时间:2022-05-21 07:52:10
引言:寻求写作上的突破?我们特意为您精选了12篇节能论文范文,希望这些范文能够成为您写作时的参考,帮助您的文章更加丰富和深入。
1.2在节能措施制定时需要由电能计量提供数据上的支持首先,通过电能计量,用户可以得到准确的用电数据,通过对数据分析,或以明确一段时间内的用电量,并进而根据实际用电情况对用电量的合理性进行总结,采取相应的措施,避免用电浪费现象的发生;其次,目前电能计量开始向自动化和智能化的方向发展,对用电数据可能进行智能的分析和处理,能够自动对电能系统中存在的电能损耗问题进行发现,并还能够对对引发电能损耗的原因进行明确,这样就为电能损耗的处理具有重要的作用,可以采用针对性的措施来及时对设备进行更新,确保设备运行的节能减耗,使电力系统运行的稳定性和可靠性得到保障。
1.3电力计量自动化系统通过无线GPRS、CDMA网络,将每个采集终端的电能数据信息传送到计量自动系统主站,通过数据库处理,实现耗能单元远程抄表及综合性的智能管理。它具有采集功能、统计功能、数据共享功能。计量自动化还可以利用电能计量数据和计算机模拟软件相结合,通过计算机模拟软件及时而准确地对当前的电力系统状态进行评估,及时发现能量损耗严重的地方。
2电能计量节能减耗运用的实现
2.1进一步完善电能计量系统从计量装置普查情况来看,一般企业耗能计量配备率较低。只有完善能源消耗计量系统,才能科学地分析全厂耗能设备情况,合理地下达耗能指标,节能管理才能做到有的放矢,这也是节能降耗的首要措施。电量计量方面应当采用电量计量远传技术。安装配电监测系统终端,经过现场调试和运行,确保其测量准确率。
2.2确保电能计量的准确性
2.2.1采用复合变比电流互感器自动转换计量装置对负荷电流长期运行在电能表额定负荷20%以下的线路,可安装复合变比电流互感器自动转换计量装置,与复合变比电流互感器配套使用,通过在线检测,确定线路运行电流的大小,以提高电能表的计量准确度。
2.2.2开展计量装置综合误差分析把投运前电流、电压互感器合成误差、电压互感器二次回路压降误差通过计算形成数据表。在每次的周期校验时,都可以对照各项数据配合电能表进行调整,使计量综合误差达到最小。同时,按规程规定做好电能表、电流互感器、电压互感器进行周期检验和轮换工作。
2.2.3对互感器误差进行调整电能计量综合误差的大小主要决定于电能表本身的误差和互感器的合成误差。因此可根据现场的具体情况,对运行中的电流互感器、电压互感器进行误差补偿,使其误差尽可能地减小,甚至小到可以忽略;另外,还可通过调整某一相或两相电流、电压互感器的比差和角差来减小互感器的合成误差。
2.2.4经常检测电流互感器倍率和计量回路有些窃电户为了少交电费,往往私自将原装的电流互感器更换为较大倍率的电流互感器,甚至仍装上原来电流互感器的铭牌。在检查时,应注意电流互感器的实际倍率是否与铭牌相一致。检查电流互感器的一次回路或二次回路是否短接、二次回路是否伪接或开路、二次端子的极性或换相是否错接等。对电压互感器,应检查其接线的正确与否,防止虚接、伪接与二次回路的开断以及换相错接等。
2.2.5完善计量装置选择专业大厂生产的高精度、稳定性好的多功能电能表。由于电子技术的发展,现在多功能电子表已日趋完善,其误差较为稳定,且基本呈线性。一只多功能电子表可同时兼有正、反向有功,正、反向无功四种电能计量和脉冲输出、失压记录、追补电量等辅助功能,且过载能力强、功耗小。对Ⅰ、Ⅱ类用户应采用全电子式电能表。专业大厂生产的多功能电能表在元器件材料、设计技术水平、质量检验均有较高要求,是实际使用的首选。
贴膜是玻璃表面用粘胶、压敏胶贴上一层薄膜或层压薄膜,玻璃表面的贴膜具有各种功能,如增强、遮阳、绝热、装饰等。贴膜时可采用液体轮合剂或膜本身涂布压敏胶。按膜的功能可分为遮阳绝热、阳光控制、低辐射、热反射、光栅(镭射)、增强(防爆、防盗)、磨砂、彩色和印花等贴膜。贴膜一般在室内玻璃。
我国建材行业标准JC846—1999中贴膜玻璃指贴有机薄膜的玻璃制品,在足够强的冲击下将其破碎,玻璃碎片能够粘附在有机膜上而不飞散,如果被击穿成一个洞,洞的边缘不应有未贴膜玻璃那样锯齿状。此标准分为1类贴膜玻璃和11类贴膜玻璃,I类贴膜玻璃指未经过钢化处理的单片玻璃板贴膜而制得的,II类贴膜玻璃指钢化玻璃或半钢化玻璃板贴膜而制得的,此标准适合于建筑玻璃,与建材行业标准相比,本文所讲的玻璃贴膜所包括的范围更广一些。
隔热保温膜贴于玻璃正面或背面,既可起隔热保温作用,又可起装饰作用,主要性能如下。
①遮阳性此类型膜根据产品类型和用途,反射大阳热能50%~78%,热能透过仅10%~20%,遮蔽系数0.20~0.60,起控制阳光作用,减少了进入室内的太阳能。
②绝热性贴膜后可起绝热作用,通过玻璃的热能损失减少到30%~50%,减弱温度急剧变化程度,可望解决冷壁效应和温室效应,因而节省了空调费用。
③减少可见光和紫外线的透过率一般3mm透明平板玻璃的可见光透过率为89%,对300~380nm紫外线的透过率为70%。贴膜后,根据要求可使用不同色泽的膜,对可见光的透过率能降到10%~50%,紫外线的透过率仅为0.4%,减轻了紫外线对室内家具和纺织制品的损害作用。
④改善建筑物的协调性绝热薄膜有各种不同的色彩和不同的透过率,贴膜后可与现有建筑色彩协调,融为一体,贴膜也可起镜面作用,室外看不到室内人与物,而室内却可以看到室外的景象,可代替窗帘,减少了窗帘拉开和合拢时所造成的不协调现象,克服建筑物外观的不一致性,提升建筑品质。
⑤增加玻璃强度和安全性玻璃破裂时,碎片不会飞出伤人。
此类贴膜又可以分为阳光控制膜、阳光反射膜、低辐射膜(Low-E),三者相互之间很难明显区分,通常认为阳光反射膜的反射率较阳光控制膜和低辐射膜略高。低辐射膜是在保证可见光透过率尽可能高的条件下,阻止室内辐射能量传递,达到节能效果,其辐射率E<15%。此外还有防紫外膜等。
各类型隔热保温膜不仅具有数值不等的太阳能反射率、吸收率、总太阳能的阻隔率与遮蔽系数,而且具有99%的紫外线的阻隔率,相应的防晒指数为100,而一般玻璃的防晒指数仅为0.5~2.7,防晒霜的防晒指数也只有20,贴隔热保温膜后阻隔紫外线效果较理想。根据品种的不同,眩目光减少率波动于42%~79%之间。表12河中各类型贴膜的强度也是比较高,No.l~5的抗拉强度为177.3MPa,断裂强度为696.3kPa,剥离强度1300g.cm-1,穿刺强度为34927g.No.6的抗拉强度为203.4MPa,断裂强度为1620.3kPa,剥离强度为1122g.cm-1,穿刺强度为66224g.
