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關鍵詞:壓縮機;節能技術;變頻技術;集中控制技術;結構優化;工藝參數調整
壓縮機是一種重要的工業設備,廣泛應用于生產生活的各個方面,空調、冷庫、石油工業、化工工業都離不開壓縮機。但是壓縮機同樣也是耗電大戶,其在生產生活中的運行會造成大量的電力消耗,研究壓縮機節能技術十分必要。
1壓縮機運行節能
1.1壓縮機運行中存在的問題
1.1.1出力低,能耗高。很多工業用壓縮機出于節能考慮,限制壓縮機功率,導致壓縮機壓縮能力低于設計值,尤其是夏季載荷升高時輸送量將明顯下降,由于散熱能力有限,使得生產線其他設備不能滿荷運行,降低了生產效率。壓縮機雙機并聯的運行模式運行效率不高,穩定性欠佳,兩臺壓縮機并聯工作,雖然能夠明顯增加總流量,但是單臺壓縮機的工作流量要比單機工作時低,因此每臺壓縮機的工作效率都下降了,雙機并聯的總壓縮流量要比獨立工作的流量小,而且并聯之后流量增加,管道阻力損失將隨之增大,機組的安全性也受到影響。
1.1.2機組運行狀態不佳。這個問題主要表現在壓縮機運行周期難以滿足設計要求、夏季運行不穩定、故障多發等方面,一些壓縮機設備長期運行,機械、電氣和儀表等構件故障多發,采用事后維修的方式難以實現機組長時間無故障穩定運行,容易出現故障,導致壓縮機停車,影響生產安全。
1.1.3運行維護費用偏高。舊壓縮機維護費用很高,兩機并行時,兩組壓縮機都要備用一套故障多發件,雙備份成本,同時也造成了一些備用件的冗余和浪費。
1.2壓縮機能量調節與能耗
壓縮機一般根據設計工況冷量實際需求選型,一般情況下壓縮機都是全年工作,橫跨冬夏極端天氣,所以面臨著相對復雜的外部環境,而且實際工況和設計方案之間難免存在一定偏差,所以壓縮機功率要有適當富余。現階段,壓縮機能量調節主要有間歇控制運行、吸氣調節、氣缸卸載、旁通調節和無極變速調節等類型,其中壓縮機間歇運行是比較常見的運行方式,環境溫度高于設定溫度,壓縮機將啟動運行,環境溫度下降到設定溫度以下,壓縮機將停止工作。這樣的工作方式適用于環境溫度比較穩定、負載不大的情況,但是實際使用過程中,并非任何時刻環境溫度都趨于穩定,極端天氣和復雜工作環境下,各種生產活動都會造成冷量負載變化,溫度變化頻繁,發動機頻繁啟停,會造成較大的能量浪費,而發電機瞬時電流會污染電網,增加電網波動,壓縮機的壽命也會受到影響,因此變頻技術在壓縮機中也得到了更多的應用。
1.3壓縮機變頻節能
工況一定的情況下,壓縮機制冷量和質量流量成正比,變頻調節的基本思路就是通過改變壓縮機電機轉速來調整質量流量,從而改變總機組制冷量。
2壓縮機節能技術
2.1壓縮機控制工藝參數優化
2.1.1吸入壓力調整。選擇合適的吸入壓力能夠有效降低壓縮機功耗,一般情況下,吸入壓力越低,能耗將越大,特別是壓縮機一段的吸入壓力,因此可適當提高壓縮機的吸入壓力,在一段吸入中增加高效旋風入口分離器,進一步消除進氣管網的阻力,在保證充足處理氣量的同時獲得更高的吸入壓力。
2.1.2壓縮機段間壓降降低。壓縮機段間壓降同樣也是壓縮機功耗的重要原因,為了降低段間壓降,可用高效換熱器代替級間冷卻器,減少不必要的管路設備和彎頭,同時改善操作條件,降低冷卻器結垢程度。
2.2壓縮機結構設計優化
2.2.1三元流葉輪。三元流葉輪是專為氣體流動設計的葉輪結構形式,大型壓縮機一般采用這種結構形式,現有葉輪也可以通過適當的改造使之具有三元流葉輪的特點,顯著改善葉輪的性能。相關理論研究和試運行證明三元流葉輪的使用能夠提高葉輪運行效率最高10%左右,對原有壓縮機葉輪的改造成本較低,但是能夠明顯提高設備生產能力,改善經濟效益,壓縮機的節能性能也將明顯提高。
2.2.2葉輪拋光。葉輪的表面粗糙度和輪組損失之間有著直接關系,可通過精鑄、精車和打磨拋光的方式提高葉輪表面的光潔度。葉輪拋光的方法有很多,包括噴砂、拋光輪、液體拋光、砂帶研拋等,一般根據葉輪實際結構形式和材質選擇合適的拋光方案。對于表面積比較大的葉輪可進行砂帶振動研拋,而結構復雜、多凹穴、凸臺的葉輪可進行液體拋光。
2.2.3壓縮機回流量控制。為了避免壓縮機在工作中出現喘振問題,壓縮機都設置有防喘振控制機構,正常工藝參數下,通過對機組運行參數的監測繪制狀態曲線,并根據喘振線計算喘振控制線,從而獲得喘振流量控制點,通過和入口流量的比對,控制壓縮機回流量,保證壓縮機能夠獲得充足的工作氣體。可改造壓縮機回流手動控制為自動控制,應用更加精確的防喘振控制系統,降低機組能耗。
2.2.4管路布局的綜合優化。為了進一步降低管路內壓降,需要對管路布局進行調整,提高線路布局的合理性,可使用壓損來評定管路布局方案是否合理,如果入口壓力和出口壓力之間壓差不超過5%,表示壓縮機系統管路布局規劃比較科學。在管路中,能夠造成壓損的設備結構件主要有干燥劑、冷卻器、控制閥、彎頭等,干燥劑、控制閥和冷卻器壓損可依據壓損標準計量,彎頭壓損近似于8~10倍等徑管長壓損,通過對壓損設備總壓損的精確計算,降低管路總壓損。除了優化設計,壓縮機日常使用和維護保養工作對壓縮機節能效果也有著很大影響,日常工作中,要采用科學的控制方式進行壓縮機調整,配合預防性維護策略,降低壓縮機的故障率,維持壓縮機的正常性能,從而將壓縮機的節能優勢充分發揮出來。
2.3變頻調節技術
傳統壓縮機一般通過控制流量和壓力工藝來降低壓縮機能耗,達到節能的目的,一般通過閥門節流、旁通回流和排空等方式進行控制,這些調節方式效果顯著、操作簡單,但是會增加管網損耗和能源浪費,而變頻調速技術應用變頻器控制壓縮機電機轉速,改變流量質量,不存在閥門節流損失,從而提高了能源的利用效率。變頻調速在壓縮機中的應用大幅度提高了壓縮機的節能性能,依據流量傳感器輸出信號來調節壓縮機轉速,使壓縮機能夠準確輸出現階段需要的回流量,實現高精度的流量調節,保證壓縮機能夠安全、高效率的運行,在節約能源的同時還強化了壓縮機的卸載能力,降低了運行噪音,設備磨損更緩慢,而功率因數則得到了明顯提高。
2.4集中控制與熱回收
很多情況下壓縮機都不是單機工作模式,而是很多臺同時工作,因此在節能改造中,應用集中控制技術實現多臺壓縮機的集中控制,成為降低能耗節約能源的有效措施。壓縮機開啟的臺數一般都是固定的,當用氣量下降到一定程度,就可以通過集中控制來降低壓縮機的工作時間或者轉速,用氣量繼續下降,性能好,功率大的壓縮機將停止工作,通過徹底停機來消除卸載狀態下的能耗,集中控制來集中調整壓縮機的工作狀態,從而擴大壓縮機的功率范圍,同時減少運行壓縮機數量,降低能耗。熱回收技術的基本思路是,壓縮機高溫油通過熱能回收交換器,將熱量傳遞給冷卻水,冷卻水加熱之后進入保溫水桶儲存起來,回收壓縮機工作熱量。熱回收技術解決了壓縮機自身的散熱問題,省卻了壓縮機的冷卻風機設備投入和能耗。在工作中監測壓縮機主機排氣口溫度,超過80℃熱回收裝置開始工作,保證壓縮機不會過熱,而余熱被轉換為了熱水,可以用作供暖等其他用途。
3結語
節能是工業生產和日常生活中永恒的主題,壓縮機節能技術就是以降低壓縮機工作能耗為目的的節能技術,通過壓縮機結構設計優化和運行參數調整,配合新節能技術的應用,能夠顯著提高壓縮機的節能性能,降低壓縮機工作能耗。
作者:任宏 單位:廣西華銀鋁業有限公司
參考文獻:
[1]梁政,李雙雙,田家林,,梅慶剛,張力文.CNG壓縮機節能技術與試驗分析[J].天然氣工業,2013,(2).
