新能源技術課件資料

空調節(jié)能技術制作者：徐小紅紡織空調節(jié)能：紡織廠能源消耗成本：

從統(tǒng)計到的資料顯示，在棉紡織廠僅電力能源消耗，就占據了整個運營成本7%~12%，不含蒸汽和水的消耗（取決于生產過程的類型），如果計入蒸汽和水的消耗，那么，整個能源成本就占到了15%以上。（未考慮染整）在一個紡織車間中，空調系統(tǒng)的電力消耗占據了整個能源消耗的重要份額。???工序紡部織部紡織機械70%20%照明5%2%空調、冷凍及除塵20%13%空壓5%65%

基于紡織空調系統(tǒng)占能源消耗比重的15%~25%，紡織廠需要在這方面提供有效的解決方案來降低或者最小化能源成本。一、紡織廠需要考慮的基本設計注意事項：

1、建筑物的外部負荷最小化提高屋頂和外墻的保溫性，能夠降低夏季得熱，降低冬季失熱，降低風量，降低制冷量，降低制熱量，降低能耗和運營成本。

2、空調節(jié)能設計基本要點：

①、盡量減小送風和回風的阻力損失送風-一般要求送風管最大風速低于8.5m/s（發(fā)泡板）-如果可能，將送風管直接連接至風機出風口

室內回風-一般要求最大風速為6.0m/s-要求盡量保證地溝墻面的平滑，減小回風阻力-按要求配備風機馬達，避免大馬拉小車--降低能耗（長遠收益）

②、避免風道漏風現(xiàn)象送風管確保安裝在吊頂上的送風管密封性和保溫性能良好除塵風管由于除塵風管中存在高壓，管道系統(tǒng)的密封性就顯得尤為重要。保證漏風率在3%-5%之間。③、從空調室設備結構形式上減小阻力損失噴淋室-選擇稍大的噴淋室（避免噴淋室斷面風速過高）-降低速度=降低噴淋室阻力-降低過水量-降低噴嘴的壓力=降低噴淋水泵壓力

空氣過濾器-選擇在標配容量之內的過濾器軸流風機-選擇在高效率點運行的軸流風機在軸流風機進口安裝喇叭口，出口安裝擴散筒-新風和排風防雨百葉的限制最大流速為4.5m/s優(yōu)點：-降低流速，降低壓頭，降低損耗，高效=降低能耗④、避免使用以下方法：-在旋轉空氣過濾器(LDF)上使用低效率的濾布（低阻=低能耗=低過濾效果），盡管這些方法可以降低能耗，同時也節(jié)約成本但因為他們同時也會帶來其他問題（如高粉塵濃度等），建議使用這些方法；同時不要使用過高密度的濾布，而帶來高阻力，增加能耗。⑤、控制系統(tǒng)任何空調系統(tǒng)的運作，如果脫離了設計精良或功能全面的控制系統(tǒng)，是不可能實現(xiàn)和保持穩(wěn)定的室內條件，同時他們也會消耗大量的能源。生產車間如果在不穩(wěn)定或不可控的條件下，是很難使所有的設備發(fā)揮最大的生產效率，生產出高品質的產品。故選擇空調時需優(yōu)先考慮優(yōu)良的空調控制系統(tǒng)，它需要達到并保持所需的全年室內條件（不考慮周圍環(huán)境和內部負荷的變化），盡量減少能耗，整個空調系統(tǒng)應處于一個全自動的焓值控制系統(tǒng)中

二、空氣調節(jié)和后期維護節(jié)能①、夏季焓值控制-在夏天使用有冷凍水系統(tǒng)的空調系統(tǒng)最好使用焓值控制。室外空氣參數總是隨時間變化而變化，而內部環(huán)境相對穩(wěn)定。焓值控制可以把冷凍站的能耗降到最低。當新風焓值高于回風焓值時，盡量使用回風而非新風是最經濟的做法；而當新風焓值低于回風焓值時，應該盡量使用新風。當新風焓值低于送風焓值時，應該停止使用冷凍水。②、噴淋水泵變頻控制在大多數期間，室內溫濕度要通過調節(jié)噴淋泵的流量來控制。通過控制/調節(jié)噴淋水泵（變頻器）的轉速來控制水泵流量，達到上述目的是比通過控制蝶閥更經濟的解決方法。顯著的節(jié)能效果（30-50%）③、變風量控制可以控制軸流風機的轉速（通過變頻器）來調節(jié)空氣流量進而控制室內溫濕度。優(yōu)點：-大幅度節(jié)省能源消耗容易調試，調節(jié)風量，系統(tǒng)平衡。變風量控制系統(tǒng)的節(jié)能假設平均負荷率為80%，采用變風量控制系統(tǒng)，送/回風機大約可以節(jié)省42%的能耗。如果負荷率達90%，節(jié)能約為23%。