低辐射贴膜能阻隔夏季太阳巨大热量(可达79%太阳热能)和眩目强光,但不光线进人,使室内更阴凉,而冬季却能减少热量透过玻璃的损失,贴在单层玻璃内表面时可降低热损耗30%左右,起了冬暖夏凉的作用。
隔热保温膜的基片材料为15~50μm的聚酯薄膜,可用磁溅射各种有色金属进行着色,通常有银色、灰色、古铜色、金黄色等。比较低档一些有染色膜。
本文以供水工程的三、四级泵房用料为例简述。供水工程第一、二级泵房及第一配电室建筑材料可由人工挑扛,第五级泵房及第二配电室靠近山顶,蒙山车行道已修至主峰,可用汽车运往适当地方,再由人工挑扛至工地,惟有三、四级泵房处在悬崖之下,无法行人,经勘察论证确定采用缆索运至一定的地方后,由人工分别扛到三、四级泵房。缆索上端点位置在悬崖之上的“龙角”处,下端点位置选在三、四级泵房间的一座小山峰上。用经纬仪测量出上下两端点间平距为282m、高差129m。拟采用单根钢丝绳,穿过两端点的固定滑轮,将绳头编接在一起形成环形,运送物料时,从上端点绑扎物料,使物料依靠自重下滑到下端点,在下端点控制物料下行速度。
1.承重钢丝绳的选择
承重索需穿绕滑轮,宜用较柔软易弯曲的细丝交互捻钢线绳。承重索承受的荷载为所吊的荷重及承重索自重力,当荷载位于缆索跨度中央时,承重绳的挠度及工作张力达到最大值,工作张力由下式计算:
T=QL/4f+WL2/8f
式中T——承重绳的工作张力(N);Q——所吊荷重(N),W——承重绳每米自重力(N/m);L——缆索跨度,是指上、下两支点的水平距离,本例L=282m;f——承重绳的最大挠度(m)。
根据计算,选用13的6×(37~140)交互捻钢丝绳。
2.其他构件的选择
滑车:缆索两端各用一个带吊钩的开口定滑车,以便于穿绳。为了减少钢丝绳的弯曲应力,滑车直径D与钢丝绳直径d的关系取D/d≥16,可求滑车直径为208mm,选用D210mm起重量5t的定滑车,滑车槽直径大于2倍钢丝绳直径。
倒链:用来收紧起重缆索。选用2个起重量5t的倒链,型号为WA5或SH5。
卡子:均选用型号为Y4-12的骑马式卡子用做地锚绳连接以及钩挂物料。
3.设备的制作安装
支墩:本例缆索坡度为129∶282=1∶2.2,坡度较陡。为使其端点稳定,在两端较高处做浆砌石支墩,顶部呈倾斜面,坡度与绳索基本相同。在墩内埋设两根L5×5的角铁,高出墩顶约400mm,角铁相间为滑车厚度+10mm的间隙,滑车放在其间,以便滑车不偏斜。
地锚:因拉力较小,可分别在石支墩之后缆索两头延长线的完整岩石上打孔插钢钎或利用大树等作为地锚。当用钢钎做地锚时,其插入岩石内深度不小于1.2m,并在孔内灌入水泥砂浆,使钢钎与岩石牢固接合。外露钢钎与地锚绳交成约120°角为宜,地锚绳要紧贴岩石拴在钢钎上。
卸料台:为了使料袋下滑至卸料处暂停及脱钩,在承重绳下方离开下端点支墩适当地方(本例为6m)做卸料平台,台顶距承重绳500mm左右;垂直承重绳方向1000mm,平行承重绳方向600mm。
绳索安装:安装前检查钢丝绳、滑车及绳卡子等型号、质量是否符合设计要求,确认无误后再行安装。首先用钢尺量出定滑车至地锚的长度,用地锚绳将地锚与定滑车连接起来。注意使绳头连接处靠近滑车,以便观察绳头变化情况。然后把承重绳放入滑轮槽内(把穿越滑轮的上下股绳预先做上标记,以防扭结),利用两倒链交替对承重钢绳进行紧绳,紧到使跨中挠度为45%~50%最大工作挠度,采用编接法对其接头进行连接,编结长度不小于80d(d为钢丝直径),而后吊2~3袋水泥,实测其挠度并与相应的计算工作挠度比较,或大,或小,则反过来调整紧绳挠度,如此反复调整2~3次,即可满足要求。缆索安装完毕,将钢丝绳涂上黄油,并以实际最大吊重2倍的荷载作载重试验20分钟,无异常情况便可交付使用。
二、物料运送操作
1.对人员要求。参加人员须是身体健康、无高血压病症的青壮年,需戴安全帽,系安全带,穿防滑鞋。
2.人员组成。装料处1人,负责将水泥装好袋(500kg/袋)的黄沙用骑马卡子卡在承重绳上。卸料处2人,其中1人控制钢索运行,另1人负责卸料。
3.物料运送工序。开始由控索者先将硬木棍别于离下滑车前0.5~0.8m处的钢丝绳间,适当用力使棍绳产生摩擦。上料者把料钩卡子固定在承重绳上,随即把料袋挂在钩上,之后料袋靠自重力下行带动钢丝绳下移。此过程依靠控索者控制下行速度,当下行到预定距离对控索者制动使缆索变慢直到停住,上料者立即把第二袋物料固定在承重绳上,依次进行下去,直至第10袋物料挂在绳上。当第一袋刚好到达卸料处,卸料者卸料的同时,上料者把第11袋物料又固定到了承重绳上,这样下去便可不断地把物料输送到卸料处。
市场状况:市场的压力、电力短缺、资金短缺以及环境的变坏已为外国公司带来极大的商机,使他们有机会在节能技术方面来分享庞大的中国市场。
最初开始于1978年的市场改革,戏剧性的削弱了国家计划在中国经济中的作用。国有企业所占全国工作总产值由1980年的76%下降到1994年的34%,国家分配的商品由1979年的65种缩减为1995年的14种。在重工业和通讯以及运输领域的价格控制作用已削弱。多数商品的价格由市场决定,尽管少数几种关键项目,如谷类、棉花以及石油产品的价格仍在国家的控制之下。中国正通过降低进口关税和配额,以及向完全自由兑换货币转变,来努力与世界贸易组织的基准保持一致。
作为经济改革的一部分,中国政府已停止向煤炭工业发放每年高达2.3亿美元的补贴。煤炭价格1993年在许多地区开始急剧上涨,1994年价格下调后,仍继续上涨。据政府报道,许多煤矿在1995年已开始盈利。另一方面,石油价格的改革在前进了两步后又退回了一步。在宣布了几条措施后,石油市场在1992年开始开放。1994年夏季,政府改变了方针,重新由中央统一管理价格和销售渠道。1994年春季,为了防止社会不安定,政府逐步对居民用煤和用气售价实行控制。电价仍是大幅度调节了的,在多数地区,电价现在比燃料价格上升得快。
通过改革,中国的经济有了明显的增长,国内生产总值以每年平均8-9%的速度连续增长。尽管80年代能源使用的增长速度只有经济增长速度的一半,中国的主要燃料--煤炭的价格,从1978年到1995年仍翻了一番。1995年的原煤产量达12.8亿吨。中国是世界上最大的含碳矿燃料的生产者和用户。难怪现在存在严重的空气污染和酸雨问题,已成为仅次于美国的世界第二大温室气体排放者。这些环境问题由于从生产、运输到最终使用的整个能源系统的低效率而加剧。
此外,部分是因效率低,电力生产没有跟上迅速发展的经济的需要。经常性的电力短缺降低了生产率,并导致生活的不便。问题是如此普遍,以致许多地方报纸象预报天气一样发出计划性的停电通知。电力部计划从1995年至本世纪末到少增加200GW至300GW的装机容量,即平均每年增加24GW。当然,中国无论是建造大型电站的能力还是资金,都不足以完成如此巨大的扩展。这就解释了为什么中国政府急于想吸引国外资金用于电力领域投资。
当然,政府也很清楚节能在改善与能源相关的经济和环境问题方面的潜力。早在1980年,国家便开始投入大量的资源来提高关键能耗工业的能源使用效率,以及提高所有工业用电机、风机以及泵类的能源使用效率。90年代,政府的目标已将节能投资的责任由公共领域转向私人领域。国家计划委员会的中国节能投资公司(CECIC)由大制造商转化为一个出租协会。1993年,CECIC的贷款加上地方政府的资金补充,共有3亿美元,每笔贷款需要企业提供投资的一部分。
政府已公布了能源标准和一系列附加的节能条例,它们已收录在中国的《节能法》草案中。如果这一法律获得通过,许多地方节能技术服务和监测中心将授权进行检查并将检查结果向政府报告。严厉的立法将加强对节能的需求,这一需求由于现有的节能条例和市场以及环境的压力而有了较强的增长。
