì)于促進(jìn)可再生能源的進(jìn)一步發(fā)展具有重要意義。
在獨(dú)立微電網(wǎng)并聯(lián)逆變器的控制過(guò)程中,通常采用對(duì)通訊可靠性依賴較低的下垂控制模式[1]。作為獨(dú)立微電網(wǎng)并聯(lián)控制關(guān)鍵技術(shù)的下垂控制模式,其下垂系數(shù)的設(shè)計(jì)直接影響逆變器并聯(lián)的均流效果及動(dòng)態(tài)響應(yīng)。下垂系數(shù)與逆變器輸出阻抗和線路阻抗密切相關(guān)。采用不同的電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)的雙環(huán)控制策略,得到的逆變器輸出阻抗值不同。因此,改進(jìn)下垂控制方法被提出。文獻(xiàn)[2]提出了基于電壓電流雙環(huán)控制的下垂控制方法,并通過(guò)仿真證明了提出控制策略的可行性;文獻(xiàn)[3]提出了基于虛擬功率的下垂控制法,通過(guò)把實(shí)際有功功率和無(wú)功功率轉(zhuǎn)換成虛擬功率,對(duì)傳統(tǒng)下垂控制法進(jìn)行修正。但文獻(xiàn)指出了其缺陷并提出了基于虛擬頻率/電壓的下垂控制法,然而這種方法要求并聯(lián)逆變器具有相同的轉(zhuǎn)換角,實(shí)現(xiàn)難度較大。
針對(duì)獨(dú)立微電網(wǎng)并聯(lián)逆變器的控制策略的研究,本文基于下垂控制模式的獨(dú)立微電網(wǎng)并聯(lián)逆變器的控制策略。首先,介紹了獨(dú)立微電網(wǎng)并聯(lián)逆變器的典型結(jié)構(gòu);其次,通過(guò)比較常用的幾種微電網(wǎng)并聯(lián)逆變器控制模式的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍,提出了基于下垂控制模式的獨(dú)立微電網(wǎng)并聯(lián)逆變器控制策略,并給出了基于下垂控制模式的獨(dú)立微電網(wǎng)并聯(lián)逆變器控制框圖;最后,基于MATLAB/Simulink仿真平臺(tái)進(jìn)行了下垂控制模式的獨(dú)立微電網(wǎng)并聯(lián)逆變器控制策略的仿真驗(yàn)證,通過(guò)仿真驗(yàn)證表明提出的下垂控制策略有效性。
1 獨(dú)立微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)
獨(dú)立微電網(wǎng)主要由分布式電源單元、逆變器單元、濾波單元以及負(fù)載構(gòu)成。由兩臺(tái)逆變器并聯(lián)而構(gòu)成的獨(dú)立微電網(wǎng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。為了研究方便,本文將分布式電源單元等效為直流恒壓源。
2 常用的微電網(wǎng)并聯(lián)逆變器控制模式
獨(dú)立微電網(wǎng)變流器控制模式是決定獨(dú)立微電網(wǎng)系統(tǒng)能否孤島穩(wěn)定運(yùn)行以及能否實(shí)現(xiàn)快速并網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)。逆變器作為新能源發(fā)電并網(wǎng)或向負(fù)載供應(yīng)能量的關(guān)鍵裝置。其逆變器控制模式的好壞將影響分布式電源發(fā)電的電能質(zhì)量。常用的微電網(wǎng)并聯(lián)逆變器控制模式包括PQ控制、恒壓頻比V/f控制和下垂控制三種。三種控制模式各有自己的優(yōu)缺點(diǎn)和適應(yīng)范圍。三種控制模式比較如表1所示。
3 獨(dú)立微電網(wǎng)并聯(lián)逆變器下垂控制模式
基于表1中的三種控制模式的比較,本文采用下垂控制模式進(jìn)行獨(dú)立微電網(wǎng)變流器的控制。獨(dú)立微電網(wǎng)逆變器控制過(guò)程如下:采集經(jīng)并聯(lián)逆變器輸出的三相電壓和三相電流,將采集到的三相電壓和三相電流進(jìn)行abc/dq0變換之后經(jīng)過(guò)功率計(jì)算模塊進(jìn)行有功功率和無(wú)功功率的計(jì)算,將計(jì)算得到的功功率和無(wú)功功率進(jìn)行下垂控制模塊得到下垂控制電壓;經(jīng)電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)雙環(huán)控制后經(jīng)過(guò)PWM模塊,得到控制逆變器開(kāi)通或關(guān)斷的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
4 仿真驗(yàn)證
為驗(yàn)證所提出的獨(dú)立微電網(wǎng)并聯(lián)逆變器下垂控制模式的有效性,基于Matlab/Simulink仿真平臺(tái)建立如圖2所示的獨(dú)立微電網(wǎng)并聯(lián)逆變器的仿真模型,仿真時(shí)間為1s,其運(yùn)行結(jié)果如下圖所示。
如圖3所示,獨(dú)立微電網(wǎng)系統(tǒng)并聯(lián)逆變器輸出的頻率穩(wěn)定在49.9~50.05Hz之間,輸出的三相正弦波的電壓幅值為311V,滿足獨(dú)立微電網(wǎng)模式下負(fù)載的用電需求。同時(shí),獨(dú)立微電網(wǎng)系統(tǒng)輸出的有功功率為15.8kW,獨(dú)立微電網(wǎng)系統(tǒng)輸出的無(wú)功功率為0Var,輸出的三相正弦電流幅值為37A。通過(guò)仿真波形可以看出,本文所提出的下垂控制模式能夠有效的用在獨(dú)立微電網(wǎng)并聯(lián)變流器的控制中。
5 結(jié)束語(yǔ)
本文對(duì)于基于下垂控制模式的獨(dú)立微電網(wǎng)并聯(lián)逆變器的控制策略進(jìn)行了研究,網(wǎng)并聯(lián)逆變器控制模式的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍,提出了基于下垂控制模式的獨(dú)立微電網(wǎng)并聯(lián)逆變器控制策略,并給出了基于下垂控制模式的獨(dú)立微電網(wǎng)并聯(lián)逆變器控制框圖;最后,基于MATLAB/Simulink仿真平臺(tái)進(jìn)行了下垂控制模式的獨(dú)立微電網(wǎng)并聯(lián)逆變器控制策略的仿真驗(yàn)證,通過(guò)仿真驗(yàn)證表明提出的下垂控制策略能夠維持獨(dú)立微電網(wǎng)系統(tǒng)電壓和頻率的穩(wěn)定,證明了本文提出的基于下垂控制模式的獨(dú)立微電網(wǎng)并聯(lián)逆變器控制策略的有效性。
參考文獻(xiàn):
[1]張慶海,彭楚武,陳燕東,金國(guó)彬,羅安.一種微電網(wǎng)多逆變器并聯(lián)運(yùn)行控制策略[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào),2012,32(25).
