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南方地区建筑节能技术研究
更新时间:2008/6/16 11:46:43 点击数:5800
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南方地区建筑节能技术研究

  现在从政府到开发商,到业主都认为建筑节能这件事情非常重要,尤其是提出要降低能耗20%,各地政府都把建筑节能作为实现重大战略目标的一个主要措施,于是各种建筑节能的记住就都纷纷而出。但是我今天想利用这个机会简单的分析一下各种各样的节能技术,看看它们能在什么样的场合,哪些地区条件环境下适合,哪些地区又不是太适合。

    首先,我们看一下中国的建筑能源状况,按照各种方面的统计,目前我们国家有四百亿平米的建筑物,其中240亿在农村,160亿在城市。但是主要能源消耗在建筑物里面城市占大头,农村因为经济相对还比较落后,所以比较少。这两个及起来是两笔帐,现在采暖用到我们国家整个煤产量的2%,用我们国家电总量的三分之一。目前中国的建筑用能占了中国总的商品能源的20%到22%。这个数尽管说比例并不是非常大,但是我们国家是全世界的制造中心,是制造业的出口大国,相当多的能源消耗用在产品加工上了。尽管这样建筑运行还占了20%到22%,所以说这个比例还是很大的。

    跟发达国家比较是怎么样的呢?这个图是每平米中国的建筑物跟美国、加拿大、日本和西欧国家相比较的情况。这个是中国总建筑物按每平米算,这个是城市每平米的建筑用能,尽管我们城市比农村高的多,但是现在按每平米每年耗电是美国的三分之一,是加拿大的三分之一,只是欧洲的一半。

    我们再看人头,人消耗在建筑物里面的情况。跟美国比我们城市是2000瓦每年每人,美国是1.4万瓦,所以是美国的七分之一,是欧洲和日本的三分之一,这个就是中国建筑用能的状况。

    这样一来好像是中国和国外来相,和发达国家相比能源消耗已经很低了,为什么呢,主要是咱们的生活方式不一样,建筑的使用方式不一样,水平不一样导致建筑用能有这么大的差别。这个是刚刚世界自燃保护基金会公布的年度报告,它是两个星期之前在我们的能耗楼里面宣布的。

    这个横坐标是生活水平,纵坐标叫做生态足迹,就是这个国家平均每个人占用了地球上多少资源。所以越往右就越表示这个国家的人生活水平越高,越满意和幸福。但是这个指标上去的话也表示你占用的自然资源也多,消耗的资源越厉害,破坏越大。这个圈是我们中国目前的位置,所以生活水平0.75。这个线是世界的平均水平,我们比世界平均水平稍微低一点,这个是印度的指标,这个是美国的数字。1977年的时候咱们在这里,但是经过20多年的改革开放我们到了这里,这个就表明我们的生活水平有了明显的改进。

    这个是美国从07年到33年的发展状况,它的生活水平有所提高,但是消耗能源从7涨到了10,中国消耗水平从0.5涨到了0.75,消耗资源环境从1到了1.7左右。所以现在跟美国相比,它是咱们的6.5倍,一个美国人消耗的资源相当于中国人的六倍。真正的理想是在这个圈里面,现在世界上只有一个国家在这里面,就是古巴,所以它的幸福感最强,消耗资源最小。

    对于中国这样十几亿人口的大国来说,如果我们上去了全球就毁灭了,所以我们的目标一定是走到蓝框里面,这个就是中国政府提出来的可持续发展的目标,只有走到这里才能够又满足咱们社会发展和人民生活水平的提高,同时又不大量的破坏自然资源。但是很遗憾的是现在发达先进国家都是以大量的占用常规的人们资源为代价获取好的生活质量。

    但是我们地球已经瓜分完了,我们没有办法达到这个水平,所以必须走自然节约型社会,这个也就是为什么现在要建设节约型社会。

    为什么中国跟发达国家的建筑能源消耗有这么大差别呢?这件事情非常值得重视,需要我们仔细的研究。这是一个简单的算例,我们取上海的气候条件和典型的住宅来看一下。这里有两种模式,一种使用模式是每小时一次的通风换气,保证室内的空气质量,任何时候都是一次通风换气,另外室内温度永远维持在18度左右,一天24小时一直要维持这个温度。这个就是绝大多数美国住宅的方式,窗户一定是关着的,一次通风换气保证空气新鲜。

