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關(guān)健詞:采暖方式環(huán)保節(jié)能連續(xù)采暖間歇采暖供熱采暖系統(tǒng)
一、我國供暖的現(xiàn)狀
改革開放后,我國建設(shè)事業(yè)發(fā)展迅速,尤其是近年住房制度的改革極大地促進(jìn)了住宅產(chǎn)業(yè)及國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。目前每年新建房屋子17-18億平方米。隨著大量的新建筑,建筑能耗指建筑使用能耗,包括采暖、空調(diào)、熱水供應(yīng)、炊事、家用電器等方面的能耗,其中采暖、調(diào)能耗約占60%-70%。根據(jù)1998年估算的數(shù)據(jù),中國建筑用商品能源消耗已占全國商品能源消費(fèi)總量的27.6%,接近發(fā)達(dá)國家的30%-40%。我國的能源形勢是嚴(yán)峻的。我國的煤炭、石油、天然氣、水資源的人均擁有量約為世界平均值的1/2,1/9,1/23.1/4。對于人均能源消費(fèi)量1t的標(biāo)準(zhǔn)煤,僅是世界人均能源消費(fèi)不到2.4t標(biāo)準(zhǔn)煤的一半,因而降低建筑能耗,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展,是節(jié)約能源之路。事實(shí)上改變傳統(tǒng)的供暖方式是節(jié)約能源的出路。作為辦公樓、禮堂、實(shí)驗(yàn)和教學(xué)樓、學(xué)生宿舍等,供暖的需求是不一樣的,不需要24h恒溫供暖,應(yīng)采用間歇制度,以實(shí)現(xiàn)用熱與供熱相協(xié)調(diào)。對于在較大集中供熱系統(tǒng)中,也可采用分建筑物的分時(shí)供暖方法,由于不必同時(shí)給各建筑物供暖,熱源規(guī)模及運(yùn)行負(fù)荷大大減小,從而減少熱源投資,并實(shí)現(xiàn)按需供熱的長遠(yuǎn)目標(biāo)。
二、新型環(huán)保節(jié)能的供熱采暖系統(tǒng)
供熱采暖方式有很多不同的方式,熱水、電熱、地?zé)岬鹊炔煌姆绞?,近幾年來一種新型環(huán)保節(jié)能的供熱采暖系統(tǒng),在日前通過了中國能源研究會組織的專家鑒定。專家認(rèn)為,該系統(tǒng)為國內(nèi)首創(chuàng),具有國際先進(jìn)水平。這種供熱系統(tǒng)改變了傳統(tǒng)的供熱采暖方式,它的傳熱不是用介質(zhì)水,而是以復(fù)合化學(xué)介質(zhì)‘`ZGM’’為熱傳導(dǎo)工質(zhì),打破了傳統(tǒng)的以水為工質(zhì)的熱傳導(dǎo)模式。這種復(fù)合化學(xué)介質(zhì)“ZGM’’無毒無味、無腐蝕性、不揮發(fā)、不燃燒、不怕凍、不結(jié)垢。使用該介質(zhì)的采暖系統(tǒng),長退快、均溫性好、熱穩(wěn)定性能好,并且結(jié)構(gòu)美觀、安裝靈活,解決了國內(nèi)現(xiàn)存的單管系統(tǒng)無法解決的問題。該系統(tǒng)能節(jié)省40%-50%的能源。由于不用水,所以能大大降低城市用水量。該系統(tǒng)由北京新世界能高科技發(fā)展有限公司制造,是一種最佳的冬季采暖方式,適宜院校、機(jī)關(guān)的冬季采暖使用。
三、院校、機(jī)關(guān)的冬季采暖使用
院校、機(jī)關(guān)建筑具有多類型、多用途的特點(diǎn)。主要包括:辦公樓、教學(xué)樓、學(xué)生宿舍、教工家屬樓、實(shí)驗(yàn)室、禮堂、體育館、校辦工廠等。院校供暖有兩個(gè)特點(diǎn):其一,對于間歇供暖,各種類型建筑物的供暖時(shí)間是不一樣的,對于禮堂、體育館等,它的使用時(shí)間特別少,其它時(shí)間可按值班采暖設(shè)定,因此它的供暖間歇性很強(qiáng):對于學(xué)生宿舍,在上課時(shí)間(包括晚自習(xí))可按值班采暖設(shè)定,而早、中、晚的休息時(shí)間才保證供暖:對于辦公樓,下班時(shí)間可按值班采暖設(shè)定,上班時(shí)間才保證供暖;而對于實(shí)驗(yàn)室、教工家屬樓等,在供暖時(shí)間上應(yīng)根據(jù)具體情況加以控制。其二,學(xué)校的另一特點(diǎn)是有寒假。在寒假期間(約35天),院校的大部分建筑可以只保證值班供暖。基于以上特點(diǎn),采用適合的供暖方式和方法,院校供暖的節(jié)能效果會很顯著。