【關(guān)鍵詞】城市 暖痛空調(diào) 節(jié)能減排 優(yōu)化
隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)不斷加快,能源的消耗也在逐漸上升。近年來(lái),我國(guó)建筑行業(yè)迅速發(fā)展,暖通空調(diào)業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用,空調(diào)在滿足了人們生活需要的同時(shí),也加劇了能源的消耗。隨著全球能源消耗不斷加快,世界各國(guó)將面臨著能源緊缺的問(wèn)題。在我國(guó),發(fā)展節(jié)約經(jīng)濟(jì)、環(huán)保經(jīng)濟(jì)已成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要內(nèi)容。提高暖通空調(diào)工程的節(jié)能減排水平有著重大作用。
一、城市暖通空調(diào)節(jié)能減排的意義
近年來(lái),隨著經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng),我國(guó)城市化建設(shè)步伐不斷加快,加劇了我國(guó)能源的消耗,使得環(huán)境污染問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重。我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展講究的是環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益并存,經(jīng)濟(jì)得到了增長(zhǎng),環(huán)境效益卻得不到相應(yīng)的提高。人們生活水平的提高使得人們對(duì)物質(zhì)生活和精神生活的追求越來(lái)越高,暖通空調(diào)恰恰迎合了人們的需要,給人們帶來(lái)了舒適的環(huán)境,然而在空調(diào)帶來(lái)舒適環(huán)境的同時(shí)卻也加劇了能源的消耗,排放了大量危害環(huán)境的空氣,使得能源與環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越突出。在當(dāng)今經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的時(shí)代,只有堅(jiān)持節(jié)約發(fā)展、綠色發(fā)展、安全發(fā)展,才能為人們提供更好更健康的環(huán)境,才能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)又好又快發(fā)展。
二、暖通空調(diào)節(jié)能減排的必要性
隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,我國(guó)暖通空調(diào)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)面臨的形式十分嚴(yán)峻。近年來(lái)我國(guó)建筑行業(yè)的飛速發(fā)展,建筑能耗占我國(guó)總能耗的30%以上,而且每年還有呈現(xiàn)出上升的趨勢(shì)。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)表示,我國(guó)每年的城鄉(xiāng)建設(shè)新的房屋面積達(dá)到了19億m2,其次80%的建筑都是高耗能建筑。其次,我國(guó)工業(yè)的發(fā)展使得我國(guó)節(jié)能減排工作也很難實(shí)現(xiàn)。在我國(guó)工業(yè)發(fā)展過(guò)程中,高耗能、高污染的行業(yè)增長(zhǎng)過(guò)快,加上各方面工作仍存在認(rèn)識(shí)不到位、責(zé)任不明確、措施不配套、政策不完善、投入不落實(shí)、協(xié)調(diào)不得力等問(wèn)題。中國(guó)是目前世界上第二位能源生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)。能源供應(yīng)持續(xù)增長(zhǎng),為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供了重要的支撐。中國(guó)已經(jīng)成為世界能源市場(chǎng)不可或缺的重要組成部分,對(duì)圍護(hù)全球能源安全,正在發(fā)揮著越來(lái)越重要的積極作用。中國(guó)政府正在以科學(xué)發(fā)展觀為知道,加快發(fā)展現(xiàn)代能源產(chǎn)業(yè),堅(jiān)持節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的基本國(guó)策,把建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)放在工業(yè)化、現(xiàn)代化發(fā)展戰(zhàn)略的突出位置,努力增強(qiáng)可持續(xù)發(fā)展能力,建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家,繼續(xù)為世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展和繁榮做出更大貢獻(xiàn)。
三、暖通空調(diào)在節(jié)能減排設(shè)計(jì)方面的現(xiàn)狀
目前我國(guó)在暖通空調(diào)工程建設(shè)項(xiàng)目中,已經(jīng)較廣泛地采用了節(jié)能技術(shù)。大部分設(shè)計(jì)單位暖通空調(diào)專業(yè)能夠執(zhí)行國(guó)家在節(jié)能減排方面的各項(xiàng)政策、法規(guī)、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),并結(jié)合實(shí)際工程條件,在設(shè)計(jì)中選擇合理的節(jié)能技術(shù),如注重集成后空調(diào)系統(tǒng)的能效,使用室外自然冷源、排風(fēng)能量回收技術(shù),減少水泵和風(fēng)機(jī)電耗,加強(qiáng)對(duì)系統(tǒng)的檢測(cè)控制等。這幾年住建部開(kāi)展的全國(guó)節(jié)能檢查活動(dòng)結(jié)果表明,暖通空調(diào)工程設(shè)計(jì)總體上符合節(jié)能減排的要求,但也不可避免地存在一些問(wèn)題。
1.節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范方面
暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)質(zhì)量在很大程度上決定了整體系統(tǒng)運(yùn)行的能耗狀況,節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)在節(jié)能減排設(shè)計(jì)中起著支撐的重要作用。設(shè)計(jì)院以此為依據(jù)開(kāi)展設(shè)計(jì),有效地保證了工程設(shè)計(jì)質(zhì)量。然而,仍然有一些設(shè)計(jì)單位工作人員對(duì)此不夠重視,在設(shè)計(jì)過(guò)程中過(guò)分依靠個(gè)人經(jīng)驗(yàn)或業(yè)主不合理的要求,導(dǎo)致能耗高、投資大,超出國(guó)家能耗指標(biāo)等問(wèn)題的出現(xiàn)。
此外,現(xiàn)在的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)主要針對(duì)民用建筑,對(duì)于公共建筑節(jié)能方面的規(guī)定尚不夠明確。而我國(guó)的大型公共建筑總面積雖然只占到城鎮(zhèn)建筑總面積的約5%,但總能耗卻占到社會(huì)總能耗的20%,需要從規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)上加強(qiáng)對(duì)公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的要求和指導(dǎo)。
2.缺乏對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行的有效管理
暖通空調(diào)的使用者往往認(rèn)為只要整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)施工符合節(jié)能減排的要求就行了,在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)與施工完成后,忽視了系統(tǒng)運(yùn)行管理的問(wèn)題。同樣一套系統(tǒng),操作管理方法不同,系統(tǒng)的能耗會(huì)大不相同。一些單位的操作員缺乏節(jié)能意識(shí),頻繁開(kāi)關(guān)機(jī)、不及時(shí)根據(jù)外界溫度對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整,導(dǎo)致大量能源的浪費(fèi)。正是由于對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行缺乏有效的管理,使得很多系統(tǒng)的能耗達(dá)不到預(yù)期的節(jié)能減排效果。
3.節(jié)能設(shè)計(jì)方案缺乏科學(xué)統(tǒng)一的評(píng)價(jià)
隨著國(guó)家對(duì)節(jié)能和環(huán)保要求的不斷提高,各種新的空調(diào)形勢(shì)和技術(shù)方案也在不斷涌現(xiàn)。每種技術(shù)方案通常都有自己的優(yōu)缺點(diǎn),但有關(guān)部門在評(píng)價(jià)這些新的技術(shù)方案時(shí),由于考慮問(wèn)題的角度不同和缺乏科學(xué)的、客觀的統(tǒng)一評(píng)價(jià)方法,導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果有所不同,有的甚至大相徑庭,造成嚴(yán)重?fù)p失。評(píng)價(jià)結(jié)果的混亂導(dǎo)致了設(shè)計(jì)單位在進(jìn)行暖通空調(diào)設(shè)計(jì)面對(duì)各種方案時(shí)感到無(wú)所適從,影響了節(jié)能減排設(shè)計(jì)工作的進(jìn)行。
四、暖通空調(diào)節(jié)能減排的優(yōu)化設(shè)計(jì)措施
1.選擇合適的空調(diào)形式
選擇合適的空調(diào)形式是空調(diào)節(jié)能的一個(gè)重要方面。隨著變頻技術(shù)的發(fā)展,變頻空調(diào)近年來(lái)得到了快速的發(fā)展和應(yīng)用。變頻空調(diào)在普通空調(diào)的基礎(chǔ)上增加了變頻控制系統(tǒng),具有節(jié)能、溫控精度高、噪聲低等多重優(yōu)勢(shì),是空調(diào)發(fā)展的必然趨勢(shì)。有關(guān)數(shù)據(jù)表明,在冷負(fù)荷相當(dāng)?shù)那闆r下,變頻空調(diào)器消耗的功率只為定頻空調(diào)器的66%,在中央空調(diào)等大型暖通空調(diào)系統(tǒng)中,尤其應(yīng)當(dāng)大力推廣變頻技術(shù),其節(jié)能減排的效果將是十分明顯的。