    另外一种,我们调查中国的住宅是什么模式呢,如果房子里太热,外面凉快的话就开窗户通风换气,这个可能就是不是一次了,可能是两次换气,五期换气,最多可以是十次换气。房间里面当没有开空调的时候,只要的19度到25度空间就认可了,如果没有到这个温度就开空调,冬天达到18度,夏天降到26度。如果上班的话就把空调关了,下班之后再把温度调到这个范围,这个看起来是很合适的,符合中国的使用习惯。大家可能觉得这两种模式的差别并不大,但是大家看一下这就是两种模式造成的能源消耗。这个是冬天耗的电,这个是夏天空调耗的电。刚才恒温换气的模式,冬天16度,夏天27度,加起来要使用43度,后一种模式加起来不到10度电。很可惜的是,中国的建筑节能规范是请美国人帮忙计算的,按照美国的运行模式算出来说上海市的节能住宅每平米每年耗电量在55度以下就算节能住宅,55度以下大致就是按照这种运行方式计算出来的。实际上我们调查1500户上海居民的实际用电量,绝大多数都在22度左右,很少到35度。这个用电量不是空调和采暖的用电量,是他们家照明、冰箱、彩电等等所有的用电量。你抛去朝名和冰箱这些方面基本上就是10度左右,所以跟刚才的案例计算是一样的。这个说明什么呢?就是这个房子的用法不一样,开窗户还是不开窗户,连续空调还是间隙空调可以大致能源消耗三倍以上的不同,就是说生活使用模式的不同,会导致很大的能源消耗的不同。所以,提倡节约,提倡保持勤俭节约的生活模式,反对追求豪华奢侈,反对在生活方式上跟国外接轨,这一条大概是实现节约化社会最重要的内容,也是我们讲建筑节能的重要保证。这个是我们今天研究这个问题最主要的出发点。

    那么大家说节约就得了,我们也不用搞节能建筑了。不是,从不同的方式使用你的方式,你是间歇的,你是连续的,这两天靠开窗户进点凉风使屋子凉快,还是把窗户关上靠空调,不同的使用模式反过来对你建筑物的形式要求不一样,对你建筑物里面的系统要求不一样。那么这样一来问题就比较大,就是说我们到底希望未来中国房屋的使用是什么模式,是节省的模式还是浪费的模式。今天我们盖的房屋是照着节省的模式去盖,适合于那种生活方式和使用方式的建筑物和系统,还是反过来照着美国的生活方式设计它们这种建筑物和系统,那么将会给我们能源消耗带来三倍、五倍,甚至于七倍的不同,这就是目前摆在我们面前的一个严峻任务。所以,实实在在从中国情况出发,我们建筑节能主要解决的是这样几个任务。一个是解决北方的采暖问题,因为这个消耗能源高。还有一个是大型公共建筑的节能问题,现在谈这两件事情的比较多。还有长江地区住宅到底应该怎么办,这个应该成了热点之一,从上海到重庆整个长江两岸是我们国家经济发展最快的地区之一,人们生活水平提高也想用暖气,我们到底用什么办法来解决这个模式,这个对我们中国建筑能源消耗有非常大的影响。

   还有就是生活热水问题,随着生活水平的提高,生活热水用量会越来越高,生活热水用量的增加也是发达国家为什么建筑能耗远远高于中国眼珠能耗很重要的一个原因,以后我们应该怎么解决这个问题。还有建设社会主义新农村问题,今天我不想仔细讨论这些问题,这些问题有很多人都在谈,也有很多的论述,所以我不想谈这些问题。今天我主要想讲这样一个主题,由于我们国家的地域太广阔,自燃环境各不相同,所以建筑节能的途径、方式和相适宜的技术也都不一样。所以,我们必须要因地制宜发展适用的技术,这个技术在这里非常好,但是你从南方搬到北方就不一样了。所以中国这么大的国家,气候条件差异这么大,经济状况差异这么大,因此我们必须要因地制宜,各地发展适宜技术,所以就想就适宜技术仔细的谈这样一些问题。