四、人體舒適感的比較
傳統(tǒng)的采用連續(xù)采暖方式,當(dāng)室外溫度為-2690,熱媒參數(shù)為95/70℃時(shí),熱量不間斷地散給空間,以補(bǔ)充結(jié)構(gòu)的熱損失,使室內(nèi)溫度體質(zhì)在設(shè)計(jì)參數(shù)上下波動范圍內(nèi)。當(dāng)室外溫度高于26℃時(shí),采用改變熱煤參數(shù)的辦法進(jìn)行質(zhì)調(diào)解,系統(tǒng)依然是連續(xù)運(yùn)行的,即可保證室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度的穩(wěn)定,滿足人體對舒適感的要求。間歇采暖則不燃,一日24h內(nèi)室溫波動范圍較大,如果要保證供熱時(shí)間內(nèi)的室溫間歇時(shí)間的室溫就會低于設(shè)計(jì)溫度。反之,如果保證間歇時(shí)間內(nèi)的設(shè)計(jì)溫度則供熱時(shí)間內(nèi)的室內(nèi)溫度又會高于設(shè)計(jì)溫度。間歇采暖時(shí)一日內(nèi)的溫差大約在10℃左右,室內(nèi)溫度忽高忽低,人體感覺忽冷忽熱,容易患感冒。但是如果采用新型環(huán)保節(jié)能的供熱采暖系統(tǒng)則可改變這一現(xiàn)狀,新型環(huán)保節(jié)能的供熱采暖系統(tǒng)則能改變這一現(xiàn)狀,新型環(huán)保節(jié)能的供熱采暖系統(tǒng)升溫快,保溫時(shí)間長,在攝氏一20℃的氣溫下,室內(nèi)溫度在內(nèi)45min就可達(dá)到18℃。
五、環(huán)境保護(hù)的比較
關(guān)鍵詞 氣溫變化;初終日;采暖期;節(jié)能;河南濮陽
中圖分類號 P423.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739(2016)11-0285-01
1 資料與方法
采用濮陽市觀測站地面氣象記錄報(bào)表中1971―2010年采暖期間(11月15日至次年3月15日)的逐日氣溫資料,通過計(jì)算得出濮陽地區(qū)1971―2010年40年平均氣溫穩(wěn)定≤5 ℃(即日平均氣溫5 d滑動平均穩(wěn)定通過≤5 ℃)的初、終日,以及濮陽地區(qū)40年采暖期平均氣溫。
2 采暖期特征分析
2.1 采暖初、終日的確定
國內(nèi)外人體醫(yī)學(xué)表明,當(dāng)環(huán)境溫度
2.2 采暖初、終日的年際變化
濮陽市20世紀(jì)70年代至80年代末,采暖初日逐年推遲,90年代又有所提前,進(jìn)入21世紀(jì)后,采暖初日又出現(xiàn)推遲;采暖終日變化波動較大,但在90年代中期以后,明顯提前,其中1995―2001年采暖終日均在2月28日及其前,2002―2010年除2005年、2007年采暖終日分別在2月28日、26日結(jié)束外,其余年份均在3月6―13日期間,其中2004年推遲到了3月13日[1-2]。
2.3 采暖期長度
通過近40年的歷史資料可以得出,濮陽地區(qū)的平均采暖期為110 d左右,從采暖期長度的變化來看,近40年來的采暖期呈縮短的趨勢。
2.4 采暖度日值變化
采暖期能源消耗與采暖期長短有關(guān)外,還與采暖強(qiáng)度有關(guān)。采暖強(qiáng)度一般采用日平均溫度≤5 ℃的負(fù)積溫即采暖度日值表示。在國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中,采暖度日值是一年中當(dāng)某天室外日平均溫度
3 采暖期平均氣溫變化分析
統(tǒng)計(jì)1971―2009年濮陽市近39年采暖期平均氣溫可知,多年采暖期平均氣溫為2.4 ℃,采暖期平均氣溫整體呈上升趨勢,氣候傾向率為0.307 ℃/10年,采暖期平均氣溫最高的年份為2001年,達(dá)到了4.7 ℃,其次是1998年和2003年,均為4.0 ℃,最低年份為1984年,僅為0.6 ℃,最高年份與最低年份相差4.1 ℃。20世紀(jì)70年代采暖期平均氣溫為2.1 ℃,80年代出現(xiàn)了下降,降至1.9 ℃,進(jìn)入90年代后又開始出現(xiàn)明顯上升,21世紀(jì)前9年均為2.9 ℃,比80年代上升了1.0 ℃,較歷年平均值偏高0.5 ℃[4-5]。
4 節(jié)能效應(yīng)分析