[2]梁政,李雙雙,田家林,梅慶鋼,張力文.L-12/5-250型壓縮機節能改造與效果分析[J].石油礦場機械,2013,(3).
關鍵詞:集輸系統;中轉站;能耗;加熱爐
在石油工業中,油氣集輸的繼開發、開采之后最重要的工藝環節。原油開采、收集和運送所產生能耗直接關系到整個油田的收益情況。目前,石油儲量日益減少,開發難度增加使得開發、開采難度逐年提高,開采能耗也隨之增長,能耗問題亟待解決。本文在進行深入的研究后,通過對標的方式找出油田集輸系統中存在的問題,深挖其節能潛力,并舉出針對降低能耗的具體方案。研究結果對今后集輸過程中的能耗降低具有指導性意義。
1集輸系統不必要能耗產生的原因
在集輸系統中,整個輸油管道中的壓力和溫度都需要維持在一個恒定的溫度和壓力,以保持原油可以在管道中順利的運輸。為了維持在這個壓力和溫度,就必要對管道進行加溫和加壓,以往的加溫加壓只是確保原油可以順利的運輸,造成了加多溫,加多壓的情況。這種過多的加溫和加壓就會造成能源的多余消耗,產生不必要的浪費。本文就此分析并改進、優化整個集輸系統。
2集輸系統的節能技術
2.1加熱設備及工藝的改造與提高
(1)對加熱爐和燃燒器的高效應用和大力推廣針對油田目前存在的問題,應對新型高效加熱爐,如相變爐、超導爐等,加大推廣使用力度,提高油田加熱爐平均運效至78.2%,比改造之前提高了近9.5%,熱力系統形成了一個新的格局,即“使用狀況較好的水套爐,棄用低效的危險爐”同時形成了“新型高效爐”的環境。(2)對加熱爐的更新問題現階段,通過多次試驗和應用新生代加熱爐,如相變爐、真空爐以及熱媒爐等,在運行的安全性和應用的高效性、節能性等方面均達到較為理想的結果。因此,將產能建設、老油田改造及節能等專項工程的經驗結合應用,根據不同加熱爐適應不同的工況條件,先總體規劃,然后分期實施,成為今后建設改造的總體方針,繼而迎來加熱爐更新的時代。(3)加熱爐節能技術的推廣問題全力研究先進技術,引進針對加熱爐燃燒配風工藝、爐體保溫工藝、煙氣熱量回收工藝和燃燒平穩運行工藝等各方面的節能配套技術,能夠有效提高加熱爐的熱效率。除當前生產應用外,應加大對已經應用的無機傳熱余熱利用裝置、自動比例式轉杯燃燒裝置和加熱爐節能環保自控等節能技術的推廣力度。
2.2無功動態自動補償技術
油田生產能力的不斷改變,使油田得實際生產量和油氣集輸泵站原配置設備處理能力產生了些許差異,部分設備能耗大能效低,使高效區的泵機組不能持續穩定運行,進而嚴重影響生產效率受,使得電網運行功率降低,供配電系統對電網功率運行因數的技術指標要求出現偏離現象。針對上述問題的存在,詳細調查并分析后,對其進行實時動態補償應用的試驗,得到了良好的現場試驗應用效果,使油田電網運行的功率因數得到了有效的提高,在提高電力能效綜合利用效率的同時降低了系統損耗,節能效果十分顯著。2.3集輸系統的簡化(1)集油系統流程的簡化根據油井單管常溫輸送技術先導試驗的經驗,加強推廣力度。將現有使用的雙管摻熱水集油工藝變為單管常溫集油工藝,縮減集油系統的工藝步驟。(2)集輸系統生產及運行方式的簡化針對集輸系統運行繁復的問題,應該從其系統運行方式著手,采用越站式集輸,并減少原油進站升溫、升壓的次數,能夠有效地降低原油運輸成本,同時相對地增加原油庫儲量。通過工藝流程的優化,從而實現中轉站壓力越站輸送是主要的簡化措施。(3)集輸過程中油氣處理工藝流程的簡化對于油氣處理系統中存在的問題,可以推廣應用多功能油氣處理裝置和高效三相分離器,同時將原來的三段和二段脫水工藝進一步優化為一段脫水工藝。再采取油水預分離技術,使處理站進站液體的加熱量降低,從而提高系統的效率。
3油田集輸系統的能耗對比
集輸自耗氣是國內集輸系統的耗能大戶,國內平均的18.9%比高效系統要求的5%~10%高出近3倍。可根據各油田的實際情況進行調整,從而降低集輸系統的能源消耗。國內的平均水平與國內先進水平還有一定的差距,一些中小油田可以向一些技術已經成熟的大油田借鑒經驗,從而使油田集輸系統可能高效率的工作。4結束語1)降低集輸系統能耗的技術有熱力設備改造、無功動態自動補償技術、系統簡化。2)在集輸系統中,可以進行跨站式運輸,降低原油進站升溫、升壓的頻率,有效節省原油運輸成本。3)改善加熱爐的工作效率是最有效、最經濟的方法,在合理的情況下應選擇改善加熱爐。
作者:王強 高立新 賈旭楠 單位:哈爾濱石油學院
參考文獻:
[1]孫陽洋,侯永斌,岳陽,等.油氣集輸及處理節能減排的實踐與探索[J].油氣田環境保護,2011(10).
[2]李雪峰.油氣集輸系統的能耗評價與分析[J].應用能源技術,2009(6).
