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中圖分類號:TU74文獻標識碼: A
一、前言
隨著時代的不斷發(fā)展,對可再生能源綜合利用技術的需求也越來越高,這就要求施工單位必須加強對可再生能源綜合利用技術的研討,努力提高大型樓宇可再生能源綜合利用技術,為大型樓宇工程質量提供有力的保障。
二、可再生能源的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
現(xiàn)在石油、煤炭、天然氣是全世界各個國家大規(guī)模生產利用的能源,但是從世界經濟的可持續(xù)發(fā)展來講,這些廣泛利用的不可再生能源逐漸顯示局限性。在這種情況下,可再生能源的重要性將與日俱增,太陽能、風能、地熱能等可再生能源的開發(fā)和利用,會在而未來社會的經濟發(fā)展具有重要地位。在當今不可再生能源日益局限的情況下,開發(fā)利用可再生能源是未來能源安全的需要,也是為了減少當今社會環(huán)境污染的需要,更是能源可持續(xù)發(fā)展的需要。
隨著我國經濟的高速發(fā)展,能源短缺滯后經濟發(fā)展的形勢日益嚴重,可再生能源的將提高到一個全新的戰(zhàn)略高度。我國是以煤炭為主要能源的國家,經過長期不斷的發(fā)展努力,我國能源消耗中煤炭的比重已經逐年下降,而可再生能源的開發(fā)利用將受到高度重視?,F(xiàn)階段,降低礦物能源的開發(fā)利用,從以煤炭、石油、天然氣為主的礦物能源系統(tǒng)轉向可再生能源持久性能源系統(tǒng),提到可再生能源在經濟發(fā)展中的結構比重,推動可再生能源的開發(fā)利用已成為我國經濟發(fā)展的一項基本國策。而在大型樓宇行業(yè)中,如何最少的消耗資源,合理規(guī)劃設計以求用最小量達到最高效率的使用能源,將大型樓宇這一高消耗發(fā)展轉變?yōu)榈秃哪芨咝实陌l(fā)展已是我國未來大型樓宇業(yè)發(fā)展的必然選擇。
三、可再生能源在大型樓宇領域應用現(xiàn)狀
1、太陽能
太陽能是各種可再生能源中最重要的基本能源,也是人類可利用的最清潔環(huán)保且取之不盡的優(yōu)質能源。按照利用途徑,太陽能在大型樓宇領域的應用技術可分為太陽能熱利用、太陽能光利用和太陽能儲存轉換利用三大類。目前多數(shù)大型樓宇對太陽能的光熱利用還普遍停留在“生產生活熱水”這樣低水平的應用層面上,加之產品成本較高,價格惡性競爭等原因,一些產品粗制濫造質量低劣,導致消費者對太陽能的技術產生信任危機,從而使太陽能技術產品的推廣應用陷入舉步維艱的境地。
2、風能
風是一種由太陽輻射熱引起的自然現(xiàn)象。風能利用主要是風力發(fā)電和風能動力兩種主要形式,其中又以風力發(fā)電為主。我國風能資源豐富的地區(qū)主要分布在東南沿海及附近島嶼,內蒙古、新疆和甘肅河西走廊以及東北、西北、華北和青藏高原的部分地區(qū)。我國目前在風電技術和設備制造方面也已處于世界領先地位,當務之急應當加快探索在我國沿海島嶼、城鎮(zhèn)鄉(xiāng)村的大型樓宇領域、尤其是城市高層大型樓宇因地制宜地發(fā)展直接利用風能資源技術。
3、地熱能
地熱能是貯存于地球內部的一種巨大的潔凈能源。我國擁有豐富的地熱資源,全國地熱資源可采儲量是已探明煤炭可采儲量的2.5倍,其中距地表2000米以內儲藏的地熱能約為2500億噸標準煤。目前正在逐漸受到人們重視且在大型樓宇領域應用潛力巨大的是地源熱泵技術,其最大的技術特點就是消耗少量的高品位能源,即能開發(fā)利用蘊藏在淺層地下的低品位能源滿足大型樓宇物的供暖、空調和熱水供應需求,既實現(xiàn)了節(jié)能減排,又不污染環(huán)境,因此,利用熱泵技術開發(fā)利用淺層地熱能是目前最受歡迎的一項新技術。但是,和發(fā)達國家相比,我國的熱泵技術還處于初級階段,其主要差距是我國各地區(qū)目前還缺少對巖土地質材料性質進行全面系統(tǒng)的測試和統(tǒng)計分析工作,地源熱泵技術仍處于按經驗設計實施階段,熱泵系統(tǒng)運行效果與設計要求偏離過大的現(xiàn)象時有發(fā)生,造成地熱資源的浪費或不足。
