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關鍵詞:高效節能 LED路燈 技術問題 重要意義
為了給人們創設一個安全、環保、溫馨、明亮的環境,在一定位置,尤其在道路兩旁設置路燈是必不可少的,路燈是城市照明的重要組成部分。當前,全球的環境在日益惡化,各國都在發展清潔能源。隨著國民經濟的高速增長,我國能源供需矛盾日漸突出,電力供應開始存在著嚴重短缺的局面,節能是目前所急需解決的問題。而LED英文單詞“Light Emitting Diode”的縮寫,是一種能夠將電能轉化為可見光的固態的半導體器件,它可以直接把電轉化為光。為此,本文圍繞“Light Emitting Diode”(LED)路燈談談自己的看法:
1、LED路燈是時代的產物
隨著時代的進步,我國城市化進程的加快,LED路燈以定向發光、功率消耗低、驅動特性好、響應速度快、抗震能力高、使用壽命長、綠色環保等優勢逐漸走入人們的視野,成為目前世界上最具有替代傳統光源優勢的新一代節能光源,因此,LED路燈將成為道路照明節能改造的最佳選擇。LED路燈與常規高壓鈉燈路燈不同的是,大功率LED路燈的光源采用低壓直流供電、由GaN基功率型藍光LED與黃色熒光粉合成的高效白光二極管,具有高效、安全、節能、環保、壽命長、響應速度快、顯色指數高等獨特優點,可廣泛應用于城市道路照明。外罩可用PC管制作,耐高溫達135度,耐低溫達-45度。發光二極管是基于半導體PN結形成的用微弱的電能就能發光的高效固態光源,在一定的正向偏置電壓和注入電流下,注入P區的空穴和注入N區的電子在擴散至有源區后經輻射復合而發出光子,將電能直接轉化為光能??傊?大功率LED路燈的節能效果顯著,代替高壓鈉燈可節電60%以上。維護成本低:相對于傳統路燈,LED路燈維護成本極低,經過比較,不到6年即可收回全部投入成本。無論是通過應用促進技術創新,還是以新的商業模式帶動應用,都有其巨大的實踐價值。
2、LED路燈目前面臨的主要技術問題
(1)目前LED在道路燈具中使用的最普遍形式主要是在燈具內,在一個幾乎是平板的安裝面(也是反光面)上,裝上了矩陣式的LED,這種設計方式是不可能得到良好的燈具配光的。目前照明用LED的最大特點是具有定向發射光的功能,因為目前功率型LED幾乎都裝有反射器,并且這種反射器的效率都明顯高于燈具的反射器效率。另外,LED的光效檢測時已經包括了自身反射器的效率。采用LED的道路燈具應盡可能地利用LED的定向發射光的特性,使道路燈具中的各個LED分別直接把光線射向被照路面的各個區域,再利用燈具反射器的輔助配光,來實現很合理的道路燈具的綜合配光。應該說,道路燈具要真正做到符合標準的照度和照度均勻度要求,燈具內應包含三次配光的功能才能比較好地實現。而帶反射器的并且具有合理的光束輸出角度的LED本身就具有良好的一次配光功能。在燈具內,能按照路燈具高度及路面寬度設計各個LED的安裝位置和發射光的方向就能實現良好的二次配光功能。在此類燈具中的反射器,只作為輔助的三次配光手段,來保證道路照度更好的均勻度。在實際的道路照明燈具的設計中,可采用在基本設定每一個LED設射方向的前提下,把每一個LED用球形萬向節固定在燈具上,當燈具使用于不同的高度和照射寬度時,可通過調整球形萬向節使每一個LED的照射方向都達到滿意的結果。在確定每一個LED的功率、光束輸出角度時,可根據E(lx)=I(cd)/D(m)2(光強和照度距離平方反比定律),分別計算出各LED在基本選定光束輸出角度時應該具備的功率,并且可以通過調整各LED的功率以及LED驅動電路輸出給每一個LED不同的功率來使每一個LED的光輸出都達到預計值。這些調整手段都是采用LED光源的道路燈具所特有的,充分利用這些特點就能實現在滿足道路路面的照度和照度均勻度的前提下降低照明功率密度,達到節能的目的。
(2)LED路燈的散熱是需要重點解決的問題之一,不僅直接關系到實際工作時的發光效率,而且由于LED路燈亮度要求高、發熱量大,并且戶外這種使用環境比較苛刻,如果散熱不好會直接導致LED快速老化,穩定性降低。因為在戶外使用的道路燈具,應具有一定等級的防塵防水功能(IP),良好的IP防護往往會妨礙LED的散熱。燈具外殼組成的散熱器在有落塵時,可以通過自然的風雨而沖洗,從而可保證散熱器工作的持續有效性。
(3)LED路燈的電源系統也與傳統光源不同路燈的電源系統也與傳統光源不同,LED所特需的恒流驅動電源,是保證其正常工作的一大基石,簡單開關電源的方案常會帶來LED器件的損傷。如何使緊密壓縮在一起的一組LED安全地工作也是考察LED路燈的一個指標。要解決這一問題,必須在LED的驅動電路中的輸入端,并接快速響應的壓敏電阻,以保證差模干擾的泄放。由于閃電的感應干擾是重復多次的,當干擾電壓高時,壓敏電阻瞬時導通泄放的電流可能很大,所以采用的壓敏電阻不僅應具有快速的響應能力,還應具備瞬時導通數十安培的泄放能力而不損壞。除了采用壓敏電阻外,LED的驅動電路的輸入端還應結合傳導干擾(EMI)的防護,設計有復合的LC網絡,使這些LC網絡不僅能阻礙內部的EMI對電網的泄露,而且能對閃電的干擾信號起到明顯的抑制作用。
3、LED燈應用于路燈的劣勢
同等照度設計的LED光源價格大約相當于傳統光源的4倍。不過在路燈產品中光源部分占總成本并不高,所以在工程安裝中的成本提高比例也不會太高,應用的空間還是比較大的,在民用中難以承受。當前設計和制造標準比較混亂損壞比例高,影響了LED的壽命優勢。急需國家統一LED標準,提升品質穩定性,成立市場競爭協調組織,避免惡性競爭,大力宣傳LED的品質觀念,避免受不良實例的影響。要讓人們從思想上接受LED,其實是可以實現其壽命長的優點的,提高選擇和使用LED的水平。
因此,開發新型高效、節能、壽命長、顯色指數高、環保的LED路燈對城市照明節能具有十分重要的意義。
隨著各國社會經濟的高速發展,大量的現代化樓宇對室內環境提出了更高的要求,使空調的應用日益廣泛、普及,空調用電占總用電總量的比例在不斷上升,空調能耗已占總能耗20%左右,另一方面,空調的大量使用使電力供應高蜂不足而低谷過剩的矛盾更顯突出,因而空調節能意義巨大。
空調的分類
根據熱量從低溫物體向高溫物體轉移的不同方式,可分為:蒸氣壓縮式制冷、吸收式制冷;根據用途不同,可分為:舒適性空調、工藝性空調;根據使用地點不同,可分為家用、商用等。
