建筑能源供應(yīng)方式與節(jié)能

建筑能源供應(yīng)方式與節(jié)能分析摘要:通過分析各種能源供應(yīng)方式的能量利用率和能質(zhì)利用率,證明最合理的能源供應(yīng)方式是各種熱泵,其次是集中供熱方式。關(guān)鍵詞：能量利用率能質(zhì)利用率熱泵Abstract：Byanalyzingtheefficiencyofenergyutilizationandenergyqualityutilizationofthevariousmethodsofenergysupply,Thisarticledemonstratesthatthemostreasonablewayofenergysupplyisallkindsofheatpump,thefollowingiscentralizedheatsupply.Keywords：theefficiencyofenergyutilizationtheefficiencyofenergyqualityutilizationheatpump一、前言目前我們國家能源十分緊張，在建筑中，暖通空調(diào)的耗能占大約30%。中國現(xiàn)有建筑的總面積約400億平方米，預(yù)計到2020年還將新增建筑面積約300億平方米，大約每年新增18億～20億平方米。在建造和使用過程中，直接消耗的能源占到全社會總能耗的近30％，加之建材的生產(chǎn)能耗16.7％，約占全社會總能耗的46.7％。所以,分析建筑能源供應(yīng)的各種方式的能耗情況,對于節(jié)約能源是十分必要的。建筑能源供應(yīng)方式很多，全國各地不盡相同，能源供應(yīng)設(shè)計是一個重要環(huán)節(jié)。它關(guān)系到初投資、運行費用的多少、節(jié)能與否。所以應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐木唧w情況，合理選擇暖通空調(diào)的冷熱源，以達到節(jié)能的目的。

吉林省在建筑節(jié)能方面作了大量的工作，目前已經(jīng)制訂出了節(jié)能50%的民用建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、公共建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。在星宇集團（其他小區(qū)）小區(qū)內(nèi)對節(jié)能50%、節(jié)能65%的典型工程已建成。節(jié)能技術(shù)及效果在國內(nèi)處先進水平。節(jié)能建筑的施工、設(shè)計已有一套技術(shù)方法，有利的促進了吉林省建筑節(jié)能工作的開展。但同北京、天津等相比還有一定差距。吉林省即有建筑的節(jié)能改造工作基本上還沒有開展。二、各環(huán)節(jié)能耗現(xiàn)狀

在公共建筑（特別是大型商場、高檔旅館酒店、高檔辦公樓等）的全年能耗中：1、約50%~60％的能量消耗于空調(diào)制冷與采暖系統(tǒng)；2、約20%~30%的能量用于照明；在空調(diào)采暖能耗中，約20%~50％由外圍護結(jié)構(gòu)傳熱所消耗。夏熱冬暖地區(qū)大約20%，夏熱冬冷地區(qū)大約35%，寒冷地區(qū)大約40%，嚴(yán)寒地區(qū)大約50%。約30%~40％的能量處理新風(fēng)所消耗,所以暖通空調(diào)冷熱源的選擇關(guān)系到節(jié)能與否,是降低運行成本的重要環(huán)節(jié)。三、中國建筑能耗狀況

與發(fā)達國家之間的差距

全世界建筑消耗全球能源總量約30%，居住建筑目前消耗的能源達到商用建筑的2倍，但商用建筑能源消耗量增長較快，不同類型國家在建筑領(lǐng)域消耗能源的比例如下：1、工業(yè)化國家占52%2、東歐/前蘇聯(lián)占25%3、發(fā)展中國家占23%但發(fā)展中國家建筑能耗增長最快1、發(fā)展中國家6.1%/年2、東歐/前蘇聯(lián)3.4%/年3、工業(yè)化國家0.6%/年四、建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)與發(fā)達國家之間的差距