四、大型樓宇可再生能源綜合利用技術
1、風能
(一)、風力發(fā)電
風力發(fā)電的歷史非常悠久,時間可以追溯到公元五千年前,它是埃及人在進行航?;顒訒r,借助風能推動航行速度。風能在發(fā)展中慢慢的被推廣使用,人們逐漸的利用風能來研磨谷物以及汲水等等。該裝置在今后的發(fā)展中還被沿用。隨著社會生產力不斷發(fā)展,在上個世紀中風力風力渦輪機,被生產而出。該設備可以給偏遠地區(qū)帶來電力,電力得到了普及,人們的生活質量得到了提高。
(二)、大型樓宇設計思路
大型樓宇設計中要融入風力發(fā)電系統(tǒng),必須考察好當?shù)氐娘L力資源狀況,設計中考慮設備噪音度,盡量的減少噪音給居民帶來的影響。風力大電機雖然具有取之不盡用之不竭的好處,但是和其他能源相比,穩(wěn)定性掌握比較難。解決了風力發(fā)電的穩(wěn)定性問題,該發(fā)電方式將被普及,將提高能源可持續(xù)發(fā)展程度。解決該問題主要幾種解決方案:可以通過電網連接的方式,將高效的電能引入。使用大型蓄電池自行產電,從而控制產電的功率。也可以使用風力采油機幫助發(fā)電,從而得到較強的電力資源。風輪機的產電功率和風速形成正比的關系,風力越大發(fā)電的功率越大,因此風力發(fā)電機一般都放置在房頂上。
(三)、自然通風
人們都希望大型樓宇物能夠接受到自然風,達到自然通風的效果。這主要考慮到自然通風的作用,首先:自然通風能夠改善室內溫度,凈化室內空氣。在炎熱的夏季,人們都希望室內溫度低,自然通風能夠自行降低室內溫度,減少空調耗能節(jié)約了電能,有效的減少了“大型樓宇綜合癥“出現(xiàn)。其次,在冬季人們的需求成反向,人們希望室內溫度高,也愿室內空氣質量高。自然通風能夠消除室內污染物和潮氣的程度,降低了供暖耗能。自然通風實現(xiàn)被動式降溫主要有兩種方式:一是通風能夠增強人體舒適度,二是夜間通風協(xié)助降溫。
2、大型樓宇設計思路
(一)、分析數(shù)據
大型樓宇想要提高風能的利用率,想要獲得良好的室內溫度,最關鍵在于設計大型樓宇初期的材料收集和分析。氣象材料的收集必須準確,場地調查數(shù)據獲取來源必須精準,風環(huán)境數(shù)據分析思路也必須清晰。場地的風能數(shù)據收集必須包含以下幾個方面:無風日數(shù)、平均風速、場地大型樓宇以及風速頻率等等。這是構成場地數(shù)據收集的重要組成部分,它對設計大型樓宇有著推動作用。前期準備工作落實之后,在設計階段時,可以根據這些數(shù)據設計出高質量的方案,通過風洞檢驗以及計算機計算,模擬出精準的建設模型,從而制作出風壓分布圖。該分布圖給建設師帶來極大的幫助,高效的優(yōu)化了大型樓宇外形,將設計中的優(yōu)勢發(fā)揮出來。適當調能進口高度,精準計算出中面性的位置,提高室內適宜溫度。
(二)、注意問題
在該設計中要注意一下幾個問題:自然通風會引起采暖負荷過大,因此避免負荷出現(xiàn);夏季出現(xiàn)過熱現(xiàn)象常常出現(xiàn),在進行設計時避免自然通風引起超能熱度;房間內的風速保持在一定范圍內,避免使用者因為風力過大出現(xiàn)不適癥狀;通風窗口要避免使用過程中造成的噪音,影響使用者正常休息等等。這些問題在設計大型樓宇時,必須考慮到,這對提高能源利用率有推動作用。
3、地熱能
在我國地源熱泵也開始備受矚目,市場發(fā)展空間非常廣闊。該技術的使用方法分為兩種:水型地源熱泵以及土型地源熱泵兩大技術,前者主要的從淺層地下水進行取熱,熱能分散在各個房間內,保障了房間溫度平衡。后者是在地下熱水中取熱,通過分散的裝置進行供熱,使得室內溫度升高,冬季不再遭受寒冷。
五、結束語
綜上所述,加強對大型樓宇可再生能源綜合利用技術的剖析,能夠對可再生能源綜合利用進行把握,進而能夠提出一些好的對策,如此方可在實踐的工程建造中對提高可再生能源綜合利用的效益。
參考文獻