二、空調系統的節能運行方案
空調節能等級又稱能耗比,能效比是指空調器的制冷量與空調器輸入功率的比值,反映空調器的節能水平。能效比越大,表明空調越節能。節能等級共分五級,具體為:
額定制冷量
4500W< 額定制冷量 ≤7100W:一級:EER≥3.3w/w;二級:EER≥3.1w/w;三級:EER≥2.9w/w;四級:EER≥2.7w/w;五級:EER≥2.5w/w。
額定制冷量>7100W:一級:EER≥3.2w/w;二級:EER≥3.0w/w;三級:EER≥2.8w/w;四級:EER≥2.6w/w;五級:EER≥2.4w/w。
在空調系統設計之初選定空調方案(系統方式)時,即應將節能作為重要依據之一。空調能耗一般包括三部分:空調冷熱源;空調機組及末端設備;水或空氣輸送系統。這三部分能耗中,冷熱源能耗約占總能耗的一半左右,是空調節能的主要內容。
1.采用冰蓄能系統
冰蓄冷技術是利用峰谷電價的差別將用電高峰時的空調負荷轉移到電價較為便宜的夜間,從而節約運行費用。再冷式冰蓄能系統則因采用了新型的冰剝離法,而減少了剝離能耗,即可節約運行費用又可節能。
2. 采用變風量系統,以減少空氣輸送系統的能耗
全空氣空調系統設計的基本要求,是要確定向被空調房間輸送的、經過一定處理的空氣數量,用以吸收室內的余熱和余濕,從而維持室內所需要的溫、濕度。當室內余熱值發生變化而又需要使室內溫度保持不變時,可采用兩種方法:
定風量:將送風溫度值固定,而改變送風溫度;
變風量:將送風溫度值固定,而改變進風量。
考慮到現代化樓宇的空凋要求,正從集中式控制向各個房間進行獨立、個別控制的方面發展。變風量空調(VAV)控制系統可以克服定風量系統的諸多缺點,它可以根據各個房間溫度要求的不同進行獨立溫度控制,通過改變送風量的辦法,來滿足不同房間(或區域)對負荷變化的需要。同時,采用變風量系統可以使空調系統輸送的風量在建筑物中各個朝向的房間之間進行轉移,解決一天中同時間各朝向房間的負荷并不都處于最大值的問題,從而減少系統的總設計風量。這樣,空調設備的容量也可以減小,既可節省設備費的投資,也進一步降低了系統的運行能耗。有資料顯示,采用變風量系統可節省能源達到30% ,并可同時提高環境的舒適性。該系統最適合應用于樓層空間大而且房間多的建筑。
3. 根據國家能源政策、能耗指標和當地能源條件合理選擇冷熱源
在制冷機組的選用中,根據“提高電力在終端能源消耗中的比重,降低煤炭在一次能源中的比重,有效利用石油和天然氣資源”的國家能源政策,鼓勵采用電制冷機組,限制采用燃煤鍋爐的產品。同時,可積極發展太陽能空凋與燃氣空調(直燃機)、合理利用其他熱源。
太陽能空調:建立在太陽能熱水器應用的基礎上的太陽能空調,可充分利用夏天的太陽能,不僅可以節省電力和常規能源,對環境保護尤其有重要意義。
燃氣空調:燃氣空調具有削減夏季電力高峰、填補夏季燃氣低谷的益處,1996已成為我國中央空凋市場的主導產品。
土壤熱源的有效利用:熱泵是一種能從自然界的空氣、水或土壤中獲取低品位熱,經過電力做功,輸出可用的高品位熱能設備,可以把消耗的電力變為3倍甚至3倍以上的熱能,是一種高效供能技術。熱泵技術在空調領域的應用可分為空氣源熱泵、水源熱泵以及地源熱泵三類。由于熱泵是提取自然界中能量,效率高,沒有任何污染物排放,是當今最清潔、經濟的能源方式。
三、空調系統節能實例
2010年上海世界博覽會(Expo2010),于2010年5月1日至10月31日期間在中國上海市舉行。世博園采用的非電空調與傳統空調的區別在于制冷環節。非電空調主要是通過天然氣、發電廢熱等作為能量來源,用熱能來制冷。這種空調除了用天然氣做能源,冷卻物質沒有用傳統的氟利昂,而是選用了溴化鋰。溴化鋰是一種從海水中提取的鹽類物質,吸水性極強,當溴化鋰溶液被加熱后,釋放出水蒸氣,水蒸氣被冷卻成水,噴灑到制冷的銅管上,就實現了制冷。
研發篇
為此,筆者采訪了天津市津華暖通環保設備制造有限公司的王總經理,請王總詳細介紹“水膜麻石脫硫”工藝。具體的工藝原理是:用催化、氧化技術與先進的噴霧技術相結合,還有工藝流程相結合,煙塵去除率可以達到97%―99%。二氧化硫去除率可高達96%―99%甚至未檢出(不含二氧化硫),同時氮氧化合物去除率也接近75%―90%。當筆者問道王總為什么要花大量時間、金錢來研發“水膜麻石脫硫”技術時,王總非常感慨。當看到、感受到由于經濟的發展,使環境越來越差時,一種使命感促使王總和他的團隊開始艱苦的研發工作,這其中的滋味我們可以想象,但是感受不會深刻。當2006年由《中華人民共和國國家知識產權局》頒發的“濕式除塵脫硫裝置”發明專利證書時,一切困難都成為美好的回憶!實用新型:申請號:CN2006201203432。定義:一種濕式除塵脫硫裝置,涉及煙氣凈化領域,包括簡體、進氣孔、凈化器、液膜槽,脫水器、所述凈化器由篩板、噴霧裝置、觀察孔組成,篩板t方是噴霧裝置,篩板與噴霧裝置之間的主筒壁上,設有觀察孔;簡體包括底筒、頂筒、底筒內設凈化器、主筒頂部設有環繞主筒的液膜槽,頂筒上部安裝脫水器,頂端設有出氣口。實用新型采用合理的結構進行除塵脫硫,節約能源和成本,除塵效率99.5%―100%。排煙黑度小于林格曼一級,脫硫率大于99.9%。裝置阻力損失800PA,循環水利用率超過95%,脫氮率大于78%。
2007年3月中廣網天津4月6日消息,天津市津華暖通環保設備制造有限公司成功研發“水膜麻石脫硫”工藝。給予高度評價和其所帶來的經濟效益進行詳實報道。
其中經濟效益:煙塵、二氧化硫、氮氧化合物,都是環保部門對企業排污指標,收取排污費的最基本參數。天津市津華暖通環保設備制造有限公司的專利產品與傳統工藝相比具有很強的優越性。
主要優勢:
1.流程簡單、設備占地少、投資少、能在很低的堿硫比、液汽比的條件情況下達到90%以上甚至零排放的脫硫效率。
2.改變傳統工藝在治理二氧化硫的同時,會產生新氧化物,產生新的固廢物二次污染問題。
3.運行費用低。該公司自行研發有各種型號高效脫硫劑及全自動加減裝置,使用方便可靠。
拓寬用途:
1.中、小型發電機組、供熱站、垃圾焚燒發電站以及工業鍋爐的煙氣脫硫凈化方面都有很好的應用前景。
2.用新工藝還可以變廢為寶。即:把工業處理后產生的廢液通過化學反應,變廢為農用化肥,產生的廢渣可作肥料的添加劑。
推廣篇