城市采暖期間,供熱系統(tǒng)的熱負(fù)荷在很大程度上取決于外界環(huán)境溫度,由此可以充分利用外界環(huán)境溫度變化的規(guī)律,進(jìn)行節(jié)能降耗、節(jié)能減排的研究。采暖期平均氣溫升高,采暖期就相應(yīng)縮短,取暖燃煤量也就相應(yīng)減少,如果每1 t取暖用優(yōu)質(zhì)煤能產(chǎn)生23.7 GJ熱量,除去20%的熱量損耗,一個(gè)采暖季就可以減少用煤量42 277 t。煤燃燒會放出大量的二氧化硫等污染物,按照每1 t煤可產(chǎn)生4.8 kg的SO2,整個(gè)采暖期就能減少487 t SO2,減少粉塵2 114 t。按照正常供暖1 d消耗的能量來算,采暖期縮短1 d,供暖面積不變,濮陽市1 d就可以節(jié)約280 t燃煤,也就減少了3.2 t SO2和14 t粉塵等有害氣體的產(chǎn)生。
5 結(jié)論
(1)濮陽市近40年采暖期平均氣溫呈上升趨勢,氣候傾向率為0.307 ℃/10年,自20世紀(jì)90年代起上升幅度明顯。濮陽市采暖初日趨于推遲,采暖終日變化波動較大,但在90年代中期以后明顯提前,采暖期逐漸縮短。
(2)采暖期平均氣溫升高,采暖期縮短,取暖燃煤量也就相應(yīng)減少,進(jìn)而減少了大氣污染物排放量,不僅節(jié)約了不可再生資源,同時(shí)也減少了環(huán)境污染,提高了空氣質(zhì)量。根據(jù)濮陽市采暖期平均氣溫逐漸升高這一變化特征,加強(qiáng)節(jié)能效應(yīng)分析,改變傳統(tǒng)采暖模式,合理安排取暖供給,達(dá)到節(jié)能減排的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
6 參考文獻(xiàn)
[1] 中華人民共和國建設(shè)部.夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn):JGJ134-2001[S].北京:中華人民共和國建設(shè)部,2001.
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[3] 張雪梅,江志紅,郭家林,等.城市采暖期氣溫變化特征及其均生函數(shù)模型預(yù)測試驗(yàn)[J].氣象科技,2004(6):438-443.
鵝肝、鱈魚、松茸這三種頂級食材的絕妙組合,經(jīng)精細(xì)處理后加少許黑椒碎旺火爆炒,天然的菌香、嫩滑的鱈魚和鵝肝的肥美相互融合,美味卻也不失滋補(bǔ)功效。
滋補(bǔ)黑草羊
選用帶皮黑草羊,皮薄肉嫩,羊肉味甘而不膩,性溫而不燥,具有暖中祛寒、溫補(bǔ)氣血、補(bǔ)腎壯陽、開胃健脾的功效,所以冬天吃羊肉,抵御風(fēng)寒時(shí),又可滋補(bǔ)身體。將其煲成一鍋雪白的好湯,這個(gè)冬天不再寒冷。
海狗鞭燉草龜
龜性溫,具有滋陰補(bǔ)血、益腎健骨、強(qiáng)腎補(bǔ)心之功效。海狗鞭功能更被歷代醫(yī)學(xué)名家推崇為補(bǔ)腎固元之珍品。草龜配以海狗鞭加入土茯苓溫火慢燉5小時(shí)以上,味美湯濃,是這個(gè)季節(jié)不可多得的滋補(bǔ)燉品。
光谷金盾大酒店
在這隆冬時(shí)節(jié),武漢光谷金盾大酒店金光軒中餐廳大廚們精選食材,真材實(shí)料烹調(diào)出的一系列美味佳肴,將美食和保健養(yǎng)生融為一體,于此同時(shí),不斷打造屬于您的滋補(bǔ)美味,是您一定不容錯(cuò)過的秋冬饕餮盛宴。
國錦軒
寒冬臨近,最適宜品嘗各款時(shí)令滋補(bǔ)養(yǎng)顏的珍饈佳肴。港粵精筵食府國錦軒選用上乘食材,悉心設(shè)計(jì)了冬季美食,讓愛食美食的你在品嘗美味的同時(shí),更能強(qiáng)身健體。
滋補(bǔ)羊腩煲
隆冬季節(jié),羊肉便成了人們餐桌上的主角。滋補(bǔ)羊腩煲,選用上乘羊腩肉搭配冬筍、香菇、馬蹄及多種滋補(bǔ)藥材,羊肉鮮嫩入味,馬蹄香脆爽口,湯汁鮮美帶有絲絲藥材芳香。羊肉味甘性溫,補(bǔ)體虛,祛寒冷,溫補(bǔ)氣血;益腎氣,補(bǔ)形衰,開胃健力,能御風(fēng)寒,又可補(bǔ)身體,被稱為冬令補(bǔ)品。
天籽蘭花燉肉汁
藥膳是中醫(yī)食養(yǎng)食療學(xué)中最顯著的特點(diǎn)之一,在菜肴中加入一定比例的中藥材,善用食材的特性,能將藥物治療及飲食營養(yǎng)結(jié)合為一。國錦軒將藥膳理念加入到廣式燉湯中,特別烹制天籽蘭花燉肉汁。金黃的花朵與鮮嫩豬展肉,經(jīng)老火慢燉,味道鮮美,清香撲鼻,看似簡單的食材,卻烹調(diào)出食養(yǎng)雙收的美味。