国外的技术和投资可在满足中国的节能需求中充当重要的角色。自从1978年中国开放以来,国内已成立了240,000家外资企业。直接的国外投资在固定资产中所占的比重已超过国家的总产的10%。外资企业现已占了超过中国总的对外贸易的三分之一。1992年,美国在中国能源和电力上的总投资达7.74亿美元。
机会范围:
由于经济和政治力量的综合作用,以许多方面都产生了节能的需求。由于经营困难的公司允许破产,幸存者更愿意投入先进的技术,如工业过程控制、凝汽阀以及高效电机、锅炉和炉窑,这些将为企业提供竞争优势。电价的上升使得使用效率和热电联产成为更具吸引力的选择,尽管以低的、可控制的价格传送暖气在多数地方仍是一个重要障碍,市场政府面临着通过改善区域采暖系统来减少污染和费用的压力。外资宾馆和办公大楼开发商通过采用节能灯具、恒温控制系统和装置以提高能源使用。请理解随着中国消费者可随意支配的收入的增长(暂且不考虑电线容量的限制)也需要高质量、高效率的用电器具,因为通过减少维护和电费,比竟可以节省金钱。
改善工业设备和工艺:
中国的工业领域为国外的节能投资提供了巨大的机会。目前,中国工业消耗的能源超过能源总是的三分之二。非国有工业产量份额已显著增长,但由于国家控制着许多重工业领域,它仍是主要的能源使用者。
对国有企业能源使用的研究表明,如果将中国现有的过时的设备和工艺立即用当今世界最先进的技术来代替,将能源效率提高到新的水平,中国具备现有的能耗总量上节省40-50%能耗的技术潜力。当然如此彻底的设备改造是不现实的,这一数字只是作为一个有用的技术参考点。
一个对中国锅炉和炉窑的提供了大量的证据,证明通过工业设备改造而实现节能的潜力。中国的锅炉每年消耗8.6X1015Btu(9.1X1018焦耳)的煤,约为最终使用能源的三分之一。如果锅炉的效率由现在的平均65%提高到发达国家所达到的平均80%,每年可减少能源浪费1.6X1015Btu(1.7X1018焦耳)。
工业炉窑大约消耗中国最终使用能源的四分之一。由于中国使用的炉窑的低效率,工业加工比如钢铁和玻璃生产以及铜的冶炼所消耗的能源比初级加工要多25-110%。如果中国的炉窑提高到先进水平,中国将减少炉窑能耗的大约40%,或每年减少2.7X1015Btu(2.9X1018焦耳)的浪费。
根据地球环境研究所提供的案例研究,多数的工业能源使用的改善是经济可行的,多数情况下的投资回报率都是很好的。
上面陈述的节能潜力还没有包括乡镇企业,它们多数使用低效、高污染的二手设备,由小型、低效的电站供电。甚至,许多地方的乡镇企业投资规模还是技术的先进程度均段于国有企业,为高经济回报的节能投资提供了一个现成的市场。
降低高效率电机的花费是国外投资的一个很有前途的区域。中国的制造商已生产也一系列称为YX系列的高效异步电机。然而,YX系列电机由于采用了更昂贵的材料,其成本比低效的Y系列电机要高出50%。尽管用一台YX系列电机更换一台Y系列电机的费用可在相当短的时间内收回,然而,许多电机用户却不愿意支付较高的初始费用。中国的高效率电机制造商也许愿意允许国外的技术或者作为一种大胆的尝试,以提高他们减少材料用量和降低产品价格的能力。
国外投资对促进钢铁工业使用废气也是必要的,高炉产生的含一氧化碳丰富的废气可用来低成本发电,且可减少工厂产生的污染。例如,一个6MW的发电厂的投资成本约在1500-2500万元,由于使用废气,不需要燃料费用,每年可发电36GWH。假设电价为0.6元/KWH,生产的能源价值将高于2000万元,可让工厂在不到两年时间内收回投资。中国已有8家钢铁厂有兴趣采用这一技术。
认识到中国工业企业节能改造所存在的潜在的机会,一些美国公司已始了这一领域的业务。例如,有一家领先的美国控股公司已与一家中国的石化公司合作,采用过程控制改造其炼油厂。一家美国凝汽阀公司与一家领先的中国机械公司合作,改善许多工业应用蒸汽系统的效率。在第三个案例中,一家钢铁工业相关公司在财团在中国设立了一个办事处,寻求钢厂的节能改造机会。
热电联产:
1993年,联合产热和发电,即大家所知的热电联产,估计几乎占了中国热力发电装机容量的12%。80年代,中央政府支持发展热电联产,因为这一下子解决了几个问题:供电量增加、能源使用效率得到提高、环境得到保护。小规模热电联产的任务现在转移到了省级和地方政府以及私人领域,在这方面产生了对国外投资的需求。
热电联产的技术潜力在中国北方和东部省份发展得最快,因为这些地区冬天气温低,工业比较发达。然而,突然兴旺起来的南方沿海省份也同样有很大的市场潜力,因为那里需要的电能和制冷的空间更大。在能源短缺的地区,新建的工厂要比同一电网供电的当地用户付更高的价钱。实际的价格通常由发电厂和当地政府依实际情况协商而定(售热通常是不允许的收来源,因为政府严格规定采暖价格)。
市场状况:市场的压力、电力短缺、资金短缺以及环境的变坏已为外国公司带来极大的商机,使他们有机会在节能技术方面来分享庞大的中国市场。
最初开始于1978年的市场改革,戏剧性的削弱了国家计划在中国经济中的作用。国有企业所占全国工作总产值由1980年的76%下降到1994年的34%,国家分配的商品由1979年的65种缩减为1995年的14种。在重工业和通讯以及运输领域的价格控制作用已削弱。多数商品的价格由市场决定,尽管少数几种关键项目,如谷类、棉花以及石油产品的价格仍在国家的控制之下。中国正通过降低进口关税和配额,以及向完全自由兑换货币转变,来努力与世界贸易组织的基准保持一致。
作为经济改革的一部分,中国政府已停止向煤炭工业发放每年高达2.3亿美元的补贴。煤炭价格1993年在许多地区开始急剧上涨,1994年价格下调后,仍继续上涨。据政府报道,许多煤矿在1995年已开始盈利。另一方面,石油价格的改革在前进了两步后又退回了一步。在宣布了几条措施后,石油市场在1992年开始开放。1994年夏季,政府改变了方针,重新由中央统一管理价格和销售渠道。1994年春季,为了防止社会不安定,政府逐步对居民用煤和用气售价实行控制。电价仍是大幅度调节了的,在多数地区,电价现在比燃料价格上升得快。
通过改革,中国的经济有了明显的增长,国内生产总值以每年平均8-9%的速度连续增长。尽管80年代能源使用的增长速度只有经济增长速度的一半,中国的主要燃料--煤炭的价格,从1978年到1995年仍翻了一番。1995年的原煤产量达12.8亿吨。中国是世界上最大的含碳矿燃料的生产者和用户。难怪现在存在严重的空气污染和酸雨问题,已成为仅次于美国的世界第二大温室气体排放者。这些环境问题由于从生产、运输到最终使用的整个能源系统的低效率而加剧。
此外,部分是因效率低,电力生产没有跟上迅速发展的经济的需要。经常性的电力短缺降低了生产率,并导致生活的不便。问题是如此普遍,以致许多地方报纸象预报天气一样发出计划性的停电通知。电力部计划从1995年至本世纪末到少增加200GW至300GW的装机容量,即平均每年增加24GW。当然,中国无论是建造大型电站的能力还是资金,都不足以完成如此巨大的扩展。这就解释了为什么中国政府急于想吸引国外资金用于电力领域投资。
当然,政府也很清楚节能在改善与能源相关的经济和环境问题方面的潜力。早在1980年,国家便开始投入大量的资源来提高关键能耗工业的能源使用效率,以及提高所有工业用电机、风机以及泵类的能源使用效率。90年代,政府的目标已将节能投资的责任由公共领域转向私人领域。国家计划委员会的中国节能投资公司(CECIC)由大制造商转化为一个出租协会。1993年,CECIC的贷款加上地方政府的资金补充,共有3亿美元,每笔贷款需要企业提供投资的一部分。
政府已公布了能源标准和一系列附加的节能条例,它们已收录在中国的《节能法》草案中。如果这一法律获得通过,许多地方节能技术服务和监测中心将授权进行检查并将检查结果向政府报告。严厉的立法将加强对节能的需求,这一需求由于现有的节能条例和市场以及环境的压力而有了较强的增长。