[1]諾伯特?萊希納.大型樓宇師技術設計指南――采暖?降溫?照明[M].中國大型樓宇工業(yè)出版社,2014
[2]彰國社.被動式太陽能大型樓宇設計[M].中國大型樓宇工業(yè)出版社,2012
關鍵字:可再生能源;地熱;風能
中圖分類號:P314.3 文獻標識碼:A 文章編號:
可再生能源隨著社會的發(fā)展不斷備受青睞,它的應用范圍不斷擴大。近年來,建筑行業(yè)利用可再生能源的趨勢也越來越明顯。如何提高可再生能源的利用程度,它的職責不僅停留在工程師身上,建筑師也要提高自身專業(yè)素養(yǎng),在建筑工程中發(fā)揮積極作用。在進行設計規(guī)劃時,最重要的是要縷清建筑設計和可再生能源之間的聯(lián)系,從該聯(lián)系方式上進行升華,尋找恰當?shù)慕Y合方法,使得可再生能源在建筑設計中得到體現(xiàn)。根據規(guī)定,可再生能源主要包含:生物質能、地溫熱源熱能、太陽能、風能、小水電、太陽能、生物質能等等。
一、風能
(一)風力發(fā)電
風力發(fā)電的歷史非常悠久,時間可以追溯到公元五千年前,它是埃及人在進行航?;顒訒r,借助風能推動航行速度。風能在發(fā)展中慢慢的被推廣使用,人們逐漸的利用風能來研磨谷物以及汲水等等。該裝置在今后的發(fā)展中還被沿用。隨著社會生產力不斷發(fā)展,在上個世紀中風力風力渦輪機,被生產而出。該設備可以給偏遠地區(qū)帶來電力,電力得到了普及,人們的生活質量得到了提高。
建筑中一般使用微型風力或者是小型發(fā)電機。發(fā)電機在我國比較普及,它的發(fā)展技術也比較成熟,當下,該發(fā)電機主要應用于農村偏遠地區(qū),這些地區(qū)普遍使用的電力都是沒有進行電網連接,該電力不足不能提供大量的電力資源。我國城市電力提供已經摒棄該發(fā)電機,在城市中基本看不到該發(fā)電機的身影。隨著科技水平不斷提高,人們對新科技的接受能力比較強,相信風電發(fā)電將在城市的使用中將得到普及,風力發(fā)電將更好的提高人們生活水平。風力發(fā)電在世界上已經得到廣泛使用,例如: 加拿大的城市,它的電力供應主要是使用了風力發(fā)電,該設備曾經服務了整個社會,曾經產生了一百萬萬kwh的電能,該發(fā)電機被安裝在國家展覽館中,它已經成為該城市驕傲的部分。日本,該風力大電機主要被應用在高級寫字樓,住宅商鋪主要是用小型的發(fā)電機。從使用效果中看出,發(fā)電機已經被推廣使用。風力發(fā)電機使用非常方便,只要50m/s的風力就可以進行發(fā)電。小型的電力發(fā)電機被使用到建筑中,主要考慮到它的風車高度比較低,葉片的直徑距離也比較短,因此使用于夜間照明。
(二)建筑設計思路
建筑設計中要融入風力發(fā)電系統(tǒng),必須考察好當?shù)氐娘L力資源狀況,設計中考慮設備噪音度,盡量的減少噪音給居民帶來的影響。風力大電機雖然具有取之不盡用之不竭的好處,但是和其他能源相比,穩(wěn)定性掌握比較難。解決了風力發(fā)電的穩(wěn)定性問題,該發(fā)電方式將被普及,將提高能源可持續(xù)發(fā)展程度。解決該問題主要幾種解決方案:可以通過電網連接的方式,將高效的電能引入。使用大型蓄電池自行產電,從而控制產電的功率。也可以使用風力采油機幫助發(fā)電,從而得到較強的電力資源。風輪機的產電功率和風速形成正比的關系,風力越大發(fā)電的功率越大,因此風力發(fā)電機一般都放置在房頂上。建筑師全面的考慮到發(fā)電機器如何更好地和建筑物的風格造型相協(xié)調。一般在設計中借用縱軸或者橫軸的翼展變化情況,可以設計精美的發(fā)電設施。使得建筑物和發(fā)電機統(tǒng)一,提高了審美水平。
(三)自然通風