任何好的技術、產品不能投入到市場,就好比錢幣不流通,也就不能體現它的貨幣的功能一樣。對于天津市津華暖通環保設備制造有限公司來說前途是光明的,道路是曲折的。如何把“濕式除塵脫硫裝置”安裝到鍋爐上,最大限度的減少二氧化硫的排放甚至零排放是天津市津華暖通環保設備制造有限公司的重中之重。為此,他們做了大量的市場調研,對天津市內工業企業的煙塵排放情況進行調查,并在東麗區、河北區、河西區多家企業的鍋爐安裝“濕式除塵脫硫裝置”,通過國家級環保部門的檢測,達到二氧化硫的零排放(SO2未檢出),其他各項檢測指標全部達標甚至優于國內同行業等大型國企的產品。通過天津市環保局和市科委等各級政府的大力支持,企業的發展,產品的推廣都取得很大的發展。雖然國家年年加大節能減排的力度,還是有人抱著一己私利。王總為此深感焦慮,原因是:一家國外的公司知道他的“水膜麻石脫硫”工藝,多次向他提出專利技術的轉讓事宜。王總說他不會把他的企業專利轉讓給外國人,他真誠希望能得到全社會的認知,尤其是天津市的方方面面的理解和支持。采用“水膜麻石脫硫工藝”,安裝濕式除塵脫硫裝置,可以有效減少大氣中二氧化硫的含量,全市的空氣質量都會有一個質的飛躍。那么,我們天津的天會更藍、水會更清、花會更艷、樹會更綠,我們天津會以更加嶄新的面貌迎接來自五湖四海的賓朋。展望未來,王總帶著一位民營企業家的情懷,深深的感染著我們……
中圖分類號:S210.4 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)24-0166-01
1、研制背景與目的
當今賴以生存的地球環境遭到人們的破壞,生活環境日益惡劣,空氣污染、土地沙漠化、霧霾、溫室效應等,嚴重威脅人類的生命安全,人們希望擁有良好的空氣品質,大量種植樹木可以緩解此種種跡象。以往傳統的種樹效率比較低,種樹能力有限,適合種樹的時間短,利用有限的時間實現高效率的種植正是此新型種樹機的目的,并且以太陽能發電系統,由蓄電池儲存、供給電力,實現自給自足的能源電力系統,無污染、無排放,利用單片機系統控制種樹機,完成挖坑、栽樹、圍土、夯實、澆水各項動作,達到高效節能綠色環保的目的。
2、構造分析
2.1 挖坑裝置
以直流電動機為動力來源,蓄電池提供電力,螺旋環狀尺片附著在軸桿下部,軸桿采用螺紋軸桿,選用連接適當具有螺紋的管筒與軸桿相嚙合,從而實現軸桿能上下螺旋移動,軸桿上部與直流電動機連接,電機高速旋轉,帶動軸桿以及螺旋環狀尺片上下移動而實現挖坑目的,達到一定深度,供給電機反向電流,實現軸桿的上移。詳見圖1,圖2。
2.2 栽樹圍土機構
由托板及夾持裝置固定樹木位置,主軸電機帶動主軸旋轉1800,托板由小型減速電動機帶動偏心輪裝置移開托板,樹木落至坑中,夾持裝置固定樹木的豎直狀態,防止偏斜。圍土結構是由四片鋁片組合成菱形結構,由減速電機組合偏心輪帶動機器前方兩片鋁片合攏,反復進行,由于挖坑裝置是在圍土結構內完成,挖出的土壤,基本落在圍土結構內部,鋁片合攏恰能把土壤收進坑中,由此以來完成對樹木的圍土操作,簡單快捷,結構簡單,實用性強。詳見圖1.圖2.
2.3 夯實澆水裝置
夯實結構由廢舊重型實體金屬裝置,呈環狀開口狀,開口和樹木的直徑大小合一,便于夯實結構從樹木中間拉出。驅動裝置由一個低速電動機帶動偏心輪,偏心輪直徑恰和夯實結構所能到達的最高和最低位置高度一致,偏心輪驅動夯實結構上下移動完成對樹木周圍土壤的夯實動作。后夯實機構達到最高位置。此夯實結構簡單,實用性強,材料費用低,借以達到廢物再利用,節能環保的目的。澆水系統由機車上盛水箱、控制擋板、電機、水管組成,控制系統給出信號,電機工作,驅動擋板,水箱里的水沿水管流到樹旁邊,完成對樹的澆水動作,整個裝置無需新材料,由廢棄材料在加工利用,簡單實用。詳見圖1,圖2.
2.4 單片機控制以及電力系統
整個控制體系由單片機芯片控制,通過對單片機寫入程序,由單片機提供給信號,由蓄電池提供電力,驅動整個系統中電機轉動,完成各個電機先后順序的開啟與關閉以及運行的時間。由于種樹機是在戶外進行工作,完全可以利用太陽能發電系統,由太陽能板發電供給蓄電池充電,無需人工進行再充電等操作,現在太陽能發電系統發展的相當成熟,可以加以利用,可見整個系統完成自給自足的工作需求。
3.工作流程以及價值分析
①由單片機控制系統給出信號給出挖坑裝置電機通電,控制電機的運行的時間;
②完成挖坑后,控制系統給挖坑電機接入反向電流完成挖坑裝置的上移,運行完畢;
③控制主軸電機旋轉180度;
④控制系統給托板電機接入電流,運行合適的時間;
⑤控制系統給圍土電機接入電流,運行合適的時間后已達到鋁片開口達到最大,控制系統給車底圍土電機接入電流把圍土機構拉進車身底部;
⑥控制系統給夯土結構接入電流完成夯土操作,最后夯土結構達到最高;
⑦控制系統給澆水電機接入電流,拉開擋板一段時間,后封閉出水口,完成澆水操作;
⑧控制系統給機車驅動電機接入電流,驅動機車,各裝置恢復原位置,進行下一作。
此種樹機改變了以往的種樹模式,由人工、半機械化向自動化、全機械化發展,運行效率高,環保無污染,不浪費能源,實現了零消耗、零排放的效果,符合節能減排,綠色環保的目的。
4.創新點及發展前景
⑴利用單片機控制整個系統,實行全部自動控制,并且可以實現等距離種樹以及大小不同樹木的種植;
⑵在以往的機器中新加入澆水系統,提高了所種樹木的成活率;
⑶利用太陽能發電給整個系統供電能,充分利用自然清潔能源,實現節能減排、綠色環保的目的;
⑷新式圍土與夯實結構,打破傳統觀念,實現機械化、新型化的特點;
⑸整個系統高效,結構簡單,造價低,可實用強,安全性能高,可維護性高,維修方便快捷,符合現代人們對機械化的要求。
參考文獻
[1] 鄭文緯,吳克堅.機械原理. 第七版. 北京:高等教育出版社,1997;
在各行業中,建筑行業耗能大,發達國家建筑能耗占社會總能耗的30%~40%,在我國也占到25%以上。建筑行業耗能,一方面指各種建筑材料在生產過程中消耗大量的能源;另一方面指建筑物在使用過程中還將不斷消耗能源,包括建筑的采暖、空調、照明、炊事、電氣、用水等。而我們通常所說的建筑節能主要指節約建筑物在使用過程中的能耗。