国外的技术和投资可在满足中国的节能需求中充当重要的角色。自从1978年中国开放以来,国内已成立了240,000家外资企业。直接的国外投资在固定资产中所占的比重已超过国家的总产的10%。外资企业现已占了超过中国总的对外贸易的三分之一。1992年,美国在中国能源和电力上的总投资达7.74亿美元。
机会范围:
由于经济和政治力量的综合作用,以许多方面都产生了节能的需求。由于经营困难的公司允许破产,幸存者更愿意投入先进的技术,如工业过程控制、凝汽阀以及高效电机、锅炉和炉窑,这些将为企业提供竞争优势。电价的上升使得使用效率和热电联产成为更具吸引力的选择,尽管以低的、可控制的价格传送暖气在多数地方仍是一个重要障碍,市场政府面临着通过改善区域采暖系统来减少污染和费用的压力。外资宾馆和办公大楼开发商通过采用节能灯具、恒温控制系统和装置以提高能源使用。请理解随着中国消费者可随意支配的收入的增长(暂且不考虑电线容量的限制)也需要高质量、高效率的用电器具,因为通过减少维护和电费,比竟可以节省金钱。
改善工业设备和工艺:
中国的工业领域为国外的节能投资提供了巨大的机会。目前,中国工业消耗的能源超过能源总是的三分之二。非国有工业产量份额已显著增长,但由于国家控制着许多重工业领域,它仍是主要的能源使用者。
对国有企业能源使用的研究表明,如果将中国现有的过时的设备和工艺立即用当今世界最先进的技术来代替,将能源效率提高到新的水平,中国具备现有的能耗总量上节省40-50%能耗的技术潜力。当然如此彻底的设备改造是不现实的,这一数字只是作为一个有用的技术参考点。
一个对中国锅炉和炉窑的提供了大量的证据,证明通过工业设备改造而实现节能的潜力。中国的锅炉每年消耗8.6X1015Btu(9.1X1018焦耳)的煤,约为最终使用能源的三分之一。如果锅炉的效率由现在的平均65%提高到发达国家所达到的平均80%,每年可减少能源浪费1.6X1015Btu(1.7X1018焦耳)。
工业炉窑大约消耗中国最终使用能源的四分之一。由于中国使用的炉窑的低效率,工业加工比如钢铁和玻璃生产以及铜的冶炼所消耗的能源比初级加工要多25-110%。如果中国的炉窑提高到先进水平,中国将减少炉窑能耗的大约40%,或每年减少2.7X1015Btu(2.9X1018焦耳)的浪费。
根据地球环境研究所提供的案例研究,多数的工业能源使用的改善是经济可行的,多数情况下的投资回报率都是很好的。
上面陈述的节能潜力还没有包括乡镇企业,它们多数使用低效、高污染的二手设备,由小型、低效的电站供电。甚至,许多地方的乡镇企业投资规模还是技术的先进程度均段于国有企业,为高经济回报的节能投资提供了一个现成的市场。
降低高效率电机的花费是国外投资的一个很有前途的区域。中国的制造商已生产也一系列称为YX系列的高效异步电机。然而,YX系列电机由于采用了更昂贵的材料,其成本比低效的Y系列电机要高出50%。尽管用一台YX系列电机更换一台Y系列电机的费用可在相当短的时间内收回,然而,许多电机用户却不愿意支付较高的初始费用。中国的高效率电机制造商也许愿意允许国外的技术或者作为一种大胆的尝试,以提高他们减少材料用量和降低产品价格的能力。
国外投资对促进钢铁工业使用废气也是必要的,高炉产生的含一氧化碳丰富的废气可用来低成本发电,且可减少工厂产生的污染。例如,一个6MW的发电厂的投资成本约在1500-2500万元,由于使用废气,不需要燃料费用,每年可发电36GWH。假设电价为0.6元/KWH,生产的能源价值将高于2000万元,可让工厂在不到两年时间内收回投资。中国已有8家钢铁厂有兴趣采用这一技术。
表1中国市场节能投资的回报率
投资领域回报率%
钢铁
将敞式热熔炉更换为氧气炉16
采用连续浇铸19
二次加热炉改造36
高炉气回收41
铝
炉窑改造84
氨
中型工厂重组20
小型工厂废热回收71
氢氧化钠
采用薄膜电解槽29
水泥
中型炉窑改造15
由湿法转为干法生产19
小型炉窑改造35
造纸
采用热电联产25
黑液回收25
纺织
印染过程的热电联产38
氢氧化钠回收58
计算机化的能源管理>100
认识到中国工业企业节能改造所存在的潜在的机会,一些美国公司已始了这一领域的业务。例如,有一家领先的美国控股公司已与一家中国的石化公司合作,采用过程控制改造其炼油厂。一家美国凝汽阀公司与一家领先的中国机械公司合作,改善许多工业应用蒸汽系统的效率。在第三个案例中,一家钢铁工业相关公司在财团在中国设立了一个办事处,寻求钢厂的节能改造机会。
热电联产:
1993年,联合产热和发电,即大家所知的热电联产,估计几乎占了中国热力发电装机容量的12%。80年代,中央政府支持发展热电联产,因为这一下子解决了几个问题:供电量增加、能源使用效率得到提高、环境得到保护。小规模热电联产的任务现在转移到了省级和地方政府以及私人领域,在这方面产生了对国外投资的需求。
近年来,渔船制冷系统较多采用的是蒸汽压缩,制冷剂则是NH3,主要组成部分是压缩机与冷凝器、蒸发器等。渔船制冷系统的工作原理即由压缩机先将热氨蒸汽吸收到里面,然后经过压缩,从而形成高温、高压的过热蒸汽。但是此蒸汽在通过冷凝器冷却之后,就会释放许多热量,然后利用热蒸汽达到降温目的,使其成为饱和蒸汽与液体、湿蒸汽,再冷凝成为过冷液体。通过节流元件节流降压之后,此过冷液体慢慢成为干度相对低一些的湿蒸汽。最终此湿蒸汽处于蒸发器低温、低压环境条件下会大量气化,吸入大量气化潜热与少许显热,使冷库温度得以下降,成低压过热蒸汽最后又回到压缩机,形成热力循环。
1.2外部热量浸入对冷库的影响
由于捕捞作业的渔民自身条件因素与劳动强度等一些列缘由,冷库制冷系统管理水平很难得到保障,能源出现大量浪费的问题比较严重。因此提高渔民从业者能力的教育工作在现今诸多情况下也就显得尤为重要了,以此才能更好的促进渔民根据相关程序正确的对制冷系统进行及时的维护管理。但是冷库被外部热量浸入的情况,会大量提高冷库的全热负荷,也有可能造成系统较长时间内都在运行状态中,从而也就使得能量被大量浪费掉。根据资料得知这方面相关统计数据得知,冷库里面外部浸入的能量大约占据了总负荷的百分之十六左右。因此也就要求渔民形成良好的习惯,比方说有意识的控制冷库库门的开启次数,以及随手关门与关灯的日常习惯,最大限度的降低环境热量浸入冷库中。这样也就能够在此方面有力保障冷库较长期限的健康节能的运转。
1.3冷库设计情况
实际上可以说捕捞作业半径与渔民生活质量在一定程度上受到冷库系统运行状态的影响,冷库自身运行也在能量耗费总量中占据着不低的位置,损耗较为严重。因此也就可以酌情从冷库设计层面考虑,比方说适当增大冷凝器与蒸发器的换热面积就不失为一个可行性较高的方案。又比如结合国内外经验,选择采用目前比较热门有效的变频技术,以此达到系统节能的要求。并且,海洋中海水的平均温度大约是32度左右,相较于一般的淡水温度也就低了不少。因而冷凝器为了提高热换质量实现节能需求,可通过海水替代淡水冷却方式,并且冷凝器可以选择铜镍合金与复合铜板这种内部材质进一步保障其工作年限。
2渔船制冷节能实现方案
通过分析渔船制冷系统自身工作原理,可以得知对冷库耗费能源形成影响的技术参数主要包含了冷凝温度、过冷度、蒸发温度以及过热度等等。其中就过冷度而言,自身大小基本上是受冷凝器换热面积大小的影响,而过热度则是由节流元件设定。冷凝温度与蒸发温度这两者分别和冷凝器里面制冷剂的冷凝压力与蒸发器里面蒸发压力两大技术参数相对应。简而言之,也就是说若能够将冷凝压力、蒸发压力这两者控制得当,就能够获得与之对应的冷凝温度与蒸发温度,从而妥善处理好制冷系统耗能严重的现象。接下来也就从管理层面着手,围绕冷凝压力与蒸发压力两者探索冷库节能措施。
2.1冷凝系统冷凝压力的控制
2.1.1冷凝器压力过大情况的避免措施