人們都希望建筑物能夠接受到自然風,達到自然通風的效果。這主要考慮到自然通風的作用,首先:自然通風能夠改善室內溫度,凈化室內空氣。在炎熱的夏季,人們都希望室內溫度低,自然通風能夠自行降低室內溫度,減少空調耗能節(jié)約了電能,有效的減少了“建筑綜合癥“出現(xiàn)。其次,在冬季人們的需求成反向,人們希望室內溫度高,也愿室內空氣質量高。自然通風能夠消除室內污染物和潮氣的程度,降低了供暖耗能。自然通風實現(xiàn)被動式降溫主要有兩種方式:一是通風能夠增強人體舒適度,二是夜間通風協(xié)助降溫。方式一的理解為:通過將室外的新清空氣引入,風力吹過體表。提高人體皮膚水分子蒸發(fā)量,從而起到降溫的作用,在室內的人自然感到舒適,該方式最適合在炎熱潮濕的地方使用。方式二理解為:眾所周知夜間的風溫度最低也最涼快。將夜間的風引入室內,幫助室內存蓄材料降溫,進而保持了室內溫度處在平穩(wěn)的狀態(tài)。存蓄材料被冷卻之后,把熱能降低,維持室內溫度在平衡,該方式最適合使用在溫差大,并且氣候炎熱的地區(qū)。
二、建筑設計思路
(一)分析數(shù)據
建筑想要提高風能的利用率,想要獲得良好的室內溫度,最關鍵在于設計建筑初期的材料收集和分析。氣象材料的收集必須準確,場地調查數(shù)據獲取來源必須精準,風環(huán)境數(shù)據分析思路也必須清晰。場地的風能數(shù)據收集必須包含以下幾個方面:無風日數(shù)、平均風速、場地建筑以及風速頻率等等。這是構成場地數(shù)據收集的重要組成部分,它對設計建筑有著推動作用。前期準備工作落實之后,在設計階段時,可以根據這些數(shù)據設計出高質量的方案,通過風洞檢驗以及計算機計算,模擬出精準的建設模型,從而制作出風壓分布圖。該分布圖給建設師帶來極大的幫助,高效的優(yōu)化了建筑外形,將設計中的優(yōu)勢發(fā)揮出來。適當調能進口高度,精準計算出中面性的位置,提高室內適宜溫度。
(二)注意問題
在該設計中要注意一下幾個問題:自然通風會引起采暖負荷過大,因此避免負荷出現(xiàn);夏季出現(xiàn)過熱現(xiàn)象常常出現(xiàn),在進行設計時避免自然通風引起超能熱度;房間內的風速保持在一定范圍內,避免使用者因為風力過大出現(xiàn)不適癥狀;通風窗口要避免使用過程中造成的噪音,影響使用者正常休息等等。這些問題在設計建筑時,必須考慮到,這對提高能源利用率有推動作用。
三、地熱能
地熱曾經被描述成不同種類的能源系統(tǒng),一種系統(tǒng)解釋為:在地球底部進行熱能采集,另一種解釋為:借助地表下層作為冬季熱源。該解釋方式對著社會的發(fā)展,人們更趨向第二種解釋方法。地下層的熱能提取方法一般由熱泵進行提取,該熱能主要供應于制備熱水和建筑保暖。近年來,該地熱設備備受世界各國青睞,一些發(fā)達國家開始投入建筑使用,該設備在加拿大、美國等發(fā)展速度非???。在我國地源熱泵也開始備受矚目,市場發(fā)展空間非常廣闊。該技術的使用方法分為兩種:水型地源熱泵以及土型地源熱泵兩大技術,前者主要的從淺層地下水進行取熱,熱能分散在各個房間內,保障了房間溫度平衡。后者是在地下熱水中取熱,通過分散的裝置進行供熱,使得室內溫度升高,冬季不再遭受寒冷。
結束語
可再生能源的使用率越來越高,人們在潔凈能源提供中,感受到科技的力量,生活水平也因此提高。建筑行業(yè)開始將可再生能源投入到建設中,如何擴大市場比例,設計師和建筑師需要相互合作,從設計觀念上創(chuàng)新設計理念,使用先進的設計理念進行設計,讓人們的生活質量隨著提高,社會經濟效益也得到提高??稍偕茉磳儆跐崈裟茉矗瑧摯罅康氖褂迷撃茉?。特別是在建筑行業(yè),建筑業(yè)關系著人們的生活,提高建筑行業(yè)的能源利用率,將大大的推動社會發(fā)展。
參考文獻
[1]田蕾,秦佑國.可再生能源在建筑設計中的利用[J].建筑學報,2006(2)
【關鍵詞】可再生能源;存在問題;解決措施
1.能源資源狀況
(1)小水電:全縣有大小河流7條,大多數(shù)屬平原季節(jié)性人工河流,主要作用是抗旱排漬,自然落差不大,水能理論蘊藏量不大,只有2100kw,可開發(fā)量1700kw。
(2)太陽能:全縣年日照1995小時左右,日照率為46%,太陽能年總輻射量0.45MJ/cm
(3)風能:年平均風速2.3米/秒,相當于2級風,開發(fā)利用價值不高。