近十年,隨著我國大學人數的激增,高校規??焖贁U張,對校舍、食堂等進行了大量擴建、增建,我國高校面貌發生了巨大改變。但大學校園在新建、擴建時,往往追求時間效率,很少考慮在建造時就采用各種節能環保技術和設備。一所高校的學生公寓如果當人數達到1萬人左右的集中居住區,相當大的能源浪費、廢物污染被人們忽視。大學節能減排的潛力巨大,如使用節能燈、太陽能供熱水或供電、中央空調節能、中水回用、地源熱泵等,但校園節能改造的難度和投資往往阻礙這些技術在各高校的實施。筆者針對學生公寓污染排放特點,提出在高校實施一種中水回用與沼氣利用相結合的技術,改造相對簡單,可實現校園節水、污水減量以及降低能耗,還具有一定經濟效益。
1學生公寓中水回用與沼氣利用技術分析
目前,在高校公寓普遍實行的是各種污水(包括盟洗、淋浴、洗衣、糞便污水)混合后排至化糞池,經化糞池簡單處理后由城市污水管網排至污水廠或直接排放到自然水體。該排放方式管網簡單、處理費用低廉,在城市生活小區也普遍采用。但該排水體制存在一定弊端,學生蠱洗、淋浴、洗衣廢水量大,污染程度輕,在中水水源中屬于優質雜排水,直接排放非??上?,可作為中水水源處理后回用:公寓產生的糞便污水在降解過程中產生大量的可燃氣體—沼氣是一種優良的能源,未被利用。
1.1學生公寓雜排水回用于沖廁技術分析
關于在高校實施中水回用的文獻較多,其中包括中水回用的優勢分析、效益分析、中水處理工藝、設備的研究等。付婉霞等人實測了某高校學生宿舍1d24h內的盟洗用水量變化曲線,認為以蠱洗廢水為中水水源,需建造的調節池容積較小,可節省中水工程基建費用。魏娜等人詳細分析了其所在高校的各類用水情況,宿舍用水中沖廁用水占總宿舍用水量的40%,其他占60%左右。因此,從排水量上分析,學生洗漱、淋浴、洗衣排水即學生公寓的雜排水回用于沖廁時,在水量上滿足要求。
在盟洗廢水處理上,主要處理方法有濕地處理、膜生物反應器處理等,都能達到處理要求。劉建斌等人介紹了北京師范大學所建中水站,以學生宿舍盟洗間廢水和澡堂洗浴水為中水水源,采用物化加生物處理方法,出水水質滿足GB/T18920-2002《城市雜用水水質標準》。中水系統應根據所選中水水源的水質情況選擇合適的處理工藝和設備。學生公寓不排放廚房污水,水質相對單純,且僅以雜排水為中水水源,水污染程度輕,處理難度相對較小。據報道,北京對外經濟貿易大學所建日處理量為1000t的中水處理站,集中處理幾幢建筑物的廢水,當年節省水費就達200多萬元。
目前已有城市中水設施中,存在中水系統運行不正常、水質水量不穩定以及中水運行成本較高等問題。出現這些問題,主要原因在于對系統的運行管理水平不高,選擇的工藝、設備不過關等。筆者建議,在大學校園確定建造中水回用系統時,對能收集到的洗浴廢水和需要的中水量進行的估算一定要盡量接近實際,作比較準確的水量平衡表,從而確定合理的調節池容積以及中水處理站規模。此外,在選擇工藝及設備時,一定要考慮到是否有條件達到所需的維護管理水平,盡量選擇運行穩定、操作簡單的工藝設備,并節省運行費用,如采用生化處理,序批式活性污泥法(SBR>或膜生物反應器(MBR)工藝等處理洗浴等生活污水都有很好的效果閉。
相比于居民小區住宅,學生公寓結構更為對稱、內部構造簡單、衛生器具集中、用水點及排水點少,這十分有利于中水管網的改造。老式的學生宿舍一般為每個樓層設置公用衛生間,改造更為簡便。新式的學生公寓每個寢室設單獨衛生間,改造相對復雜。公寓里單獨衛生間排水管道的設置大致有兩種情況:①糞便污水與其他廢水在公寓內由兩根排水立管分開排放,在室外檢查井匯合;②衛生間僅設一根排水立管,所有的污水混合后排至室外檢查井。對于前一種情況,內部排水管道不變,僅在室外分開收集兩種污水即可。大多數公寓符合后一種情況,可改造為沖廁和其他器具分開給水、沖廁污水與其他廢水分開排放,即自來水給水和中水兩套給水管網、糞便污水和雜排水兩套排水管。學生公寓內部中水管道改造,可參考示意圖1。
1.2學生公寓糞便污水產沼氣利用技術分析
沼氣在我國農村被廣泛使用,人畜糞便、農田秸稈等在沼氣池中經厭氧發酵產生以甲烷為主的可燃氣體沼氣。沼氣可作為燃料,沼液和沼渣是很好的肥料,在農村是一種理想的生態節能模式。
沼氣屬于可再生的清潔能源,其能源效率明顯高于煤炭[[8],城市卻很少利用沼氣。農村由于有充足的動物糞便以及分散式的住宅,形成了主要以家庭為單位的沼氣利用模式。城市雖然居住集中,可統一收集糞便污水,但需建造龐大的沼氣管網,投資大。沼氣產量受溫度影響大,冬季使用受到限制,這些因素都使得沼氣在城市難以推廣,更重要的原因是,由于城市糞便污水與洗衣、沐浴等廢水合排,水中含有的有機或無機物質如表面活性劑、氨氮、氮氧化物、鈉離子等對產甲烷活性有明顯抑制作用,而農村沒有完善的排水管網,各家的糞便污水單獨排放,反而可以很好地利用人畜糞便生產沼氣。
學生公寓相比住宅小區,人口居住更為集中,可收集的糞便量大,可在公寓附近空地建造沼氣池,產沼氣供高校炊事使用。沼氣利用技術成熟,實施難點在于沼氣池建造質量的好壞。目前農村建造較多的是供單個家庭使用的容積為8m3的池子和建造在集中養殖場內大型的沼氣站供多個家庭使用。高校在利用沼氣上,應根據校園規劃,結合學生人數、初期投資等選擇合適的利用方式。此外,由于學生公寓糞便污水量大,沼氣池無法完全容納,可在糞便污水進入沼氣池前,進行固體與液體的不完全分離,或對沼氣池進行技術改造讓上層清液溢流等措施解決。
1.3中水回用與沼氣利用
0引言
在各行業中,建筑行業耗能大,發達國家建筑能耗占社會總能耗的30%~40%,在我國也占到25%以上。建筑行業耗能,一方面指各種建筑材料在生產過程中消耗大量的能源;另一方面指建筑物在使用過程中還將不斷消耗能源,包括建筑的采暖、空調、照明、炊事、電氣、用水等。而我們通常所說的建筑節能主要指節約建筑物在使用過程中的能耗。
近十年,隨著我國大學人數的激增,高校規??焖贁U張,對校舍、食堂等進行了大量擴建、增建,我國高校面貌發生了巨大改變。但大學校園在新建、擴建時,往往追求時間效率,很少考慮在建造時就采用各種節能環保技術和設備。一所高校的學生公寓如果當人數達到1萬人左右的集中居住區,相當大的能源浪費、廢物污染被人們忽視。大學節能減排的潛力巨大,如使用節能燈、太陽能供熱水或供電、中央空調節能、中水回用、地源熱泵等,但校園節能改造的難度和投資往往阻礙這些技術在各高校的實施。筆者針對學生公寓污染排放特點,提出在高校實施一種中水回用與沼氣利用相結合的技術,改造相對簡單,可實現校園節水、污水減量以及降低能耗,還具有一定經濟效益。
1學生公寓中水回用與沼氣利用技術分析