若是系统的冷凝压力变大,很容易导致冷凝温度增高的情况,从而造成制冷量降低问题,以及压缩机轴功率增大与制冷系数减小等一系列不良现象。就冷凝压力而言,能够导致其变大的因素除了制冷剂充注量高过设计值之外的原因,还有冷凝器换热差与空气混入制冷剂里面等等因素。首先就第一个原因而言,当制冷剂的充注量在高于正常值情况下,冷凝压力就会不断增大。但是制冷剂过量的话很容易引起冷凝面积不足,那么冷凝效果也就会变差。因此需要根据要求严格把控制冷剂的充注量。若是充注量超出设计值,就采取补救措施,在储液器出口回收多余制冷剂。其次,就冷凝器换热效果而言,其效果不佳有自身因素也有外部因素,若是冷却海水量温度过高或者是流量缺少都会造成冷凝器效果差,这属于外部因素。而换热面脏污引起的换热系数降低则是自身因素。想要有效处理此问题,那么在制冷系统运转过程中,也就需要严格把控冷却水流量,促使其在冷凝器进出口温差维持在2度到4度间。等系统运转一定时间之后,就能按照换热效果对换热面彻底清洗。最后就系统内部存在空气的情况而言,多是由于在制冷系统进行维修后,没有彻底抽完真空,亦或是冷却剂充注过程中不下心,都会导致空气混入系统内部。而空气在制冷系统中是无法进行冷凝的,也就容易对冷凝造成更大的压力,导致制冷量减少,而耗电量增多。由此可见,系统内部存在空气的严重后果,所以相关人员必须仔细彻底的排除内部空气。比方说,系统在停机状态时,就可以依照压焓图与系统参数值两者的比对,在压缩机排气口亦或是冷凝器放气阀处操作排气。
2.1.2冷凝器压力过小情况的避免措施
冷凝压力与冷凝温度在降低时,能够对压缩机轴功率造成影响,导致其跟着减少,同时还有可能提高系统制冷量。只是冷凝压力若是低于正常值,极容易导致经过节流元件的制冷剂流量减少,引起蒸发器里面的制冷剂缺乏充足的流量,反而使得系统制冷量降低。而引起冷凝压力不足的因素较多,其中压缩机运转不健康就是比较重要的原因。例如吸排出阀片若是有泄露情况,亦或是活塞环密封不够严实、压缩机不能增载等,都会引起压缩机排压不足。除此以外,冷凝器能力过强,比方说冷却水温度太低、流量太大等情况都会引起冷凝压力降低。因此,所在系统运转时,必须根据相关要求定期检查压缩机密封性能,认真把控冷却海水流量情况,确保压缩机排除压力维持在1.7MPa数值左右,制冷剂大约44度,以此方能进一步确保系统健康安全又经济的运行。
2.2控制制冷系统蒸发压力
2.2.1蒸发压力过高情况的避免措施
若是蒸发压力过高的话,很容易造成蒸发器里面的制冷剂蒸发温度提升。这样也就容易引起冷库温度与蒸发温度两者之间温差小于正常值范围。从而不仅对蒸发器换热效果造成不良影响,还可能使冷库温度达不到设定值。为了确保系统能够健康运行,应该将冷库温度与蒸发温度的温差高于5度。
2.2.2蒸发压力过低情况的避免措施
分析制冷工作原理,可以知道基于冷凝温度不变的条件下,蒸发压力若是出现下降,蒸发温度每下降一度,想要在获取一样的制冷量,所需要耗电量大约需要增大百分之五左右,从而导致压缩机制冷效果差。可以根据故障特征,采用相对应的方案处理妥善,保障实际蒸发温度和冷库温度两者之间差值不高于10度。比如,针对制冷剂漏失所造成的蒸发压力低情况的处理方案。健康运行时,需要求储液器里面的制冷液体把控在三分之一到三分之二范围内。又比如,因制冷剂渗透性比较强,也就使得连接部位容易出现泄漏情况,引起冷剂不达要求,液管也许会掺入气态冷剂,这种情况下即便节流元件处于全开状态,蒸发器里面的制冷剂流量还是达不到要求。从而导致压缩机长时间运转,严重时还会出现起停频繁的情况,使得库温难以达到设计值。针对此情况,也就需要及时在压缩机的吸入口,亦或是储液器的进口部位等地方直接充入制冷剂,以此保证制冷剂总量达到设计要求。
3结束语
伴随我国远洋渔业的快速发展,渔船动力设备改革更新的周期随之更快了。渔船制冷的节能设计研究更是提升制冷系统管理水平的重要方向。通过分析渔船制冷系统自身工作原理,可以得知对冷库耗费能源形成影响的技术参数主要包含了冷凝温度、过冷度、蒸发温度以及过热度等等。过冷度与过热度因自身所受限制的因素也就并不需要深入研究。而从冷凝温度与蒸发压力这两个技术参数入手能够更好的满足制冷节能的需求。
作者:鲍骋东 单位:岱山县海洋与渔业局船检站
参考文献:
[1]林国良.渔船制冷系统的节能控制[J].化学工程与装备,2014,(03),147-148.
[2]倪锦,顾锦鸿,沈建.渔船氨水吸收式制冷系统的建模和理论运行特性分析[J].渔业现代化,2012,(02):54-58+63.
1.1.1发动机的类型
柴油发动机相比于汽油发动机具有较高的节油性能,主要是因为柴油发动机的压缩比较高。根据实验数据得知,同款轿车分别装备两种发动机相比,柴油发动机比汽油发动机节油18%左右。柴油发动机的节油特点在大型货车中更为明显,柴油发动机能够节油30%。因此,目前我国正在加大力度进行轿车和轻型货车的柴油机改装,这项技术在德国和日本已经相当娴熟。德国和日本90%以上的货车都装载柴油发动机,我国在推动柴油发动机的进程上仍任重道远。
1.1.2发动机的结构组成
汽车油耗的主要影响因素就是发动机的比油耗,而比油耗大小完全取决于发动机的内部结构。在设计和研制过程中,对压缩比、供油系统以及燃烧室进行严格的控制会有效地减少发动机的比油耗。有条件的情况下还可以引用高能电子打火装置。
1.1.3发动机的负荷率
发动机的阻力矩数值影响着发动机的负荷率。发动机在正常的运转下势必要消耗燃油,克服阻力矩做功,增加负荷率就是在每个工作的循环中增加发动机的供油量。汽油发动机控制油量的方法通常是依托于内部的节气门完成,而柴油机则是依靠喷油泵齿条的位置变化进行油量控制。发动机的全负荷是指汽油发动机的节气门全部打开,柴油发动机的喷油泵齿条处在额定功率的位置上,发动机的部分负荷就是指节气门部分打开以及喷油泵齿条在额定功率内位置变换。通俗地讲,就是驾驶员将油门踩到底时发动机会达到全负荷,相反发动机为部分负荷。发动机负荷的变化影响着发动机的比油耗,通过试验和计算得知,当负荷率处在80%~90%之间时,发动机的比油耗最小,所以发动机在全负荷以及低负荷的情况下会比较费油。
1.2汽车结构对能耗的影响
1.2.1汽车质量对能耗的影响
汽车的质量是影响能耗的最基本因素。汽车质量主要影响着汽车在运行中的加速、坡道以及滚动阻力。如今,国内外在汽车制造上,重视轻质材料的选择和应用,从而大幅度地减轻了质量,这不仅降低了油耗,还节省了资源。
1.2.2汽车外形对能耗的影响
汽车的外形是影响汽车行进间空气阻力的重要因素,而速度是产生空气阻力的前提。研究表明,发动机克服空气阻力做的功随汽车行驶速度的增大而增加。如果汽车的速度很低,空气阻力对汽车耗油的影响微乎其微,当汽车行驶速度达到50km/h时,空气阻力对汽车耗油的影响逐渐显著。减少空气阻力的主要方法是对汽车外形进行改良,减少空气阻力系数。
1.2.3汽车轮胎对能耗的影响
汽车的滚动阻力主要来源于轮胎,对汽车使用轮胎进行优化和改良,可以有效地减少油耗。子午线轮胎的广泛使用,大幅度降低了滚动阻力对油耗的影响,而且效果明显。
1.2.4汽车传动效率对能耗的影响
汽车动力的高效传递也可大幅降低油耗,而且还避免了能量的过量损失。目前,自动变速器得到了广泛的使用,因为自动变速器为驾驶者提供便利。但是相比与机械变速器,耗油量较高,这也是复杂的机械变速器没有被淘汰的原因。而且机械变速器的档位比自动变速器多,从而使发动机增加了经济工况下的工作机会,有利于增加燃油利用率。
2汽车节能技术及设备
2.1节能添加剂
2.1.1油节能添加剂
油节能添加剂主要包括减磨剂以及修补剂。减磨剂可以避免金属齿轮等突峰部位之间的直接接触,并且能够形成一层保护膜,使摩擦系数大大降低,进而控制了摩擦损耗,并减少了汽车的油耗。当金属齿轮表面磨损较为严重时,可以使用修补剂进行处理,修补剂与金属磨损部位发生化学反应,可以达到对金属修复和养护的作用,解决了陈旧发动机密封性不良的问题,实现了降低油耗的目的。