    首先先看一下保温问题。刚才董事长讲了保温,我很同意他的看法。我们保温不能光看建筑节能,还要看建筑结构和寿命。那么反过来看,为什么我们要保温,人家说节能,那为什么保温就能节能呢。就是因为把保温材料装到墙上就把传热割断了,为什么会这样呢,因为墙两边有温度差,那么我加保温材料就是不让温度差引起传热,减少温度差的传热。实际上我们国家建筑物墙两边的温度差有多大呢,不同的地区温差特别大。在东北冬天零下28度,屋子里20度的话,那么温差就是48度。到了上海这一带冬天的温差就不到15度,再往华南就更小了。有人说保温主要解决夏天防热的问题,这边夏天造成的温差任何时候都比冬天要小的多。这样一来,如果我加保温是为了组织热量过去的话,那么一定是温差越大越需要起更好的保温,保温材料起到的作用越大,温差越小越不需要太多的保温,小就不需要保温了。所以应该根据室内外温差状况来科学的考虑我们应该怎么做保温,建筑节能绝不是简单的说把保温加大就可以了,说节省50%,就是把保温加大50%,绝不是这么简单的事,这句话只在东北适合,其他地区就得综合分析才行。

    有些人说江老师你说的不对,我们在南方保温也能降低能耗,因为太阳西晒,可以使得外墙温度可以到50度,屋顶可以大大80度,你加保温层确实可以节能,但是保温是最好的方式吗。屋顶和外墙是太阳晒的,如果这时候进行遮阳的方式,比如说屋顶加一个凉棚,就是让它产生阴影,这样就可以使得太阳不能直接照在表面了,温度就不会上去了。还有就是有效的通风散热,所以对于热的地方来说通过遮阳和有效的通风散热把太阳的热量取消掉,这样就有效多了。很简单的问题,在太阳底下你是穿羽绒服还是打伞,肯定所有人都选择后者,我打个旱伞,穿个体恤衫就凉快了,所以对于我们的建筑也应该采用同样的模式。尤其是当室外温度处在18到25度这样一个舒适区间的时候,这时候由于太阳透过窗户照射屋子里面又得热,屋子里也有一些发热量,这些室内的发热量我们必须要送到室外,否则会使室温升高。如果屋子里自然通风不好,这些热量只能通过维护结构散出,这时候保温越好热量越不容易散出,这样就会导致室内温度升高。像这几天上海多好的天,但是上海很多楼还开着空调,原因就是热量散不出去。所以说有些保温不好的建筑还可以帮助散热,降低室内的温度。所以我们要科学的看待这两个方面,然后正确的决定建筑物的结构,不是光在那里追求保温,尤其在南方并不一定会起到好的效果。

   
   结论一,南方地区外墙保温不是建筑节能重点。结论二,个别情况下帮助保温还会增加建筑能耗。结论三,南方房屋进行遮阳和自然通风很重要。  下面讲一下地源热泵和地下水源热泵。我们通过这个热泵就可以把热量从地下提取出来,夏天就等于把屋顶热量放到外面,冬天把室外的热量取出来往屋子里面放,这是最简单的原理。那么谈热蒙就一定要谈冷源热源,就是从什么地方取热和从什么地方取冷。比如说地源热泵,就是在地下埋管,然后冬天从地下取热,夏天从地下取冷。这样一来很简单的一个原理,就是说这种东西能使用最基本的条件就是要使得你冬天存的冷量等于夏天取出的冷量。如果你冬天负荷大于夏天负荷,我这里说的是一夏天的负荷,这样就会使得地下的温度一年比一年低,这样做就会使得地下温度一年比一年升高。比如说在上海、南京、武汉这一代大致上冬天、夏天的负荷差的不是很多,所以从这个角度讲是发展地埋管、地源热泵比较好的地域。但是像华南地区,像广州和深圳已经有很多公司,政府也在鼓励搞地埋管的地源热泵,这个一年到头都是空调,不断的从地下取冷,往下送热,那么最后可能就会导致地下温度逐年升高,因此它就满足不了平衡条件,所以在这样的地方一般情况下都不适于发展地源热泵,不能做。同样在东北、哈尔滨、沈阳拿着地下埋管去取热作为冬天采暖,而夏天很少有空调负荷,这样就会必然使得地下的温度逐年下降,也就会越来越冷,七年十年之后就不能使用了,因此也不适于发展这种技术,所以就必须要注意用作什么地方,我们要在适宜的地方,满足这些条件才行。当然有一个特别点,就是是有地下河,它把冷或者热都带走了还可以,但是我们必须要把地质条件弄情况,不能犯错误。