目前,在高校公寓普遍實行的是各種污水(包括盟洗、淋浴、洗衣、糞便污水)混合后排至化糞池,經化糞池簡單處理后由城市污水管網排至污水廠或直接排放到自然水體。該排放方式管網簡單、處理費用低廉,在城市生活小區也普遍采用。但該排水體制存在一定弊端,學生蠱洗、淋浴、洗衣廢水量大,污染程度輕,在中水水源中屬于優質雜排水,直接排放非常可惜,可作為中水水源處理后回用:公寓產生的糞便污水在降解過程中產生大量的可燃氣體—沼氣是一種優良的能源,未被利用。
1.1學生公寓雜排水回用于沖廁技術分析
關于在高校實施中水回用的文獻較多,其中包括中水回用的優勢分析、效益分析、中水處理工藝、設備的研究等。付婉霞等人實測了某高校學生宿舍1d24 h內的盟洗用水量變化曲線,認為以蠱洗廢水為中水水源,需建造的調節池容積較小,可節省中水工程基建費用。魏娜等人詳細分析了其所在高校的各類用水情況,宿舍用水中沖廁用水占總宿舍用水量的40%,其他占60%左右。因此,從排水量上分析,學生洗漱、淋浴、洗衣排水即學生公寓的雜排水回用于沖廁時,在水量上滿足要求。
在盟洗廢水處理上,主要處理方法有濕地處理、膜生物反應器處理等,都能達到處理要求。劉建斌等人介紹了北京師范大學所建中水站,以學生宿舍盟洗間廢水和澡堂洗浴水為中水水源,采用物化加生物處理方法,出水水質滿足GB/T 18920-2002《城市雜用水水質標準》。中水系統應根據所選中水水源的水質情況選擇合適的處理工藝和設備。學生公寓不排放廚房污水,水質相對單純,且僅以雜排水為中水水源,水污染程度輕,處理難度相對較小。據報道,北京對外經濟貿易大學所建日處理量為1 000 t的中水處理站,集中處理幾幢建筑物的廢水,當年節省水費就達200多萬元
目前已有城市中水設施中,存在中水系統運行不正常、水質水量不穩定以及中水運行成本較高等問題。出現這些問題,主要原因在于對系統的運行管理水平不高,選擇的工藝、設備不過關等。筆者建議,在大學校園確定建造中水回用系統時,對能收集到的洗浴廢水和需要的中水量進行的估算一定要盡量接近實際,作比較準確的水量平衡表,從而確定合理的調節池容積以及中水處理站規模。此外,在選擇工藝及設備時,一定要考慮到是否有條件達到所需的維護管理水平,盡量選擇運行穩定、操作簡單的工藝設備,并節省運行費用,如采用生化處理,序批式活性污泥法(SBR>或膜生物反應器(MBR)工藝等處理洗浴等生活污水都有很好的效果閉。
相比于居民小區住宅,學生公寓結構更為對稱、內部構造簡單、衛生器具集中、用水點及排水點少,這十分有利于中水管網的改造。老式的學生宿舍一般為每個樓層設置公用衛生間,改造更為簡便。新式的學生公寓每個寢室設單獨衛生間,改造相對復雜。公寓里單獨衛生間排水管道的設置大致有兩種情況:①糞便污水與其他廢水在公寓內由兩根排水立管分開排放,在室外檢查井匯合;②衛生間僅設一根排水立管,所有的污水混合后排至室外檢查井。對于前一種情況,內部排水管道不變,僅在室外分開收集兩種污水即可。大多數公寓符合后一種情況,可改造為沖廁和其他器具分開給水、沖廁污水與其他廢水分開排放,即自來水給水和中水兩套給水管網、糞便污水和雜排水兩套排水管。學生公寓內部中水管道改造,可參考示意圖1。
1.2學生公寓糞便污水產沼氣利用技術分析
沼氣在我國農村被廣泛使用,人畜糞便、農田秸稈等在沼氣池中經厭氧發酵產生以甲烷為主的可燃氣體沼氣。沼氣可作為燃料,沼液和沼渣是很好的肥料,在農村是一種理想的生態節能模式。
沼氣屬于可再生的清潔能源,其能源效率明顯高于煤炭[[8],城市卻很少利用沼氣。農村由于有充足的動物糞便以及分散式的住宅,形成了主要以家庭為單位的沼氣利用模式。城市雖然居住集中,可統一收集糞便污水,但需建造龐大的沼氣管網,投資大。沼氣產量受溫度影響大,冬季使用受到限制,這些因素都使得沼氣在城市難以推廣,更重要的原因是,由于城市糞便污水與洗衣、沐浴等廢水合排,水中含有的有機或無機物質如表面活性劑、氨氮、氮氧化物、鈉離子等對產甲烷活性有明顯抑制作用,而農村沒有完善的排水管網,各家的糞便污水單獨排放,反而可以很好地利用人畜糞便生產沼氣。
學生公寓相比住宅小區,人口居住更為集中,可收集的糞便量大,可在公寓附近空地建造沼氣池,產沼氣供高校炊事使用。沼氣利用技術成熟,實施難點在于沼氣池建造質量的好壞。目前農村建造較多的是供單個家庭使用的容積為8 m3的池子和建造在集中養殖場內大型的沼氣站供多個家庭使用。高校在利用沼氣上,應根據校園規劃,結合學生人數、初期投資等選擇合適的利用方式。此外,由于學生公寓糞便污水量大,沼氣池無法完全容納,可在糞便污水進入沼氣池前,進行固體與液體的不完全分離,或對沼氣池進行技術改造讓上層清液溢流等措施解決。
1.3中水回用與沼氣利用
與時俱進的家家旺人視改革創新為企業的靈魂,根據我國不同地區不同季節的不同要求又先后發明了炊事三暖爐(專利號:200820070342.0)即在做飯的同時,爐壁水箱隨時供熱水,洗碗刷鍋方便,熱水循環帶熱暖氣片或地熱管(水暖)。煙囪里的廢熱煙氣通過睡炕把炕燒熱或用管道通過房間散熱(煙氣暖)飯成后,飯鍋換成水箱,燒開水的熱蒸汽經管道帶熱散熱器(蒸氣暖)。若將三暖管同時通往一個供熱區(學生教室、會議室、車間、干燥場所、養殖雞鴨溫室、種植蔬菜大棚)供熱更快,面積更大、效果更好。三暖爐最適合高寒冷冬季的東北地區。不燒炕戶,將煙管壁輻射的高溫余熱,經夾層換熱隨時向房間吹送60度以上的熱風,像空調一樣做到省柴節能、一爐多用,是新農村冬季做飯采暖的最佳爐灶,三暖熱風爐(專利號:201220594291.8)簡單快捷的炊事洗浴熱水爐(余熱利用)更是受到南方用戶的青睞。一面做飯,十幾分鐘即可沐浴洗澡。大中小號的快捷增溫采暖爐,為北方高寒冷地區種植養殖戶的快速增溫提供了省錢節能、綠色安全的實惠爐具。
家家旺爐多項專利,并有“全球旺”、“綠燃”、“魁牌”自主產權的注冊商標。爐小火旺,省柴無煙,柴源廣泛,爐美價廉,一爐多用,型號齊全,精小旅游爐6―8公分高三斤重,普通炊事三暖爐10―12公分高,適合4―10口人家用餐取暖,操作方便清潔安全,可單燒柴禾秸稈,可柴煤兩用,本爐具愿與全國生物質爐具同行(任何一家)在同等條件下(一公斤柴10斤水)比熱效率高低、比低碳清潔綠色燃燒、比價格實惠使用方便。以便在建設美麗鄉村的實踐中,為實現美麗中國做出我們爐具人應有的貢獻。