2.1.2燃油节能添加剂
燃油在燃烧的过程中会出现雾化和燃烧不充分的现象,燃油节能添加剂可以很好地改善这一类问题。燃油的雾化会导致燃油不完全燃烧,产生热源不足,加大了燃油的消耗。燃油节能添加剂能够有效地改善燃油雾化,并且其中含有助燃剂,能够使燃油在气缸内快速燃烧、能量传递、循环速度快,从而增加了燃油的利用率,大大减少了油耗。燃油节能添加剂在优化和改良的过程中,还添加了抗磨剂和清洁剂,能够有效减少燃烧室内产生的摩擦以及净化整个供油系统的效果。
2.2强制怠速节油器
在汽车下坡的过程中,汽车发动机并不是停止工作,而是需要辅助制动,在这种工况下的发动机,节气门虽然关闭,但是发动机的怠速供油系统会持续供油,在这时发动机的转速较高,燃油通过怠速供油系统进入气缸后并不能进行燃烧,而是直接经排气管排出,另有一小部分会流进曲轴箱内与油混合。这样不仅浪费燃油还污染了曲轴箱内的油,使其无法发挥正常的效果,使发动机的磨损加重。这一现象不仅会在汽车下坡的过程中出现,繁华都市交通拥堵,驾驶员重复踩踏加速和制动踏板,导致发动机反复出现强制怠速工况。具体研究表明,汽车在行驶过程中,发动机在强制怠速工况下的工作时间占行驶时间的20%左右,无论驾驶员的技术如何,都无法避免这一现象的发生,所以强制怠速节油器的使用能够很好的解决这类问题。
2.3电子点火装置
国内外的汽车发动机普遍利用电子点火装置,并且一些新型的汽车也开始采用这种技术。电子点火装置主要分为触点式以及无触点式,电力点火装置中触点式保留了原有的白金触点,与以往的触点功用不同,只是获得发动机点火中的信号装置。无触点式没有白金触点,利用光电以及磁电气获得发动机的点火信号,无论是触点式还是无触点式都不会出现以往因为发动机加速运转产生断火现象,并且能够有效地提高点火的能量,提高燃烧速率,降低燃油的消耗,还能改善汽车整体的加速性能以及排气净化的性能。
3加大力度宣传汽车节能
汽车驾驶员在熟悉具体的节油操作后,更要加强节油意识,这不但是每个汽车驾驶员的任务,更是社会大众都应该重视的问题,只有树立良好的节油意识,才会在日常使用中时刻注意节油措施。这需要社会的广泛关注和大力宣传,必要时,还可以制定相关的法律法规约束人们节省燃料。国家还应加大力度改善大城市的交通状况,保障汽车能够稳定行驶,减少不必要的起停,从而达到节能的目的。
2对节能评估的影响
由于强条的增加,在做住宅类项目的节能评估时,除了要关注原标准中涉及的强条外,评估报告要明确项目的平均层高是多少,是否大于3.0m;建筑物是否设计有凸窗,特别是北向;东、西向外窗是否设计了活动式外遮阳。如果在设计上没有明确,评估报告应提出要求。而不再只是提出建议。例如凸窗挑出过多过大对节能影响很大,因此评估要求在居建设计中北向不应设置凸窗;其他朝向设置凸窗时,凸窗凸出(从外墙面至凸窗框外表面)不应大于400mm,凸窗的保温性能必须予以保证,否则不仅造成能源浪费,而且容易出现结露、淌水、长霉等问题,影响房间的正常使用。在对围护结构热工性能指标对比中,要注意写法的改变,新标准中去除了非采暖地下室顶板和阳台门下部门芯板的写法,增加了分隔采暖与非采暖空间的楼板、分户墙、分户楼板和变形缝的控制指标。对外窗的热工性能指标对比中,原标准是按窗墙比的取值来规定限值,而新标准是以朝向来规定限值。在对项目进行节能评估时,要明确这些部位的设计指标,如果未明确,评估报告要提出要求。例如,项目未明确分户墙、分户楼板的保温做法,应予以明确;窗户的传热系数与玻璃的品种、型材和密封胶条等有关,评估要求拟建项目应根据窗墙比的不同设计选用不同中空玻璃材料,以满足相关节能标准的传热系数限值要求。
目前,建筑耗能已与工业耗能、交通耗能并列,成为中国能源消耗的三大“耗能大户”。尤其是建筑耗能伴随着建筑总量的不断攀升和居住舒适度的提升,呈急剧上扬趋势。建筑的能耗(包括建造能耗、生活能耗、采暖空调等)约占全社会总能耗的28%,其中最主要的是采暖和空调,占到20%。而这“28%”还仅仅是建筑物在建造和使用过程中消耗的能源比例,如果再加上建材生产过程中耗掉的能源(占全社会总能耗的16.7%),和建筑相关的能耗将占到社会总能耗的46.7%。现在中国既有的约430亿平方米建筑中,只有4%采取了能源效率措施,单位建筑面积采暖能耗为发达国家新建建筑的3倍以上。根据测算,如果不采取有力措施,到2020年中国建筑能耗将是现在3倍以上。因此,建筑节能已迫在眉睫,要把节能建筑工作放到贯彻科学发展观、全面建设小康社会、保证国家能源安全、实施可持续发展的战略高度来认识。因此,通过优化设计来有效控制能源消耗,应得到广泛重视。
一、优化设计对建筑节能的影响
1、设计方案影响工程建造直接能源消耗
在工程设计中,其建筑和结构方案的选择对建筑的直接能耗有较大影响,如建筑方案中的平面布置为内廊式还是外廊式、进深与开间的确定、立面形式的选择、层高与层数的确定、基础类型选用、结构形式选择等都存在着技术经济分析问题。中国住宅建设用钢平均每平方米55公斤,比发达国家高出10%~25%,水泥用量为221.5公斤,每一立方米混凝土比发达国家要多消耗80公斤水泥。据统计,在满足同样功能的条件下,技术经济合理的设计,可降低工程建造直接能源消耗5%~10%,甚至可达10%~20%,如某无线电厂的多层框架结构厂房(4层),设计单位按常规设计为独立基础,由于多层厂房荷载较大,致使独立基础的单体尺寸较大,埋深较深(-3.2m),事后经其他设计人员分析如采用柱下条基,可节约大量的砼,并可降低埋深减少土方开挖所消耗的机械能耗;某综合办公楼,在优化设计中,因改变原先设计中的普通钢筋为带肋钢筋,单此一项优化设计,共节约钢筋1000T,钢筋总节约率达30%左右。
2、设计方案影响建成后使用的能耗
建筑是牵涉到很多专业的复合体,并且完整的建筑节能工作包括了从最初的规划、方案到设计、施工,以及多年的运营使用,直至最后拆除重建的全生命周期过程。但以往只注重直接建造成本的降低,轻运营阶段能耗的使用情况。从住宅使用过程中的资源消耗看,与发达国家相比,我国住宅使用能耗为相同技术条件下发达国家的两到三倍。2020年,中国的建筑能耗将达到29430亿度电,比三峡电站34年的发电量总和还要多。现在,我们必须用全寿命周期的节能理念对建筑进行优化设计,即以较低的寿命周期能耗实现必要的功能,获得丰厚的寿命周期经济效益。所谓寿命周期能耗是指整个寿命周期过程中发生的全部能源消耗,包括建设、使用、维修、残值及清理等阶段所发生的能源消耗。设计不仅影响项目建设的一次性能耗,而且还影响使用阶段的能源消耗,如暖通、照明的能源消耗、清洁、保养、维修等,一次性建造能耗与经常性使用能耗有一定的反比关系,但通过优化设计可努力寻求这两者的最佳结合,使项目建设的全寿命费用最低,全寿命能耗达到最佳经济合理状态。建筑节能优化设计的途径主要是通过围护结构保温和气密性能的提高,以及采暖空调设备能效的提高等等,来达到减少空调和采暖等能源的消耗。在方案设计当中,建筑师需要对建筑的方位、体型、朝向进行优化,必需要为充分利用自然风、阳光等自然资源创造条件。同时,也必须对建筑材料优化;外墙、楼板、分户墙、屋面、玻璃、窗框的设计等都需要量化与优化;窗墙比须要以节能和居住舒适度为前提进行优化。从方案设计开始到初步设计,工程师需要根据不断调整的设计方案模拟量化建筑的能耗情况、计算空调和采暖设备的装机功率,比对各种影响因素,最后向客户提供最佳的设计方案。例如,在空调与采暖设备的市场上,各种品牌各种型号使消费者眼花缭乱。空调设备有空气源热泵、地源热泵、风机盘管、地板采暖、辐射制冷、采暖系统、户室中央空调、变频机组、水系统、冷媒系统等等。这些空调系统的初投资和运行费用大不相同,那么通过模拟量化,计算出初投资的费用、每年的耗能量、能源费用,消费者或者项目开发者就可以很容易地作出正确的决定。例如北京的一些奥运场馆中,为减少能耗,设计者没有采用普通的新风系统和空调系统,而是经过多次优化设计,寻找最佳节能方案。为实现自然通风和改善室内环境,采用了智能电动窗,很好的解决了新风问题;在场馆空调设计中(包括“水立方”和“鸟巢”)都采用了由美国联合技术开利公司设计的节能空调系统。该系统通过热回收技术在空调系统中的应用,节能率为10%。该系统在冷水机组上加装了热回收装置,在空气处理机中采用了新型热管热回收装置,可以回收场馆排放总热量的50%,回收的热能一部分用于加热游泳池水和生活用水,另一部分用于加热新风。