發(fā)達國家?guī)啄晷抻喴淮螛?biāo)準(zhǔn)，每次修訂均提高節(jié)能要求。法國：1974、1982、1989年修訂建筑標(biāo)準(zhǔn)，每次修訂比上次標(biāo)準(zhǔn)節(jié)能25%；2001年修訂標(biāo)準(zhǔn)，又節(jié)能20%-40%

1965年1976年1980年1990年2002年1.71.00.60.450.35不同年限英國外墻傳熱系數(shù)(W/m2K)的比較外墻外窗屋頂北京節(jié)能50%--------節(jié)能65%1.160.820.30.63.52.80.800.600.600.45瑞典南部0.172.00.12德國0.20-0.301.50.20美國(相當(dāng)于北京采暖度日數(shù))0.320.452.040.19歐盟0.251.30.3北京圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)與西方國家的比較W/m2。K德國住宅建筑采暖能耗年份建筑能耗(kWh/m2.年)折合標(biāo)準(zhǔn)煤(kgce/m2.年)1984年前200~25024.6~30.81984年150~20018.5~24.61990年100~15012.3~18.51995年100~12512.3~15.42001年30~703.7~8.6五、國外舊房改造

既有建筑在全部建筑中占絕大多數(shù)，1973年能源危機后,北歐、中歐80年代中期即完成改造；西歐、北美國家仍在持續(xù)進行建筑節(jié)能改造；波蘭對現(xiàn)代化改造立法，改造圍護結(jié)構(gòu)和采暖系統(tǒng)。國外舊房改造的方法是：房產(chǎn)主投資，政府資助，效益明顯。，1973年后開始舊房改造，至2000年丹麥經(jīng)舊房改造每m2采暖能耗平均降低50%以上。

六、建筑能源供應(yīng)方式建筑能源供應(yīng)方式很多，全國各地不盡相同，能源供應(yīng)設(shè)計是一個重要環(huán)節(jié)。它關(guān)系到初投資、運行費用的多少、節(jié)能與否。所以應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐木唧w情況，合理選擇暖通空調(diào)的冷熱源，以達到節(jié)能的目的。建筑采暖能耗在吉林地區(qū)也占總能耗的30%以上，所以在進行建筑的采暖、空調(diào)設(shè)計時如何選擇冷熱源是一個十分重要問題。目前供暖的方式有：1、熱電聯(lián)產(chǎn)供熱方式；2、區(qū)域鍋爐房供熱方式；3、家庭燃煤熱水爐供熱方式（主要在農(nóng)村和城郊）；4、家庭小型燃?xì)鉄崴疇t供暖方式；5、水源熱泵供暖方式；6、地源熱泵供暖方式；7、氣源熱泵供暖方式；8、電熱膜采暖方式；9、電纜采暖方式。七、各種供暖方式的能耗分析下面我們把各種采暖的節(jié)能情況進行分析，以確定最佳的能源供應(yīng)方式：1、熱電聯(lián)產(chǎn)供暖方式：這種供暖方式是高品位能量發(fā)電，低品位能量供暖，發(fā)電效率為約30%，供暖效率為約65%，總效率為約95%，能量利用率較高。

式中：η—總熱能利用率，%；W—發(fā)電量，KW；Q2—供暖用熱量，KW；Q1—鍋爐產(chǎn)生的總熱量，KW。2、中小型區(qū)域鍋爐房集中供熱方式：區(qū)域鍋爐房可以是燃煤、燃?xì)狻⑷加突螂婂仩t方式，但都要通過管網(wǎng)輸送到每個用戶，導(dǎo)致30～40%的熱網(wǎng)熱量浪費。水泵電耗為輸送熱量的1～1.5%，熱源效率遠遠低于熱電聯(lián)產(chǎn)方式。燃煤的同時環(huán)境污染也較嚴(yán)重。熱量利用率只有60%～70%。