養(yǎng)顏桃花膠木瓜
果肉厚實(shí)細(xì)致的木瓜,香氣濃郁、汁水豐多,有“百益之果”之雅稱。木瓜搭配美容養(yǎng)顏、潤膚祛斑的晶瑩剔透桃花膠,制成養(yǎng)顏木瓜桃花膠,在寒冷冬季為愛美的你特別奉上一道溫暖的滋養(yǎng)甜品。
璞瑜酒店璞園中餐廳
定位于“都會桃源”的奢華設(shè)計(jì)酒店璞瑜酒店內(nèi)的璞園中餐廳,在展現(xiàn)中國設(shè)計(jì)風(fēng)格的同時(shí),技藝精湛的主廚還完美呈現(xiàn)了別致新穎的中式珍饈美饌,演繹全新的美髓。
金湯小米關(guān)東遼參
這道菜內(nèi)選用的日本關(guān)東遼參,無論是口味還是營養(yǎng)都是遼參中的佼佼者。提前三天泡發(fā),加上蒸熟的小米,用黃油雞湯燉制,做出的湯色澤金黃,滋補(bǔ)的同時(shí)對于味蕾也是一場犒賞。
冰鎮(zhèn)凍鵝肝
鵝肝素來是餐桌上不可或缺的美味,來自新疆的環(huán)保鵝肝,脂肪肥厚,經(jīng)青酒泡制后,加上獨(dú)家配置的調(diào)料,回味濃香,讓小小的鵝肝也具備讓人意想不到的口感。
黑松露燴燕窩
松露與燕窩都是食材中之精品,璞園中餐廳內(nèi)的這道黑松露燴燕窩,選用上等官燕,用黑松露制成醬,輔之以老火慢燉的老黃油雞湯,爽口咸鮮,滋陰補(bǔ)陽的同時(shí),還有美容的功效。
羊肚菌燉響螺
羊肚菌既是宴席上的珍品,又是久負(fù)盛名的食補(bǔ)良品,故而民間有‘年年吃羊肚、八十照樣滿山走’的說法。羊肚菌性平、味甘,既益腸胃,又可補(bǔ)腎壯陽。羊肚菌搭配美國響螺,用豬肉與火腿燉出的高湯煲制,口味清淡又滋補(bǔ)養(yǎng)人。
御申宴
主打養(yǎng)生菜的御申宴從裝修到菜品都散發(fā)出濃郁的中國味道,由多年的養(yǎng)生飲食班底一手打造的養(yǎng)生食譜,讓這里菜品的養(yǎng)生滋補(bǔ)功效不容人置疑。寒冷的冬日,約上三五好友,點(diǎn)上幾道經(jīng)典養(yǎng)生美食,瞬時(shí)便有了力量對抗寒冬。
三味蒸鮰魚
坡曾寫詩云:“粉紅石首仍無骨,雪白河豚不藥人”,其中道出了鮰魚的特別之處:肉質(zhì)白嫩,魚皮肥美,兼有河豚與鯽魚之鮮美,而無河豚之毒素和鯽魚之刺多。這家飯店將料酒與秘制醬料腌制5分鐘后,上鍋清蒸,加上豆豉、蒜蓉與剁椒,美好食材也可以有多重味道。
光棍的誘惑
這道“光棍的誘惑”更是選用山藥之極品沙土鐵桿山藥制作而成。山藥經(jīng)過蒸制之后,再蘸之以煉乳或是白糖粉,足以顛覆你先前對于山藥的全部想象。
冬蟲夏草水鴨滋補(bǔ)湯
野生土雞湯在養(yǎng)生的國度里當(dāng)屬翹楚,而對精于滋補(bǔ)養(yǎng)生的御申宴而言,這才只是美味滋補(bǔ)之路的一個(gè)開始。選用上好土雞,生燉,取其湯,隨后加入冬蟲夏草與水鴨 ,燉制5至6個(gè)小時(shí)之后,方才制作好了這盅冬蟲夏草水鴨滋補(bǔ)湯。濃郁的香味、清淡的口味,讓冬季養(yǎng)生變得輕易簡單。
鮑汁甲魚
老母雞、金華火腿、排骨、豬蹄膀,不同種類的滋補(bǔ)美食,經(jīng)過24小時(shí)的煲制,成就了這道鮑汁甲魚內(nèi)的老湯湯底的多層次口感,也奠定了它的冬季滋補(bǔ)養(yǎng)生之功效。再加上精選的孝感甲魚,便有了這道膠質(zhì)濃厚,口感黏稠的經(jīng)典美味。
唐宴酒店
位于江夏區(qū)文化大道的唐宴酒店,獨(dú)踞一片天地,遠(yuǎn)遠(yuǎn)看去,自有一番霸氣。寬宏的空間與古雅的裝飾無不顯現(xiàn)出經(jīng)營者的獨(dú)具匠心,不過即便如此,對于這里而言,精挑細(xì)選的原生態(tài)食肆方是重點(diǎn):這里崇尚美味,更崇尚綠色養(yǎng)生的飲食之道。
懶牛肉
“肉之美者,牦象之肉”,《呂氏春秋》內(nèi)的美譽(yù),足以見得牦牛肉的好處。逐水草而居的半野生放牧方式與原始自然的生長過程,賦予了牦牛肉無以倫比的原生態(tài)口感。懶牛肉取自生長五年以上的牦牛胸部護(hù)寒肉,最宜冬季滋補(bǔ)。唐宴餐廳所選用的由空運(yùn)而來的精品懶牛肉,經(jīng)昆侖山水涮煮之后,別有一番滋味:肉質(zhì)雪白而富有嚼勁,回味之中更有淡淡奶香,讓人驚喜。
鮑魚仔
當(dāng)服務(wù)員將被整齊擺放在餐盤內(nèi)卻還不停收縮的鮑魚端過來時(shí),食材的新鮮已經(jīng)不言自明。未去殼的新鮮鮑魚仔肉質(zhì)細(xì)嫩,鮮而不膩,自身便有著極好的味道。唐宴內(nèi)僅由新鮮椰汁、昆侖山礦泉水和姜片煮出的鍋底,更是摒除了其它味道的干擾,只留得鮑魚仔自身的原本味道供我們細(xì)細(xì)品味。