家家旺爐生產成本低,投資少,利潤豐厚,可水泥模壓預制;可鐵板鉚焊鑄造,是廣大農牧民,下崗職工家庭致富的實在門路,是中小企業重振雄風再創輝煌的騰飛項目。
全國各地用戶要貨者甚多,但我生產能力有限,總是供不應求,因此本人愿與有實力的中外企業、經理老板、爐具同仁,合作開發這一創新保贏的專利項目。歡迎實地考察,可自帶燃料親自燒試,解除內心疑慮,目睹神爐奇效。
河南省家家旺爐具有限公司
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新型組裝式建筑模板支撐系統全部桿件尺寸可調節使用,隨意組合,保證多個工程施工的重復使用。在提高施工質量的同時,保證了施工現場的整潔,而且產品全部為小型散拼組件,重量輕,易搬運,工人可人工自行拆裝,不必依賴大型機械設備,提高了工作效率。
老板被這種新型模板深深吸引了,他知道,在現澆混凝土架構工程中,模板工程費用所占比例較大,模板又是混凝土結構工程表面質量的關鍵。新型組裝式建筑模板支撐系統產品,達到了節約資源、節省工時、節約費用、提高工程質量、提高建筑業勞動生產率的效果,將產生巨大的經濟效益、社會效益和行業效益。
眼看歸國日期快到了,老陳心中涌起了一個想法,國內正進行大規模開發建設,這種環保、高效、節能、省錢的好產品肯定會被看好。把這種新型模板引回國內,將產生不可估量的經濟效益!
他和兒子談了自己的想法,兒子非常支持。經過一番溝通協商后,新型模板技術終于引進國內。采用新型組裝式建筑模板支撐系統產品,解決了傳統支模工藝施工工程中難以避免的浪費問題。從前工人為圖干活省事而不顧料具的搭配使用,任意截、鋸、割、毀等現象時有發生,導致施工材料的嚴重浪費。尤其是木方、模板等材料因施工中尺寸長短不一,缺少嚴密精確的計算,加之工人自行備料,常常是備料數據遠遠超過實際使用數量,造成材料的嚴重浪費,重復使用性很小。新型組裝式建筑模板支撐系統產品從根本上解決了這一難題。
新型組裝式建筑模板支撐系統產品,所產生的經濟效益已經在現實運用中體現出來。與傳統模板工藝支撐系統進行對比分析,使用新型組裝式建筑模板支撐系統產品,每平方米可節約模板成本約79元/平米。老陳沒想到,自己的美國之行會帶來如此驚人的效益!
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目前,國內中、大型循環流化床鍋爐投運數量越來越多,這些電廠一般采用DCS控制系統進行機組運行控制。DCS控制系統應用于煤粉鍋爐經驗已經很成熟,而且自動化水平、安全性都比較高。對于國內的循環流化床鍋爐,目前的DCS控制系統現狀基本是套用煤粉爐的DCS控制邏輯,只是稍加改動;另外基于國內電廠基建現狀,多數機組都是在搶工期的情況下投運的,所以留給控制系統研究人員的研究時間幾乎沒有。然而循環流化床鍋爐的燃燒機理十分復雜,循環流化床鍋爐的設計尚處于經驗設計階段,系統中變量之間的耦合比較緊密,而且具有嚴重的非線性。循環流化床鍋爐熱工自動控制,特別是燃燒自動控制方面的問題已成為其進一步推廣應用的主要障礙,循環流化床鍋爐的運行自動化已成為其走向實用的關鍵之一。
1、循環流化床鍋爐燃燒過程與特點
循環流化床鍋爐不同于煤粉爐,其控制回路多,系統比較復雜,控制系統一般包括以下主要回路:汽包水位控制;過熱汽溫控制;燃料控制;風量及煙氣含氧量控制;爐膛負壓控制;床層溫度控制;料層高度控制;循環灰控制。對于汽包水位控制和過熱汽溫控制特性與通常的煤粉爐相同,在此不予以分析,只對與循環流化床鍋爐燃燒相關的控制系統的特點進行分析。
循環流化床鍋爐燃燒過程自動控制的基本任務是使送入鍋爐內的燃煤燃燒所提供的熱量適應鍋爐蒸汽負荷的需要,同時還要保證鍋爐安全經濟運行,燃燒控制系統的任務歸納起來有如下幾個方面:
1)、維持主蒸汽壓力穩定。汽壓的變化表示鍋爐的蒸汽量與負荷的耗汽量不匹配,需要相應地改變燃料的供給量,以改變鍋爐的蒸發量;
2)、保證鍋爐燃燒過程的經濟性。改變燃料量的同時,相應地調節送風量,使之與燃料量匹配,保證鍋爐燃燒的經濟性;
3)、引風量與送風量相配合以保證爐膛壓力在正常的范圍內,保證爐膛的安全運行;
4)、床層溫度是一個直接影響鍋爐能否安全連續運行的重要參數,同時也直接影響鍋爐運行中的脫硫效率及NOx的產生量。一般情況下860℃左右床溫是爐內脫硫的最佳溫度,同時NOx的產量也較低。床溫過低不但使鍋爐效率下降,而且是鍋爐運行不穩定容易滅火;床溫過高會使脫硫效率下降、NOx產量大大增加,同時容易造成爐膛床料結焦,無法流化燃燒而導致停爐。由此可見,床層溫度是循環流化床鍋爐運行極為重要的參數;
5)、料層高度控制也與鍋爐安全連續運行密切相關,料層太厚,會把一次風的“風頭”壓住,使爐料不能達到完全流化狀態;料層太薄,不僅不滿足負荷要求,而且會使一次風穿透料層吹滅爐火;
6)、循環灰控制將直接影響鍋爐的循環倍率,也對床溫有一定的影響。
2、循環流化床鍋爐燃燒過程控制技術的實現
循環流化床鍋爐是一個典型的多變量被控對象,但由于對它的系統的研究不夠完善,還缺乏經驗及深人的了解,所以在設計、分析、研究其控制系統時只能仍采用傳統的方法。目前循環流化床鍋爐燃燒控制系統設計仍采用常規PID控制,通常由燃料控制、總風量控制、一次風控制、二次風控制、燃燒室負壓控制、床溫控制、料層高度控制、循環灰控制等幾個有機聯系的控制單元構成。即人為地把被控對象分成許多單變量系統進行控制,這種控制方法雖然簡單、易行,局部分析是合理的,但整體考慮會存在許多問題,對進一步提高自動控制水平將存在很大的局限性,有的甚至不能滿足機組的正常運行。對于循環流化床鍋爐燃燒的控制,從宏觀上看,不管你怎么控制都要首先維持床層溫度的穩定。而各個參量是互相耦合在一起的,要想實現自動化控制,靠單純的PID控制是遠遠不夠的,所以必須把先進的控制理念引進循環流化床鍋爐的控制系統,即模糊控制。實踐證明,模糊控制能夠對時變、非線性和復雜的被控對象進行較為有效的控制。為此,應用模糊控制理論對常規PID進行改進,并與模糊控制有機結合起來,形成一種“綜合性控制方案”,再配合多種前饋控制方案,應用于循環流化床鍋爐燃燒系統這一非線性復雜對象,將達到滿意的效果。
3、循環流化床鍋爐燃燒控制及燃燒效率的優化方法