式中：η—總熱能利用率，%；Q1—鍋爐產(chǎn)熱量，KW。3、家庭小型燃煤爐供暖方式：這種方式，由于鍋爐熱效率太低，是最不好的方式，即污染環(huán)境，熱能利用率也低，大約40%左右，而且是高品位能量，低品位利用。4、家庭小型燃?xì)鉄崴疇t供暖方式：應(yīng)該大力推廣這種方式。節(jié)省外網(wǎng)和建筑內(nèi)管網(wǎng)的投資約30～50元/m2。沒有外網(wǎng)及管網(wǎng)的熱損失，可以節(jié)省熱量30～40%。由于燃?xì)忮仩t效率較高，能量利用率在85～90%之間。5、辟直接孔電熱繳：是警在房五間內(nèi)過設(shè)置追電暖少氣、野電熱園膜、任加熱汽電纜愈等方守式。斤這種言方式啊電能宗利用翠率為休10門0%獄，但光發(fā)電爸效率鄭只有打30陪%，辭也就的是電購熱采灶暖的長總能撫效率蜘為3話0%遠，而欲且發(fā)充電時出造成燥大量地污染陸，所您以這帽種方堵式不息可取替。6、呼電動此空氣記熱泵耳：使外用電墾采暖典最好賊的方恐式是濫熱泵答方式宵。消現(xiàn)耗一算度電薯可以脈得到討3.而5度甚的熱尼量，婆效率穿為3妹50渴%，遷考慮視發(fā)電前的熱正效率潑30竿%，尖空氣杜熱泵俘的總側(cè)體熱苗效率祖為1船05猜%。愈高于申集中促供熱房誠的熱移效率扭。如揪考慮拜把空抖氣熱恭泵同陷家用霧熱水旋器結(jié)妹合，冬總的基能源飛利用傲率可甜達2卵00慰%。理而且夫沒有災(zāi)環(huán)境盡污染由，應(yīng)隱大力格推廣份這種寨方式柴。但由邀于長菠春冬漠季室浩外計慚算溫漸度-網(wǎng)23詳度，剝室內(nèi)恐按2最0度插計算茄。實糊際也素就是訊3左敢右。7、瓜電動臉?biāo)醇葻岜孟樱哼@貼種方華式實照際上誦是把佳夏季依房間辟內(nèi)的堆熱量鳴存于惹地下刺，供彼冬季潤采暖真用。粥冬季甩房間載內(nèi)的水冷量縫存于茶地下字，供鐵夏季碼空調(diào)僅用。坐對于秒吉林悶地區(qū)存冬季扔熱負(fù)嬌荷同禽夏季普的冷悉負(fù)荷池相當(dāng)繡，所當(dāng)以地薦下基娃本上雜保持狡熱平怕衡。要這一于方式擠在西鴿方國遼家廣丹泛采扔用，洞美國催總統(tǒng)種布什尺在農(nóng)集場的處別墅悠就是路采用焦這種港方式冶。采跟用這瓜種方摟式在債采暖黑期可震以消狹耗一海度電豎得到灘4.晨5度瓶的熱衛(wèi)量，榆能量放利用毛率約夠13鉆5%數(shù)，比擔(dān)氣源偉熱泵挺效率折要高晃，而交且沒幻玉有環(huán)搭境污廣染。愛這種背方式遺是東垃北地笑區(qū)建猶筑采良暖空話調(diào)的疲最好裕方式異。8和稅9電融熱膜為和電鐘纜采臨暖方悶式都百是直群接電工采暖象，總艦?zāi)芰克芾靡寺手粴v有3自0%牢，均糞不可軋取。葡高品阿位能害量低寇品位險利用網(wǎng)?；馂V用效叢率很里低?？傊保翰烧襞療嵛鹪醋顥詈玫纳椒绞较嗍堑剌斣?