【關鍵詞】暖通;節能;技術
中圖分類號:TE08文獻標識碼: A
隨著我國工業化進程和城鎮化速度的加快,辦公建筑也如雨后春筍般在城市興起,隨著這一現象的出現,城市能耗也在逐年攀升。據統計,在城市能耗中,建筑能耗已經占據社會總能耗的 27%,有些城市則接近 40%。而在辦公建筑能耗中,暖通空調系統所占據的比例屬最高,因此如何提高暖通系統的工作效率,降低暖通工作系統的能耗對于我國建設資源節約型社會和走新型工業化道路有著至關重要的作用。
一、 暖通節能技術體系的現狀問題
1.暖通節能體系包含設計不完善、施工浪費、運行管控不佳等問題。在設計管控層面,其節能效果尤為顯著,然而實踐設計階段中,工作人員卻沒有施以充分重視。再加上暖通工程規劃設計持續周期時間較短,較多設計方為了提升工作效率,追求數量,忽視設計質量,造成一些設計方案在施工建設中暖通系統耗費了很多投資成本,一些工程能耗甚至高出國家標準。
2.伴隨環保節能標準要求水平的持續提升,一些新型設計方案持續涌現,各類方案均包含一定的自身優勢與缺陷。在豐富的設計方案面前,基于觀察考量問題的視角、基點存在差異性,因此令各層面評價結論存在一定差異,還會引發較大出入的現象。基于欠缺客觀、公正、科學良好的方案設計評價方式,令設計工作人員常常無所適從,不知曉如何在較多方案之中尋找最為適合的節能手段策略。由于較多形象工程項目投資方以及使用方并不一致統一,令暖通工程項目設計僅注重一次投資管控,卻忽略了后期運行維護成本,令節能問題無法在計劃范圍內得到良好的控制。
3.一些建筑工程維護體系結構保溫功能并沒有受到工作人員的充分重視,他們在設計規劃階段中常常僅注重外觀效果,形成了過大的窗墻比,且由于大量應用玻璃幕墻,令維護體系結構呈現出不佳的保溫性能,并形成了維護體系的較大傳熱損耗。設計階段中則由于工作人員單純考量立面效果,令節能因素較少被引入設計階段中予以充分重視。暖通工程運行管理階段中,一些工作人員并沒有經過專項培訓,他們普遍認為僅僅令設計符合標準便可。因而令較多操作人員欠缺暖通節能的必要常識與技能,無法在系統工作階段中,依據人員變更、實際負荷標準以及室外參數更新做好適應性調控,進一步形成了顯著的能量耗費現象。通過實踐調查我們發現,應用同一類運行管控系統,由于管理人員的差異會令系統能耗呈現高達50%的差距。
二、建筑設計中暖通節能技術的運用
采用地源熱泵空調技術
暖通空調的設計是一個細致而又龐大的工程,說它細致是因為它的技術性非常強;說它龐大是因為它是一項公共工程,它關系著廣大的用戶的居住的環境。在現階段的建筑設計中采用地源熱泵空調系統是一種以使用可再生資源、節能環保的空調系統。在冬季以吸收地下水或土壤等天然的能量供應建筑取暖,而在夏季的時候,通過熱泵向供熱資源釋放熱量,使其給建筑物提供冷量。而地源熱泵系統按照自然資源的形式主要分為地表水熱泵系統和地下水熱泵系統。而地下水熱泵系統又分為開式和閉式兩種形式,其中開式的主要原理就是將地下水直接供應到熱泵機組,之后將井水再回灌到地下;而閉式的基本原理是將地下水輸送至換熱器中,進行二次換熱。很多的空調系統以水源作媒介進行換熱。
加強各種新興環保能源的利用
(一)采用天然氣作為空調制冷設備的能源,天然氣是繼煤炭和石油之后的第三大常規能源,能夠有效控制二氧化碳和二氧化硫的排放量,減少環境污染,對人體健康危害降低。使用天然氣為能源的制冷空調市場前景廣闊。
(二)利用各種可再生資源,如地源熱、地下水、太陽能、自然風、海洋能等自然資源。地源熱泵空調,是利用在冬季吸收土壤、地下水、地表水等天然資源的能量,向建筑提熱能,夏天向天然資源釋放熱量,給建筑物供冷的一種高效節能的空調系統。主要用于居民住宅、別墅、學校以及商業建筑。太陽能空調利用太陽光的輻射為能源進行制冷工作。 它的使用,彌補了供電不足的缺口,緩解了供電壓力,也非常環保,不會帶來傳統電空調使用過程中所帶來的城市熱島效應,并且由于太陽能空調的使用原理中并不包括氟利昂,就不會產生相關的有害物質致使大氣環境遭受破壞。是名副其實的綠色節能空調。我國地大物博,所發現的地熱以中低溫為主,大部分是低溫熱水型資源適宜直接利用。而、云南和臺灣的高溫地熱可用作高溫熱泵,沿海地區的海水源熱泵前景也非常廣闊。
空調系統應采用節能設計
設計主要采用循環方式的冷熱水空調系統,用這種設計可以有效地節省克服靜水壓力所需的輸送消耗,并且能延長管道的使用壽命來防止腐蝕。經過在技術方面與經濟方面的比較后確定了冷熱水設備的配置,相對于中小型的工程,水溫的要求需要一致,可以選擇冷源側定流量和負荷側變流量的一次泵系統。各區域的水溫要求不一致或者管路阻力懸殊,分區設置二級泵。這樣的設計會有很大的節能空間,還可以采用冷源側和負荷側均變流量的一次泵變頻交流量水系統,分別將冷熱水的循環進行分項控制。 在暖通的設計方面采用了恒溫恒濕空調的再加熱,這樣對能源很好的實現了二次利用,并且在根本上改變了恒溫恒濕空調領域的電加熱或其它能源的再加熱,非常大的降低了總能耗的消耗,節能效果極其顯著。
以大廈內部的一些房間采暖為例,以上的設計很好的減少了供熱能耗的損耗,因此設置了地板采暖的方式,實現了比較充分地節能。在此過程中采用變頻控制的方式,設計空調系統的風機,調節送風量,很好的達到節省風機運行電耗的節能目的。而對于空調的冷水機組成系統的設計,為了減少系統運行中的能耗,采取了熱泵冷熱水系統的連通管設置,有效的避免了在部分冷負荷時啟動熱泵機組。
4.改善建筑圍護結構的保溫性能, 減少冷熱損失
對于暖通空調系統而言, 通過圍護結構的空調負荷占很大比例, 而圍護結構的保溫性能決定圍護結構綜合傳熱系數的大小,亦即決定通過圍護結構的空調負荷的大小。所以在國家出臺的建筑節能設計規范和標準中, 首先要求的就是提高圍護結構的保溫隔熱性能。適當增加墻體、屋頂的保溫性能, 可以減少通過這些圍護結構產生的冷熱負荷。例如: 采用新型節能墻體—小型混凝土空心砌塊做墻體可有效減輕建筑物的負荷, 其墻體傳熱系數K = 0. 54 W/ m2 , 比傳統黏土實心磚墻節能一倍以上。根據權威部門對住宅圍護結構的熱工測試結果證明, 住宅內熱量40%~50%是通過門窗損失, 所以應盡量采用密封性好、保溫節能的新型塑鋼門窗。
5.冷熱回收利用的研究運用, 實現能源最大限度的利用
目前許多空調系統冷熱回收利用研究也在蓬勃開展, 如空調系統排風的全熱回收器, 夏季利用冷凝熱的衛生熱水供應等, 都是對系統冷熱的回收利用, 顯著提高了空調系統能源利用率。從節能考慮, 將系統中需排掉的余熱移向需要熱的地方去是節能的一種趨勢。全熱交換器的熱傳遞效率現可達到75% ~ 80%。還有一些常用熱回收裝置, 如熱管換熱器、板式換熱器、熱回收環路等。相對來說, 熱泵系統回收方式更普遍, 熱泵可以回收100℃-120℃以下的廢熱, 可利用自然環境( 如空氣和水) 和低溫熱源( 如地下熱水、低溫太陽熱和余熱) 來節約大量采暖、供熱燃料, 是一種新型的高效利用低溫能源的節能技術。如果熱泵與直接接觸式熱回收設備聯合使用, 其熱回收效率比單一設備要高得多。
三、結束語
隨著社會的發展,資源緊張已經成為影響國家發展的重要因素,所以,對能源進行高效、合理地利用具有重要的意義,暖通節能技術的研究和實踐,對于緩解資源緊張有重要的意義。
參考文獻:
關鍵詞:集中式空調 節能 操作運行管理
中圖分類號:TE08 文獻標識碼:A 文章編號:
前言 隨著科學技術的飛速發展,工農業生產水平的提高,人民文化生活的改善,集中式空調在樓宇建筑中的應用日趨廣泛。樓宇集中式空調系統是一個龐大的設備群體,大量的統計結果表明,空調系統所消耗的電能,一般賓館、寫字樓空調能耗約占建筑總能耗的30%~40%,大中型商場空調能耗則高達50%,有的空調系統建筑物總能耗中空調能耗約占60% 或者更多。因此,空調節能意義巨大。