  地下水热泵也存在同样的问题,当然更重要的一点是要保护好我们的水资源,不能把水抽上来然后下水道排走了,这样就会造成重大的水资源浪费,在中国这样缺水的国家这么做那就更不对的。

  下面再谈一下无水源热泵。就是原生污水水源热泵,就是直接从下水道的脏水里面取能量,这个一般来说很困难,最大的难处就是怎么把污染物挡住,不要让它污染我的设备。咱们哈尔滨有些技术很好,就是用了转轮式的东西,就是让脏水过来先进行过滤,然后转轮不断的转,然后又让干净水把这个脏东西带走了,所以我们只从下水道取冷取热,绝不取脏东西,所以这个东西应该说是具有世界先进水平的,而且在很多工作上都有使用,也取得了很多成功的案例。

  这是真正怎么用污水水源的一个概念,可是比如在北京的一个案例就不是这样的,它是污水处理厂处理后的干净后作为热泵,然后让另外的地方提供热量或者冷量。但是污水处理厂距使用的地方4.5公里,两级换热,六度温差,所以稍微一计算就发现这两个水泵的电耗几乎等于热泵用电,所以你这个热泵效率再怎么高,整个系统走起来能量效率就非常低,所以这个污水水源热泵就是不值得提倡,它不是真正的节能技术。现在有些地区都在提海水源热泵,对海水源热泵来说就需要认真的论证,可能有些地方很合适,但是相当多的地方如果没有很好论证的话,海水源热泵的效率可能很高,但是让水在这里循环消耗了一半的能量,这样最后的综合效率就会非常低。

  下面讲一下集中供冷技术。就是设置一个大容量的冷源,然后通过管道把凉水送到各个的楼里面去,也就是空调,这个说起来有很多的优点,在很多地区也在推广。那么这个东西到底怎么样呢?

  大家说起来就说跟北方学的,我们先看一下集中供热的好坏处。首先为什么要集中供热,是因为我烧煤,烧煤的话就有污染,还有堆积和排灰的问题,所以要把煤烧好只有集中才能提高效率,解决污染问题。但是集中带来的坏处是什么呢,集中就是为把了热气送到各地区,我得花很多的投资,然后拿水泵运行我的热网,这样会花很多能耗。因此北方这些年拼命的加大温差,所以现在走的参数一般都是供水130度,回水65度,温差是65度到70度。

   为什么要搞这么大的温差呢,就是因为可以带走多少热量,就等于温差乘以循环量,温差越大循环量也就越少,所以靠拉大温差减少功耗。既使是这样现在还有很多问题,比如说由于末端条件不当造成浪费,大家都知道北京解决不了供热收费问题,并且所有的供热都是24小时连续运行,导致一些不用的房子也在使劲供热,最后造成大量的能源浪费。

  咱们把供热供冷比较一下,我把供热集中起来效率比较好。但是供冷,冷冻机到了2000吨以后,你再提高冷源的效率也不会再提高了。所以冷是在三四万平米的规模上,热是在三四百万平米的规模上,这两个差了一百倍。