關(guān)鍵詞:建筑能耗,敏感性系數(shù),影響因素
中圖分類號:TU111 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
0 引言
建筑行業(yè)是耗能大戶,對建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)與改造是整個(gè)建筑行業(yè)節(jié)能的重要措施[1]。如何通過改造建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能,使室內(nèi)具有良好的熱舒適性,減少對空調(diào)的依賴,降低建筑能耗,是亟待研究的問題[2]。
為了進(jìn)一步研究外墻、外窗、屋頂對建筑物能耗的影響,本文針對外墻、屋面及外窗的不同性能系數(shù)進(jìn)行設(shè)定,研究對建筑空調(diào)、采暖及全年能耗的影響敏感性系數(shù)。
1 外墻敏感性系數(shù)分析
采用預(yù)測模型,在屋面、外窗等性能保持不變的前提下,研究外墻熱工性能敏感性。
從下圖1可以看出,在實(shí)際用能模型情況下,上海居住建筑冬季采暖能耗隨建筑外墻熱工性能的提高而降低,夏季空調(diào)能耗也隨之降低,但降低幅度則要小一些,全年采暖空調(diào)總能耗則隨熱工性能的提高降低相對明顯。根據(jù)分析結(jié)果可知,在分析計(jì)算范圍內(nèi),外墻傳熱系數(shù)對建筑采暖能耗的影響敏感性系數(shù)為0.32,對空調(diào)能耗的影響敏感性系數(shù)為0.033,對全年能耗的影響敏感性系數(shù)為0.10。
圖1 外墻傳熱系數(shù)對建筑能耗的影響分析結(jié)果
圖2為建筑外墻外表面太陽輻射吸收系數(shù)對建筑能耗的影響分析結(jié)果,該結(jié)果可反映隔熱涂料使用對建筑能耗的貢獻(xiàn)程度。從圖中可以看出,隨著外墻外表面太陽輻射吸收系數(shù)的降低,其對太陽輻射的吸收效果降低,夏季空調(diào)能耗就隨之降低,但冬季能耗則因太陽輻射得熱的降低而增加,但增加幅度比夏季空調(diào)能耗降低幅度小,因此外墻若采用隔熱涂料,其年采暖空調(diào)總能耗仍有所降低。根據(jù)計(jì)算結(jié)果,外墻外表面太陽輻射吸收系數(shù)對冬季采暖能耗的影響敏感性系數(shù)為-0.115,對夏季空調(diào)能耗的影響敏感性系數(shù)為0.038,全年采暖空調(diào)能耗影響敏感性系數(shù)為0.0064。
圖2 外墻外表面太陽輻射吸收系數(shù)對建筑能耗的影響分析結(jié)果
2 屋面敏感性系數(shù)分析
圖3為屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)對建筑能耗的影響分析結(jié)果。從中可以看出,屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的影響對建筑能耗影響相對較弱,這主要是高層建筑中屋面影響面積很小的緣故。根據(jù)計(jì)算結(jié)果,屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)對建筑能耗的影響敏感性系數(shù)分別為,冬季0.066,夏季0.01,全年0.021。
圖3 屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)對建筑能耗的影響分析結(jié)果
圖4為屋面太陽能輻射吸收系數(shù)對建筑能耗的影響分析結(jié)果。從圖可以看出,與外墻類似,屋面外表面太陽輻射吸收系數(shù)的降低,將增加冬季采暖能耗,降低夏季空調(diào)能耗,總采暖空調(diào)能耗則降低。根據(jù)計(jì)算結(jié)果,其對建筑能耗的影響敏感性系數(shù)分別為,冬季-0.03,夏季0.016,全年0.004。
圖4 屋面太陽能輻射吸收系數(shù)對建筑能耗影響分析結(jié)果
3 外窗敏感性系數(shù)分析
圖5為建筑外窗傳熱系數(shù)對建筑能耗影響分析結(jié)果。從圖可知,在研究范圍內(nèi),建筑冬季采暖能耗隨建筑外窗傳熱系數(shù)的降低而降低,且影響明顯,建筑夏季空調(diào)能耗則隨外窗傳熱系數(shù)的降低而有所降低,且降低幅度越來越小,采暖空調(diào)總能耗則隨外窗傳熱系數(shù)降低而降低,且其降低幅度因夏季空調(diào)的影響表現(xiàn)出減少的現(xiàn)象。根據(jù)計(jì)算結(jié)果,外窗傳熱系數(shù)的影響敏感性系數(shù)分別為,冬季0.588,夏季0.012,全年0.169。