循環流化床鍋爐燃燒控制要保證鍋爐的安全運行、床溫的穩定、靈活的參與機組的協調控制,要達到上述目的,必須要搞清楚幾個關系即:燃煤量和負荷的關系;燃煤量和床溫的關系;負荷和床溫的關系;爐膛受熱面吸熱量和床溫、煤量的關系。另外我們必須要重視循環流化床鍋爐的熱能蓄能量。進而確定我們要控制的元素,從而采用模糊控制結合DCS功能實現我們的控制目的。其實宏觀的看只要搞清楚循環流化床鍋爐的熱蓄能量,就可以很好的的控制鍋爐了,這也是循環流化床爐不同于煤粉爐的控制,但是可惜我們很難知道運行的流化床鍋爐到底有多大的蓄能。要想有效的控制好鍋爐,引入模糊控制就可以解決這個問題。讓控制系統模仿人的經驗思維,然后再用理論計算進行校正,最后通過DCS實現自動控制的目的。
舉個例子:協調控制現在要降負荷,要是人操作,就會根據經驗減煤、減風,考慮到鍋爐的蓄能量運行人員肯定會先多減一些煤,等降下來時運行人員會在把煤量加至和當前負荷相匹配的煤量,在這個過程中鍋爐的床溫、一次風、二次風、氧量、料層高度、循環灰等都會有不同程度的變化,也需要對它們進行調整。搞清楚了這個過程和上面所說的那幾個關系,我們就可以通過控制系統來實現控制系統的自動控制了。其他情況諸如升負荷、故障情況和各種不可預見的擾動因素(媒質變化等)都可以用同樣的方法實現。
綜上所述,國產循環流化床鍋爐燃燒過程控制的設計與實現,尚存在很多不完善的地方,根據循環流化床鍋爐的燃燒運行特點,對鍋爐燃燒過程控制系統進行優化改造,對機組安全、經濟運行是十分必要的。供熱鍋爐作為人們冬季供暖的重要設備之一,受到各種因素的影響,能源利用率較低,需要采取有效的環保節能措施進行改善與優化。同時,在實踐過程中還需要管理人員全面把握供熱鍋爐的各項要素,包括類型、容量、數量、能源消耗、運作情況等,綜合考慮,探索出適合實際情況的環保節能措施,降低能源的消耗,提高其利用率,提高企業的經濟效益,也為企業創造出更好的社會效益。
摘 要:在前期研究基礎上,成功開發出不同結構的膜材料,包括非氟離子交換膜、非氟多孔離子傳導隔膜及部分含氟隔膜材料等,并對其構效關系、成膜工藝進行了初步研究。2013年度圍繞離子交換膜氧化穩定性降解機理以及多孔離子傳導膜的構效關系和非氟離子傳導膜規模放大工藝以及放大過程中的基礎科學問題展開研究。闡明了非氟離子交換膜的降解機理、掌握了高選擇性、高電導率和高穩定性多孔離子傳導膜的構效關系,為液流電池離子交換膜的研究提供理論指導。在原創性提出多孔離子傳導隔膜的基礎之上,成功解決了非氟多孔離子傳導隔膜離子選擇性與傳導性地矛盾,開發出高選擇性、高穩定性非氟多孔離子傳導隔膜。建立了高性能低成本離子傳導膜的合成路線和工藝,確立膜材料的規模放大工藝,在一定程度上解決商業化全氟磺酸離子交換膜價格昂貴、離子選擇透過性差等缺點,加快了液流電池的商業化進程。
關鍵詞:非氟離子傳導膜 多孔離子傳導隔膜 構效關系 離子傳輸機理
Abstract:Based on our previous studies, membranes with different structures were successfully developed, including non-fluorinated ion exchange membrane, non-fluorinated porous ion conducting membranes, partially fluorinated membranes, and a fundamental study on the structure-property relationship and membrane preparation technology was conducted. In 2013, a series of researches were focused, including the degradation mechanism of ion exchange membrane, the structure-property relationship of porous ion conducting membrane, scaling technology of non-fluorinated ion transport membrane and basic scientific issues during the scaling process. The degradation mechanism of non-fluorinated ion exchange membrane was clarified, and the structure-property relationship of porous ion conducting membrane with high selectivity, high conductivity and high stability was mastered, offering the theoretical support for the development of membranes for flow battery. Based on the concept of porous ion conducting membrane we developed, the conflict between ion selectivity and ion conductivity of non-fluorinated porous ion conducting membrane was successfully resolved, and membrane with high selectivity and high stability was developed. The fabrication technology of ion conducting membrane with high performance and low cost was established, which to some extent overcomes the defects of high cost and low ion selectivity of commercially perfluorinated ion exchange membrane and accelerates the commercialization of flow battery.