④、大小環(huán)境送風系統(tǒng)該系統(tǒng)是直接用于織布機的空調系統(tǒng)。-2個獨立的送風系統(tǒng)，一個用于車間大環(huán)境，另一個將高濕度的風送到布機的經紗上方-直接安裝在每臺織機上方的專利風口，低紊流，低風速-回風口直接在布機的下方與傳統(tǒng)的空調系統(tǒng)相比，大小環(huán)境系統(tǒng)有以下優(yōu)勢??傳統(tǒng)空調系統(tǒng)大小環(huán)境系統(tǒng)車間相對濕度75%65%經紗上方相對濕度60-65%75-80%經紗上方粉塵濃度0.5mg/m30.2mg/m3風量100.00%63.0%（相對于傳統(tǒng)空調）能耗100.00%70.0%（相對于傳統(tǒng)空調）

該系統(tǒng)的主要特點是將工藝性空調與環(huán)境舒適性空調合二為一的復合式系統(tǒng)，采用兩套送風管道：其中一套平行懸掛在每行織機的上方，通過特制的送風口（專利產品）對織機進行工藝送風，該裝置能產生低湍流空氣流，維持經紗處理必要的空調要求，并確保紡織過程中溫濕度的穩(wěn)定；而位于天花板下方的第二套送風管則對車間環(huán)境舒適空調。回風連同灰塵和飛花將直接進入織機下方的回風地溝。

大小環(huán)境送風系統(tǒng)保證了織物工作面的工藝濕度，而降低了整個車間環(huán)境的濕度（與傳統(tǒng)大送風系統(tǒng)相比）。并且大大減少了能量消耗以及紡織工作區(qū)內空氣中的灰塵和纖維含量。同時在相對較低濕度的環(huán)境中工作，也增加了操作人員的舒適度，保證了工作人員的身體健康。②、定期保養(yǎng)紡織行業(yè)的空調系統(tǒng)是每天24小時不停頓的工作，而且工作環(huán)境很差。為了保證整套系統(tǒng)穩(wěn)定高效的運作以創(chuàng)造一個理想的室內環(huán)境，定期對主要部件進行檢查，保養(yǎng)和清潔是必不可少的工作。定期對噴淋池和噴嘴清潔定期對所有換熱器清潔（冷凝器，蒸發(fā)器）定期對冷卻塔清潔定期對所有水過濾器清潔和檢查保證轉籠的自動收塵系統(tǒng)功能正常定期清潔/檢查/如有必要，替換轉籠的濾布保證所有變速裝置（變頻器）功能正常檢查/校準所有現(xiàn)場傳感器（溫度，濕度）太陽能的應用太陽能手提燈太陽能的應用太陽能汽車太陽能的應用太陽能發(fā)電站三、風能1、風能：風能是指空氣的動能。2、風能的形成：地球表面接受太陽輻射能的不同，使各地大氣溫度不同，造成大氣密度和氣壓的差別從而形成風。所以風能是由太陽輻射能轉化過來的。3、風能的應用：風力發(fā)電：建風力發(fā)電站

風帆助航：風帆的使用

風力提水：風車的使用

風力致熱：風力機的使用4、風能的開發(fā)價值：風能是地球上無所不在、永不枯竭的能源。地球上近地層風能總儲量約為1.3×1012kW,但目前開發(fā)利用的只是極少的一部分。據估計，全世界每年燃燒所獲得的能量不及風力1年內提供的能量的1/1000。我國風能儲量估計為1.6×109kW，在世界上排位第三，可開發(fā)利用的約為1/10?？梢杂行Ю玫娘L速范圍為3m/s～20m/s。風能與其他能源相比，具有明顯的優(yōu)勢，蘊量大、分布廣、可再生、無污染。風能作為新能源有著巨大的發(fā)展?jié)摿?，特別是對于沿海島嶼、邊遠地區(qū)、草原牧場以及遠離電網的農村、邊疆，作為解決生產和生活能源的一種可靠途徑，有著十分重要的意義。風能的應用風力發(fā)電風能的應用澳大利亞風力發(fā)電風能的應用四、氫能1、氫能