2.加強(qiáng)新能源、新技術(shù)的應(yīng)用推廣
暖通空調(diào)行業(yè)應(yīng)當(dāng)加大對(duì)地?zé)崮堋⑻?yáng)能等清潔可再生能源的應(yīng)用研究,積極采用水源熱泵系統(tǒng)、太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)、地?zé)釤岜孟到y(tǒng)等節(jié)能新技術(shù)。目前人們已開(kāi)發(fā)出了一些有效的可再生能源,以緩解目前不可再生能源的緊張局面。地?zé)崮芎吞?yáng)能及空氣能等可再生資源應(yīng)用于空調(diào)制冷,具有一定的優(yōu)勢(shì),并且無(wú)污染。地源熱泵利用大地儲(chǔ)存的地?zé)幔勺鳛椴膳到y(tǒng)的熱源。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)要因地制宜,引導(dǎo)業(yè)主盡量采用可再生能源來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能。
3.改善建筑圍護(hù)節(jié)后的保溫性能
對(duì)于暖通空調(diào)系統(tǒng)而言,通過(guò)改善建筑物的保溫性能,降低室內(nèi)冷熱的損失量,對(duì)減少暖通空調(diào)的能耗是非常有幫助的。沒(méi)有經(jīng)過(guò)保溫處理的住宅,通過(guò)外墻、屋面、窗戶等圍護(hù)結(jié)構(gòu)會(huì)流失大量熱量。在國(guó)家出臺(tái)的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范中,對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能做出了明確的規(guī)定,暖通空調(diào)設(shè)計(jì)人員要配合建筑專業(yè)確定建筑內(nèi)外墻、屋面、地面及其他圍護(hù)結(jié)構(gòu)的建筑構(gòu)成方式和使用保溫材料的情況。
4、加強(qiáng)冷熱回收利用的研究運(yùn)用工作
在舒適性空調(diào)設(shè)計(jì)中,采用新風(fēng)機(jī)處理器來(lái)進(jìn)行熱回收設(shè)計(jì);利用排風(fēng)中余熱來(lái)處理新風(fēng);在采暖系統(tǒng)中采用高效鍋爐,提高煙氣利用率,來(lái)降低能耗。當(dāng)選擇熱回收裝置時(shí),應(yīng)綜合考慮工程的實(shí)際情況、當(dāng)?shù)貧夂驐l件、經(jīng)濟(jì)條件、排風(fēng)的成分等多種因素,以確定選用合適的熱回收裝置,從而用較少的投資,實(shí)現(xiàn)能源利用的最大化。
結(jié)束語(yǔ)
暖通空調(diào)系統(tǒng)所消耗的能量占建筑總能耗的很大一部分,因此,提高其節(jié)能水平在整個(gè)建筑的節(jié)能起著重要作用。空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能不僅需要相關(guān)技術(shù)的研發(fā)和合理運(yùn)用,更需要政府有關(guān)部門的高度重視和大力支持,這也是提高節(jié)能水平的重要前提。更好地進(jìn)行節(jié)能減排工作,不僅會(huì)產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,還有益于環(huán)境改善,確保我國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
[1]丁國(guó)慶 淺談城市暖通空調(diào)的節(jié)能減排策略[J] 科技與生活 2010(9)
【關(guān)鍵詞】科學(xué)課;科學(xué)概念;遇冷
【中圖分類號(hào)】G623.6 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1005-6009(2017)41-0053-03
科學(xué)課是一門培養(yǎng)學(xué)生愛(ài)科學(xué)、學(xué)科學(xué)、用科學(xué),提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的課程。相較于其他科目,科學(xué)課中有很多以學(xué)生動(dòng)手探究為主的內(nèi)容。這樣的內(nèi)容安排在某種程度上激發(fā)了學(xué)生對(duì)科學(xué)的興趣,學(xué)生也習(xí)慣于這樣的學(xué)習(xí)方式,他們甚至認(rèn)為沒(méi)有實(shí)驗(yàn)活動(dòng)就不是科學(xué)課,而對(duì)科學(xué)概念的學(xué)習(xí),他們則特別排斥。為了讓學(xué)生對(duì)概念的學(xué)習(xí)能像對(duì)實(shí)驗(yàn)探究課一樣感興趣,筆者通過(guò)交流訪談、問(wèn)卷調(diào)查等方式探求學(xué)生不喜歡學(xué)習(xí)概念的原因,并尋求解決之道。
一、“科學(xué)概念”學(xué)習(xí)的調(diào)查與遇冷原因分析
從教師角度看,3~6年級(jí)的科學(xué)教師一致反映:一旦講到概念,大多數(shù)學(xué)生就表現(xiàn)得無(wú)精打采,有的走神,有的小聲講話,有的甚至趴在課桌上,一節(jié)課下來(lái)即便是再簡(jiǎn)單的概念,學(xué)生掌握得也不是很好。此外,筆者還在3~6年級(jí)每個(gè)年級(jí)中任意抽取100名學(xué)生進(jìn)行有關(guān)科學(xué)概念學(xué)習(xí)的問(wèn)卷調(diào)查,調(diào)查結(jié)果見(jiàn)表1(表1見(jiàn)文末)。
通過(guò)調(diào)查,我們可以發(fā)現(xiàn)隨著年級(jí)的增高,科學(xué)課中的概念越來(lái)越多,學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)概念的難度也越來(lái)越大。
六年級(jí)100個(gè)學(xué)生中竟有71人認(rèn)為學(xué)習(xí)概念有難度,而各個(gè)年級(jí)中認(rèn)為概念比較抽象、概念難以記憶、概念難以實(shí)踐的人數(shù)均達(dá)到30%以上。針對(duì)以上情況,筆者發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致學(xué)生排斥科學(xué)概念,概念學(xué)習(xí)遇冷的原因主要是:(1)概念難以理解。如機(jī)械的概念“像這些能夠幫助人們降低工作難度或省力的工具b置,都可以稱作機(jī)械。有些機(jī)械很簡(jiǎn)單,如鉗子、刀、筷子等,它們都屬于簡(jiǎn)單機(jī)械;有些機(jī)械較為復(fù)雜,它們由兩種或兩種以上的簡(jiǎn)單機(jī)械構(gòu)成,這些比較復(fù)雜的機(jī)械通常叫作機(jī)器。”很多學(xué)生在運(yùn)用這個(gè)概念時(shí)往往將工具與文具甚至家具聯(lián)系在一起。有的學(xué)生認(rèn)為書(shū)包應(yīng)該是機(jī)械,理由是它可以裝書(shū)本,降低了帶書(shū)的難度;有的則說(shuō)鉛筆也是機(jī)械,它減低寫(xiě)字的難度。小學(xué)生會(huì)將概念分割開(kāi)理解,如果沒(méi)有大量的實(shí)際操作,他們很難直接理解一些界定不明顯的概念。(2)概念比較抽象。如蘇教版《科學(xué)》六下《尋找遺傳與變異的秘密》中所涉及的概念:“孟德?tīng)栍猛环N花色的豌豆進(jìn)行人工授粉后,發(fā)現(xiàn)豌豆花的顏色始終是同一的;當(dāng)他用兩種不同花色的豌豆進(jìn)行人工授粉后,在第一代中,所有用紫花和白花配種的豌豆花都是紫色的,而在第二代中,既有紫色的花,也有白色的花。”小學(xué)生的抽象思維能力較弱,而教室里很難提供完整的豌豆生長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程,僅僅有一段文字來(lái)描述何為遺傳與變異的秘密,對(duì)于小學(xué)生而言太抽象了。(3)概念容易混淆,如“資源”和“能源”的概念,學(xué)生很容易混淆。(4)概念難以驗(yàn)證。蘇教版《科學(xué)》介紹了植物繁殖的條件和不同的繁殖方式,但對(duì)于小學(xué)生來(lái)說(shuō),沒(méi)有實(shí)際的操作,他們很難認(rèn)識(shí)植物的繁殖過(guò)程及植物用種子繁殖和營(yíng)養(yǎng)繁殖的優(yōu)缺點(diǎn),自然就不會(huì)對(duì)該概念留下深刻的印象。(5)概念難以記憶。如果概念比較復(fù)雜且瑣碎,那么學(xué)生記憶起來(lái)就會(huì)很困難。(6)概念難以實(shí)踐。蘇教版《科學(xué)》四下《調(diào)查》一課中涉及問(wèn)題及調(diào)查的概念,“問(wèn)題大體包括:某個(gè)地方有哪些東西存在,某段時(shí)間發(fā)生了什么事情,或者是兩個(gè)事件之間是否存在關(guān)系。這時(shí),我們應(yīng)該采用調(diào)查的方法(現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、訪問(wèn)調(diào)查、問(wèn)卷調(diào)查、資料調(diào)查)。”對(duì)于四年級(jí)的學(xué)生來(lái)說(shuō),讓他們?cè)O(shè)計(jì)一次調(diào)查活動(dòng)并做好記錄存在一定的難度,因?yàn)檎{(diào)查涉及學(xué)生多方面的能力,而這些能力不是朝夕間就能養(yǎng)成的,比如表達(dá)能力,交流能力,快速記錄能力……所以此階段的大多數(shù)學(xué)生還很難完成調(diào)查任務(wù),自然也很難認(rèn)識(shí)“調(diào)查”。
二、應(yīng)對(duì)“科學(xué)概念”遇冷的對(duì)策
(一)讓生硬變得生動(dòng)
1.化復(fù)雜為簡(jiǎn)單。
蘇教版《科學(xué)》五上《心臟與血液循環(huán)》一課涉及的概念比較復(fù)雜,如果將復(fù)雜的概念變成圖式(見(jiàn)圖1),就可以把枯燥的理論生動(dòng)化,復(fù)雜的概念簡(jiǎn)單化。
2.化理論為實(shí)踐。
缺乏實(shí)際操作的經(jīng)驗(yàn),讓學(xué)生被動(dòng)地接受理論性較強(qiáng)的概念,他們會(huì)把概念分割開(kāi)理解或錯(cuò)誤地運(yùn)用概念。如:在蘇教版《科學(xué)》五上第一單元有關(guān)機(jī)械內(nèi)容的學(xué)習(xí)中,在第一課就讓學(xué)生理解機(jī)械的概念并分辨何為機(jī)械,學(xué)生往往會(huì)做出錯(cuò)誤的判斷。他們會(huì)質(zhì)疑筷子為什么是機(jī)械?但當(dāng)我們介紹過(guò)杠桿后,他們就能輕松地找出筷子的支點(diǎn)、重力點(diǎn)和阻力點(diǎn),筷子就是簡(jiǎn)單的機(jī)械。學(xué)生通過(guò)動(dòng)手操作發(fā)現(xiàn)機(jī)械的作用,了解機(jī)械的原理,他們完全可以在學(xué)習(xí)了杠桿、斜面、輪軸、滑輪以后再來(lái)認(rèn)識(shí)機(jī)械,通過(guò)多次實(shí)踐,相信學(xué)生自己就能總結(jié)出機(jī)械的概念,如此就不再會(huì)糾結(jié)書(shū)包、衣櫥是不是機(jī)械的問(wèn)題了。