空調節能技術及方法
(一)冷凍基礎理論簡述
冷凍循環過程文字表述:
由蒸發器(4)出來的狀態為1(T1,P1)的氣體冷媒;經壓縮機絕熱壓縮以后,變成狀態2(T2,P2)。被壓縮后的氣體冷媒,在冷凝器(2)中,等壓冷卻冷凝,經狀態3(T3,P2)而變化成狀態4(T3,P2)的液態冷媒,再經節流閥(3)膨脹到低壓(P1),變成狀態5(T1,P1)的氣液混合物。其中低溫(T1)低壓(P1)下的液態冷媒,在蒸發器(4)中吸收被冷物質的熱量,在P1下氣化,變成狀態1(T1,P1)的氣態冷媒。氣態冷媒經管道重新進入壓縮機,開始新的循環。這就是冷凍循環的四個過程。
2、冷凍理論分析空調節能途徑(一)
(1)冷凍系數∑=Q1-W=Q1(-Q2)-Q1
式中 Q1--冷媒從環境(冷物體T1)吸收的熱量,為正值;Q2--冷媒向環境(熱物體T2)放出的熱量,為負值。
W--壓縮機對物系(冷媒)所作的功,為負值。
文字表述: ∑表明外加1個單位的功,冷凍劑從冷物體所能夠吸取能量。它是衡量冷凍循環效率的一個重要指標。
3、冷凍理論分析空調節能途徑(二)
(2)理想冷凍循環(可逆循環)
數字表達式: ∑可=Q1(-Q2)-Q1=T1 T2-T1
式中:T1―冷物體的絕對溫度(蒸發溫度)
T2―熱物體的絕對溫度(冷凝溫度)
文字表述:對理想冷凍循環來說,因為每一部都是可逆的,故理想冷凍循環的效率可為最大。而且與T1、T2有關,而與冷凍劑無關。
分析:當蒸發溫度T1升高時,冷凍系數升高;T1降低時,則反之。
當冷凝溫度T2降低時,冷凍系數升高;T2升高時,則反之。
4、冷凍理論分析空調節能途徑(三)
(1)在T--S 圖上求算冷凍能力
由冷凍循環的T-S圖分析可得:
標準冷凍工況為(1-2-3-4-5-1)其制冷量積分面積Q1;
當冷凝溫度降低至T2’時,其冷凍工況為(1-2-3-4’-5’-1),其制冷量積分面積為Q1+Q1’;
當蒸發溫度升高至T1’時,其冷凍工況為(1-2-3-4-5’’-1),其制冷量積分面積為Q1+Q1’’。
(2)改變操作工況分析冷凍量的變化案例分析
(a)冷凍機以氨為冷媒。標準運行工況:
蒸發溫度T1=-15℃
冷凝溫度T2=30℃過冷溫度T2’=25℃
制冷量100000KCalh
(b)改變運行工況后:
蒸發溫度T1=-10℃
冷凝溫度T2=25 ℃
過冷溫度T2’=20℃
制冷量135000KCalh。
(5)冷凍理論分析空調節能途徑(四)
冷凍理論與實踐證明
在蒸發溫度一定條件下:
冷凝溫度T2升高1℃,空調冷水機組效率降低約4.2%左右。
冷凝溫度T2降低1℃,空調冷水機組效率升高約4.0%左右。
在冷凝溫度一定條件下:
蒸發溫度T1降低1℃,空調冷水機組效率降低約4.2%左右。
蒸發溫度T1升高1℃,空調冷水機組效率升高約4.0%左右。
(6)冷凍理論分析空調節能途徑(五)
冷凍理論支持節能的途徑方向
A、冷凝溫度越低,冷凍系數越大,可減少壓縮機的電耗。
B、蒸發溫度越高,冷凍系數越大,可減少壓縮機電耗。
C、蒸發過程中所吸收被冷物體的熱量和壓縮機做功產生的熱量是可以回收利用的
根據冷凍理論支持的空調節能的途徑,就可有的放矢的設計相應的節能設備和自動化控制系統以及工藝管路等等,以達到節能改造的最佳化。
中央空調循環水系統變頻節能技術空調運行冷負荷分析:
目前大多數中央空調循環水系統的冷凍泵和冷卻泵轉速都是不可調節的,只要空調一運行,無論負荷情況如何、季節如何,冷凍泵和冷卻泵都是以額定轉速運行,所以能源浪費現象嚴重。節能改造的技術可行性采用交流變頻器控制水泵運行,是目前中央空調系統節能的有效途徑之一。圖一和圖二給出了閥門調節和變頻調速器控制兩種運行狀態的壓力-流量(H--Q)關系及功率-流量(P--Q)關系。
除了節省電能外,變頻器的應用還會給冷水機組運行帶來如下優點:
1)調節水流量,把冷水機組進水和回水溫度控制在適當的范圍內,保證主機的熱交換率,節省主機能耗。
2)管路閥門開啟最大,消除閥門上節流局部損失而節省電能。
3)實現電機軟啟動(最大啟動電流小于額定電流),并有欠壓、過流、缺相、漏電等保護措施,改善了電機運行條件,提高了運行的可靠性。
4)啟動平穩,無沖擊負荷,大幅度降低設備損耗, 延長了設備使用壽命,減少了維修費用。
(4)中央空調循環水系統變頻節能控制
(5)中央空調循環水系統變頻節能技術實際應用的基本條件:
1)廣泛應用于冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔。較大型冷風柜(空氣處理機)以及其他可變負荷的場所。一般節能空間20~50%左右。
2)采用變頻閉環控制電機,按需要設定溫度,使設備系統儲備的熱容量和隨時間季節變化的熱負荷通過轉速自動調節,在滿足熱負荷正常使用的條件下,達到最大限度的節能。
3)需對循環水系統做全面的水力計算求出管道總阻力
P = ∑hf=ho+hc+hjn=ho+(λ•L/d+∑C)w2/2g [mH2O]i=1式中:ho流體靜壓頭[mH2O]hc管路的阻力壓頭[mH2O]hj流體的動壓頭[mH2O]計算該系統的水泵揚程的富裕量是多少?從而確認節能空間。
4)選擇合適位置,設置最小壓力差保護,加強管路降阻管理。
空調系統設計中的節能民用建筑集中式空調系統一般由冷凍主機、冷卻塔、冷卻水泵、冷凍水泵和末端設備等組成。在空調系統的設計及設備選型中均以最大負荷作為設計工況,且留有10%~15% 的余量。但在實際運行中,空調負荷會隨各種因素而變化,最小時甚至還不到設計負荷的10%,存在很大的能源浪費現象。因此,如何在系統設計中對設備進行節能選配就成為空調節能的關鍵。
減少室內的熱負荷
(1)遮陽
減少陽光直接輻射屋頂、墻、窗及透過窗戶進入室內,可采用挑檐、遮陽板(篷)、鍍膜玻璃等減輕外墻、屋面吸收陽光幅射熱,可采用淺色外墻飾面,將絕熱層設在外墻外側和屋頂屋面,或架空屋面。增加外遮陽對夏季冷負荷(或供冷量)減少十分明顯,據中國建筑科學研究院測定,在水泥屋面刷上石灰水,夏季屋面的表面溫度可降低16℃~ 1 9℃ 。
(2) 氣密
提高門窗氣密性,防止縫隙進風。采用塑鋼門窗不僅氣密性好,而且熱阻大,并可降低噪音,減少灰塵。或采用門窗密封條,提高門窗氣密性。房間換氣次數由8次降到5次,建筑物的耗冷可降低8% 左右。因此設計中應采用密閉性良好的門窗。加設密閉條是提高門窗氣密性的重要手段。根據門窗的具體情況,分別采用不同的密封條。如橡膠條、塑料條或橡塑結合的密封條。
(3) 絕熱
采用絕熱材料對墻、屋頂、門窗等進行絕熱,如巖棉、礦渣棉、玻璃棉、聚苯乙烯泡沫塑料、膨脹珍珠巖、加氣混凝土、聚氨酯硬質泡沫塑料、PVC塑料門窗、中空玻璃等,以減少圍護結構的傳熱系數。采用空心砌塊、二層窗等,利用空氣隔熱,也可起到絕熱作用。增設外墻及屋頂的保溫層對冬、夏兩季節能有利。
(4)控制窗墻比
窗墻比是窗洞口與墻的面積比值,增大這個比值不利于空調建筑節能。通過外窗的耗熱量占建筑物總耗熱量的35%~45%。一般規定各朝向的窗墻比不得大于下列數字:北向25% ;東、西向30%;南向3 5%。減少窗、墻面積比,對減少夏季冷負荷有較好的效果。
結束語:
通過空調節能的控制,使得空調使用更加環保。
參考文獻
關鍵詞:汽車節能;節能技術;發動機;變速器;低摩擦;輕量化