二、现阶段推行优化设计运作困难的成因
1、政府主管部门对建筑节能优化设计监控不力
长期以来,主管部门对设计节能成果缺乏必要的考核与评价,有的仅靠图纸会审来发现一些简单问题,仅仅是一些新材料或空间布置的一些规定。缺乏对方案的节能性方面的系统审查要求。建筑节能设计首先是一个系统设计问题,它绝不是多项节能技术或者节能设备的简单累加,它需要定量化。例如,人们在市场上可以买到节能空调、节能玻璃、节能热水器、太阳能热水器、墙体保温材料等等,但是这些材料与设备如何使用、使用哪种型号、用量多少、所起到的作用是什么就需要通过量化整合来完成。集思广益,从多方面影响因素出发,以最低的投资、最佳的手段完成并达到节能设计目标。所以建设主管部门监管的同时,应增加人员配备和审查力度,对设计节能成果进行量化全面审查。
2、业主要求优化设计的意识不强
目前,业主往往把控制重心放在施工直接投资环节上,而对建成后使用运营成本及节能优化设计环节重视不够。其原因:一是对设计对投资影响的重要性认识不够,只看到搞施工招标,投标价要低于标底价、施工单位要让利等,殊不知选择一个优秀的设计单位进行设计方案的优化会带来更大的节约;二是对建筑节能的认识不到位,没有一个节能环保绿色建筑意识。
3、建筑节能优化设计的开展缺乏必要的压力和动力
由于缺少建筑节能优化设计与企业和公众的直接经济利益联系,使得节能工作缺少内在经济利益推动力,政府部门建筑节能管理工作还存在体制不顺、监管体系不健全,造成执法不严、监督不力,国家政策不配套,缺乏激励机制和工作力度。对一些国有投资建设项目,有关行政审批单位在审核初步方案时,只注重设计的建设规模和投资限额,对方案的经济合理性和节能性不做深入研究分析;另外,由于现在的设计收费是按面积或按造价的比例计取,几乎跟建筑节能和设计质量的优劣无关,导致对设计方案不认真进行节能分析,而是追求高标准,造成能源浪费。相反,设计单位即使花费了较多的人力、物力,优化了设计方案,给业主节约了投资,也不能得到应有的报酬,有时设计费反而变少了,从而挫伤了优化设计的积极性。
三、搞好优化设计的几点建议
1、主管部门应加强对建筑节能优化设计工作的监控
为保证建筑节能优化设计工作的进行,开始可由政府主管部门来强制执行,通过对设计节能成果进行全面审查后方可实施。政府主管部门不仅需在技术法规与标准相结合方面做出努力,而且还需要政府以技术法规的形式提出必须严格控制的最基本的技术指标、技术要求、功能要求,可以导则、指南、技术标准等标准类技术文件予以体现。利用主管部门的职能,总结推广标准规范、标准设计、公布合理的技术经济指标及考核指标,为优化设计的进行提供良好服务。建筑节能技术新规范逐步从控制单项建筑维护结构(如外墙、外窗和屋顶)的最低保温隔热指标,转化为控制建筑物的实际能耗。新建建筑必须出具建造耗材经济指标、采暖需要能量、建筑能耗核心值和建筑热损失计算结果,特别是建筑结构热损失计算结果。建筑能耗总量(包括供暖、通风和热水供应)和建造能耗值只有满足其对应的节能标准才被允许开工及竣工验收。在竣工时,建筑开发商必须出具相关部门的一份“能源消耗证明”,证明清楚地列出了该住宅每年的能耗,及节能等级。以上措施,必须逐步实施,特别是国有投资项目要先于执行。超级秘书网
2、以政策扶持拉动建筑节能优化设计
国家制定节能政策,并要求以多样化的经济激励等扶持举措,形成推动建筑节能的市场机制,推进建筑节能优化设计的推广。对建造节能建筑产品的要根据优化设计后节能程度给予政策和资金支持,减免税费等优惠措施,并可建立评价机制,对因建造节能建筑而超支部分资金,国家应给予无偿免息贷款或奖励机制,使建筑节能优化设计以行政手段为主转向以经济手段为主。
3、开展积极有效的宣传引导工作
建筑节能政策要取得理想的实施效果,重在宣传引导。不但政府职能部门对节能政策的推行不遗余力,而且有关企业也应加入到宣传节能政策的行列。政府职能部门应免费对社会公众提供节能政策咨询、进行节能知识宣传和相关培训,以及进行节能技术、产品的展示、讲解等方面做大量的工作。力争实现多方参与节能政策的宣传引导,大大提高人们的节能意识和对节能知识、技术的认知、把握能力,从而使节能政策得到有力的贯彻实施。
2我国智能建筑楼宇的电气使用现状
2.1建筑内空调系统的过度耗能问题
空调系统的存在能够保证建筑室内环境的舒适性,不论外界气候条件有任何变化,建筑楼宇室内环境都能满足人们的居住要求。空调系统是建筑内消耗电气能源的主要设备,但是由于我国目前的空调设计不够科学、合理,安装过程不够精确等,往往造成空调系统设备的自动化程度不高,运行效率不能满足建筑楼宇居住的性能要求。因此,空调设备常常会出现使用效率过低、消耗能源过多等故障现象。加之,空调设备运行管理的制度不够健全,常常出现设备闲置或超负荷工作的不正常现象,严重时可能损坏空调设备制冷和供暖的功能,缩短了空调设备的使用寿命,反而大大增加了不必要的电气能源的消耗,不利于建筑行业环保节能的长期发展要求。
2.2建筑内部照明系统的电气使用现象
照明系统是智能建筑楼宇内部必不可少的设备系统,照明系统的电气消耗功率通常因其供电对象不同而有所差异,然而在实际照明系统的供电过程中,常常出现所安装使用的照明设备的功率过大、运行效率过低、自动控制程度较低、节能措施较差等现象,这些不合理的现象都将导致照明系统消耗更多的电气能源;有时照明设备的运行功率大小不确定,造成照明设备频率变化快,消耗电能高,降低照明设备的使用寿命,增加了智能建筑楼宇的设备投资,不利于建筑行业的节能发展。
2.3建筑内供配电系统的节能问题
建筑自身的供配电系统,是建筑物内进行正常工作和生活的前提和重要保障。其中供配电电路的设计线路、运行功率大小、变压器容量问题等因素的设计和使用是否合理,都会影响到供配电系统的实际运行效率。其中,变压器容量过高与实际负荷量不一致、变压器功率过大、线路设计过于繁琐等问题,都易导致建筑楼宇供配电系统消耗大量的电气资源,同时还会影响供配电系统设备的运行效率,同其他两大系统一样,会增加建筑正常运行的电气能源消耗,增加成本,与我国建筑行业节能环保的发展路线背道而驰,阻碍智能建筑楼宇的发展。
3智能建筑楼宇电气节能的设计要求和原则
3.1节能设计符合实际,满足楼宇正常使用
智能建筑楼宇进行电气节能设计,是希望通过对涉及到电气能源使用的系统,进行科学合理的改造,舍弃或改变一些浪费使用电气能源的现象,从而适应智能建筑楼宇的节能环保的发展理念,节约我国的电气能源,促进我国建筑行业的可持续发展。智能建筑楼宇的电气节能设计首先要符合楼宇的实际使用功能,节能设计的结果能够保证楼宇正常的居住和办公生活;切不可盲目追求节能环保的效果,不顾实际、不科学地设计,造成楼宇不能正常使用,这样会脱离实际,得不偿失,达不到智能建筑楼宇的电气节能设计的最初目的,不利于我国建筑行业的发展。
3.2节能设计符合经济要求,降低成本
在对智能建筑楼宇进行电气节能设计的过程中,应该注意到经济性能的要求,保证智能建筑楼宇进行节能设计与合理的经济投资之后,比之前的设计和成本投入时更加适应楼宇的正常使用要求,并且注意能否在智能建筑楼宇一定的使用年限内,收回在电气节能设计阶段所投入的费用。在电气节能设计过程中,不能因为盲目追求节能环保,而造成过高的资金投入;也不能随意降低成本,偷工减料,导致智能建筑楼宇达不到所需的性能要求指标。