3.化深?yuàn)W為淺顯。
六年級(jí)學(xué)生的邏輯思維能力還很有限,如果讓他們直接判斷可遺傳變異和不可遺傳變異會(huì)有一定難度。因此,教師可以利用學(xué)生之前對(duì)遺傳現(xiàn)象和變異現(xiàn)象的認(rèn)識(shí),分步引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)可遺傳變異和不可遺傳變異。比如,學(xué)生關(guān)于近視的質(zhì)疑:父母都是近視,自己也近視,這之間有何關(guān)聯(lián)?首先要分析他們的近視是后天的還是先天的,后天形成的近視可能是用眼習(xí)慣問(wèn)題,這和遺傳沒(méi)什么關(guān)系,屬于不可遺傳變異。如果父母是先天的近視,而孩子因先天眼部缺陷而造成的近視,則是變異且可遺傳的。
(二)讓抽象化為形象
1.變抽象為形象。
“遺傳與變異的秘密”在高中課程中有專門的介紹,對(duì)于小學(xué)生來(lái)說(shuō)孟德?tīng)柕倪z傳學(xué)理論很抽象。對(duì)教師來(lái)說(shuō),講淺了學(xué)生不懂,講深了學(xué)生不理解,尺度很難把握。好在小學(xué)高年級(jí)學(xué)生的形象思維能力強(qiáng),相對(duì)于文字他們更喜歡字母,這樣教師就可以利用他們的這一思維特征將遺傳與變異的秘密轉(zhuǎn)化為字母,見(jiàn)圖2。
2.變零碎為整體。
小學(xué)高年級(jí)學(xué)生的概括總結(jié)能力有限。當(dāng)看到一節(jié)課有很多煩瑣的概念時(shí),他們會(huì)習(xí)慣性地回避,這反映了學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)的技巧和方法。
青島版《科學(xué)》六上《細(xì)菌》一課涉及的概念多且瑣碎,但它們都是圍繞細(xì)菌展開(kāi)的,只要把這些概念用一種簡(jiǎn)單的方法串聯(lián)起來(lái)即可。小學(xué)生愛(ài)聽(tīng)故事也愛(ài)講故事,教師可以將細(xì)菌概念編成易懂好講的小故事,這樣概念自然就變得整體化了。如:我是一個(gè)小細(xì)菌,我是一種微生物。根據(jù)我們的形態(tài),我們家族主要分為三類:螺旋菌、桿菌和球菌。我們有的通過(guò)陽(yáng)光自己制造食物,有的從其他生物身上獲取食物。我們家族的隊(duì)伍很龐大,我們繁殖很快,一變二,二變四,四變八……我們中的大多數(shù)幫助人類做一些有意義的事,個(gè)別的也會(huì)讓人生病。
3.變模糊為清晰。
在對(duì)比“可再生資源和不可再生資源”與“可再生能源和不可再生能源”時(shí),教師首先要讓學(xué)生了解“自然資源”和“自然能源”的概念,自然資源是指在其原始狀態(tài)下就有價(jià)值的貨物。一般來(lái)說(shuō),假如獲取這個(gè)貨物的主要工程是收集和純化,而不是生產(chǎn)的話,那么這個(gè)貨物就是一種自然資源,采礦、采油、漁業(yè)和林業(yè)因此一般被看作是獲取自然資源的工業(yè),而農(nóng)業(yè)則不是,自然資源是成為貨物的自然財(cái)富。自然能源是自然界存在或具有的能源,它是自然資源的一部分,主要有太陽(yáng)能(包括光能和熱能)、水能、波能、潮汐能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等。自然能源幾乎都是再生能源(某些學(xué)者將自然能源及煤、石油、天然氣等天然存在的能源,統(tǒng)稱為天然能源)。自然能源的有效利用古已有之。
通過(guò)對(duì)自然資源和自然能源的介紹,學(xué)生會(huì)認(rèn)識(shí)到能源是自然資源的一部分。
(三)讓理論聯(lián)系實(shí)際
1.在實(shí)踐中獲經(jīng)驗(yàn)。
讓學(xué)生直接學(xué)習(xí)教材上植物繁殖的知識(shí)顯然不會(huì)讓其對(duì)植物繁殖的概念留下深刻的印象。鑒于此,學(xué)校可以在校園里開(kāi)辟植物基地,然后讓學(xué)生種植自己喜歡的植物,并選擇適合該植物的繁殖方式。有的植物如胡蘿卜既可以用種子繁殖又可以用營(yíng)養(yǎng)器官繁殖,學(xué)生自發(fā)分成小組,一組用種子繁殖,一組用根繁殖,學(xué)生通過(guò)親身操作自然就能輕松地認(rèn)識(shí)種子繁殖和用營(yíng)養(yǎng)器官繁殖的優(yōu)缺點(diǎn)。
2.在體驗(yàn)中得感受。
教學(xué)“地震”的概念r,對(duì)于小學(xué)生而言,間接的經(jīng)驗(yàn)不足以讓其感受到地震的危害與可怕,所以他們自然也就很難記住地震的概念。為了讓學(xué)生對(duì)地震有更直接的認(rèn)識(shí),學(xué)校積極與市科技館聯(lián)系,當(dāng)學(xué)生進(jìn)入地震體驗(yàn)館,感受到地面的震動(dòng)(先上下,后左右),再加上周圍發(fā)出的聲音和3D視頻顯示的建筑物倒塌的場(chǎng)景時(shí),學(xué)生就能自己總結(jié)出地震概念,意識(shí)到地震的危害。
3.在模仿中學(xué)知識(shí)。
【關(guān)鍵詞】暖通空調(diào),系統(tǒng),節(jié)能,不足,策略
空調(diào)系統(tǒng)的問(wèn)世給人們創(chuàng)造了較為舒適的生活環(huán)境,然而由于全球能源危機(jī)的全面爆發(fā),暖通空調(diào)系統(tǒng)所面臨的能源消耗考驗(yàn)也日趨增大。所以為了更好地解決暖通空調(diào)能源消耗危機(jī),我們理應(yīng)從空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及運(yùn)行等諸多方面出發(fā),降低暖通空調(diào)能源消耗量,促進(jìn)中國(guó)節(jié)能事業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展。
一、暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能重要性分析
近年來(lái),鑒于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展,我國(guó)的建筑業(yè)也以較快的速度前進(jìn)著。與此同時(shí),我國(guó)的建筑能耗也有了較大的增長(zhǎng)。現(xiàn)如今,我國(guó)的建筑能耗已然占到了社會(huì)總能耗的27%以上,某些地區(qū)的建筑能耗甚至已占到了社會(huì)總能耗的四成左右,同時(shí)其總量還呈現(xiàn)出逐年升高的態(tài)勢(shì)。目前我國(guó)能源總消費(fèi)量比重已然從上個(gè)世紀(jì)七十年紀(jì)末的10%上升至了當(dāng)前的28%,當(dāng)中六成左右的能耗系暖通空調(diào)系統(tǒng)所帶來(lái)的。
近年時(shí)間以來(lái),鑒于我國(guó)城市化發(fā)展速度的不斷加快及國(guó)民生活質(zhì)量的不斷升高,暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)用的范圍日益增大,同時(shí)暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗也得到了相應(yīng)的升高,此類因素的存在必然導(dǎo)致我國(guó)能源矛盾的進(jìn)一步惡化。再者,當(dāng)前我國(guó)暖通空調(diào)系統(tǒng)所選用的能源絕大多數(shù)為高品位不可再生能源,其中電能所占的比例是最大的。諸如此類能源的過(guò)度使用勢(shì)必將造成全球資源日益減少,環(huán)境問(wèn)題頻發(fā)的結(jié)局出現(xiàn)。與此同時(shí),二氯化碳及煙塵等有害物質(zhì)排放量的不斷增加也給我國(guó)的生態(tài)環(huán)境及可持續(xù)發(fā)展帶來(lái)了特別大不利影響。暖通空調(diào)相關(guān)調(diào)查顯示:現(xiàn)有空調(diào)系統(tǒng)的能耗在社會(huì)能源中所占的比重是特別大的。假如我們可以采取正確的節(jié)能技術(shù),那么我國(guó)現(xiàn)有的空調(diào)系統(tǒng)能耗率便可以得到大幅度的降低,所以將節(jié)能引入暖通空調(diào)系統(tǒng)中所具有的意義是特別重大的。
二、當(dāng)前暖通空調(diào)節(jié)能中存在的不足
(一)設(shè)計(jì)存在不足。
眾所周知:暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)于其節(jié)能效率的高低而言具有決定性作用,恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)可以較好地降低系統(tǒng)能耗。但是,實(shí)際生活中,暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)卻存在諸多不足,設(shè)計(jì)不足通常表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面:其一,設(shè)計(jì)人員及設(shè)計(jì)部門缺乏節(jié)能意識(shí);其二,設(shè)計(jì)周期過(guò)短;其三,節(jié)能技術(shù)問(wèn)題無(wú)法得到良好的解決;其四,設(shè)計(jì)企業(yè)為趕進(jìn)度而無(wú)視設(shè)計(jì)質(zhì)量等。諸如此類問(wèn)題的存在都給暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能帶來(lái)了特別大的阻礙,致使建筑于配置暖通空調(diào)系統(tǒng)時(shí)投資特別大,系統(tǒng)于運(yùn)行過(guò)程中能耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的情況出現(xiàn)。與此同時(shí),鑒于新技術(shù)方案的不斷問(wèn)世,暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方案也日益增多,每種方案均具有優(yōu)缺點(diǎn)。在挑選技術(shù)方案時(shí),由于人們考慮問(wèn)題的角度不一樣,致使各方給出的評(píng)價(jià)結(jié)果也不一樣。也正是由于統(tǒng)一且科學(xué)設(shè)計(jì)方案評(píng)價(jià)方法的缺乏,所以設(shè)計(jì)人員在實(shí)施暖通空調(diào)設(shè)計(jì)時(shí)盲目性很大,如此自然很難設(shè)計(jì)出最恰當(dāng)?shù)呐照{(diào)系統(tǒng)節(jié)能方案。
(二)運(yùn)行管理存在不足。
除設(shè)計(jì)外,運(yùn)行管理對(duì)于暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能也有著舉足輕重的作用。在實(shí)際施工中,許多企業(yè)受設(shè)計(jì)施工只需達(dá)標(biāo)便可以了心態(tài)的影響,無(wú)視對(duì)暖通空調(diào)施工員的培訓(xùn),最終導(dǎo)致許多施工員缺乏暖通空調(diào)基礎(chǔ)常識(shí),不知道以室外參數(shù)變化為依據(jù)對(duì)空調(diào)實(shí)施相應(yīng)調(diào)節(jié)情況的出現(xiàn),最終導(dǎo)致暖通空調(diào)系統(tǒng)無(wú)法達(dá)到節(jié)能效果。因此,各企業(yè)理應(yīng)加強(qiáng)對(duì)施工員的管理,為其提供必要的培訓(xùn),以更好地提高其綜合素質(zhì)及專業(yè)水平。