圖5 外窗傳熱系數(shù)對建筑能耗的影響分析結(jié)果
圖6為建筑外窗遮陽系數(shù)對建筑能耗的影響分析結(jié)果。從圖可以看出,當(dāng)采用玻璃自身遮陽時(shí),隨著外窗綜合遮陽系數(shù)的降低,建筑冬季暖能耗增加,夏季空調(diào)能耗降低且降低幅度大于冬季,因此建筑采暖空調(diào)總能耗也呈現(xiàn)下降趨勢。根據(jù)分析結(jié)果,若采用玻璃自遮陽方式時(shí),外窗遮陽系數(shù)對建筑能耗的影響敏感性系數(shù)分別為,冬季-1.48,夏季0.29,全年0.11。
而如果建筑外窗采用活動遮陽措施時(shí),其冬季外窗遮陽系數(shù)通過遮陽系統(tǒng)的關(guān)閉而不發(fā)生變化,其夏季遮陽系數(shù)則隨遮陽系統(tǒng)的打開而降低,因此采用活動外遮陽時(shí),其冬季能耗不發(fā)生變化,而夏季空調(diào)能耗降低明顯,造成采暖空調(diào)總能耗降低幅度也明顯高于采用玻璃自遮陽措施。根據(jù)分析結(jié)果,采用活動外遮陽時(shí),外窗遮陽系數(shù)對建筑能耗的影響敏感性系數(shù)分別為,冬季0,夏季0.29,全年0.259。
圖6 外窗遮陽系數(shù)對建筑能耗的影響分析結(jié)果
表1為建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)各參數(shù)對建筑能耗影響敏感性系數(shù)匯總表。從表中可以看出,若以降低冬季采暖能耗為主,則節(jié)能重點(diǎn)排序應(yīng)為外窗傳熱系數(shù)、外墻傳熱系數(shù)、屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù),不應(yīng)考慮遮陽和隔熱措施;而若為降低夏季空調(diào)能耗,其節(jié)能重點(diǎn)排序應(yīng)為外窗遮陽系數(shù)、外墻太陽輻射吸收系數(shù)、外墻傳熱系數(shù)、屋面太陽輻射吸收系數(shù)、外窗傳熱系數(shù)和屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù);而若考慮降低全年采暖空調(diào)總能耗,則節(jié)能重點(diǎn)排序應(yīng)為外窗遮陽系數(shù)(活動遮陽)、外窗傳熱系數(shù)、外窗遮陽系數(shù)(玻璃遮陽)、外墻傳熱系數(shù)、屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)、外墻太陽輻射吸收系數(shù)、屋面太陽輻射吸收系數(shù)。
由于以上分析結(jié)果是基于特定的窗墻面積比確定的,如果窗墻比發(fā)生變化,其節(jié)能重要程度排序也將發(fā)生變化。以窗墻比變小為例,如果建筑外窗面積變小,其對建筑能耗影響的程度也將降低,因此其遮陽系數(shù)和傳熱系數(shù)對建筑能耗的影響程度也就隨之降低,此時(shí)外墻傳熱系數(shù)將可能成為節(jié)能重點(diǎn),而外墻太陽輻射吸收系數(shù)影響排序也將前移而成為節(jié)能重點(diǎn)。
表1 建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)各參數(shù)對建筑能耗影響敏感性系數(shù)匯總表
4 結(jié)論
4.1 (1)建筑外墻傳熱系數(shù)的降低,上海居住建筑冬季采暖能耗、夏季空調(diào)能耗、全年總能耗均降低。外墻傳熱系數(shù)對建筑采暖能耗的影響敏感性系數(shù)最高,對空調(diào)能耗的影響敏感性系數(shù)最低。
(2)建筑外墻外表面太陽輻射吸收系數(shù)的降低,夏季空調(diào)能耗降低,冬季采暖能耗增加。外墻外表面太陽輻射吸收系數(shù)對冬季采暖能耗的影響敏感性系數(shù)最低,對夏季空調(diào)能耗的影響敏感性系數(shù)最高。
4.2 (1)建筑屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的降低,上海居住建筑冬季采暖能耗、夏季空調(diào)能耗、全年總能耗均降低。屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)對建筑采暖能耗的影響敏感性系數(shù)最高,對空調(diào)能耗的影響敏感性系數(shù)最低。