  我们再看一下特点。供热的主要特点是墙体传热,刚才董事长也讲了半天,它的热惯性比较大,所以主要的热量就是通过墙传出去的热量,所以需要连续供热。但是空调大家都看了,墙的两边温差很小,所以蓄存在墙两边的冷量很小,这样空调主要对付的是损害建筑物,所以因此就应该进行空调,这是它的本质。不已认为连续供热是因为水平高,我们用空调只是因为穷,其实不是因为穷,这只是一个特点。

  我们再看一下温差。集中供冷的话,冷水再低那就结冰了,所以一般不能低于3.5度,那头再高的话就不叫冷水了,就叫热水了。这样一来水温差最多十度,没有办法超过十度。一个是70度,一个是10度,两个差了七倍,这是什么意思呢,就是说同样的热量你的流量得增加七倍,你管道的直径得增加2.5倍,水泵能耗得增加近10倍。所以,这是一个巨大的差别,七倍可不是小数,是一个巨大的差别。

  还有一个最大的不一样,供热的负荷是由老天爷决定的,所以我们统一调节锅炉或者是统一调节热电厂就可以了。但是空调负荷主要是由室内发热量决定的,我这个屋子里开会,咱们就这么多人负荷就会高,旁边没有人负荷就低,因此是各自之间都是不一样的,这个是由末端决定的,所以这样就不能统一条件,必须要分步调节。集中供热和供冷看着只差一个字,但是完全的原理、概念和特点都不一样,这样就导致一个是在北方可用技术,一个在南方就必须慎重对待。

  我们先说第一个问题,刚才说泵耗高的问题。我有一个案例,今年夏天大日本都心系统,那是世界上最大的集中供冷系统。它告诉我输送过程中冷量损失10%,为什么呢,因为测量总出口的冷量和到末端特别好的计量算下来每年都差10%,就是说管道保温不好,损失了10%。我说你管道保温很好,不可能损失10%,那么他说这10%到底哪去了。我们一看看来了,他的产冷量这么多,受冷量这么多,损失10%,循环水泵电量这么多,这个数正好等于这个数的8.5%,就是说10%的损失里面有8.5%不是保温的事,是水泵发热电炉子加热抵消的,这是很清楚的实例。所以,如果这是一个电制冷,COP是6的话,那么你这么做COP就是4.1%。 

   再看连续运行,这么大的系统你就得连续运行,因为一百万平米有一个楼有五千平米说用空调,剩下的都不用,你的系统就得开,这样一开张就得花能源。那么供热系统最高负荷和最低负荷只差一半,一天里面的负荷基本均匀,各个末端基本均匀。而集中供冷一个区域里负荷一天的变化能差十倍到二十倍,而有时候各个不断都关了,但是个别末端赶上一个宴会厅就得100%开着。当你系统只有10%的负荷,甚至只有1%负荷的时候,我问一下你该怎么运行,很难运行的话最后就会导致大量的冷量浪费。

    我们全年算下来一年每平米的消冷量就是120千瓦时,我们高层建筑统计下来一年耗冷量是一年700千瓦时。我们为什么比他们低呢,就是因为连续运行和间接运行造成的差别。

    我说一个美国纽约附近的大学作为例子,它的气候条件和北京气候条件非常接近,它是24小时连续运行,120万平方米的建筑面积,夜里面温差就是3度,这3度光按照水泵一算COP就小于10%。那么算下来它每年空调冷量、冷负荷耗电是63度,而在北京这个冷冻站一般在20度到40度一平米左右,没见过哪个楼耗63度电的,但是平均冷源的耗电量就是63度,比北京任何的楼都高。那么他么每平米每年耗的冷量是190千瓦时,而在北京的耗冷量每平米在50到100千瓦时,所以这个差别又是从哪来的。就是由于谦虚运行跟间歇运行导致的去大差别。

    我们得出来几个阶段,长期供冷长途冷热导致耗电高。还有为了满足个别客户的需求我就增加了系统运行时间,导致不想要冷的地就强度供量,消耗了冷量。第三,管理里面还有很多困难。