三、暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能策略
(一)選用新型節(jié)能技術(shù)。
針對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng),我們必須明白這樣一點(diǎn):如果我們所使用的暖通空調(diào)系統(tǒng)不一樣,那么其熱濕參數(shù)設(shè)置的能耗也是不一樣的。傳統(tǒng)的空調(diào)即對(duì)室內(nèi)的空氣實(shí)施加熱,通過(guò)空氣完成環(huán)境和人體濕熱的交換,所以它所需要的空氣溫度是比較高的,當(dāng)然其空調(diào)設(shè)備里的維護(hù)機(jī)構(gòu)熱損失和加熱新風(fēng)熱損失也特別大。所以為了更好地實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的,人們可以選擇以熱濕環(huán)境協(xié)調(diào)配置的研究承購(gòu)為依據(jù),選用新型節(jié)能技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)方式實(shí)施改變,增強(qiáng)輻射熱,降低溫度限度,進(jìn)而收到節(jié)能的效果。
(二)優(yōu)化建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能,降低冷熱損失。
大家都知道,就暖通空調(diào)系統(tǒng)來(lái)說(shuō),維護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能的好壞對(duì)于暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能效率的高低而言具有決定性作用。因此各施工企業(yè)理應(yīng)以國(guó)家頒布的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù),優(yōu)化建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能,降低暖通空調(diào)系統(tǒng)的冷熱損失。
(三)加強(qiáng)運(yùn)行管理控制,提高施工員綜合素質(zhì)。
正確的運(yùn)用管理可以較好地降低暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗,同時(shí)還可以從某種程度上彌補(bǔ)由于設(shè)備缺陷而導(dǎo)致的能源消耗。理想的暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能運(yùn)行管理控制系借助樓宇自控系統(tǒng)展開(kāi)的。樓宇自控系統(tǒng)可以對(duì)建筑物里的所有設(shè)備實(shí)施監(jiān)視、管理及控制,可以確保設(shè)備的正常運(yùn)行,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)人力及能源的節(jié)約。盡管如此,便有一點(diǎn)大家還必須明白:雖然暖通空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)可通過(guò)樓宇自控系統(tǒng)展開(kāi)節(jié)能控制,然而現(xiàn)在絕大多數(shù)建筑的智能化程度并不高,空調(diào)自控系統(tǒng)也不是特別完善,所以我們理應(yīng)給予運(yùn)行管理控制更多的重視。
(四)推廣可再生能源空調(diào)系統(tǒng),降低能源消耗量。現(xiàn)如今,如何利用再生能源及低品位能源已然成了暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能領(lǐng)域關(guān)鍵研究課題之一,地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)便是在此環(huán)境下應(yīng)運(yùn)而生的。地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)通常選用地下的恒溫層封熱,進(jìn)而有效地促進(jìn)空調(diào)系統(tǒng)里COP值的提升,使同等制熱,抑或制冷量下的系統(tǒng)能源實(shí)現(xiàn)較大幅度的降低,從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的。
關(guān)鍵詞:環(huán)保節(jié)能技術(shù);暖通空調(diào)系統(tǒng);應(yīng)用
Abstract: At present, more and more attention to the comfort of the residential and office building, HVAC, access to a wide range of applications, a direct result of building energy consumption is rising dramatically. Increase in energy consumption will not only be a direct result of a substantial increase in energy consumption, but also in large part to increased pressure for environmental protection.Key words: environmental protection and energy saving technology; HVAC air conditioning system; application
中圖分類號(hào): TU201.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):2095-2104(2012)03-0020-02
暖通空調(diào)系統(tǒng)的主要功能包括調(diào)節(jié)室內(nèi)的溫度、濕度、空氣的潔凈度和氣流速度等等,能夠?yàn)槿梭w的熱平衡提供精準(zhǔn)的控制體驗(yàn),保證人們可以在最佳的舒適度下工作和生活。另外,對(duì)于某些對(duì)空氣潔凈程度有特殊要求以及恒溫恒濕的室內(nèi)環(huán)境而言,暖通空調(diào)系統(tǒng)是不可或缺的。
一、暖通空調(diào)行業(yè)在節(jié)能方面發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題
我國(guó)建筑行業(yè)發(fā)展歷史相當(dāng)悠久,有著幾千年的文明,自古人們就有利用自然界的天時(shí)和地利的優(yōu)勢(shì),來(lái)優(yōu)化建筑內(nèi)部取暖和通風(fēng)。但由于越來(lái)越多的建筑需求,人們對(duì)采暖、通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)使用大量的人工方法,能源消耗大的驚人。近年來(lái),節(jié)能的呼聲越來(lái)越強(qiáng)烈,暖通空調(diào)節(jié)能在我國(guó)實(shí)施的越來(lái)越完善,不過(guò)暖通空調(diào)節(jié)能還存在以下問(wèn)題:
1.在設(shè)計(jì)、施工方面存在的問(wèn)題
實(shí)現(xiàn)暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能,目前已經(jīng)具備很多成熟的條件,但是在實(shí)際的應(yīng)用中也存在著一些問(wèn)題:
1.1公眾對(duì)節(jié)能的認(rèn)識(shí)問(wèn)題
過(guò)去公眾對(duì)節(jié)能的了解不夠,并且對(duì)暖通空調(diào)的觀點(diǎn)也非常片面。對(duì)于一個(gè)舒適性的空調(diào)系統(tǒng)或者是采暖系統(tǒng),應(yīng)當(dāng)使人體有非常好的舒適性。但是目前普遍存在的一種觀點(diǎn)是:空調(diào)越冷越好,暖氣越熱越好。這顯然與我們所追求的舒適性空調(diào)的觀點(diǎn)是相違背的。事實(shí)上,這樣不僅大大增加了空調(diào)采暖的能耗,同時(shí)由于室內(nèi)外溫差的增大,也使人體對(duì)不同環(huán)境的適應(yīng)性下降,身體免疫力降低。因此,我們要提高宣傳力度,改變公眾對(duì)于傳統(tǒng)的空調(diào)及采暖的理解,大力宣傳和提倡按節(jié)能建筑標(biāo)準(zhǔn)和冷熱量計(jì)量裝置收費(fèi),提高民眾節(jié)能意識(shí)。
1.2設(shè)計(jì)的理念問(wèn)題
合理的設(shè)計(jì)是節(jié)能的前提。目前一些設(shè)計(jì)人員重視不夠,設(shè)計(jì)時(shí)盲目套用經(jīng)驗(yàn)值,從而造成初投資的增大,運(yùn)行能耗驚人,因此建議政府職能部門及有關(guān)的節(jié)能審查機(jī)構(gòu),加大對(duì)暖通空調(diào)節(jié)能的監(jiān)察力度,增強(qiáng)設(shè)計(jì)人員的節(jié)能意識(shí),使節(jié)能工作真正落到實(shí)處。
1.3新技術(shù)的推廣問(wèn)題
新技術(shù)在暖通空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用,為節(jié)能提供了一個(gè)新的方向。例如地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)、太陽(yáng)能制冷供熱系統(tǒng),不僅可以實(shí)現(xiàn)可再生能源的有效利用,并且可以帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益,是值得大力推廣的。但是同任何新技術(shù)一樣,這些新技術(shù)在造價(jià)上往往偏高,而且使用的地域條件有一定的限制,并且從技術(shù)上講還存在著許多需要改進(jìn)提高的地方。因此,對(duì)于新的節(jié)能技術(shù),我們應(yīng)當(dāng)因地制宜,總結(jié)經(jīng)驗(yàn),積極推廣。
2.對(duì)節(jié)能方案的評(píng)價(jià)方法存在的問(wèn)題
隨著對(duì)節(jié)能和環(huán)保要求的不斷提高,很多新技術(shù)和方案出現(xiàn),但每種技術(shù)方案都存在各自的優(yōu)缺點(diǎn)。面對(duì)如此眾多的設(shè)計(jì)和方案,從不同的角度看問(wèn)題,評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)有很大差異,甚至完全不同。設(shè)計(jì)人員在缺乏對(duì)設(shè)計(jì)方案正確評(píng)價(jià)方法的情況下,顯得無(wú)所適從。錯(cuò)誤的評(píng)價(jià)方法將會(huì)起到誤導(dǎo)作用,勢(shì)必造成極其嚴(yán)重?fù)p失。