Key Words:Non-fluorinate ions exchange membranes;Ions conducting porous membranes;Structure performance relation;Ions transport mechanism
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2 制冷空調節能技術
隨著生活水平的迅速提高,人們對生活的要求也越來越高,在現代化的城市中,人們迫切要求創造出一個與室外噪聲隔絕、空氣新鮮無污染和溫度濕度適宜的良好的居住、辦公和娛樂的環境。人們對家庭生活的質量進行了一系列的改善,這種改善直接促進了家庭空調業的發展??照{業的發展不僅改善了人們的生活、學習和工作環境,還促進了我國空調行業的發展和制冷設備技術的創新。
2.1 制冷空調中變頻節能技術的運用
在現代社會的空調節能技術中,空調制冷技術有多種,其中,變頻技術是運用最為廣泛的??照{變頻技術主要是應用變頻器來提高空調動力的應用率,而變頻器又能夠利用傳感器結合空調的實際環境對空調電動機的相關參數進行有效調節,更能夠減少電動機在對空調啟動時對電網的沖擊。
2.2 熱回收技術的運用
熱回收技術,它的原理是:在空調進行運行時,空調產生了余熱后,再將這種熱進行利用的一種節能技術。 而空調的熱回收技術根據其應用場景可以分為兩大類:一種是排風冷熱回收;另一種是冷凝熱回收。排風冷熱回收主要是以減少制冷機的運行負荷從而達到節能的目的;而冷凝熱回收主要是利用再循環的原理,將空調在制冷過程中所產生的熱能進行回收再利用,以此來減少空調在運轉中產生的熱能由于直接的排放而造成資源嚴重浪費的現象[1]。
2.3 熱電冷聯技術的運用
冷熱電聯技術主要是利用天然氣或者其他能源作為燃氣輪機的動力來進行能量提供的一種技術,其原理主要是利用冷水和熱水機組吸收燃氣機輪在其運轉時所排出的熱量產生冷凍水來進行制冷。在冷熱水機組運作過程中,排除熱量被除濕型的空調利用。利用冷熱水機組和除濕處理機的有效結合,從而達到制冷空調節能的高效率。
2.4 蓄冷技術的運用
空調的冰蓄冷技術不但能使空調的電力負荷移峰填谷,緩解能源的緊張,還能節省空調系統的運行費用??照{的蓄冷技術原理是:在電力負荷較低的夜間,或者用電的低谷期,采用電制冷機進行制冷,再利用蓄冷介質的潛熱或者顯濕特性,將冷量用某些較好地方式儲藏起來,在白天,空調負荷高的時候,電高峰期也較高時,把之前貯藏的熱量釋放出來,應對空調高峰期的效率低的狀況,最后滿足空調高效節能的運行需求[2]。
2.5 熱泵制冷節能技術的運用
空調制冷技術中的熱泵技術可以分為三類,主要是水源熱泵技術、空氣熱源泵技術和土壤源熱泵的技術。土熱源泵技術的主要原理是從土壤中進行取熱。底下的土壤在常溫狀態下較為穩定,在建筑物周圍和內部有進行熱交換的裝置,利用冬取夏排的操作原理,冬天的時候向建筑物提供充足的熱量;夏天的時候,對建筑物進行制冷。水源熱泵技術和空氣源熱泵技術的工作原理與土壤源熱泵技術的工作原理比較類似。盡管熱泵技術的設計較為簡單,但其性能十分友誼,并且具有無污染和高效節能的特征,熱泵技術的發展極快,在國內外都得到了廣泛的運用,據相關研究指出,熱泵技術的運行費用和投資費用都比傳統的空調較低。
3 空調制冷節能技術在運用上的發展趨勢
制冷空調的發展主要有三種趨勢。其中,環境保護是前提;節約能源是關鍵;提升智能含量是目的。在較短的時期內,技術性能是空調制冷行業的研究重點。這其中的主要技術有四種,分別為:自動清潔技術、減少噪音技術、遠程控制技術和空調的變頻技術等等。
3.1 保護環境
環??照{正在逐漸取代傳統的空調,隨著社會化的不斷加快,人們在收獲科技的巨大成效時,也使得環境遭受了污染,因此在空調制作上的要求已不僅僅是性能,更多的是它的環保功能。環??照{的主要特點是是無論在工廠車間還是在大型的場所都可以使用,包括在居家移動式環??照{,都可以進行通風降溫。環保空調具有多種功能,所以深受人們的喜愛。環??照{不但可以進行室內降溫,還可以對室內進行換氣。近年來,環境保護成為了世界發展的首要前提,節能環保行業將成為未來中國經濟的又一新的支柱產業。環保政策的支持會進一步推動行業整體向更高能效目標邁進。這對于空調行業來說不僅僅是一種挑戰,更將是一種競爭[3]。
3.2 節約能源
世界資源日益匱乏,對于國家的發展來說,節約能源是必不可少的措施,對于制冷空調節能技術的發展來說,未來綠色建筑,建筑節能改造工程也將明顯增加。一些使用較久的耗能較高的空調產品將陸續進入更新換代時期,這些節能改造工程對于替代產品會更加看重產品的節能水平,因此節能空調產品得到的市場機會也將遠遠大于能效值較低的空調產品。空調制冷市場的專家認為,節能環保產業的高速發展將帶動空調行業整體水平的進一步提高,對于技術實力過硬的空調企業而言,在節能環保成為一種趨勢后,企業推出的高效能節能環保產品更有利于搶占市場的優勢地位,并且有利于在激烈的市場競爭中提高企業的利潤水平。因此,未來節能環??照{產品將具有更大的發展潛力。
3.3 提升智能含量
科技改變效率,提高制冷空調的智能含量,不僅能節約空調制造的成本,提高空調制造的效率,更能在空調市場競爭中占據一席之地。在制冷空調節能技術的發展中,提升智能含量已成為空調發展的趨勢,應市場不斷發展的需求、人們日益增長的物質經濟生活和科技在不斷創造更新的步伐,空調行業也在不斷更新和發展,智能含量的制冷空調技術的運用是人們追求智能生活的主要體現。空調行業應該順應這樣的發展趨勢,在空調行業中穩定步伐,立足長久的發展。
3.4 高效節能機械的開發
制冷空調高效節能機械的開發對空調能否獲得的良好發展起到一定的影響,我國在能源消耗上的數量是世界平均水平的2倍,并且用電量也在逐步增長,由于我國人口眾多,對經濟發展的需求頗大,使得我國的能源大部分都用于工業中。在現有的發展背景中,高效節能成了不僅是我國,更是社會發展的追求,開發高效節能的空調制冷壓縮機成了空調發展的需要。制冷壓縮機是空調制冷系統的心臟,節能型制冷壓縮機是完善高效節能的制冷設備的關鍵。高效節能機械的開發不僅能夠擴大制冷空調的應用范圍,還可以提高成效比。企業為了生存和發展,必須采取措施順應制冷空調技術開發的發展趨勢[4]。
3.5 專業化技術學習的需求
隨著空調行業的不斷發展,要求空調制造人員必須掌握專業化的制造技術??萍际窃诓粩喟l展和創新中,而擁有優秀的制造技術,是解決制造業發展過程中重要的技能,新的制冷空調技術的運用能綜合利用能源和提高產品的使用效率,,專業化的發展和生存已經離不開高新技術的支撐。企業若想適應空調行業的發展過程,進一步擴大企業的規模,需要在制冷空調的研發上加大力度,以此形成屬于自身的知識產權核心技術。在整頓市場資源和力量上,利用專業化的技術水平,創建自己的特色技術和擁有優質的空調品牌。
4 結束語
隨著科技的不斷發展,空調在人們的日常生活中的作用越來越大,技術的進步往往會帶來一系列的連鎖反應。例如對生態環境的污染狀況,空調耗能大,有效地保護環境的措施要及時采取。環境與人類的生活息息相關,環境的改善對人們的生存狀態有著積極的現實意義,其中,制冷空調的節能是控制資源的消耗、節約能源的關鍵措施;空調技術的改善要求企業不斷創新技術,加強空調的節能效果,降低空調的生產成本。使其真正做到節能環保。
參考文獻:
[1]王臣章.制冷空調節能技術的應用及發展趨勢分析[J].河南科技,2012(23):77.
[2]冷松.制冷空調節能設計技術的發展[J].中國高新技術企業,2014(13):76-77.
[3]戴源德,陳揚華,杜海存.試論21世紀中國的制冷空調業[J].制冷,2001(04):36-39.