全球原油供需形勢不容樂觀。受全球經濟發展、汽車保有量增加等多重因素驅動,全球原油消費量逐年遞增。隨著原油資源的枯竭和原油消費需求的持續增長,未來全球原油供需形勢將更加嚴峻。因此,節能減排是目前全球汽車產業發展的共同趨勢和轉型升級方向。
1發動機
1.1缸內直噴技術(GDI)。GDI是指將燃油噴嘴噴油器安裝于氣缸內,以壓力較高的燃油直接噴入氣缸內與進氣混合,并通過優化和匹配設計,進一步提高噴射壓力,使燃油霧化的效果更為細致,真正做到精準地按比例控制噴油,讓燃油和空氣能夠在整個汽缸內進行均勻的混合,從而實現燃油的充分燃燒的一種技術。采用缸內直噴技術較多點噴射發動機節油2%~5%。1.2增壓技術。渦輪增壓技術是一種利用排氣廢氣的能量沖擊排氣管道中的渦輪,同時帶動進氣管道的渦輪,使進氣增壓后送入到氣缸,從而提高發動機的功率的技術。渦輪增壓技通過減小原來發動機的排量使節能效果達到4%~10%。1.3廢氣再循環技術(EGR)。EGR是將發動機排氣的一小部分再送回氣缸的一種技術。再循環廢氣由于具有惰性會延緩燃耗過程,從而導致燃燒室中的壓力形成過程放緩,減少NOx的生成。廢氣再循環技術通過減緩爆震的影響可提高壓縮比,同時優化點火時間,并降低泵氣損失,達到節能效果。1.4停缸技術(VCM)。VCM是指發動機在部分負荷下運行時,通過相關機構切斷部分氣缸的燃油供給、點火和進排氣,使剩余工作氣缸負荷率增大的一種技術。VCM一般可降低能耗3%~8%。1.5阿特金森循環。現代阿特金森循環發動機使用電子控制裝置,通過推遲進氣門關閉,在壓縮沖程從進氣門排除部分燃氣,減少進氣量,從而實現膨脹比大于壓縮比,提高燃油利用率,達到節油的目的,一般可帶來2%~8%的能耗降低。1.6清潔高效柴油機技術。由于柴油機的壓縮比較大,目前主要采用電控的高壓共軌噴射,通過高壓油泵加壓,帶電磁閥的噴油控制噴油時機和噴油量,實現對燃油的噴射的精確、高效控制。目前,與同等動力水平的自然吸氣汽油機相比,清潔高效柴油機能耗要降低15%~30%。1.7可變氣門正時和升程技術(VVT和VVL)。VVT是一種根據發動機的運行情況來調節氣門的開合時間、角度的技術。VVL是一種根據汽車運行情況來調節發動機氣門升程的技術。可變氣門正時和升程技術已成熟應用。
2高效變速器
2.16MT。6MT即含有6個前進擋的手動變速器,結構上僅是比5MT多出一組齒輪,在同樣的發動機轉速下可以跑得更快,在相同的速度下行駛,6MT的轉速低于5MT,從而達到了節油的效果,一般較5MT節油1%~3%。2.2多檔AT。在傳統4檔位自動變速箱基礎上增加的每個檔位,都幫助發動機處在一個很好的工作狀態,因此提高了潛在效能。5AT較傳統4AT能耗降低2%~3%、6AT較傳統4AT能耗降低3%~5%、7AT較傳統4AT能耗降低5%~7%、8AT較傳統4AT能耗降低6%~8%。2.3機械式自動變速器(AMT)。AMT在不改變原車變速箱的主體結構的基礎上,通過加裝微電腦控制的電動裝置,取代原來由人工操作完成的離合器的分離、接合及變速器的選檔、換擋動作,實現換檔全過程的自動化。采用AMT技術后,與傳統AT相比,AMT整車能耗可降低5%~10%。2.4無極變速器(CVT)。CVT是通過主動輪與從動輪的可動盤做軸向移動來改變主動輪、從動輪錐面與V型傳動帶嚙合的工作半徑,從而改變傳動比。與傳統4AT相比,CVT一般可降低能耗2%~6%。2.5雙離合自動變速箱。雙離合自動變速箱融合了手動變速箱和自動變速箱二者的優點。一個離合器控制單數檔位齒輪,另一個離合器控制雙檔位齒輪。當一個檔位正在工作時,相鄰檔位的齒輪進入嚙合狀態,當換擋時刻來臨就可以只通過操縱離合器來實現換擋。相較于4AT,能耗可降低2%~7.5%。
3低摩擦技術
3.1低滾阻輪胎汽車行駛過程中,會產生各種各樣的行駛阻力,其中近80%為空氣阻力,其余20%為滾動阻力。汽車油耗有相當一部分用于克服輪胎摩擦阻力。據有關機構測定,輪胎滾動阻力每降低7%,就可使汽車燃油消耗降低1%。3.2低風阻設計汽車風阻是指汽車的外部與氣流作用產生的阻力。據有關數據顯示,在同等風速下,風阻系數每降低10%,能耗可降低7%。
4輕量化技術
減少汽車自身質量是降低油耗的最有效的措施之一。據相關數據顯示,汽車自重每減少10%,NEDC工況下能耗可降低6%~8%、排放降低5%~6%。4.1輕量化的結構設計及優化利用。CAD、CAE技術,可以準確實現車身實體結構設計和布局設計,對各構件的開頭配置、板材厚度的變化進行分析,并可從數據庫中提取由系統直接生成的有關該車的相關進行工程分析和剛度、強度計算。4.2先進輕量化材料的應用。鋁合金是目前汽車材料中應用最多的輕質材料,各項相關技術也比較成熟。鎂鋁合金已經應用于儀表板骨架和橫梁、發動機缸體、進氣支管等;高強度鋼已經應用于汽車車身、底盤、懸架等零部件上;鈦已經應用于氣門等部件;塑料是汽車使用得最多的非金屬材料,已經應于儀表盤、側圍內測板等。4.3輕量化工藝。內高壓成形技術在汽車制造中的應用有排氣系統異形管件、副車架總成等。激光加工技術主要應用于拼焊板制造、白車聲零部件加工等。采用激光技術制造車身,車身質量減輕20%。半固態加工技術適用于具有較寬液固共存區的合金體系。超高強度熱成型技術主要用于生產輕量且超高強度的沖壓件,質量減輕20%以上。
5先進電子電器
5.1智能節油系統(STT)。STT是一套控制發動機啟動和停止的系統。此項技術在一般路況條件下可以降低能耗5%左右,而在擁堵路段最高可降低能耗10%~15%。5.2電動助力轉向系統(EPS)。電動助力轉向系統是通過轉矩傳感器與轉向軸鏈接在一起,當轉向軸轉動時,轉矩傳感器開始工作,把輸入軸和輸出軸在扭桿作用下產生的相對轉動角位移變成電信號傳給ECU,ECU根據車速傳感器和轉矩傳感器的信號決定電動機的旋轉方向和助力電流的大小,從而完成實時控制助力轉向。與HPS(機械助力轉向系統)相比,EPS可降低能耗1%~2%。5.3電子節溫器。電子節溫器是指車輛冷卻液溫度調節、冷卻液的循環、冷卻風扇的工作等均由發動機控制單元控制的裝置。電子節溫器相對于裝備傳統冷卻系統能夠降低能耗1%~2%。5.4可變排量機油泵。可變排量機油泵是指一種可以根據發動機的實際機油量需求量來調節供油量的機油泵。該變量泵技術使得發動機在中高速下的主油道壓力保持一個相對恒定值,在滿足發動機機油需求的同時,減少功率消耗,起到節能減排的作用,一般能降低發動機1%~2%的燃油能耗。5.5再生制動能量回收。車輛在制動或減速過程中耗費多余的能量,將這些能量回收利用能夠降低車輛的能量消耗,提高燃油的經濟性。目前該項技術多用于混合動力與新能源車型。
6替代燃料
替代燃料汽車是指使用其他類型燃料,部分或完全取代石油基燃料(汽油、柴油)的汽車。替代燃料總體上可劃分為三類:醇、醚、酯類等含氧燃料,合成油,氣體燃料。替代燃料汽車與傳統內燃機汽車的結構、工作原理、節能技術應用一致。一般只需根據替代燃料的主要物化性能,對原內燃機汽車發動機和燃料供給、儲存系統及相關零部件進行必要的技術改造即可。通過專用技術、專機開發,充分利用天然氣高熱值等燃料特性,提高節能效率。
7混合動力
混個動力是指同時裝備兩種動力來源—熱動力源與電動力源。混合動力是目前技術成熟、節能效率最高、社會成本最低且在世界范圍內接受度高的乘用車動力系統。混合動力系統主要由內燃機、電動機、動力電池與機械傳動系統組成。應用怠速啟停、低速電動、小型化、能量回收等技術可實現高達30%的節能效果。
作者:康寧 張偉 靳永言 張士偉 單位:長安大學汽車學院
參考文獻
[1]張新元,淺談汽車節能技術與節能方法[J].科技展望,2017(3):120.