3.運(yùn)行管理中存在的問(wèn)題
很多工程實(shí)施過(guò)程當(dāng)中,在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)和施工完成之后就投入了運(yùn)行,不注意對(duì)暖通空調(diào)操作人員的培訓(xùn),很多操作人員不具備必要的暖通空調(diào)基本理論常識(shí),也不懂得根據(jù)室外參數(shù)的變化進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)。
三、關(guān)于暖通空調(diào)節(jié)能的設(shè)計(jì)及新技術(shù)應(yīng)用
3.1暖通空調(diào)能耗的組成
暖通空調(diào)系統(tǒng)消耗的能源主要由供熱、制冷負(fù)荷的確定以及空調(diào)系統(tǒng)的正確合理配置、空調(diào)系統(tǒng)正確的布置和空氣調(diào)節(jié)設(shè)備的選擇以及空氣調(diào)節(jié)負(fù)荷為依據(jù)的。暖通空調(diào)節(jié)能的關(guān)鍵是空調(diào)外界負(fù)荷和內(nèi)部負(fù)荷同時(shí)決定。
3.2建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)階段的節(jié)能措施
設(shè)計(jì)是工程的龍頭,系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣直接影響其使用性能。而建筑負(fù)荷計(jì)算是設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一,當(dāng)前普遍存在一個(gè)現(xiàn)象就是設(shè)計(jì)工期短,許多設(shè)計(jì)人員為了節(jié)省時(shí)間,錯(cuò)誤地利用設(shè)計(jì)手冊(cè)中供方案設(shè)計(jì)或初步設(shè)計(jì)時(shí)估算冷、熱負(fù)荷用的單位建筑面積冷、熱負(fù)荷指標(biāo),直接作為施工圖設(shè)計(jì)階段確定冷熱負(fù)荷的依據(jù),往往使得總負(fù)荷偏大,從而導(dǎo)致空調(diào)采暖設(shè)備偏大,初投資增高,運(yùn)行費(fèi)用增加,能量消耗增加。
規(guī)劃設(shè)計(jì)是建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的重要方面,規(guī)劃節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)從建設(shè)選址、分區(qū)、建筑和道路布局走向、建筑方位朝向、建筑體型、建筑間距、冬季季風(fēng)主導(dǎo)方向、太陽(yáng)輻射、建筑外部空間環(huán)境構(gòu)成等方面進(jìn)行研究,以優(yōu)化建筑的微氣候環(huán)境,有利于節(jié)能,充分重視和利用太陽(yáng)能、冬季主導(dǎo)風(fēng)向、地形和地貌等自然因素。
(1)熱泵技術(shù)
所謂熱泵,前是靠位能拖動(dòng),迫使熱量從低位熱源流向高位熱源的裝置。顧名思義。熱泵也就是像泵那樣,可以把不能直接利用的熱能(如空氣、土壤、水時(shí)熱以及太陽(yáng)能、工業(yè)廢熱等)轉(zhuǎn)換為可利用的高位熱能,從而達(dá)到節(jié)約部分高位能(煤、石油、天然氣、電能等)的目的。因此,利用低位能的熱泵技術(shù)是一條極重要的節(jié)能途徑。
(2)排風(fēng)余熱回收技術(shù)
利用熱回收裝置對(duì)排風(fēng)和新風(fēng)進(jìn)行熱交換,可以降低新風(fēng)溫度和濕度。具體做法為:在排風(fēng)出口安裝熱交換器,排風(fēng)和新風(fēng)分別通過(guò)各自的通道進(jìn)行間接接觸換熱;利用排風(fēng)余熱來(lái)預(yù)熱新風(fēng),從而達(dá)到回收排風(fēng)余熱的目的。這樣,不但節(jié)能,而且改善了室內(nèi)空氣質(zhì)量。應(yīng)當(dāng)說(shuō)這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用在我國(guó)還處于起步階段,進(jìn)一步提高產(chǎn)品的性能和質(zhì)量,并且使其易于與各種不同的建筑相結(jié)合,便于安裝使用,是這項(xiàng)技術(shù)的主要研究方向。
3.3 若干環(huán)保節(jié)能技術(shù)在暖通空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用
3.3.1 變頻節(jié)能技術(shù)
在暖通空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)已經(jīng)成為重要的發(fā)展趨勢(shì)之一。變頻節(jié)能技術(shù)具有非常之多的優(yōu)點(diǎn),使其在各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中獲得了青睞和廣泛地應(yīng)用。將變頻節(jié)能技術(shù)應(yīng)用于暖通空調(diào)系統(tǒng)當(dāng)中,首先,能夠在非常大的程度上降低暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗水平,并根據(jù)不同的實(shí)際需求來(lái)選擇若干的運(yùn)行模式,不僅非常靈活,而且能夠有效節(jié)約運(yùn)行成本;其次,能夠在很大程度上彌補(bǔ)暖通空調(diào)系統(tǒng)的先天不足,使系統(tǒng)得到優(yōu)化和完善。
之所以能夠?qū)⒆冾l節(jié)能技術(shù)應(yīng)用于暖通空調(diào)系統(tǒng)當(dāng)中主要是由于以下幾個(gè)原因:首先,暖通空調(diào)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)方面一般均會(huì)留有一定的設(shè)計(jì)冗余,并且設(shè)備幾乎很少在滿負(fù)荷狀態(tài)下工作或者根本不在滿負(fù)荷狀態(tài)下工作;其次,暖通空調(diào)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行負(fù)荷通常受到室外環(huán)境尤其是氣候條件的影響而發(fā)生相應(yīng)的變化;最后,暖通空調(diào)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行負(fù)荷通常受到建筑物本身的使用情況和室內(nèi)人員實(shí)際需求情況的影響而發(fā)生相應(yīng)的變化。
正是因?yàn)橐陨显颍瑧?yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)便成為了必然選擇。如果暖通空調(diào)系統(tǒng)只能夠在額定工作狀態(tài)工作,那么當(dāng)實(shí)際情況不需要暖通空調(diào)系統(tǒng)全負(fù)荷工作時(shí),而該系統(tǒng)仍然處于全負(fù)荷的工作狀態(tài)下,這必然會(huì)導(dǎo)致不必要的浪費(fèi)。應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)之后,暖通空調(diào)系統(tǒng)可以根據(jù)實(shí)際的符合需求情況來(lái)決定系統(tǒng)的工作頻率,不但充分滿足了實(shí)際需求,還有效降低了能耗水平。
3.3.2 蓄冷技術(shù)
不同的地區(qū)、不同的城市以及城市中不同區(qū)域之間均存在著不同的用電負(fù)荷峰谷情況。在用電高峰時(shí)期供電系統(tǒng)的壓力明顯增大,常常會(huì)出現(xiàn)供電不足的情況;但是在用電低谷時(shí)期供電系統(tǒng)的供電能力沒(méi)有完全發(fā)揮出來(lái),供電過(guò)剩的情況非常明顯。因此,為了起到非常好的“削峰平谷”的作用,可以將蓄冷技術(shù)應(yīng)用在暖通空調(diào)系統(tǒng)中,不僅能夠節(jié)約暖通空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行成本,還能夠有效緩解用電高峰時(shí)期的電網(wǎng)壓力,獲得良好的社會(huì)效益。
具體而言,蓄冷技術(shù)主要就是利用用電低谷時(shí)期的電價(jià)優(yōu)勢(shì)和電能優(yōu)勢(shì),啟動(dòng)冰蓄冷系統(tǒng)將水冷凍成冰,借此來(lái)儲(chǔ)存這種低溫能量;而在用電高峰時(shí)期,在將蓄冷系統(tǒng)中蘊(yùn)藏的低溫能量釋放出來(lái),用來(lái)進(jìn)行降溫。
3.3.3 變風(fēng)量技術(shù)和變水量技術(shù)
依照空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作負(fù)荷狀態(tài)來(lái)對(duì)送風(fēng)量和水流量進(jìn)行改變,能夠有效起到節(jié)約能源的作用。變風(fēng)量技術(shù)主要是將利用變風(fēng)量空調(diào)的末端裝置來(lái)感應(yīng)室內(nèi)負(fù)荷的變化并進(jìn)行補(bǔ)償,即調(diào)節(jié)空調(diào)的送風(fēng)量來(lái)保證室內(nèi)溫度能夠維持在合理的范圍之內(nèi)。相對(duì)于傳統(tǒng)的定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng),采用變風(fēng)量技術(shù)通常能夠節(jié)約大約二分之一左右的能源。
變水量技術(shù)主要利用風(fēng)機(jī)盤管空調(diào)系統(tǒng),通過(guò)調(diào)節(jié)控制水流量的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的控制。相對(duì)于傳統(tǒng)的定流量空調(diào)系統(tǒng),采用變水量技術(shù)能夠節(jié)約大量的能源。
3.3.4 可再生能源技術(shù)
第一,自然風(fēng)能的應(yīng)用。自然風(fēng)的供冷是可再生能源在暖通空調(diào)應(yīng)用中的重要組成部分[1]。當(dāng)室外空氣的焓值和溫度低于室內(nèi)時(shí),在供冷期內(nèi)就可以利用室外風(fēng)所帶有的自然冷量來(lái)全部或部分滿足室內(nèi)冷負(fù)荷的需要[2-3]。通常,這種情況出現(xiàn)在供冷期的過(guò)渡季和夜間,可采用的方法為新風(fēng)直接供冷和夜間通風(fēng)蓄冷。由于利用了自然風(fēng)提供建筑所需要的冷量,與常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)相比,在運(yùn)行中不用電或少用電,既節(jié)約能源,又減少對(duì)環(huán)境的污染,同時(shí)也改善了室內(nèi)空氣品質(zhì)。