(4)生物質能:農作物秸稈仍是吉水縣農民生活用能的主要來源,每年用作生活用能的農作物秸稈16.8萬t,占總量的68.7%,返田作肥料占31.3%;薪柴是農村廣泛使用的傳統(tǒng)生物質能,薪柴資源包括薪炭林、防護林、速生用材林、灌木林、疏林和“四旁”樹等,全縣薪柴開發(fā)總量為3.99萬t,隨著國家封山育林及林業(yè)加工業(yè)的發(fā)展,薪柴可用作農村生活用能量日趨減少;全縣生豬存欄9.35萬頭,雞10.6萬羽,年產生畜禽糞便9.1萬t,可利用量為15.1萬t。
從以上可以看出,吉水縣能源資源構成特點是:煤炭等化石能源極度缺乏,生物質能、太陽能等可再生能源資源豐富,新能源開發(fā)潛力大。
2.農村能源消費特點
生活用能的需求與生活水平密切相關,長期以來,農村地區(qū)生活用能主要靠當?shù)亟斩捄托讲?,采取直接燃燒方式,能源有效轉換率僅有10~30%,造成能源利用的低效和浪費,能源缺乏與浪費之間矛盾突出。隨著農村社會經濟發(fā)展,吉水縣農村生活能源使用出現(xiàn)了新趨勢,呈現(xiàn)出“三減三增”特點:一是自及自足能源消費減少,商品能源消費增加;二是秸稈能源消費比例減少,液化氣、煤等化石能源消費比例增加;三是高能耗用能方式逐步減少,可再生能源利用不斷增加。
3.可再生能源開發(fā)利用現(xiàn)狀
我國農村地區(qū)生物質能、太陽能資源豐富,蘊含著發(fā)展新能源的巨大潛力。經過多年發(fā)展,可再生能源開發(fā)利用已經取得了很大的進展,太陽能和沼氣等可再生能源在吉水縣農村已經得到廣泛應用。
3.1生物質能開發(fā)
(1)沼氣。沼氣是我國廣大農村地區(qū)開發(fā)應用的一種技術成熟的可再生能源,到2010年底,全國已經累計建成戶用沼氣超過4000萬戶,受益人口達1.55億人。沼氣是有機物在缺氧條件下通過厭氧微生物的發(fā)酵作用產生的混合氣體,其中甲烷約占55~75%,1m3沼氣相當于0.7~0.8kg標煤,熱值較高,燃燒后只產生和CO2和H2O,是一種高品位的清潔能源。
二氧化碳和甲烷是產生溫室效應的主要氣體,每年可減少二氧化碳排放1.07萬t,甲烷0.102萬t。
沼渣中含有豐富的有機質、腐殖酸和礦物質灰分,改良土壤功效十分明顯,其中有機質含量36.9%~49.9%,腐殖酸10%~24%,粗蛋白5%~9%,全N0.8%~1.5%,全P0.4%~0.6%,全K0.5%~1.2%;沼液含有多種速效營養(yǎng)成分。
沼渣沼液可廣泛用于作物浸種、葉面噴肥、基肥或用于防治作物病蟲害,也可作為家畜添加劑和魚鉺料,具有較高經濟價值。用沼液浸種,水稻增產9.4%,玉米增產9.35%;沼液作葉面噴肥,密柑單株增產20.2公斤,茶葉噴施沼液能夠促進茶葉株高增長,增加茶葉的百芽重和單葉重,促進茶樹增產,增產率為9.0%。沼液、沼渣綜合利用已成為農業(yè)增收、農民增效的一個新亮點。
(2)農作物秸稈及薪柴。
秸稈及薪柴具有體積大、密度小、熱值不高的缺點,遠距離輸運成本大,堆放在房前屋后影響村容村貌,將其進行氣化或壓縮處理做為燃料是提高利用效率可行辦法。
①秸稈氣化。秸稈氣化是采用一種生物質熱解技術,先將農作物秸稈等生物質原料切碎,在缺氧條件下,使秸稈不充分燃燒,產生大量的氫氣、甲烷和一氧化碳等可燃氣體。一個4口之家每月需要燃燒秸稈130kg,每100kg燃料費用為13~15元,每農戶月燃料費16.9~19.5元,秸稈氣化成本明顯低于其他常規(guī)燃料。秸稈的平均含硫量只有0.38%,遠低于煤的含硫量(約1%),秸稈氣化使用方便,清潔衛(wèi)生,可以部分代替高品位商品能源。
②固化成型。將秸稈或薪柴干燥粉碎后,經過成型機械擠壓成密度為0.8~1.2t的柱狀或顆粒狀燃料,1t成型燃料相當于0.429~0.571t標煤。是一種能代替燃煤的新型低碳、節(jié)能、環(huán)保燃料,具有燃燒熱效率高、使用安全、清潔環(huán)保、節(jié)省空間等優(yōu)點。
3.2太陽能利用