【關鍵詞】建筑節能;保溫
1 建筑外墻內保溫技術
外墻內保溫施工,是在外墻結構的內部加做保溫層。內保溫施工速度快,操作方便靈活,可以保證施工進度。內保溫應用時間較長,技術成熟,施工技術及檢驗標準是比較完善的。被大面積推廣的內保溫技術有:增強石膏復合聚苯保溫板、聚合物砂漿復合聚苯保溫板、增強水泥復合聚苯保溫板、內墻貼聚苯板抹粉刷石膏及抹聚苯顆粒保溫料漿加抗裂砂漿壓入網格布的做法。
2 建筑外墻的外保溫技術
外保溫是目前大力推廣的一種建筑保溫節能技術。外保溫與內保溫相比,技術合理,有其明顯的優越性,使用同樣規格、同樣尺寸和性能的保溫材料,外保溫比內保溫的效果好。外保溫技術不僅適用于新建的結構工程,也適用于舊樓改造,適用于范圍廣,技術含量高;外保溫包在主體結構的外側,能夠保護主體結構,延長建筑物的壽命;有效減少了建筑結構的熱橋,增加建筑的有效空間;同時消除了冷凝,提高了居住的舒適度。
2.1 聚苯板與墻體一次澆注成型
該技術是在混凝土框―剪體系中將聚苯板內置于建筑模板內,在即將澆注的墻體外側,然后澆注混凝土,混凝土與聚苯板一次澆注成型為復合墻體。該技術解決了外掛式外保溫的主要問題,其優勢是很明顯的。由于外墻主體與保溫層一次成活,工效提高,工期大大縮短,且施工人員的安全性得到了保證。而且在冬季施工時,聚苯板起保溫的作用,可減少圍護保溫措施。但在澆注混凝土時要注意均勻、連續澆注,否則由于混凝土側壓力的影響會造成聚苯板在拆模后出現變形和錯茬,影響后序施工。
其中內置的聚苯板可以是雙面鋼絲網的,也可以是單面鋼絲網的。雙面鋼絲網聚苯板與混凝土的連接,主要是依靠內側鋼絲網架與墻體外側配筋相綁扎及混凝土與聚苯板的粘接力,其結合性能良好,具有較高的安全度。單面鋼絲網聚苯板與混凝土的連接,主要依靠混凝土與聚苯板的粘接力以及斜插鋼筋、L型鋼等與混凝土墻體的錨固力,結合性能也較好。與雙鋼絲網相比較,單面鋼絲網技術因取消了內側鋼絲網和安裝保溫板前的板外側抹灰,節省了工時和材料,其造價可降低10%左右。
但此兩種做法都采用了鋼絲網架,造價較高,且鋼材是熱的良導體,直接傳熱,會降低墻體的保溫效果。
對于混凝土與無網架聚苯板一次成型復合墻體試驗研究結果表明,在混凝土中水泥漿量合適的條件下,直接利用混凝土作為粘接劑來粘貼聚苯板,是完全可能的。在對聚苯板的背面進行處理之后,其與混凝土的粘接力進一步提高(其平均粘接強度可以達到0.07Mpa,而且破壞均發生在聚苯板內)。此技術取消了鋼絲網架,其保溫性能提高,而且板的成本再次降低。在經過對其長期耐久性論證之后,工程中可以推廣使用。
2.2 外掛式保溫
外掛的保溫材料有巖(礦)棉、玻璃棉氈、聚苯乙烯泡沫板(簡稱聚苯板,EPS、XPS)、陶粒混凝土復合聚苯仿石裝飾保溫板、鋼絲網架夾芯墻板等。其中聚苯板因具有優良的物理性能和廉價的成本,已經在全世界范圍內的外墻保溫外掛技術中被廣泛應用。該外掛技術是采用粘接砂漿或者是專用的固定件將保溫材料貼、掛在外墻上,然后抹抗裂砂漿,壓入玻璃纖維網格布形成保護層,最后加做裝飾面。
還有一種做法是用專用的固定件將不易吸水的各種保溫板固定在外墻上,然后將鋁板、天然石材、彩色玻璃等外掛在預先制作的龍骨上,直接形成裝飾面。由貝聿銘先生設計的中國銀行總行辦公樓的外保溫就是采用的這種設計。
這種外掛式的外保溫安裝費時,施工難度大,且施工占用主導工期,待主體驗收完后才可以進行施工。在進行高層施工時,施工人員的安全不易得到保障。
2.3 保溫夾層
節能保溫墻體技術中還有將墻體做成夾層的保溫方法,把珍珠巖、木屑、礦棉、玻璃棉、聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料(也可以現場發泡)等隔熱性能良好的材料填入夾層中,形成保溫層,達到保溫效果。外墻外保溫具有以下優勢。
一是保護主體結構,延長建筑物壽命。采用外保溫技術,由于保溫層置于建筑物圍護結構外側,緩沖了因溫度變化導致結構變形產生的應力,避免了雨、雪、凍、融、干、濕循環造成的結構破壞,減少了空氣中有害氣體和紫外線對圍護結構的侵蝕。事實證明,只要墻體和屋面保溫隔熱材料選材適當,厚度合理,外保溫可以有效防止和減少墻體和屋面的溫度變形,有效地消除常見的斜裂縫或八字裂縫。因此外保溫有效地提高了主體結構的使用壽命,減少長期維修費用。
二是基本消除“熱橋”的影響。“熱橋”指的是在內外墻交界處、構造柱、框架梁、門窗洞等部位,形成的散熱的主要渠道。對內保溫而言,“熱橋”是難以避免的,而外保溫既可以防止“熱橋”部位產生結露,又可以消除“熱橋”造成的熱損失。熱損失減少了,每個采暖季的支出自然就降了下來。
三是使墻體潮濕情況得到改善。一般情況下,內保溫須設置隔汽層,而采用外保溫時,由于蒸汽滲透性高的主體結構材料處于保溫層的內側,只要保溫材料選材適當,在墻體內部一般不會發生冷凝現象,故無需設置隔汽層。同時采取外保溫措施后,結構層的整個墻身溫度提高了,降低了它的含溫量,因而進一步改善了墻體的保溫性能。
四是有利于室溫保持穩定。家中如果有老人或小孩,溫差較大,常常使抵抗力弱的老人小孩患病,而外保溫墻體由于蓄熱能力較大的結構層在墻體內側,當室內受到不穩定熱作用時,室內空氣溫度上升或下降,墻體結構層能夠吸引或釋放熱量,故有利于室溫保持穩定。
五是可以避免裝修對保溫層的破壞。在裝修中,內保溫層容易遭到破壞,外保溫則可以避免發生這種問題。
六是增加房屋使用面積。消費者買房最關心的就是房屋的使用面積,由于外保溫技術保溫材料貼在墻體的外側,其保溫、隔熱效果優于內保溫,故可使主體結構墻體減薄,從而增加每戶的使用面積。
目前我國外墻保溫技術發展很快,是節能工作的重點。外墻保溫技術的發展與節能材料的革新是密不可分的,建筑節能必須以發展新型節能材料為前提,必須有足夠的保溫絕熱材料做基礎。節能材料的發展又必須與外墻保溫技術相結合,才能真正發揮其作用。正是由于節能材料的不斷革新,外墻保溫技術的優越性才日益受到人們重視。所以在大力推廣外墻保溫技術的同時,要加強新型節能材料的開發和利用,從而真正地實現建筑節能。
2.4 聚苯顆粒保溫料漿外墻保溫
關鍵詞:智能建筑;綠色;節能;技術;措施
中圖分類號:TE08文獻標識碼: A
智能建筑在滿足人們對建筑物舒適性、安全性、快捷性、可靠性、方便性要求的同時,建筑物使用運行能耗大大提高,在當今能源緊缺的現實情況下,智能建筑高能耗運行方式已成為阻礙其發展的重要因素。
一、 我國智能建筑的現狀