    尽管集中供冷有很多问题,但是能耗高的问题就抵消了各项优点。所以大多数的供冷方式是不值得提倡的。

    这里还有一些案例,比如说在北京的很多地方都用中央空调,但是由于夜里面个别房间需要空调,只好开启整个系统,谁都说这个浪费能源,一个楼都怕这个事,一个区域100万平米难道不怕这个事吗。我有一个度假村在北京,当时装了中央空调,中央冷量,我到那一住看了每个屋子都装了分体机,我说你有中央空调为什么装分体机,老板说运行不起那个,我们的入住率才50%,那个东西一开开电豪不得了。这个还是小规模的中央空调,大规模的空调怎么办。所以对于住宅来说24小时全空间空调用电量和部分空间间歇空调用电量的比是3,这个3就造成刚才说的为什么上海的住宅用不同的运行模式能耗差别就这么大,所以我们必须要证实这件事情。

    下面谈一下区域式热电冷三联供。这个是能源运用的最好方式,从理论上看是很好的方式。但是当实际运用这种方式的时候必须要实事求是来认真进行分析,这里面我说出了有三种可能不同的方式,具体的实施方式不能细讲,咱们现仔细分析一下。这里有三点,一个是电场到底是不是节能,我们先仔细讨论一下,不能简单的说三联供一定节能。第二个,它的输配系统是否节能。第三个,调控管理方式是否有利于节能。这三个问题必须回答,回答对了才能再干这个系统。

    咱们先看一下热源,如果是烧煤的电厂,现在发电效率每发一度电平均350克标煤。我要做热电联产就要出热,这样必然会降低我的发电效率,发电效率是25%,产热效率是55%,这两个加起来就是80%,整个效率还是挺高的。

    我做制冷的话有三种模式,第一种模式我拿这个热通过除蒸汽,然后用吸收式制冷产生冷量,这样可以折合12%的发电。综合起来就是37,比这个35%高两个点。还有一种方法是把蒸汽直接驱动压缩机,这时候是36,也比这个高一点。总的来说,用燃煤的热电联产,就热源来说如果做热电联产只产生电和热的话,它比单独一个发热的锅炉和发电厂和热电分产节能效率显著。这个也就是为什么在北方地区广泛的推广,如果在南方做冷电联产的话,与纯发电的电厂和电制冷相比不能说差,但是也好不了太多,所以是相差不大,主要是要看你具体的参数怎么样。
    第二个问题。我们再看一下燃气,如果用天然气呢,用天然气发电的话,我们就有燃气、蒸汽,像上海周围盖了很多燃气、蒸汽联合电厂,它的效率可以达到55%。说输送电也得消耗一部分,到了末端大概就是50%了,5%在输送过程当中消耗掉了。

    我搞天然气的热电联产,这样就得降低发电效率,一般来说发电效率可以达到50%,然后产热效率到40%,那么这时候就用热跟电的话,这块热相当于一个COP,你有4的COP热泵可以,如果达不到4我好。总的来说热电联产还是可以的。

    如果用这个热来制冷的话有三种方式,如果用吸收式蒸汽制冷相当于10%的发电,那么最后就是50%,比这个差一点。用热水驱动的制冷才是46%,比纯发电还要低。用蒸汽驱动压缩机是53%,这个还差不多。所以总的来说,要是用燃气的热电联产一定是好的,一定比热电要好。如果用燃气的热冷联产那么跟纯发电差不多,不能说好很多,只能说差不多。刚才说的方式都是一些大系统,那么我们要把这些冷和热输送到楼里面去,比如说冬天集中供热水,夏天集中供冷水的话,我们在输送的过程当中就会有很多损失,这是一个没有办法做的事情,因为区域供冷,用冷水循环不是什么好事。

    像杭州热电厂就在热水循环,夏天用热水制冷,但是就像我们分析的,用热水吸收制冷这样效率够低了,但是好处可以解决输配问题,因为夏天也可以用大温差供热,但是它的制冷效率比较低,所以从能源利用率上不好。

