可再生能源供热制冷技术在建筑中的应用

可再生能源供热制冷技术在建筑中的应用

天津东丽湖能源科技有限公司300300

摘要:我国能源消耗中,建筑能耗所占比例在不断增加,而在建筑能耗中,暖通空调的耗能约占总建筑能耗的32%以上,随着能源紧缺局面的加尉,减少建筑能源消耗成为建筑行业亟待解决的重大问题。而可再生能源在暖通空调的供热制冷方面具有独特的优势,且与不可再生能源相比,可再生能源清洁环保且资源丰富。能够节约能源,保护环境。

关键词:建筑;可再生能源;供热制冷技术

引言:

在暖通空调系统中应用可再生能源无疑是很好的选择,这与暖通空调用能与可再生能源的特点有关,因为暖通空调用能具有品位低、温度范围窄、与自然环境的温度接近三大特点,同时可再生能源与不可再生能源相比,具有资源丰富、不污染环境、清洁安全等特点,大量应用可再生能源也可以缓解我国越来越大的环保压力。因此在建筑设计中应充分利用可再生能源,尽量减少常规能源的消耗是暖通空调用能的首选。

1太阳能

太阳能应用是建筑节能设计的主要手段,因为太阳能是一种取之不尽、用之不竭的可再生能源,也是人类可利用的最丰富的能源。一般来讲,每一栋建筑都或多或少地受到太阳的辐射,经过良好设计和达到优化利用太阳能的建筑可以很好地实现建筑节能。利用太阳能减少建筑能耗和改善建筑室内环境是建筑技术发展的一个重要方向。

被动式太阳利用通过建筑朝向和周围环境的合理布置,内部空间和外部形体的巧妙处理,及建筑材料和结构、构造的恰当选择,使其在冬季能采集、保持、贮存和分配太阳能,从而解决建筑物的采暖问题,在夏季又能遮蔽太阳能辐射,散逸室内热量,从而使建筑物降温,达到冬暖夏凉的目的。主动式太阳能定义为用太阳能代替以往驱动冷暖空调设备的热源,用一些特殊的装置来收集热辐射,并将其转化为有效的热能和电能的形式,从而用于建筑的采暖和制冷。太阳能光电技术就是利用太阳能组件将太阳能转变为电能,目前,光电池和建筑围护结构一体化设计,是光电利用技术的发展方向。

2生物质能

生物质能源能是通过绿色植物的光合作用将太阳辐射的能量以一种生物质形式固定下来的能源。生物质能源是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源,在整个能源系统中占有重要地位。生物质能包括:农林废气物、工业废水和废渣、城市生活垃圾以及人畜粪便等。

(1)生物质成型燃料燃烧供热。生物质直接燃烧是将生物质直接作为燃料燃烧,燃烧产生的能量主要用于发电或集中供热,生物质燃烧是一种成熟技术,在很多情况下与化石燃料相比具有很强的竞争力。生物质直接燃烧主要分为炉灶燃烧和锅炉燃烧。炉灶燃烧操作简便、投资较省,但燃烧效率普遍偏低,从而造成生物质资源的严重浪费;然而锅炉燃烧采用先进的燃烧技术,把生物质作为锅炉的燃料。以提高生物质的利用效率,适用于相对集中、大规模地利用生物质资源。

(2)生物质熟电联产。以生物质能为能源的热电联产技术已经较为成熟,每单位生物质能的效益是敬为理想的。从能源品质的梯级利用来讲,熟电联产比单产电或单产热要经济,热电联产系统的总效率可以达到70-90%,此时产生的热可被有效的利用。用生物质成型燃料发展热电联产,经济效益、环境效益和社会效益显著,尤其适合在城市、集中小区、工业开发区、城乡结合处等热源需求量大的区域应用。

(3)沼气热电联产。沼气和农林废弃物气化技术产生的沼气可以为农村地区提供部分生活用燃气,生物质气化技术还可以作为农村废弃物和工业生产废弃物环境治理的重要措施。因此,十一五期间将继续扩大农村地区的户用沼气、特别是与农业生产结合的沼气技术的应用范围。通过沼气热电工程保障小城镇建设的顺利发展:通过沼气工程为有条件的小城镇居民提供热电,保障小城镇生态环境,建设绿色社区。