①太陽能熱水器。在太陽能利用方面,應用最廣泛、技術最成熟的是太陽能熱水器,已經實現(xiàn)了產業(yè)化和市場化。每平方米太陽能熱水器年可替代標煤150~180kg,2009年全國農村太陽能熱水器保有量2955.56萬臺,面積已達4997.06萬m2, 嘉魚縣農村太陽能熱水器普 及率已達11%。一臺太陽能熱水器全年可節(jié)電1.8GJ(約512kwh),按本地農村電價0.6元/度計,每臺熱水器全年可節(jié)約307.2元,農戶6~7年就可收回投資,而太陽能熱水器使用壽命可達15a。
②太陽能路燈。太陽能路燈主要是通過太陽能板的光生伏特效應原理,白天吸收太陽能光子能量產生電能儲存,夜幕降臨時產生照明。太陽能路燈不需要架設輸電線路,不用專人管理和控制,技術和經濟效益上可行,一次性成本回收較快,節(jié)能效果顯著。
③太陽能溫室大棚。不僅在瓜果蔬菜、花木苗圃等種植業(yè)上廣為應用,在水產養(yǎng)殖、畜禽飼養(yǎng)等方面的應用也不斷擴大,對提高農牧業(yè)產量、增加農民收入起了很大作用。
4.新農村發(fā)展可再生能源的現(xiàn)實意義
在新農村建設中,因地制宜,合理開發(fā)利用農村可再生能源,對促進農村經濟社會發(fā)展有重要意義。
4.1有利于構建資源節(jié)約型環(huán)境友好型社會,促進生態(tài)文明建設
以沼氣為紐帶的農業(yè)生態(tài)建設,使農業(yè)廢棄物得到循環(huán)利用,延長了農業(yè)生態(tài)鏈,既生產了清潔能源,又提高了農業(yè)經濟效益;開發(fā)利用太陽能,既能有效提供安全、無污染的清潔能源,又能促進農業(yè)生產,改善生態(tài)環(huán)境,因此發(fā)展包括太陽能、生物質能等在內的可再生能源,不僅使農村資源得到有效利用,而且促進了生產、生活、生態(tài)協(xié)調發(fā)展。
4.2有利于優(yōu)化農村用能結構,促進節(jié)能減排
農村廣泛使用沼氣、秸稈氣、太陽能等清潔能源,是農民現(xiàn)代文明生活的一個縮影。目前形勢下,越來越多的國家面臨著減排問題,逐步會將減排成本納入考量的范疇,傳統(tǒng)能源的成本將顯著上升,發(fā)展可再生能源,符合減排趨勢。
4.3有利于發(fā)展農業(yè)循環(huán)經濟,轉變農業(yè)增長方式
大力推廣豬—沼—菜(糧、魚、果)生態(tài)利用模式,以沼氣為紐帶,把養(yǎng)殖業(yè)和種植業(yè)有機結合起來,把養(yǎng)殖業(yè)產生的廢棄物轉換成清潔能源和高效有機肥料,既解決農村燃料問題,又減少了農藥使用,培肥了地力,還提高了農產品品質,增加了農民收入。
蒸發(fā)器;冷凝器;原理;節(jié)能;技術保障
“地源熱泵”的概念最早于1912年由瑞士的專家提出,而該技術的提出始于英、美兩國。1946年美國建成第一個地源熱泵系統(tǒng)。但是這種能源的利用方式沒有引起當時社會各界的廣泛關注,無論是在技術、理論上都沒有太大的發(fā)展。過了幾年歐洲便開始了研究地源熱泵的第一次,但由于當時的能源價格低,這種系統(tǒng)初投資大并不經濟,因而未得到推廣。直到20世紀70年代初世界上出現(xiàn)了第一次能源危機,地源熱泵技術才開始被受到重視,許多公司開始了地源熱泵的研究。這一時期,歐洲建立了很多水平埋管式土壤源熱泵,主要用于冬季供暖。雖然歐洲是世界上發(fā)展地源熱泵最成熟的地區(qū),但是它也曾因為熱泵專家不懂安裝技術,安裝工人又不懂熱泵原理等因素,致使地源熱泵的發(fā)展走了一段彎路。
隨著科技的進步,關于能源消耗和環(huán)境污染的法律越來越嚴格,地源熱泵的發(fā)展迎來了它的另一次。以歐洲國家為代表,大力推廣地源熱泵供暖和制冷技術。政府采取了相應的補貼政策和保護政策,使得地源熱泵生產和使用范圍迅速擴大。
地源熱泵技術是一種利用地熱資源(包括地下水、土壤或地表水等)的既可供熱又可制冷的高效節(jié)能空調設備,因此地源熱泵按照利用地熱資源的情況大致可分為土壤源熱泵及水源熱泵兩種。地源熱泵能通過輸入少量的高品位能源(如電能),實現(xiàn)由低溫位熱能向高溫位熱能轉移。地熱資源分別在冬季作為熱泵供熱的熱源和在夏季作為制冷的冷源,即在冬季,把地熱資源中的熱量取出來,提高溫度后,供給室內采暖;夏季,把室內的熱量取出來,釋放到大地中去。通常地源熱泵消耗1kWh的能量,用戶可以得到4kWh以上的熱量或冷量,是能效比較高的節(jié)能設備。