隨著信息時代的到來,人們對建筑的要求不僅只是除了外觀漂亮、內部寬敞,更多的是講究環境的健康、建筑的智能化和環保節能等。中國國家標準《智能建筑設計標準》中對智能建筑的定義如下:所謂智能建筑(IB)是指以建筑為平臺,兼備建筑設備、辦公自動化及通信網絡系統,集結構、系統、服務、管理及它們之間的最優化組合,為人們提供一個安全、高效、舒適、便利的建筑環境。80 年代末,智能建筑剛剛進入我國,由于受到當時經濟狀況和網絡技術水平的限制,不能大力發展。然而進入90 年代中期,由于經濟建設的迅猛發展,使我國智能建筑市場尤如雨后春筍般拔地而出,據統計,國內已建成的智能建筑約有3000 多幢,其中一些已具有相當高的水平。其中建筑能耗占到國民經濟總能耗的15%,我國既有的近400 億平方米建筑,僅有1%為節能建筑,建筑垃圾占了人類活動產生垃圾總量的40%,因能耗巨大而對環境產生的影響也越來越惡劣,據此,有關專家呼吁我國盡快實施高舒適度低能耗的建筑戰略,以降低能耗,保護環境。建筑智能化決不僅僅是運用新技術來提高建筑物的身份,建筑物的節約能源和保護環境,已成為建筑智能化發展必須考慮的首要前提和最重要的條件。
二、智能建筑綠色節能技術措施
1、做好智能建筑的節能規劃
節能規劃要從可持續發展的戰略高度出發,采用新方法、新思路。節能要從原先的拾遺補缺,變為在技術經濟分析可行后優先考慮的方案,要以提高能源利用效率和利用效益為中心。總的節能目標要根據經濟發展、能源平衡、能源消費彈性系數和節能率來編制。建筑節能方面.建筑物的設計和建造應當依照有關法律、行政法規的規定, 采用節能型的建筑結構、材料、器具和產品,提高保溫隔熱性能,減少采暖、制冷、照明的能耗并逐步開展建筑物的節能認證。目前建筑節能標準可以分為兩大類.即規定性標準和效益型標準。規定性的節能標準給出一定的節能指標要求,如外墻的最大傳熱系數和最大窗墻比等,效益型的節能標準對一些指標并不規定過死只要所設計的建筑物總能耗滿足標準要求即可,所以設計人員有更大的設計靈活性。
2、空調設備的節能控制
( 1)降低室內溫度值設定標準,因為人的舒適標準是有一定范圍的,根據國家標準規定,舒適性空調室內標準為:夏季溫度24℃~ 28℃, 相對濕度40% ~ 65%;冬季溫度18e ~22℃, 相對濕度40% ~ 60%。在規定范圍內,采用下限可以節能。根據實例可知: 在夏季室溫設定值從26℃調到28℃ ,冷負荷減少22% 左右;冬季室溫設定值從22℃調到20℃ ,熱負荷減少28% 左右。
(2)最小新風量控制,空調系統為了符合衛生標準,需引進室外的新鮮空氣,稱為最小新風量。在夏季或冬季, 新風量越大,耗冷量或熱量就越多; 新風量越少,就越經濟。確定新風量必須滿足衛生要求。新風量一般設定在送風量的20% ~ 30% 。可以通過檢測室內二氧化碳濃度,對比允許濃度,減小新風量的輸入。
(3)提前預冷要關閉新風,對于辦公類建筑和商業類建筑,為使人員在到達室內時溫度較為舒適,要提前開機,開機時,要關閉所有新風閥,減少新風負荷的消耗。
( 4)季工況的夜間吹洗,在夏季,可利用凌晨清新的涼空氣,開大新風閥, 關閉冷凍水閥門,對整棟建筑進行吹洗,可以冷卻建筑結構所吸收的熱量,使得建筑物降溫,減少開機時的冷負荷量。
( 5)過渡季節以室外空氣為冷源,當室外空氣焓值小于室內空氣焓值時,干球溫度低于室內干球溫度,開大新風閥,轉至變新風量控制,直至最大新風量,節省能源。
( 6)設備臺數控制和最佳啟停時間,通過具體工程的用電分析, 能源消耗以空調設備和照明動力設備為主,夏季比冬季用電量約增加30%。因此,控制設備臺數和最佳啟停時間,特別是冷水機組和照明設備,耗電量可大大減少,節能效果顯著。
(7)空調設溫根據區域進行劃分,對于建筑物內、外區之間的過渡區域的溫度設定,可根據室外溫度進行溫度設定補償控制,以節約能源。如酒店大堂、博物館的序廳、辦公建筑的入口大廳等區域。
( 8)提高設備使用效率,對設備進行污染報警(空調過濾器壓差報警),及時清除污物,提高使用效率。
3、 照明的節能控制
( 1)時間表控制模式,地下車庫的照明可按區域分為車道照明和車位照明,按時間程序進行控制。在白天開啟車道照明即可,入夜后可開啟全部的照明,隨著夜的深入,逐步關閉車位照明及車道一半的照明; 在下半夜,僅留車道的一半照明即可,既方便管理,節能效果又好。其他公共區域,“樓層管理器”根據時序設置不同的狀態,如“白天”、“晚上”、“清掃”、“安全”等。當一天中的某些時候,人員活動很少(如深夜),“樓層管理器”就選擇“安全”狀態,這時,照明系統通常只點亮普通型低能耗燈,用于保證緊急情況或安全檢查時所需的基本照度,從而實現合理節能,降低運行和維護費用的目的。當設置“安全”狀態時,區域內動靜探測器開始工作,一旦探測有人進入該區域,立即自動進入“晚上”狀態,并且保持數分鐘,這樣,即使在深夜,也能保證給用戶提供合適的環境。在恢復“安全”狀態之前, 必須延時一段時間,以保證可能突然出現集中的人群活動,通過延時環節,可以避免各狀態之間的頻繁切換。
( 2)按需提供照明的控制模式,在建筑的設備區域, 如電梯機房、水泵房、地下配電間等,燈通常是關閉的。只有當管理人員進入時,動靜探測器才會自動將燈點亮。當房內人員走后,探測器控制延時工作一段時間, 將燈自動熄滅。在設計時,對不同的時間和環境的光照度水平作精心的設計,既保證工作人員有舒適的光照度,又盡量降低運行費用,避免不必要的能源浪費。
( 3)維持光通量的控制模式,由于光環境的照明是按燈具最小光通量進行設計的,在燈具初裝時,新燈具的光通量要超過最小光通量的20% ~ 50%。所以,在建筑中,采用調光控制方式,調節燈具輸出,始終使燈具保持光通量最小維持水平,讓燈具在整個工作期間,既滿足了照明要求,又節約了電能。維持光通量的控制模式,可利用感光元件接收空間的光環境。
( 4)引入自然光的控制模式,在建筑物的四周房間中,自然光的引入可以提供一部分所需照度,減少人工照明的使用,節約一部分能源。另外,由于人類天生對自然光的喜好,自然光通常可使人們心情舒暢,工作效率提高。同時,在某些智能建筑的中庭空間,利用光導管將自然光引入室內,能使室內空間更加活潑自然。
綜上所述,智能建筑節能是一項長期的綜合性系統工程,需要多個部門的協作和共同努力。包括政府政策的要求和激勵、節能意識的推廣和普及、專業技術人員對節能技術研究和推進、建筑運行管理者對節能建筑運行管理水平的提高等。整個社會都需要將節能工作看成一個體系來進行,貫穿于智能建筑規劃設計、設備運行、控制管理的始終。
參考文獻:
[1] 羅兵,甘俊英,張建民. 智能控制技術[M]. 北京: 清華大學出版社,2011.
[2] 閆帥帥. 淺談建筑節能及發展前景[J]. 山西建筑,2010,36( 6) : 223-224.