第二,太陽(yáng)能的應(yīng)用。太陽(yáng)能在暖通空調(diào)中的應(yīng)用主要有:被動(dòng)式和主動(dòng)式,其中主動(dòng)式主要包括:太陽(yáng)能采暖和太陽(yáng)能制冷2 個(gè)方面:首先,太陽(yáng)能采暖。主動(dòng)式太陽(yáng)能采暖用電作為輔助能源,驅(qū)動(dòng)用太陽(yáng)能加熱的水在管道中循環(huán)流動(dòng)向房間供熱。隨著太陽(yáng)能集熱器的研制開(kāi)發(fā),具有工作溫度高、承受壓力大、耐冷熱沖擊和抗冰雹等優(yōu)點(diǎn)的熱管式真空管太陽(yáng)能集熱器使主動(dòng)式太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)的應(yīng)用成為可能。其次, 太陽(yáng)能制冷。太陽(yáng)能制冷主要包括太陽(yáng)能壓縮式制冷、太陽(yáng)能吸收式制冷和太陽(yáng)能吸附式制冷。太陽(yáng)能壓縮式制冷研究的重點(diǎn)是如何將太陽(yáng)能有效地轉(zhuǎn)換成電能,再用電能去驅(qū)動(dòng)壓縮式制冷系統(tǒng)。以太陽(yáng)能作為熱源的吸收式制冷是利用太陽(yáng)輻射熱能驅(qū)動(dòng)溴化鋰―水溶液或氨―水溶液的吸收式制冷系統(tǒng)。太陽(yáng)能吸附式制冷是將系統(tǒng)中的加熱器和冷卻器去掉,將太陽(yáng)能集熱器與吸附床合二為一,冷卻功能則利用夜間室外空氣的自然冷卻來(lái)完成。
五、結(jié)束語(yǔ)
對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能存在的問(wèn)題給予重視,暖通空調(diào)才能給千家萬(wàn)戶帶來(lái)便利,才能充分發(fā)揮它的經(jīng)濟(jì)性、節(jié)能性、安全性、舒適性和美觀性的作用。節(jié)能技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)和運(yùn)用是暖通空調(diào)系統(tǒng)、建筑系統(tǒng)節(jié)能的基礎(chǔ),需要得到政府部門的重視和支持。同時(shí),暖通專業(yè)工作者,都有義務(wù)在暖通空調(diào)的節(jié)能領(lǐng)域里積極地貢獻(xiàn)自己的力量。設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)從設(shè)計(jì)的高角度出發(fā)全面考慮,嚴(yán)格遵守節(jié)能規(guī)范,將節(jié)能的思想貫穿于建筑領(lǐng)域的各個(gè)方面。節(jié)能技術(shù)的開(kāi)發(fā)及可再生能源的循環(huán)利用,應(yīng)當(dāng)?shù)玫秸扔嘘P(guān)部門的支持,并大力推廣。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:暖通空調(diào);節(jié)能;設(shè)計(jì)
一、暖通空調(diào)系統(tǒng)能耗構(gòu)成與特點(diǎn)
隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,能源和環(huán)境問(wèn)題日益尖銳,城市化的飛速發(fā)展和人們生活水平的提高,建筑能耗在總能耗中所占的比例越來(lái)越大,在發(fā)達(dá)國(guó)家已達(dá)到40%,建筑能耗主要包括建筑物在采暖、通風(fēng)、空調(diào)、照明、電器和熱水供應(yīng)等需求方面的能耗,用于暖通空調(diào)的能耗又占建筑能耗的30%~50%,且在逐年上升。為了維持建筑物內(nèi)部空氣環(huán)境適宜的溫濕度,現(xiàn)代建筑中通常采用設(shè)置暖通空調(diào)系統(tǒng)來(lái)保證這一需求,而所消耗的能量即為暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗。這部分能耗中包括建筑物冷熱負(fù)荷引起的能耗、新風(fēng)負(fù)荷引起的能耗及輸送設(shè)備(風(fēng)機(jī)和水泵)的能耗。影響暖通空調(diào)系統(tǒng)能耗的主要因素有室外氣候條件、室內(nèi)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)特征、室內(nèi)人員及設(shè)備照明的狀況以及新風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)置等。暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗還有幾個(gè)特點(diǎn)表現(xiàn)在:第一,系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、選型、運(yùn)行管理的不合理將會(huì)降低能量使用效率。第二,維持室內(nèi)空氣環(huán)境所需的冷熱能量品位較低且有季節(jié)性。這就使在具備條件的情況下有可能利用天然能源來(lái)滿足要求,如太陽(yáng)能、地?zé)崮堋U熱、淺層土壤蓄熱等。第三,暖通空調(diào)系統(tǒng)涉及到的冷熱量的處理通常以交換形式處理。這就可以采用冷熱量回收的措施來(lái)減少系統(tǒng)的能耗,有效利用能量。
二、暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的一些問(wèn)題
1、設(shè)計(jì)與施工管理
暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能有著重要的影響,然而,在實(shí)際工作中往往得不到一些設(shè)計(jì)部門和設(shè)計(jì)人員的足夠重視,加之工程設(shè)計(jì)周期普遍較短,設(shè)計(jì)收費(fèi)與設(shè)計(jì)產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益不掛鉤,以及一些技術(shù)性問(wèn)題沒(méi)有完全得到解決等原因,一些設(shè)計(jì)單位只求數(shù)量,忽視質(zhì)量,使得設(shè)計(jì)施工完的系統(tǒng)不僅投資大,運(yùn)行能耗也相當(dāng)驚人,大大超過(guò)了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),甚至有的公共建筑的暖通空調(diào)能耗占建筑總能耗達(dá)60%。
2、節(jié)能設(shè)計(jì)方案
暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是“條條大道通羅馬”,近年來(lái),隨著對(duì)節(jié)能和環(huán)保要求的不斷提高,新的技術(shù)方案不斷涌現(xiàn),每種技術(shù)方案往往都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。面對(duì)眾多的設(shè)計(jì)方案,由于考慮問(wèn)題的角度不同,各方面的評(píng)價(jià)結(jié)果也往往不相同,甚至大相徑庭;由于缺乏科學(xué)的、客觀的設(shè)計(jì)方案評(píng)價(jià)方法,設(shè)計(jì)人員往往霧里看花,無(wú)所適從,如何在眾多的設(shè)計(jì)方案中找到最合適的節(jié)能方案,是困擾暖通空凋沒(méi)計(jì)人員的重要課題。另一方面,不科學(xué)的評(píng)價(jià)方法則會(huì)起到誤導(dǎo)的作用,造成嚴(yán)重?fù)p失。
3、系統(tǒng)運(yùn)行與管理
除設(shè)計(jì)施工外,運(yùn)行管理也起著重要的作用。在實(shí)際中有些單位認(rèn)為設(shè)計(jì)施工達(dá)標(biāo)完成就可以了,因此不注意對(duì)暖通空調(diào)操作人員的培訓(xùn),很多操作人員不具備必要的暖通空調(diào)基本理論常識(shí),不懂得根據(jù)室外參數(shù)的變化進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)。一年四季只有開(kāi)機(jī)、關(guān)機(jī)和冬、夏季轉(zhuǎn)換操作,顯然系統(tǒng)達(dá)不到相應(yīng)的節(jié)能效果。
三、暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的途徑及方法
1、暖通空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)
使其在高效經(jīng)濟(jì)的狀況下運(yùn)行。暖通空調(diào)系統(tǒng)特別是中央空調(diào)系統(tǒng)是一個(gè)龐大復(fù)雜的系統(tǒng),系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣直接影響到系統(tǒng)的使用性能。可以說(shuō)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)系統(tǒng)的節(jié)能起著重要的作用。
2、有效改善建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能
對(duì)于暖通空調(diào)系統(tǒng)而言,通過(guò)維護(hù)結(jié)構(gòu)的空調(diào)負(fù)荷占有很大比例,而維護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能決定維護(hù)結(jié)構(gòu)綜合傳熱系數(shù)的大小,亦即決定通過(guò)維護(hù)結(jié)構(gòu)的空調(diào)負(fù)荷的大小。所以在國(guó)家出臺(tái)的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)中,首先要求的就是提高維護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能。
3、采用新型節(jié)能舒適健康的空調(diào)方式
影響人體熱舒適性的環(huán)境參數(shù)眾多,不同的環(huán)境參數(shù)組合可以得到相同的熱舒適性效果,但不同的熱濕環(huán)境參數(shù)組合空調(diào)系統(tǒng)的能耗是不相同的。例如在冬季,如果我們采用傳統(tǒng)的空調(diào)方式,把整個(gè)室內(nèi)的空氣加熱,通過(guò)空氣實(shí)現(xiàn)人體與環(huán)境的熱濕交換,就需要較高的空氣溫度,此時(shí)通過(guò)維護(hù)結(jié)構(gòu)的熱損失和加熱新風(fēng)的熱損失都比較大。如果我們根據(jù)熱濕環(huán)境的研究成果,改變傳統(tǒng)的空調(diào)方式,增加輻射熱(如低溫地板輻射采暖),此時(shí)所需要的空氣溫度顯著下降,一般可達(dá)到12~14℃,而傳統(tǒng)方式一般在18~20℃,顯然后者比前者具有顯著的節(jié)能效果。在夏季也有類似的結(jié)果。
4、推廣使用可再生能源或低品位能源空調(diào)系統(tǒng)
如何利用可再生能源及低品位能源已經(jīng)成了該領(lǐng)域重要的研究課題。地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)就是在這種形勢(shì)下發(fā)展起來(lái)的,它利用地下恒溫層土壤熱顯著提高空調(diào)系統(tǒng)的COP值,使得同等制熱(或制冷)量下的系統(tǒng)能耗大幅度下降。另外,利用太陽(yáng)能供熱或制冷技術(shù)也在開(kāi)發(fā)研究著。