、書水源幸熱泵搶，其臥次是惡家用秧小型哨燃煤佩熱水炎鍋采耳暖，徒再其株次就茂是集擋中供湖熱。八、釀各種互供暖挪方式瞧的能柴質(zhì)分絡(luò)析由火兼用的急定義條可知立，以課做功伶形式蝴傳遞為的能然量全童部是柿火用夠。從嫩上圖除可以宮看出隸，熱取機從匯高溫辯熱源道取熱體為Q推，對導(dǎo)外做偉功為毛W，褲向低忌溫?zé)崤涝捶藕袩釣橄糛0掌，熱路量的唇火用東為：下式完中當(dāng)遠T〈屯T0強時，淹表示置從低性溫環(huán)禿境中尋取得飲熱所傭消耗橫的功紗，這戲就是引制冷艇循環(huán)穴。當(dāng)廁T〉他T0駱時表范示從霧高溫知熱取碰得熱權(quán)量，床對外胃做功巧，這沈就是姑發(fā)電蠟的熱眾力循敢環(huán)。式中被：E易XQ速—能饑量的槽火用猶；W—普對外蜜做功戒量；Q—維從高覆溫?zé)峥h源取桃熱量艷；Q0渡—向怪低溫舍冷源刷放熱輩量；T—叫高溫稻熱源璃的溫東度，然℃；T0草—低液溫冷頃源的賞溫度塊，℃矛。在環(huán)略境條洗件下敬任一特型式腳的能湊量在候理論帽上能威夠轉(zhuǎn)攝換成諒功的智部分卻稱作牙火用植，不商能轉(zhuǎn)會換成據(jù)功的囑部分中稱作瓦火無寧，因秒此能回量等綢于：能量會=火偶用+青火無澡即：救Q=青EX門+A糕X如果計把火張用占狀的比綱例稱榨作能死質(zhì)系旨數(shù)Φ精Q，杰則有苦下式請：式中推：φ毀Q—廁能質(zhì)剖系數(shù)亡，%章；其展他同耽上。在理秀論上盼電能浙和機底械能幼完全請變?yōu)楦扔杏媚旯Α：隳芰哭q=火薯用，建電能交和機留械能碗的能帶質(zhì)很記高，染是高摧級能葛量，葉能質(zhì)闖系數(shù)觸為Φ浮Q=籍1，亂而自倦然界各環(huán)境拳中的匯空氣析和水堤的能笛量最紋低，敢沒有役做功王的能羊力，貝完全減是火底無，秋能質(zhì)拌系數(shù)疑為Φ互Q=漢0，核介于我兩者引之間代的能蓮量有等部分馳火用隔，也崗有一龍部分耽火無壤。熱盲能的楚能質(zhì)仍系數(shù)諸為：在熱輝能利科用中聰有兩糠個原賓則：數(shù)（1輸）不遠能將恰高能炕級的店能量皆用在術(shù)低能浙級的辛地方邀；（2蔽）盡務(wù)量做織到能怕量的悉梯級屢應(yīng)用密，減蒙小應(yīng)齒用的哄級差點。1、令對于夸熱電保聯(lián)產(chǎn)要供熱蘿方式俘，煤燭燃燒衰產(chǎn)生打的高妻溫、須高壓伶蒸汽練先發(fā)凝電，由乏汽麥用于置供熱繩，能瀉量進描行了萍梯級處使用窗，應(yīng)另用比盆較合敏理。掉設(shè)鍋夏爐產(chǎn)傾生的塵蒸汽負(fù)溫度換為4烏50身℃盆，環(huán)敞境溫室度為態(tài)0紹℃，當(dāng)發(fā)完唱電以樣后溫旗度設(shè)里為1釋50蹤蝶℃票，則斥蒸汽守的能類質(zhì)系茶數(shù)為洗：發(fā)完淺電以醉后，花能質(zhì)漲系數(shù)蜘變?yōu)闂睿焊吣芘仲|(zhì)能伯量發(fā)通電，銳低能籃質(zhì)的蹈熱量食進行主采暖攀，實閱現(xiàn)了蔥能量渾的梯艘級利茅用。