    还有一种办法,就是全年供蒸汽,末端我用蒸汽做吸收式制冷。比如说北京的西客站地区就是这样的,它的整体能源效率跟纯电厂接近,但是解决了蒸汽的输送问题和凝水回收的问题,这两者的问题也不是很好解决的问题。

    下面咱们看一个问题,还是日本的案例。它的热量是由蒸汽输送的,冷量是循环冷水输送的,温差是8到4度。它冷冻冷却风机用电就是这么大,所以算下来COP已经小于六了,如果电制冷的话,我搬运耗的电比制冷冷机耗的电还高。它整年冷热源整体的COP是0.1,这个是很低的。综合下来COP是0.84,还使耗电量增加了10%到20%。所以这个项目的能耗都远远低于我们一般大楼的系统。

    当你供暖为主的时候,楼宇能源转换效率并没有明显提高,因此里面有很多的问题,所以我们不提倡这种方式。只有当以供冷为主,或者是有全年持续的工业蒸汽用户的时候才用蒸汽管道,这样还可以进行有效的凝水回收,这个就是我们用集中供冷的基本条件,希望大家证实这件事情。

    下面再谈BCHP系统,或者叫做分布式能源。就是在建筑物里面发电然后预热供热,或者供冷,最后全面解决这个问题。

    我们现在在节能楼里面就安装了可以实现各种组成方式的BCHP系统,我们持续做了一年多的测试和分析,还做了15个左右不同类型的分析,下面就说一下我们的实验结果。

    首先先看一下发电设备,我们用BCHP有这样几种可能的发电设备,一个是内燃机发电,效率是25%到40%之间。出热是以什么形式呢,一部分是冷却水,一部分是烟气。当你做制冷的时候效率就会比较低,所以我们要解决这个东西的热利用问题。同时,燃气的内燃机发电有这样一条,就是你有时候想要热量少点,你不用那么多热,你就可以让它少发点电,但是你会发现天然气减少了,热量不是正比例的减少,热力只减少很少一部分,除非你把机器停了。

    第二个是微燃机发电,这个是20%到25%。它的整体效率比较低,因为烟气里面过量系数比较大,也就是空气量比较大。

    第三个是固体氧化物的燃料电池,这个效率可以达到40%,同时可以产生一定的烟气。这个是建筑物里面能量综合系统最好的解决方案,但是现在还没有形成大规模的产品推广。

    我们分析一下当我只需要供热的时候,都有什么方式。我们在制冷的时候采用内燃机的方式可以做到综合COP是1%,所以综合能源效率接近大型的循环电厂。当然如果用燃气内燃机的方式,因为它发电效率低,所以综合的效率就低于大型的燃气电厂。如果用燃气燃料电池的话那么能源利用率就会很高。

    但是这里还有一个其他的问题,就是冷热电的匹配问题,尤其是当发电不行的时候,那么就存在你是用电来定热,还是用热里定电。现在中国的问题是什么呢,中国的问题是由于我们能源价格体系的问题,我们发电的燃料成本远远低于购电成本,就是说你把设备买来之后,如果不好好利用设备的话,哪怕纯发电,那个电钱都比燃气的钱贵。

    初步结论,当热负荷全面变动很大的时候,或者以冷负荷为主的时候,这种方式并不节能,请各位充分认识到这一点,不然就是一个负担。

    下面谈一下天然气直燃和蒸汽锅炉的吸收制冷机。比如说我用天然气发电,然后再用电制冷综合效益是2.75,就是一份天然气的热量可以出2.75份的冷量。如果用天然气直接做热电冷的话,COP是1.3,就是说一份天然气的热量只能出1.3份的冷量,所以2.75和1.3是很简单的数字。有的人说尽管两倍之差,我能源消耗高一点,但是可以解决电力消耗问题,省得夏天电的供应能力跟不上。