(4)垃圾焚烧热电联产。根据垃圾焚烧项目初始投资高,对垃圾性质要求高的特点,建议依据以下原则确定垃圾焚烧重点发展的城市和区域:1)经济基础发达地区,地方政府具备一定的财力,同时城市居民也有经济基础,已经有或有即将出台的垃圾排放收费政策相配套,能够部分解决垃圾焚烧发电项目的高投资;2)人口密度高,土地资源紧缺,城市化程度和居民生活现代化水平高的地区,如三气使用比例高(95%以上)等地区,垃圾热值容易满足要求:3)推广垃圾分类处理的地区;4)环境保护要求高的城市和地区。

(5)生物质能用于热电冷三联供系统。将生物质能通过热解或发酵技术转化为燃料气或燃料液用于热电冷三联供系统是一种很有前景的技术,但实际上,这种技术的附加成本不清楚,所以很难判断在目前的经济条件下应用这种技术的可行性有多大。如生物质能的原料收集、处理、储存和费用都是阻碍生物质热电冷三联供系统的发展因素,同时生物质能发电技术也有着一定的实际弱势,不过与其他可再生能源相比,生物质能的优势就是它可以长时间的储存。

3地热能

近年来,利用地表浅层地热的地源热泵技术得到了长足的发展。此处的浅层地热包括土壤、地表水和地下水等蕴含的低品位热能,可认为是更为广泛意义上的地热资源。因地源热泵技术受地热资源条件的限制较小.因此在建筑中的应用较多。地源热泵是以地热能(土壤、地下水、地表水、低温热水和尾水)作为热泵夏季制冷的冷源、冬季采暖供热的低温热源,同时实现采暖、供冷和生活用热水的一种系统。地源热泵通过输入少量的电能.实现能量由低温位向高温位的转移。地源热泵通过深埋于建筑物周围的管路系统或地下水与建筑内部完成热交换.冬季它替代普通锅炉向建筑物供暖;夏季它代替普通空调向建筑物供冷。

地源热泵系统主要由三部分组成:室外地源换热系统、水环热泵机组和室内采暖空调末端系统。根据室外地源换热系统的不同,地源热泵分为:土壤源热泵、地下水源热泵、地表水源热泵3种。地源热泵在建筑中利用时要注意选址与场地规划、机房位置与大小、末端设备的选型等问题。

由于建筑工程附近有大量的地表水资源.故地表水源热泵系统在建筑工程中具有广阔的应用空间。利用江、河、湖、海等水资源作为冷热源的地表水源热泵也是水源热泵的一种,其运行没有任何污染,可建造在附属建筑区内,不用远距离输送热量,环境效益显著。地表水源热泵系统结合建筑工程建筑是既有节能优点,又有经济性的空调系统。但地表水温受天气的影响较大.运行性能不太稳定.换热器易结垢,这是暖通工程师在实际应用中需考虑到的不利因素。

结论和建议:

建筑节能是国家的重大能源战略之一,在建筑工程中开发利用可再生能源符合我国的基本国情,并对优化能源结构、缓解能源与环境危机有着重要意义。建筑工程师在可再生能源供热制冷技术在建筑工程中的应用上应注意以下问题:

(1)可再生能源在不同地区建筑工程的实际应用.需要充分考虑到当地的能源状况和环境气候条件,把可再生能源供热制冷技术与当地的实际环境相结合,因地制宜。

(2)要对可再生能源供热制冷技术进行详细的经济分析,从而确定该技术在对应的项目里的利用空间.为可再生能源供热制冷技术在工程中的进一步发展指明努力方向。

(3)要对整体建筑工程建筑群的冷热负荷进行详细的数据统计和评估,计算清楚建筑物冷热负荷的供需关系,有利于可再生能源供热制冷技术的选择.使其发挥最大的节能和环保潜力。

(4)加大各项可再生能源综合利用技术在实际工程中的应用.把多项低效能的可再生能源应用技术整合成高效的能源利用系统。

参考文献:

[1]张英魁,张正梅.可再生能源建筑应用技术及其发展前景[J].现代城市研究.2017(02)

[2]徐国英,张小松,李舒宏,陈铁.可再生能源在建筑节能中的应用[J].能源研究与利用.2016(03)

[3]马重芳,底冰,吴玉庭.可再生能源应用的重要领域[J].中国能源.2015(09)

标签:;  ;  ;  

可再生能源供热制冷技术在建筑中的应用
下载Doc文档

猜你喜欢