3.3节能设计过程科学,保证质量
智能建筑楼宇在节能设计和改造过程中,要提高设计的科学性,首先应该对智能建筑楼宇有大致轮廓的认识,分析各系统和设备潜在的进行电气节能设计的可能,并对电气节能设计前后的经济状况进行对比,从而采用正确合理的设计方案,在保证节约电气能源的同时,也要做到设计过程的科学性和合理性,保证智能建筑楼宇电气节能设计过程的质量要求。
4智能建筑楼宇电气节能设计的具体措施
4.1楼宇内空调系统的电气节能设计
智能建筑楼宇内部空调系统的电气节能设计,关键环节是进行合理、精确的计算,在进行空调系统的电气节能设计过程中,依据智能建筑楼宇的相关设计要求,并结合设计前的计算数据和实际经验数值,确定空调系统内空气的相对湿度、饱和度和用电功率等参数。在进行空调系统的电气设备容量选择时,应该使所选设备的容量稍微大于计算出的理想设备容量,这样可以避免在空调实际运行过程中由于设备容量过小,而导致的空调不能正常供暖和制冷的现象,保证空调系统的正常运行。
4.2楼宇内照明系统的电气节能设计
自然光是对照明系统进行电气节能设计必须要考虑的部分,在电气节能设计过程中,设计人员应该充分考虑建筑楼宇室内自然采光的效果,这样能够降低照明系统电气设备的用电量,符合节能环保的建筑行业发展要求。另外,在照明灯具的选择上,应该尽量选用新式低耗节能的灯具,在一些照明功率较大的公共场合,应该选用声光控开关和自带无功率补偿的灯具设备;在其他地方,照明系统应该选择节能开关和设备,降低照明系统对电气能源的消耗,制定科学合理的设计方案,在保证智能建筑楼宇的正常使用情况下,通过照明系统的设计和改造,实现环保节能,适应可持续的发展要求。
4.3楼宇内供配电系统的电气节能设计
供配电系统为整座智能建筑楼宇提供动力资源,因此,在对供配电系统进行电气节能设计时,应根据建筑工程用电负荷进行用电容量的统计,并把实际用电负荷按照用电等级进行用电负荷的等级划分,以确定合理的供配电方案,从而实现智能建筑楼宇供配电系统的电气节能设计。其中,供配电系统应该选择合理科学的接线方案,尽量保证其可靠性和经济性,根据用电负荷等级要求,合理选择供电电源和配电方案;在确定变配电站或箱式变电站的安装地址时,为了降低电力输送过程中的能量损失,应该尽量选择在中心位置;当有多台变压器同时供电时,可以采用变压器并联的供电方式,这样能够保证整个供配电系统的灵活性和可靠性,降低供配电系统的电气消耗。
2基于建筑节能标准估算节能量
2.1建筑节能设计标准估算节能量的成立条件
节能量是指节能改造之后建筑物能耗的减少量所反映出的收益增加量。依照建筑节能标准,确定节能量,需明确计算、分析条件,方能进行。如:拥有100%的能耗基准值的内容,建筑所有的节能要素都要被算在内。以居民建筑为例,东北地区主要的节能要素是采暖,而南方地区主要的节能要素是空调能耗,不同地区选取的节能要素是不同的。
2.2举例说明
以大连富豪小区为例,该居民建筑所处严寒地区,其节能设计标准为JGJ26-1995,节能目标50%,基准值和能耗标准与传统节能要素能够相互配合,节能要素是采暖能耗、成立条件是全空间、全时间。在计算节能量时,技术人员统一调查了当地居民的生活方式,资料显示,居民为获得较为舒适的生活环境,会按照假定方案,消费采暖能耗,并使用相应的设备系统,如电、水、空间能量等。围绕建筑的设计标准和现实建筑情况,对建筑所属的集中供热系统设备进行能量考核发现,同一地区,居民建筑的平均能效没有较大差别,与节能百分比完全相符。综上分析,大连富豪小区完全符合节能设计标准估算节能量的条件,以整个小区建筑面积为5300×104m2来计算的话,节能设计能耗为50%,则该小区的居民建筑的平均耗能为24kgce/m2,用它来估算居民建筑的节能量。再加上供热系统官网系统的运行功率、热源的传播效果、建筑功能设计的配合度等因素的影响,便可准确估算出整个富豪小区的年节能量为53.23×104tce,且相关指标数据在标准范围内。分析上述案例可知,建筑的节能设计要素大体相同,无非是采暖能耗和空调能耗,电、水、空间的能耗都是固定的,不会随着地区建筑的变化而变化。与居民建筑相比,公共建筑在节能设计方面,考虑的问题和因素更多,依照《公共建筑节能设计标准(GB50189-2005)提出的观点可知,只要按照建筑的节能设计标准施工,保证其室内环境参数、结构指标在标准范围内,其节能量不会少于建筑总节能量的50%。从这一点看,以节能设计标准为节能量的估算依据是相对科学的,因为在一个计算公式中,标准是不变量,节能设计、节能要素是变化量,节能量是因变量,这种估算方式,符合统计科学。
被动式太阳能技术不利用任何任何机械设备,也不借助任何控制系统,它是指在建筑物中直接利用太阳能,这种利用方式有直接获取系统、间接获取系统和混合式系统三种方式。例如,为了提升室内的温度,可以在修助房子时,选取适当光照时间长的方向,或者也可以调整房子之间的距离以增加太阳的光照面积,从而提高室内的温度。
1.2主动式太阳能技术
主动式太阳能技术主要是利用太阳能提供热水、室内升温、室内降温、室内除湿以及进行通风空气的预热等等。这种方式主要是利用太阳能产生热,用于其他设备中。
1.3太阳能光电技术
利用太阳能进行发电发热的时候,我们应该注意将太阳能与建筑物之间的协调,达到和谐的美。其次,利用太阳能进行产生热量后我们应该注意建筑的排水问题。
2风能的利用
2.1风力发电
在高层建筑物中利用风力发电必须考虑到当地的平均年风速、风向和风力资源。在高层建筑中,风力资源自然不用说,非常充分。所以在高层建筑物利用风力发电主要考虑当地的风速和风向就可以了。此外,在修建高层建筑物的时候,一定将风力发电的机械设备的装载考虑进去,不然后期再安装时极有可能会导致严重后果发生。
2.2自然通风
自然通风是一种纯天然的利用太阳能的方式,所谓自然通风就是及时将屋子内的窗门打开,保持室内的通风,同时可以带走室内的热空气流,从而降低室内的温度。这种利用风能的方式不利用任何机械设备和控制系统,也就不会造成任何环境污染。
3地热能的利用
3.1地热能利用技术
在建筑物中利用地热能主要是用热泵将地表浅层的低温热抽走,供建筑产热和获取热水,而到了夏天,建筑则通过热泵将热能输送到地表。利用热泵获取输送热能主要有土—气型地热泵技术和水—水地热泵技术两种技术方式。土—气型地热泵技术是从地表土壤中地下水中获取热能,然后分散在各个房间中,直接转化成热风或者冷风。而水—水地热泵技术则是将获取的热能经过热泵机转换成热水或冷水,然后分散在各个房间里通过风机盘转换成热风或冷风来供热或者制冷。
3.2利用地热能应注意的问题
利用地热能时,地理的选取是非常重要的。修建建筑物时,首先要做好规划,对建筑地基进行勘测,选取地热能源较广的地方进行建筑,并且在地下预留空洞,以便以后安装地热泵来传输地热能。同时,利用地热能的时候还要建立机房以便加强对地热能利用的控制,以及地热能装置的埋置都是值得注意的问题,埋置时不能影响建筑物的外观造型,以免造成不协调的现象发生。
4生物质能的利用
4.1沼气的广泛运用
我们对生物质能最多的就是沼气的运用,沼气是在沼气池中利用微生物将植物的秸秆和动物的粪便发酵,然后将产生的沼气进行过滤以提升其纯度从而更高效地运用在生产生活中。最后通过管道将沼气运输到每个家庭中。并且沼气能够减少废物的排放,达到环保的效果。
4.2利用生物质能应注意的问题
在建筑中利用生物质能需要注意很多问题,比如说沼气场地的选择,沼气池应该建多大,沼气池应该与植物园建在一起,植物对沼气池的影响作用,以及沼气池的外观与内在结构的和谐性,沼气池不仅要可观,而且要可行等等。最重要的是沼气池不能破坏建筑物的美观和结构,它必须与建筑物达到一定的协调性,这些都是设计师在设计建筑物的时候应该考虑的问题。