2、衡對于繞區(qū)域乓鍋爐幟房、愧電熱坡膜采腿暖、乖電纜鐮采暖單、家輕庭小宗型燃青煤、兔燃?xì)獗贌崴佩伈芍髋?，押煤氣竊、煤到和電辮能的粉能級設(shè)為1采，而仆采暖謙所需愉熱量橫的能拆質(zhì)系項數(shù)很盒低，限假如鄙環(huán)境侍溫度奪為0琴℃（筆27顛3K洪），疼采暖刃室內(nèi)抽溫度肌為2受0劃℃（烏29漏3K綠），惠則熱柄量Q嚷的能需質(zhì)系販數(shù)用緩下式君計算英為0牧.0摟68擁，兩攀者相鐘差0寨.9分32姨。也預(yù)就是仆用電宮直接譜采暖利，其劣大部股分火樸用轉(zhuǎn)逼化成灘了沒蘋用的諒火無胃。這智是嚴(yán)園重的糟質(zhì)量塞浪費卡，最向不合酬理的赴用能喉。所雙以一專般情龍況下幅不能廢用電寒熱鍋濤爐、濃電熱年水器舊作為條直接筍采暖眼和空處調(diào)系勉統(tǒng)的嚼熱源狹。能質(zhì)帖利用券率和枕能量席利用永率：能質(zhì)閱利用汽率：熱電壇聯(lián)產(chǎn)秀供暖異方式秋：對于更區(qū)域紡鍋爐望房:對于千家用鬧燃煤仰小鍋稱爐和聞家用囑燃?xì)庥义仩t談、各促種熱何泵方憲式；朵與區(qū)底域鍋虹爐房壯相同促：η1站=6呈.8取%能量指利用沈率：考慮竹供暖播方式憂時，上即要氧求高特的能養(yǎng)量利霸用率愛，也漸要求貍高的惠能質(zhì)等利用奧率，似兩者邀都高說是最脖佳的返供暖路方式轉(zhuǎn)，這壺很難住達到央，其啄中一槍項高活也是龍可以椒采用緊的。以水冰源熱歡泵冬捆季采攔暖為雪例：視消耗恭的是頸電能悠，能鞏質(zhì)系碎數(shù)為姜1，悉而采談暖所妖需能寶量的財能質(zhì)尋系數(shù)榜為0尖.0觸68際.能振質(zhì)利能用率再就是卸0.勺06姥8，逼6.場8%穗.而愛能量偉利用柳率是蒼13畝5%犧.所惜以雖綠然能連質(zhì)利玻用率筋低，毅但能兄量利組用率梁很高齒，也蔥是比纏較好秘的方舟式。九、嗎結(jié)論熱電聯(lián)產(chǎn)供熱方式區(qū)域鍋爐房供熱方式家庭燃煤熱水爐供熱方式家庭小型燃?xì)鉄崴疇t供暖方式水源熱泵供暖方式地源熱泵供暖方式氣源熱泵供暖方式電熱膜及電纜采暖方式能量利用率η1%9560～70408513513510530能質(zhì)利用率η2%56.96.86.86.86.86.86.86.8從上谷表可仙以得貧出如仔下結(jié)播論:1、做水源尊熱泵俯、地筑源熱倆泵、幻玉氣源粗熱泵貴方式浙，都匹是耗僅電進商行采專暖和灶空調(diào)燭，能答質(zhì)利串用也順不太悠合理移，但冒能量塔效率蝕高，吊還是壺可以秤大力致推廣鵝?？振R調(diào)冷沈源供倘應(yīng)與封熱源事供應(yīng)術(shù)類似宅，不煎重復(fù)粉。2、葡熱電閱聯(lián)產(chǎn)旺集中賞供熱嬸方式控，這還是一蓮種節(jié)危能環(huán)長保型與供暖統(tǒng)方式狀，也嫩