(2)建筑屋面外表面太陽輻射吸收系數(shù)的降低,夏季空調(diào)能耗降低,冬季采暖能耗增加。屋面外表面太陽輻射吸收系數(shù)對總采暖空調(diào)能耗的影響敏感性系數(shù)最低,對冬季采暖能耗的影響敏感性系數(shù)最高。
4.3 (1)建筑外窗傳熱系數(shù)的降低,上海居住建筑冬季采暖能耗、夏季空調(diào)能耗、全年總能耗均降低。外窗傳熱系數(shù)對建筑采暖能耗的影響敏感性系數(shù)最高,對空調(diào)能耗的影響敏感性系數(shù)最低。
(2)建筑外窗遮陽系數(shù)的降低,夏季空調(diào)能耗降低,冬季采暖能耗增加。外窗遮陽系數(shù)(玻璃遮陽)對總采暖空調(diào)能耗的影響敏感性系數(shù)最低,對冬季采暖能耗的影響敏感性系數(shù)最高;外窗遮陽系數(shù)(活動遮陽)對冬季采暖能耗的無影響,對夏季空調(diào)能耗的影響敏感性系數(shù)最高。
致謝:
感謝上海市科學(xué)技術(shù)委員會科研計(jì)劃項(xiàng)目“夏熱冬冷地區(qū)居住小區(qū)建筑節(jié)能技術(shù)體系研究與示范(編號:11dz1202300)”及上海市建筑科學(xué)研究院(集團(tuán))有限公司對本論文的資助。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:游泳館,最小新風(fēng)量,采暖負(fù)荷計(jì)算,防結(jié)露
隨著社會的發(fā)展和人民生活水平的提高,室內(nèi)公共游泳館越來越多地出現(xiàn)在人們的生活中。許多星級賓館、高檔小區(qū)、體育中心等也建設(shè)配套了的公共游泳館。因此公共游泳館的設(shè)計(jì)也就越來越值得關(guān)注。對于小型的室內(nèi)公共游泳館的空調(diào)通風(fēng)設(shè)計(jì),即需考慮其游泳館的特點(diǎn),又要與一般公共建筑及大型游泳館區(qū)分開。
1、室內(nèi)公共游泳館的特點(diǎn)
與大型游泳館相比,大多室內(nèi)公共游泳館都不設(shè)觀眾席,只有一個(gè)小型的游泳池。只需要考慮池廳區(qū)域的空調(diào)設(shè)計(jì),氣流組織相對簡單。
與一般建筑相比,室內(nèi)公共游泳館也有自身的特點(diǎn)。首先,冬季室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度較高,通常達(dá)到28℃~30℃。其次,池廳空間大,為了采光,池廳內(nèi)玻璃面積大,往往設(shè)有透光屋頂,冬季的熱負(fù)荷相對于一般公共建筑也就大很多。第三,游泳池的大量的水氣蒸發(fā),使得池廳內(nèi)濕負(fù)荷較大。第四,通常游泳池的采用氯處理方式,將散發(fā)到空氣中的氯氣排出,以免危害人體健康和腐蝕館內(nèi)金屬制品。
結(jié)合以上特點(diǎn),室內(nèi)公共游泳館的冬季供暖通風(fēng)設(shè)計(jì)需要重點(diǎn)考慮內(nèi)排除室內(nèi)空氣中的大量濕氣,重視其圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面結(jié)露及設(shè)備的防腐蝕。
2、設(shè)計(jì)參數(shù)的確定
對游泳館的冬季供暖負(fù)荷和最小通風(fēng)量的確定,首先要確定游泳館內(nèi)的各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)。
池水設(shè)計(jì)溫度
池水溫度的確定與游泳館的用途、游泳者類型及其在水中停留的時(shí)間長短、運(yùn)動量大小等因素有關(guān)。根據(jù)《游泳池給水排水工程技術(shù)規(guī)程》,公共游泳池的成人池的池水設(shè)計(jì)溫度為27~28℃,取28℃。
室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度
為了保證冬季游泳人員在入水前和出水后的舒適性,《體育建筑空調(diào)設(shè)計(jì)》和國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)均要求是室內(nèi)空氣溫度比池水溫度高1~2℃。
室內(nèi)相對濕度
室內(nèi)相對濕度的確定應(yīng)進(jìn)行綜合考慮,相對濕度過低,會造成池水的大量蒸發(fā),從而增大通風(fēng)量和熱負(fù)荷并且會使人出水后,由于水分蒸發(fā)加快而增加冷感覺。相對濕度過高,室內(nèi)露點(diǎn)溫度就高,冬季圍護(hù)結(jié)構(gòu)表明容易結(jié)露。室內(nèi)相對濕度一般為50%~70%,不應(yīng)超過75%。