氫能是指氫在發(fā)生化學變化和電化學學變化過程中產生的能量。2、獲得氫的主要方法

（1）電解法（2）熱化學法（3）光電化學法（4）重整法

3、氫能的利用（1）直接燃料氫氣目前主要用作火箭的高能燃料。此外還可用作飛機、汽車的燃料。（2）燃料電池的燃料燃料電池是一種把燃料的化學能直接變成電能的裝置。氫燃料電池以氫為燃料，通過氫、氧燃燒反應產生電能。一種10kW～20kW的堿性H2-O2燃料電池已成功用于航天飛機。（3）能源轉換介質（能源中間載體）氫與很多金屬或合金的的氧化反應都是可逆的，而且反應過程中伴隨著熱能、機械能和化學能的轉換。（4）作為發(fā)電燃料通過燃料電池或燃氣-蒸汽渦輪發(fā)電裝置發(fā)電。（5）作為家用燃料如燃氫的家用熱水器、取暖器和炊灶等。

氫動3號4、氫能的開發(fā)價值

氫氣熱值高，燃燒產物是水，完全無污染。而且制氫原料主要也是水，取之不盡，用之不竭。所以氫能是前景廣闊的清潔燃料。氫能燃料火箭

1、海洋能

海洋能是蘊藏在海洋中的可再生能源。海洋占地球面積的71%，卻集中了地球上97%的水量。太陽到達地球的能量，大部分落在海洋的上空中和海水中，部分轉化為各種形式海洋能。海洋能是潮汐能、波浪能、溫差能、鹽差能、潮流能和海流能等不同的能源形態(tài)。其中，溫差能是熱能，潮汐、波浪、海流都是機械能，海水鹽度差是化學能。這些能量以潮汐、波浪、溫度差、海流等形式存在于海洋之中。

海洋能技術是將海洋能轉換成電能或機械能的技術。五、海洋能

海洋能可以再生，且取之不盡，用之不竭，不會造成環(huán)境污染，還可通過綜合利用（如潮汐發(fā)電可利用水庫發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)）降低成本。在海洋能中，目前有效開發(fā)利用的是潮汐能。世界上大規(guī)模利用海洋能開始于1968年法國建立的朗斯潮汐電站，此電站裝有24臺功率相同的機組，總裝機24萬千瓦。加拿大芬地灣潮汐電站裝機462萬千瓦，單機和總容量最大。日本1250kW容量的波浪能發(fā)電裝置和美國的50kW溫差發(fā)電裝置都已通過實驗。目前國際海洋能的開發(fā)正朝著深層次、大型化和商品化方向發(fā)展。海洋能主要被轉變成電能加以利用，有潮汐發(fā)電、海流發(fā)電、海浪發(fā)電、溫差發(fā)電。2、海洋能的利用（1）潮汐能

潮汐能是由于地球和月球、太陽相互作用產生的能量。潮汐能成因示意圖

潮汐能量與潮差大小和潮量成正比，海洋潮汐以24小時50分鐘為一周期，一周期內有高潮和低潮。潮差在我國沿海最大可達7m～8m，利用潮汐能的最普遍形式是潮水漲落發(fā)電。據估計，全世界的潮汐能源有1.0×109kW，如能充分利用，每年可發(fā)電1.24×108kW·h。潮汐發(fā)電分為兩種形式：一種是潮流直接沖擊水輪機，利用潮流動能發(fā)電；另一種是建造潮汐水庫，在潮差比較大的海灣或河口處構筑攔潮蓄能大壩，形成水庫，并在堤壩內裝上水輪發(fā)電機組。利用漲、落潮位差，把潮汐位能轉化為動能，推動水輪發(fā)電機組發(fā)電。潮汐水庫電站的實際應用更為廣泛。