1.地源熱泵技術原理分析
長春卷煙廠地源熱泵技術概況。地源熱泵系統(tǒng)有兩個水循環(huán)系統(tǒng),一個是室內端循環(huán)系統(tǒng)、一個是室外地埋換熱循環(huán)系統(tǒng),整個系統(tǒng)的核心設備為主機系統(tǒng),循環(huán)介質為制冷劑冷媒。
目前我廠采用的是土壤源熱泵技術,利用地源熱泵主機的冷凝器、蒸發(fā)器的溫差實現(xiàn)制冷和制熱。我廠地源熱泵系統(tǒng)負荷面積約為26000平方米(綜合樓、聯(lián)合工房輔房),末端空調方式為風機盤管、采暖為地板輻射(局部為散熱器),地源熱泵機房內設置有2臺意大利克萊門特雙工況螺桿式地源熱泵機組,單臺制冷量1163.6KW,單臺制熱量為1218.5KW。設置有一組利用動力中心鍋爐排氣余熱的板式換熱器,可以為室外地埋側水循環(huán)系統(tǒng)補充部分熱能來提高地溫,同時考慮備用情況設置一套與地源熱泵系統(tǒng)并聯(lián)可切換運行的汽-水換熱器,熱源為動力中心提供的飽和蒸氣,換熱量為2047.5KW。從系統(tǒng)結構上看,室外地埋側換熱系統(tǒng)共分為A、B、C三個區(qū),A區(qū)位于綜合樓西側,共計115個換熱孔,B區(qū)位于廠前區(qū)廣場西側,共計160個換熱孔,C區(qū)位于廠前區(qū)廣場東側,共計220個換熱孔,三個區(qū)共有495個換熱孔,孔深100米,孔內為雙U型換熱管。機房內共設置3臺室內側循環(huán)水泵和3臺地埋側循環(huán)水泵,均按2用1備方式設置,循環(huán)泵采用變頻控制。補水系統(tǒng)采用全自動軟化水裝置、補水箱、落地式膨脹罐、補水泵的補水方式,利用檢測到的回水主管路的壓力變化,自動控制補水泵啟停(低起高停),達到系統(tǒng)恒壓運行的目的。
技術原理分析。冬季制熱時室內端循環(huán)系統(tǒng)的水流經主機的冷凝器、室外地埋換熱循環(huán)系統(tǒng)的水流經主機的蒸發(fā)器;主機工作時,壓縮機將制冷劑循環(huán)壓縮,制冷劑在蒸發(fā)器內通過節(jié)流閥產生相變(由液體變?yōu)闅怏w)吸收熱量,室外地埋換熱循環(huán)系統(tǒng)水的熱量在蒸發(fā)器內被提取出來,水溫降低,循環(huán)到室外地埋管換熱器中再從地下吸取熱量恢復水溫;制冷劑在冷凝器內通過壓縮機的壓縮再次產生相變(由氣體變?yōu)橐后w)釋放熱量,室內端循環(huán)系統(tǒng)的水在此被加熱升溫,循環(huán)到室內采暖系統(tǒng)散熱降溫后再次在冷凝器內加熱;這一過程循環(huán)往復就實現(xiàn)了把土壤中的熱量提取出來,經地源熱泵提升溫度供給室內采暖。
夏季制冷時室內端循環(huán)系統(tǒng)的水流經主機的蒸發(fā)器、室外地埋換熱循環(huán)系統(tǒng)的水流經主機的冷凝器;把土壤中的冷量提取出來經地源熱泵降低溫度供給室內空調系統(tǒng)。
夏季運行時,通過冷凝器和室外地埋換熱循環(huán)系統(tǒng)將熱量存儲到大地中,供下一個采暖期使用。冬季則通過蒸發(fā)器和室內循環(huán)系統(tǒng)將冷量存儲到大地中,供下一個夏季使用。大地就是一個冷熱量存儲的“銀行”,資源取之不盡、用之不竭。
2.系統(tǒng)可靠性的技術保障分析
此系統(tǒng)設計前要進行土壤的熱響應試驗,獲得可靠的數(shù)據后,使設計有準確的依據,才可以保證室外換熱系統(tǒng)的有效換熱孔數(shù)量、深度等參數(shù)是否滿足冬夏需求。
地埋側系統(tǒng)最好采用優(yōu)質的PE管及管件,嚴格按照施工規(guī)范施工,做好地埋成品管道的保護,如管溝內回填一定量的中粗砂、交叉管之間鋪墊橡塑板、增加水平管的敷設深度等措施,達到進一步改進施工質量的效果。
