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水源热泵与未利用能

时间:2007-1-27栏目:石油能源论文

在全国的总能耗中,民生用采暖、空调耗能比例逐年增长。目前,采暖、空调存在能效低、恶化城市大气环境质量等问题,以低温、空调方式,具有耗能少,不污染利用方式,如水源热是一种较理想的采暖、空调方式,具有耗能少,不污染环境等优点,符合可持续发展的要求。中国工程院能源与矿业学部,东北电力集团总工黄其励院士提出了《关于城市小区热、电、冷三联供技术》咨询项目。通过实验论证了以热电厂冷却循环水、矿井水为热源的水源热泵采暖空调系统的可行性,经济性和节能性;提出了发展热、电、冷三联供的咨询报告。
  一、未利用能及利用方式
  《未利用能》指的是还没有利用的能,它不等同于余热、废热。表1为未利用能的分类。未利用大至分为自然类和城市基础设施(人工类),若按温度高未利用能的分类表1
  
  能源
  
  温度分类
  
  
  
  自然类
  
  地热
  
  中温-高温
  
  温泉
  
  中温
  
  河水、海水、湖水、地下水
  
  低温
  
  
  
  
  
  
  
  城市基础设施(人工类)
  
  清扫工厂、工业废弃物、下水污泥
  
  高温
  
  工场、发电厂
  
  低温-高温
  
  下水、变电站
  
  地下送电电缆、地下铁
  
  地下室、冷冻仓库、游泳池
  
  冰场、公共浴室
  
  低温
  
  低区分,可分为低温、中温和高温。低温指的是数℃~40℃接近环境温度的热源,可利用的能量是温差显热。中温是从数拾℃的燃烧气体等的热源,可利用发生蒸汽的潜热。图1表示低温热源的利用方式。民用设施上利用低温热能的方式大致分为,(a)热泵,(b)直接利用,采暖、生活热水需要40℃以上温度的热能,因此,必须采用热泵,除使用制冷机(或热泵)制冷之外,直接将冷水流过空气冷盘管也可实现制冷,此时,由于冷却盘管出日空气的温度为16~19℃,因此,可利用的最高温度为15一18℃,它比空调用冷水(5一7℃)高,其除湿能力较小,为了扩大低温热的利范围,在使用热泵的条件下,有时还必须投入补助能源。因此,评价其节能效果时,不仅要了解贮存热量的多少,还应符合热力学第二定律。图2表示直接或间接利用中温热进行采暖、生活热水的方式,制冷使用吸收式制冷机。利用中温热能时,贮热量直接和一次能的减少率相关,因此,仅用热量就进行评价。图3表示垃圾焚烧:热等的高温热能利用方式。即,首先利用高温高压蒸汽发电,然后,直接或间接地利用抽气或排气蒸汽进行采暖、行活热水和空调。
  
  
  
  
  
  
  
  地球环境问题,城市大气环境污染问题,能源供应不足问题等可持续发展促进了国家和各级政府关心、重视未利用能源的问题。随着经济发展和人民生活水平的提高,民用能源的需求量不断提高,大部分民用能源并不要求高温热源。这就为未利用能源的利用提供了机会。
  现在,

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