潮汐電站有單庫單項式、單庫雙向式和雙庫雙向式三種。①單庫單向式只建一座水庫，水輪發(fā)電機組僅在海水落潮時單方向推動水輪機發(fā)電。②單庫雙向式也是只建一座水庫，安裝的水輪機葉輪可正反兩個方向運轉，漲潮落潮均可發(fā)電。③雙庫單向式是通過建三道壩，分隔出兩座彼此相通的水庫，單向水輪機安裝在兩座水庫分隔壩的底部。其中一個水庫安裝進水閘，漲潮時放海水入庫，另一座水庫安裝泄水閘，落潮時向外放水，兩水庫始終存在著水位差，從而達到連續(xù)發(fā)電的目的。世界主要潮汐電站

波浪能是一種在風的作用下產生的，并以位能和動能形式由短期波儲存的機械能。是潮汐和風形成的海洋波浪，從而產生波浪能。波浪能與波高的平方和流動水域面積成正比。海中的波浪具有很大的動能和勢能，據估算，如果把波浪能全部轉變成電能（即波力發(fā)電），則每平方千米海面上每秒鐘的發(fā)電量約為2.0×105kW。海波涌向海岸的動能平均每平方千米含有上萬千瓦的功率。我國沿海蘊藏著的波浪能超過1.7×108kW。

波浪能可用來發(fā)電、海水淡化和從海水中提取金屬等等。（2）波浪能漲潮時退潮時潮汐電站工作原理潮汐能的應用浙江溫嶺江廈潮汐試驗電站全國第一、世界第三法國朗斯潮汐電站

利用波浪能并轉換為其他形式能量的方式有三種：①波浪能轉變成空氣能，以壓縮空氣的形式來做功。能量轉換裝置有振動水柱空腔器、壓縮氣袋以及浮標式波力發(fā)電裝置等。②波浪能轉換為機械能，利用浮體和固定物體之間的相對運動來產生所需要的旋轉運動或往復運動，故又稱為浮體式。能量轉換裝置有搖動浮體式、升降浮體式、點頭鴨式、筏式等。

③波浪能轉換成水位能，再利用水的落差來進行能量轉換。能量轉換裝置有聚波水庫和涌浪裝置。利用波力發(fā)電可分為陸基式和浮動式兩大類。陸基式是將發(fā)電裝置安裝在陸地的固定機座上。浮動式也稱海基式，發(fā)電裝置整體隨波浪漂浮。波浪發(fā)電站示意圖

波浪能供電的燈光浮標

太陽照射在海洋表面，是海洋上部和底部形成溫差，從而形成溫差能。在南北緯30°以內的大部分海面，表層與深層海水間的溫差在20℃左右；而赤道附近海面，表層與深層海水間的溫差達30℃左右。利用表層水（25℃～30℃）和750m深處4℃～7℃海洋區(qū)，可進行發(fā)電。海洋溫差發(fā)電的的一種方法是把表層溫水引進真空鍋爐，在低壓下直接汽化生成蒸汽，蒸汽推動汽輪機發(fā)電。另一種方法是利用溫水加熱低沸點的工質（氨、氟里昂），使其變成蒸汽再去做功。汽由深層海水冷凝，從而構成熱力循環(huán)連續(xù)發(fā)出電能。

（3）溫差能

在河流入?？诘牡c鹽水交界處，假如將鹽水與淡水隔開，即使淡水的水平面與海平面高度相等，淡水也會由于滲透壓而流向海水，具有一定動能，這就是鹽差能。滲透壓與鹽差和溫度成正比。鹽差蘊藏的功率等于滲透壓與滲流流量的乘積。通常在河水和海水交界處，滲透量為1m3/s時，則會有2500W左右的潛在功率，相當25個大氣壓所具有的能量。鹽差能的利用主要是鹽差發(fā)電。其方式有直接耦合式、外混式、內混式等幾種。（4）鹽差能