地埋側系統(tǒng)要分區(qū)加裝流量平衡閥,保證整個系統(tǒng)流量均衡、溫升溫降一致;每個區(qū)的水平主管道全部采用同程式連接,有利于水力平衡,換熱充分。
分、集水器檢查井合理設置,每一個分集水器的每個支路帶換熱孔數(shù)量不宜過多,一般在10個以下,如果一旦某個換熱孔出現(xiàn)問題可以很方便的檢測到,并能保證換熱孔的安全性。
北方地區(qū)冬季漫長,冬季從土壤中正常取熱量大于夏季向土壤中蓄熱量,長期將造成土壤的熱平衡失衡,地溫逐年降低,造成“冰島”,影響系統(tǒng)的使用,這是地源熱泵系統(tǒng)在北方能否成功運行的關鍵問題,針對此問題我廠采取了解決冷熱平衡的措施。
利用鍋爐的排煙余熱與室外換熱系統(tǒng)換熱,將熱量蓄積到土壤中。夏季可以與聯(lián)合工房的空調系統(tǒng)聯(lián)通,高效的為生產工藝空調提供冷源,同時可以將熱量蓄積到土壤中。
3.節(jié)能體現(xiàn)及發(fā)展前景
總結起來看地源熱泵系統(tǒng)優(yōu)點較多,節(jié)能高效,穩(wěn)定可靠,一機多用,無環(huán)境污染,維護費用低,使用壽命長,機房系統(tǒng)節(jié)省空間,在能源消耗較大的當今形勢下,積極利用可再生能源,體現(xiàn)節(jié)能降耗勢在必行,這是國家、社會、企業(yè)以及每個人的責任。
北方可以采用地源熱泵技術供給采暖、空調;源熱泵技術節(jié)能效果好。
關鍵詞:可再生能源法;能源基本法;立法完善
中圖分類號:D922.67文獻標識碼:A文章編號:1003—0751(2012)05—0071—05
可再生能源是可持續(xù)發(fā)展的能源、未來的能源,誰掌握了可再生能源,誰就掌握了能源的未來。面對能源的潛在危機、全球氣候變暖和生態(tài)環(huán)境的不斷惡化,被稱為綠色能源的風能、太陽能、水能、生物質能、地熱能、海洋能等可再生能源的開發(fā)利用日益受到各級政府和全社會的重視。法律作為具有約束性和強制力的行為規(guī)范和制度資源,對于促進和保障我國可再生能源的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義和作用。
一、我國可再生能源立法的現(xiàn)狀
根據《中華人民共和國可再生能源法》(以下引用中國法律,略去“中華人民共和國”七個字),目前我國法律中的可再生能源“是指風能、太陽能、水能、生物質能、地熱能、海洋能等非化石能源”,但“通過低效率爐灶直接燃燒方式利用秸稈、薪柴、糞便等”不適用可再生能源法。可再生能源法是指有關可再生能源開發(fā)利用及其管理的各種法律規(guī)范和各種法律表現(xiàn)形式的總和。通過十多年的努力,目前我國已經初步形成了以《可再生能源法》為基干的可再生能源法律體系,在可再生能源的開發(fā)、利用和管理方面基本上實現(xiàn)了有法可依。我國可再生能源法律體系的組成包括以下兩大方面:
(一)可再生能源的專門性法律規(guī)范性文件
我國可再生能源的專門法律、基干法律是《可再生能源法》(2005年2月28日通過,2009年12月26日修訂)。該法包括總則、資源調查與發(fā)展規(guī)劃、產業(yè)指導與技術支持、推廣與應用、價格管理與費用分攤、經濟激勵與監(jiān)督措施、法律責任和附則八章,設立了可再生能源發(fā)展規(guī)劃制度,可再生能源總量目標制度,可再生能源發(fā)電全額保障性收購制度,可再生能源發(fā)電分類固定電價和發(fā)電費用分攤制度,可再生能源專項資金制度,可再生能源財政補貼和稅收、信貸優(yōu)惠措施等制度?!犊稍偕茉捶ā返念C布實施,有效改善了我國的能源消費結構,降低了我國在經濟發(fā)展過程中的溫室氣體排放。
為實施《可再生能源法》,我國制定了一系列有關可再生能源的專門規(guī)章和其他規(guī)范性文件。如
收稿日期:2012—06—09
*基金項目:2010年度國家社會科學基金重點項目《加快推進生態(tài)文明建設的法律問題研究》(10A2D008)的成果之一。