5、開(kāi)展冷熱回收利用的研究運(yùn)用工作
目前許多空調(diào)系統(tǒng)冷熱回收利用研究也在蓬勃開(kāi)展,如空調(diào)系統(tǒng)排風(fēng)的全熱回收器,夏季利用冷凝熱的衛(wèi)生熱水供應(yīng)等,都是對(duì)系統(tǒng)冷熱的回收利用,顯著提高了空調(diào)系統(tǒng)能源利用率。
6、優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行管理,提高系統(tǒng)控制水平
對(duì)暖通空調(diào)專業(yè)的操作人員進(jìn)行培訓(xùn),提高管理人員的專業(yè)水平和業(yè)務(wù)技能,使其具備必須的暖通空調(diào)基本理論常識(shí),實(shí)行空調(diào)操作人員操作證制度,對(duì)沒(méi)有達(dá)到考核要求的,應(yīng)重新培訓(xùn),考核合格后才能上崗,同時(shí)提高管理人員的素質(zhì),增強(qiáng)其責(zé)任心,這樣管理人員才有能力根據(jù)室外參數(shù)的變化進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié),達(dá)到設(shè)計(jì)要求的節(jié)能效果。
四、結(jié)語(yǔ)
積極開(kāi)發(fā)新能源,積極推動(dòng)太陽(yáng)能、地?zé)崮堋⒃幽艿刃履茉丛诮ㄖ械膽?yīng)用,我國(guó)已有這方面的研究,如地源熱泵系統(tǒng)、太陽(yáng)能一水源熱泵系統(tǒng)及太陽(yáng)能一空氣能熱泵系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)高效節(jié)能、無(wú)污染,不失為一種有效利用自然能的好途徑。節(jié)能對(duì)于我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)來(lái)說(shuō),具有更重大的意義。目前,全國(guó)各地電力十分緊張,但所需能量也在迅速增長(zhǎng)。因此,在空調(diào)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意改善圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能和熱設(shè)備的保溫性能;空調(diào)系統(tǒng)方案要節(jié)約能源,充分回收能量,并盡可能利用天然能源,同時(shí)采取自控節(jié)能等措施。
參考文獻(xiàn):
【關(guān)鍵詞】孤島效應(yīng);危害;檢測(cè)方法;優(yōu)缺點(diǎn)
0 前言
在追求低碳社會(huì)的今天,太陽(yáng)能作為一種清潔的可再生能源,越來(lái)越受到世界各國(guó)的重視,光伏產(chǎn)業(yè)如雨后春筍般異軍突起。國(guó)內(nèi)外太陽(yáng)能發(fā)電并入電網(wǎng)的報(bào)道屢見(jiàn)不鮮,在光伏并網(wǎng)過(guò)程中,孤島效應(yīng)問(wèn)題已成為影響電能質(zhì)量、穩(wěn)定、安全的關(guān)鍵。
1 孤島效應(yīng)的定義與危害
所謂孤島效應(yīng)[1]是指當(dāng)電網(wǎng)因電氣故障、自然因數(shù)或者誤操作而發(fā)生停電中斷時(shí),各用戶端的光伏發(fā)電系統(tǒng)沒(méi)有及時(shí)檢測(cè)出停電狀態(tài)并脫離市電網(wǎng)絡(luò),而是繼續(xù)保持向電網(wǎng)輸送電能,同時(shí)與負(fù)載形成獨(dú)立的公共電網(wǎng)無(wú)法控制的自給自足的供電孤島。
孤島效應(yīng)不僅給整個(gè)電網(wǎng)帶來(lái)安全隱患,同時(shí)會(huì)降低整個(gè)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的工作效率,其主要影響表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面[2]:
1.1 當(dāng)維修人員對(duì)正在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行檢修時(shí),孤島現(xiàn)象發(fā)生,由于光伏并網(wǎng)系統(tǒng)繼續(xù)保持給負(fù)載供電,因此會(huì)危害維修人員的人身安全。
1.2 孤島效應(yīng)可能導(dǎo)致接地、相間短路等故障不能及時(shí)清除,從而導(dǎo)致電網(wǎng)設(shè)備的損害,干擾電網(wǎng)正常供電系統(tǒng)的自動(dòng)或手動(dòng)恢復(fù)。
1.3 當(dāng)孤島系統(tǒng)與市電電網(wǎng)恢復(fù)正常時(shí),一方面,斷路器等裝置會(huì)因?yàn)楣夥⒕W(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)與電網(wǎng)發(fā)生不同步而損壞,另一方面,在并網(wǎng)恢復(fù)瞬間,因電壓相位不同產(chǎn)生很強(qiáng)的沖擊電流,損壞相關(guān)設(shè)備。
1.4 單相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)可能會(huì)因孤島效應(yīng)的原因?qū)θ嘭?fù)載進(jìn)行供電,造成三相負(fù)載缺相運(yùn)行,從而造成三相負(fù)載設(shè)備損害。
由上可知,當(dāng)電網(wǎng)電氣故障或者供電中斷時(shí),孤島效應(yīng)將會(huì)對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)中的各級(jí)用戶和設(shè)備造成損害。所以,在光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中必須裝設(shè)具有反孤島保護(hù)功能的裝置,目的是實(shí)時(shí)檢測(cè)孤島效應(yīng)并及時(shí)將光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)與電網(wǎng)進(jìn)行切斷。
2 孤島效應(yīng)的發(fā)生機(jī)理與條件
3.2 主動(dòng)式孤島檢測(cè)
3.2.1 主動(dòng)頻移反孤島方法――AFD方案
主動(dòng)頻移反孤島方法是主動(dòng)式反孤島方案中的一種,其原理是通過(guò)逆變系統(tǒng)向市網(wǎng)注入略有所畸變的擾動(dòng)電流,形成一個(gè)頻率連續(xù)改變的趨勢(shì),當(dāng)光伏并網(wǎng)系統(tǒng)與市網(wǎng)正常連接時(shí),頻率是不會(huì)改變的;當(dāng)分離后,并網(wǎng)逆變器輸出端電壓頻率將會(huì)被迫發(fā)生偏移,由此確定孤島效應(yīng)的發(fā)生。
優(yōu)缺點(diǎn):
操作簡(jiǎn)單,比被動(dòng)式檢測(cè)方式的非檢測(cè)區(qū)更小。缺點(diǎn)是降低了并網(wǎng)逆變器輸出的電能的質(zhì)量,容易對(duì)非連續(xù)的電流波形產(chǎn)生射頻干擾,并且負(fù)載的阻抗特性可能阻止頻率偏移,使孤島檢測(cè)失敗。
3.2.2 主動(dòng)電流干擾法
采用此種方法檢測(cè)孤島效應(yīng)時(shí),逆變器輸出的電流幅值在逆變器控制系統(tǒng)的作用下發(fā)生周期性的改變,同時(shí)也改變了逆變器輸出的有功功率P。因此,當(dāng)電網(wǎng)電氣故障或者中斷時(shí),負(fù)載吸收的有功功率與逆變器輸出的有功功率將會(huì)不匹配,當(dāng)PCC點(diǎn)的電流超出過(guò)、欠電壓保護(hù)閾值時(shí),就可以檢測(cè)出孤島效應(yīng)。
優(yōu)缺點(diǎn):
采用電流干擾的方案在負(fù)載功率完全匹配時(shí)也不存在不可檢測(cè)區(qū),并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)不會(huì)向電網(wǎng)注入諧波。缺點(diǎn)是多臺(tái)并網(wǎng)運(yùn)行時(shí),必須同步進(jìn)行電流干擾,否則各擾動(dòng)量會(huì)相互抵消而產(chǎn)生稀釋效應(yīng),進(jìn)入不可檢測(cè)區(qū),此外光伏電池輸出的功率隨光照強(qiáng)度而波動(dòng),人為加入的電流擾動(dòng)會(huì)對(duì)并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的輸出效率產(chǎn)生影響。孤島檢測(cè)的閥值也很難選取。
3.2.3 阻抗測(cè)量法
在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)與電網(wǎng)連接時(shí),公共耦合點(diǎn)處的阻抗比較小;當(dāng)電網(wǎng)與并網(wǎng)系統(tǒng)斷開(kāi)時(shí),公共耦合點(diǎn)處的負(fù)載阻抗一般情況均都大于連接時(shí)的阻抗。因此,通過(guò)測(cè)量公共耦合點(diǎn)電路阻抗的變化范圍,就可實(shí)現(xiàn)孤島效應(yīng)的檢測(cè)。
優(yōu)缺點(diǎn):
總體來(lái)看,阻抗測(cè)量法雖然可以很好地檢測(cè)孤島的發(fā)生,但是持續(xù)擾動(dòng)會(huì)影響電網(wǎng)質(zhì)量;對(duì)于弱電網(wǎng)或電網(wǎng)本身擾動(dòng)較大的情況,很難實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)阻抗檢測(cè);多個(gè)并網(wǎng)逆變器并聯(lián)運(yùn)行時(shí),檢測(cè)信號(hào)會(huì)相互干擾,使阻抗估算錯(cuò)誤。
4 結(jié)束語(yǔ)
從現(xiàn)有的反孤島策略的優(yōu)缺點(diǎn)來(lái)看,未來(lái)的光伏系統(tǒng)反孤島效應(yīng)還應(yīng)從下面的方向努力:
4.1 尋求簡(jiǎn)單有效且低成本的反孤島策略,將光伏并網(wǎng)系統(tǒng)孤島效應(yīng)的危害降低到最低,兼顧考慮檢測(cè)性能、輸出電能質(zhì)量以及對(duì)整個(gè)系統(tǒng)暫態(tài)響應(yīng)的影響。
4.2 綜合使用多種孤島檢測(cè)方法并配合相應(yīng)的并網(wǎng)逆變器控制方法,加強(qiáng)對(duì)孤島效應(yīng)的利用策略,防止重要設(shè)備在電網(wǎng)斷電后停止工作。
【參考文獻(xiàn)】
[1]王志峰.光伏發(fā)電并網(wǎng)控制及其孤島檢測(cè)[D].武漢:華中科技大學(xué),2004.
[2]張興,曹仁賢,等.太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電及其逆變控制.第一版[M].機(jī)械工業(yè)出版社.
[3]褚小莉.光伏并網(wǎng)中的孤島效應(yīng)研究[D].合肥:合肥工業(yè)大學(xué),2009.