海水在海中沿水平方向或垂直方向上大規(guī)模流動稱為海流。海流沒有明顯的邊界，但總是沿一定路線穩(wěn)定運動，或成線，或成圈，還有的繞流，可以在接近海面，也可以海中某深度發(fā)生。海流的能量由熱能和動能組成，可利用的首先是動能，動能的功率與流速的立方成正比。據估計，全世界海流能擁有量約50億千瓦。不過海流能的利用處于試驗階段。（5）海流能六、地熱能地熱地球內部具有的熱能稱為地熱能，是地球本身蘊藏的能量?，F(xiàn)代人們常說的溫泉，就是人類的祖先在很久以前就開始利用的一種地熱能。應用形式：地下熱水、地熱蒸氣。應用范圍：發(fā)電、洗浴、取暖、灌溉等地熱循環(huán)地球內部推測溫度分布曲線地熱能的具體利用在工業(yè)上，地熱能可用于加熱、干燥、制冷、脫水加工、提取化學元素、海水淡化等方面。在農業(yè)生產上，地熱能可用于溫室育苗、栽培作物、養(yǎng)殖禽畜和魚類等。例如，地處高緯度的冰島不僅以地熱溫室種植蔬菜、水果、花卉和香蕉，近年來又栽培了咖啡、橡膠等熱帶經濟作物。在浴用醫(yī)療方面，人們早就用地熱礦泉水醫(yī)治皮膚病和關節(jié)炎等，不少國家還設有專供沐浴醫(yī)療用的溫泉。地熱能因價廉、清潔而被稱為是“21世紀的能源”，利用前景十分廣闊。地熱能的應用阿里地區(qū)地熱田地熱能的應用冰島地熱西藏羊八井地熱電站，是我國最大的地熱電站地熱供暖地熱能的應用地熱養(yǎng)殖地熱能的應用地熱務農地熱能的應用七、生物質能

1、生物質能

生物質能是指通過植物的光合作用而將太陽輻射能量以一種生物質形式儲存在生物質內部的能源，也稱為“綠色能源”，包括地球上所有動物、植物、微生物以及由這些生物產生的排泄物和代謝物所具有的全部能量。

世界上生物質能種類繁多，包括農作物與農業(yè)有機殘余物（秸稈、果核、玉米芯、蔗渣等）、木材與森林工業(yè)殘余物（木屑、樹枝、樹葉、樹根等）、動物排泄物、江河湖泊沉積物與水生植物（藻類等）、農副產品加工后的有機廢物、油料作物（棉籽、馬籽、油桐等）、城市生活與工業(yè)有些廢棄物（垃圾和食品、屠宰、制酒、造紙工業(yè)的排泄物等）等。

2、生物質能的種類生物質能的轉換技術主要有三種：直接燃料、熱化學轉換和生物化學轉換。（1）直接燃燒直接燃燒獲取熱量是最簡單的方法，但轉換效率很低，且污染環(huán)境。我國農村傳統(tǒng)的燒柴灶熱效率5%～10%。大力推廣節(jié)柴灶可使熱效率提高到20%～30%，省柴30%～50%，是一種技術簡單、易推廣、效果明顯的節(jié)能措施。目前研制的生物質壓塊燃料可以提高熱效率并能減少污染。（2）熱化學轉換

生物質能的熱化學轉換是指在一定溫度和條件下通過化學方法使生物質氣化、炭化、熱解和催化液化，生產燃料（氣態(tài)、液態(tài))和化學物質的技術。其方法有氣化法、熱分解法和有機溶劑提取法等。3、生物質能的技術（3）生物化學轉化

生物化學轉化技術是通過微生物發(fā)酵方法將生物質能轉換成液體或氣體燃料。它包括生物質-沼氣轉換技術和生物質-乙醇轉化技術。①生物質-沼氣轉換技術

20世紀90年代我國農村廣泛推廣和使用的“沼氣”，就是通過這種生物轉化技術得到的。有機物質在一定溫度和隔絕空氣的厭氧環(huán)境中，通過微生物-甲烷菌的發(fā)酵作用，產生以甲烷為主的可燃性混合氣體（沼氣）。產生沼氣的原料是秸稈、雜草、垃圾和糞便等。甲烷菌有嗜熱菌（45℃～60℃）、嗜溫菌（30℃～45℃）、喜冷菌（0℃～30℃）三種。產生沼氣的裝置主要是沼氣池。沼氣可用作優(yōu)質燃料、動力能源、烘干、養(yǎng)殖等。產生沼氣后的渣料還可用來種蘑菇，沼液、沼渣也是很好的有機肥料。沼氣