【關鍵詞】建筑;電氣節能;技術分析
0.前言
隨著經濟的發展和人民生活水平的提高,人們對房屋建筑的要求越來越高。經濟的發展也帶來了大量的能源損耗,當前建筑電氣節能在建筑中占有著相當重要的地位。目前,我國許多建筑的電氣節能都做的不到位,這和當前我國的可持續發展戰略相違背,并且造成了大量的資源損耗了浪費。在建筑中,我們必須要根據建筑的實際情況,科學合理的應用電氣節能技術,從而有效的降低建筑中的資源損耗,實現資源的合理利用。
1.當前建筑電氣設計中存在的一些問題
目前,許多建筑電氣設計中還存在著很多的問題,這些不合理的設計都帶來了很大的資源消耗和浪費,我們必須要及時的對這些問題進行處理,使得建筑電氣設計科學合理,才能有效的減少建筑中的能源消耗。當前建筑電氣設計中存在的問題主要表現為以下幾個方面的問題:首先,用電設備接地和負荷計算方面所存在的問題;其次,系統和設計不符合建筑的相關需求;再次,漏電開關級數和住宅插座的選擇不夠合理;最后,控制方式不夠科學合理。
2.現代建筑電氣節能設計的相關原則
進行現代建筑電氣節能設計時,我們必須要按照相關的原則進行,只有這樣才能使得設計符合相關妖氣,從而使得整個現代建筑的能源消耗降低。在進行現代建筑節能設計時,需要遵循的原則主要有以下幾個:
2.1適用性原則
在進行建筑電氣節能設計時,我們要根據建筑的具體情況,對建筑中的用電設備的負荷容量和電能質量等進行充分的了解,使得建筑電氣節能設計能夠符合建筑這方面的要求,這樣才能保證很好的為建筑中的用電設備提供能源,從而使得用電設備能夠正常的運行。另外,我們在進行建筑電氣節能設計時,要根據實際情況對供配電設計方案進行優化,從而使得建筑中的電能能夠充分合理的利用。
2.2節能性原則
建筑電氣節能設計對于整個建筑而言非常重要。在進行設計時,要和建筑的結構等相關因素相互協調,這樣才能使得整個設計合理。在進行設計時,要本著節能的原則,減少一些無關的能源損耗。對一些能量消耗相對較多的環節,我們要采取合理的方案使其能量消耗降低,從而達到降能的目的。在具體的設計中,我們要根據實際情況合理的進行處理,這樣才能使得我們的設計既能降低能耗又能滿足一些相關要求。
3.現代建筑電氣節能的方法
節能工作對于建筑而言起著非常重要的作用。在具體的建筑中,我們要根據建筑的實際情況采取合理的方法進行節能。當前情況下,建筑電氣節能方法主要有以下幾種。
3.1充分合理的利用天然光源
合理的利用天然光源,是現代建筑中經常使用的一種有效的節能方法。隨著近年來低碳環保口號的提出,在現代建筑中越來越注重天然光源的合理利用。合理的利用光源可以使得光源和照明很好的進行結合,從而使得建筑既能得到充足的光照又能有效的降低電氣能耗。在具體的建筑中,要根據實際情況采取合理的方案來利用天然光源。
3.2設計高效的照明控制系統
照明控制系統對于建筑的電氣節能非常關鍵。如果能夠保證照明控制系統的效率,那么既可以使得整個建筑有一個相對比較好的光環境,從而使得整個建筑有一個舒適的照明系統,還能實現整個建筑的電氣節能。
3.3科學合理的利用太陽能照明技術和相關產品
太陽能是一種天然的清潔能源,它是取之不盡用之不竭的。在建筑中,如果我們能夠合理的利用太陽能或者其相關產品,那么肯定會使得整個建筑中的能源損耗降低。利用太陽能又不會造成環境的污染和能源的損耗。在建筑電氣節能設計中,我們要根據實際情況科學合理的來進行利用太陽能和其相關產品,從而使得太陽能能夠發揮出最大的效益。
3.4對建筑電氣設備進行改造
建筑電氣設備也是我們進行建筑電氣節能設計中的一個重要方面。在具體的建筑中,要根據實際情況對電氣設備進行改造,從而使得整個電氣系統的能源消耗大大降低,從而更好的實現建筑電氣節能。
4.結語
總之,在當代建筑中,我們一定要根據實際情況科學合理的運用電氣節能技術,從而使得建筑中的能源損耗降低,從而使得建筑給我們帶來更多的利益。 [科]
【參考文獻】
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關鍵詞:輸油泵;變頻節能技術;分析;運用
變頻節能技術可以起到穩定和節約運輸費用的效果,變頻調速器的應用可以有效保護電機及機械設備不受短路、過壓、欠壓等狀況的影響,從而最大程度化的降低電能消耗,提高輸油泵的給工作效率。從長遠角度來說,變頻器的使用不僅可以為企業減少成本,還可以為企業節約相當一部分的電能,對電動機的長期使用也起到了維護作用,企業應該對變頻節能技術做到足夠的重視,延長電機的使用壽命。
1影響變頻調速的原因
雖然變頻技術的調速范圍很大,但是其仍然居偶遇一定的局限性。當運行工況和管路運行曲線同時發生變化使得與調速泵同時并列運行的定速泵會對變頻器的調速范圍起到一定的影響,當調速范圍一旦發生變化,變頻效果將會大打折扣,變頻節能技術將會達不到之前的節能效果,降低輸油泵電機的工作效率,在工況相似的情況下,電機轉速降低的話,軸功率也會急速下降。若電機的輸出功率變化過大或者嚴重偏移額定功率,則電機的工作效率會急速下降,變頻節能效果也會達不到預期的效果,電機的使用壽命和周期得不到應有的維護。
2輸油泵變頻節能技術的基本原理
變頻節能技術是將現代電子技術與計算機技術基于一身的高效節能技術,隨著科學技術的快速發展,變頻節能技術已經日趨完善,變頻節能技術也得到了更加廣泛的應用。當原油在低壓環境下時,輸油泵作為原油運輸的橋梁,輸油泵可以向噴油泵輸送足夠壓力和質量的原油,離心泵依靠旋轉葉輪的力量把原動機的機械能傳遞給液體。通常運用兩種方法對進入和排出輸油泵的原油流量進行調節,一種是通過對離心泵內部的葉輪的轉速進行調節可以控制原油流量的大小,轉速增加則原油流量增多,轉速減小則原油流量減少,一種是通過對離心泵的閥門開口大小進行調節來控制原油的流量,閥門開口大則原油流量增大,閥門開口小則原油流量減小。第二種方式具有操作簡單的優點,,其缺點是由于要不斷的對閥門開口大小進行調節,在此過程中容易造成資源浪費,這與我國倡導節約環保的綠色宗旨不符,因此在實際應用中并沒有得到廣泛的應用。第一種方式中原油輸送是通過對離心泵的內部葉輪來調節完成的,也就是說輸油泵的輸油量的調節是通過葉輪的轉速來進行變頻調節的,并沒有造成能源浪費的現象,因此這種方式對于節能減排、技術改造具有很大的推動作用。
3輸油泵變頻節能技術的運用
3.1變頻器的應用情況
很多公司在安裝變頻器之后都可以利用設備對輸油泵進行調節,從而達到對輸油泵進行變頻調速的效果,變頻器設備具備功能多樣化的特點,結構簡單,有很強的節能效果,對于輸油泵的電機也有很強的保護作用,有利于延長輸油泵電機的使用壽命和使用周期。變頻器通過調節輸油泵電機的電源可以對電機進行調速,是原來的電機轉速、流量、額定功率等都根據工作實際情況發生自動化的變化。變頻器的應用使得輸油泵的電機轉速得到了自動化的調節,電機使用壽命得到了延長,達到了節約能源的效果,輸油泵電機的工作效率也得到了提升。
3.2輸油泵變頻器的節能效果
在安裝變頻器之后,通過安裝前后的數據對比分析,輸油泵的輸油耗比之間有所降低,根據數據對比分析,計算好節約的油量和油量單價,一年之后節約的油成本就可以支付一個變頻器的價格,使用變頻器之后,長此以往,輸油泵節約的成本就會越來越多。另外,變頻器可以起到自動調節變速的效果,在這方面來說,這不僅降低了工作人員的工作強度,提升了油量調節的穩定性,對員工的工作環境也起到了改善作用,有利于提升工作人員的積極性,對于企業經濟效益的提升也有很大的好處。因此,安裝變頻器,引進變頻節能技術不僅在節能減排,節約能源方面起到了很大的助力作用,對于輸油泵輸油量的穩定進行和企業經濟效益的提升都具有推動作用。
4結語
總之,輸油泵使用變頻節能技術不僅能夠自動調節電機轉速,提升油量調節的穩定性,還能起到節能減排、降低成本的作用,通過變頻器來調節輸油泵的轉數,達到控制原油流量的目的,降低工作人員的工作強度,減少電能消耗,使操作流程充滿人性化設計,為企業帶來一定的經濟收益。將集現代電子技術與科學技術與一體的變頻節能技術應用于輸油泵不僅能夠節能減耗,還可以做到高精度的調速,滿足企業生產過程中的需要,能夠節約大量能源。
參考文獻:
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