    那么咱们看看天然气制冷对消除电力负荷,接触电力分支不足有多大的贡献。电制冷机的价格和燃气制冷机的价格是这样的,我装上燃气制冷机之后确实可以减少尖峰夏天电力的负担,但是我可以做燃气电厂,燃气电厂投资一瓦大概是6块钱,电制冷COP是5.5的话,算下来跟投资电厂相比一瓦电力可以省3.25元,但是我得多花一倍的天然气。这样算下来如果不是搞直燃机,我盖电厂的话,只要运行8100小时,就可以把电厂给天然气多花的投资找会理,如果一年运行2000小时,那么回收期就是四年,四年我想从节能上考虑是很合适的。因此我们得到了结论,修天然气电厂来比四年就会回收。所以我们一般不能提倡天然气直接的制冷机。

    结论,各项节能技术都有它的使用条件,必须因地制宜,根据当地的状况和外在环境进行综合分析。

    对政府来说,我们各级决策者应该根据实际进行分析,使我们的政策和补贴要有利于真正实现节能,同时有利于促进社会公平,不能支持那些假节能,不节能的项目,也不能通过补贴拉倒社会的差距。根据开发商来说就要慎重的对待各项节能技术,避免被不适当的炒作影响,应该对社会负责和用户、使用者负责。同时,建筑节能不是简单的说通过几项新技术就可以实现的,而是要做大量的、科学的设计,科学的运行才能做到。因此,一定要响应中央的号召,就是坚持科学发展观,就是建设和谐社会,我觉得这两条应该作为我们发展建筑节能事业的基本宗旨。

    再讲一下太阳能的利用。我觉得太阳能热水器解决生活用供应是最合适的,在中国获得了广泛成功,目前我们国家是世界上使用最广泛和成功的例子,并且随着生活水平的提高,可能老百姓生活用水的量会增加,所以太阳能解决这个问题是最好的方案。当然这里有集中方式还是分散方式的事,现在很多地方都在讲要进一步提高太阳能热水器的水平,都要讲集中,但是一集中起来系统结构的问题就会比较多,往往需要水泵进行主动式循环。但是我们发现很多主动循环系统的太阳能热水系统由于设备不当,结果水泵电耗成了很大的能源消耗,它的COP恨不得是6、7,那么这样的话太阳能热水器的好处一下就没有了。

    还有就是利用维护结构本身进行太阳能采暖,或者太阳能除湿的应用,这个可以在一些地区推广,这个就是所谓的被动式太阳能技术,在80年代我们国家在北京的大兴,在甘肃省等于地区都有很多成功的案例,我们应该好好发展。

    我谈一下主动式太阳能采暖和制冷系统。这种系统不是说不能用,一定可以用,但是由于它的可使用时间比较短,初步投资高,因此经济性就比较差。所以,我们要搞这种系统,就必须要承担巨大的投资压力,这个我们一定要想清楚。同样太阳能发电在目前的技术水平下,它的经济性也很差,所以也必须承担初步的投资压力。对于这两种需要承担巨大初投资压力的时候,我们就要考虑到底应该把这些东西建在哪。我们看一下,如果在城市发展这些东西的话,它可利用的空间有限,像上海的高楼大厦,像深圳的高楼大厦,同样的太阳能装置,它见到太阳的时间相对都杀,并且受建筑物各种原因的影响,很难使得它处在最佳的方位,所以效率相对比较于低。反过来同样的投资绝对值,在边缘农村,在西北沙漠地区,它产生的能源量就会大很多。所以,我觉得对于这些东西来说,首先我们举双手大量的赞成和欢迎民间的有志者去投资和使用,通过这种方式实际是对我们社会做巨大的贡献,我们应该感谢他们,应该尊重这些企业家,这些民间投资者去干这个事情。但是,我们的政府不应该对城市中的这些项目施行补贴,为什么?因为这些项目不是补在穷人身上,是补在富人身上,要补贴应该把纳税人的钱用在农村,通过支持农村的可再生项目解决农村的问题,因为农村常规能源的成本高于城市,农村太阳能装置的产本低于城市,这样给使用者带来的效益农村要远远高于城市,所以同样的钱放在农村省两度电,我省两斤煤,在城市可以省半斤煤,那为什么不放在农村呢。

来源:中国节能网

 
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