空氣流速
空氣流速也是游泳館設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的一個(gè)參數(shù),風(fēng)速過高,會加快池水和出水后人體表面的水分蒸發(fā),風(fēng)速過低,會使氣流組織困難。因此池廳的空氣流速一般控制在0.15~0.3m/s。
3、室內(nèi)游泳館的通風(fēng)
冬季游泳館最小新風(fēng)量的計(jì)算需要考慮三個(gè)方面,排除池廳內(nèi)濕氣所需的風(fēng)量,排除池廳內(nèi)空氣中的氯氣所需的風(fēng)量,滿足人員所需新風(fēng)量。三者中取大值。
3.1、散濕量的計(jì)算
為了計(jì)算排除池廳內(nèi)濕氣所需的風(fēng)量,就得先計(jì)算出池廳內(nèi)的散濕量。室內(nèi)游泳館的散濕主要包括池水表面散濕、池邊濕潤地面散濕和人體散濕。
3.1.1、池水表面散濕量
池水表面散濕量可按以下公式計(jì)算:
W1=0.0075(0.0152V+0.0178)×(Pw-Pi) ×Fw (kg/h) (3.1)
其中:
V 水面風(fēng)速,取0.15~0.3 m/s;
Pw 池水表面溫度下的飽和空氣的水蒸氣分壓力,Pa;
Pi 池廳空氣的水蒸氣分壓力,Pa;
Fw 水面面積,m2。
3.1.2、池邊濕潤地面散濕量
池邊濕潤地面散濕量可按以下公式計(jì)算:
W2=0.0171×(tn-ts) ×F×n (kg/h)(3.2)
其中:
tn 館內(nèi)室內(nèi)干球溫度,℃;
ts 館內(nèi)空氣濕球溫度,℃;
F 池岸面積,m2;
n 潤濕系數(shù),n值取決于不同的工況,取0.2~0.4為宜。
3.1.3、人體散濕量
W3=0.001×m×w (kg/h)(3.3)
其中:
m 人數(shù);
w 人均散濕量,取134 g/(h×人)。
3.1.4、總散濕量
總散濕量為池水表面散濕量、池邊濕潤地面散濕量和人體散濕量的總和。
W=W1+W2+W3(kg/h)(3.4)
3.2、通風(fēng)量的計(jì)算
3.2.1、冬季最小新風(fēng)量的計(jì)算
冬季室外溫度較低、室外空氣含濕量較低,直接利用室外空氣對池廳進(jìn)行除濕是可行的。
為了散除池廳內(nèi)的總散濕量,所需的新風(fēng)量可按以下公式計(jì)算:
L1=W /ρ(dn-dw) (m3/h) (3.5)
其中:
W 館內(nèi)總散濕量, kg/h;
dn 館內(nèi)空氣含濕量,kg/kg?干空氣;
dw 室外空氣含濕量,kg/kg?干空氣;
ρ 濕空氣的密度,取1.2kg/m3。
為了排除池廳空氣中的氯氣所需的新風(fēng)量可按1~4次/h換氣次數(shù)計(jì)算。
滿足人員所需新風(fēng)量可按以下公式計(jì)算:
L3=m×l (m3/h)(3.6)
其中:
m 人數(shù);
l 人均新風(fēng)量,m3/h?人。
計(jì)算后,取三者L1、L2、L3中大值,作為冬季游泳館所需的新風(fēng)量L新。
另外,值得提出的是,過渡季節(jié)室內(nèi)外溫度、含濕量比較接近,將室外新風(fēng)送入室內(nèi)有可能會造成圍護(hù)結(jié)構(gòu)的結(jié)露。因此,若過渡季節(jié)新風(fēng)不經(jīng)過空調(diào)處理,室內(nèi)游泳館直接進(jìn)行通風(fēng)除濕,則其送風(fēng)溫度應(yīng)高于或等于室內(nèi)露點(diǎn)溫度,對應(yīng)的含濕量應(yīng)按室外的氣象曲線上的有關(guān)點(diǎn)選取,即一年12個(gè)月的通風(fēng)曲線與露點(diǎn)溫度加1℃的溫度線相交點(diǎn)。過渡季節(jié)的新風(fēng)量可按以下公式計(jì)算:
L過渡=W / ρ(dn-dw。過渡) (m3/h) (3.7)
其中:
W 館內(nèi)總散濕量, kg/h;
dn 館內(nèi)空氣含濕量,kg/kg?干空氣;
dw.過渡 過渡季節(jié)室外空氣含濕量,kg/kg?干空氣;
ρ 濕空氣的密度,取1.2kg/m3。
3.2.2、排風(fēng)量的計(jì)算
為了不使池廳內(nèi)的潮濕空氣轉(zhuǎn)送到休息廳、更衣室等其他用房,池區(qū)應(yīng)保持一定的負(fù)壓,因此排風(fēng)量的設(shè)計(jì)一般取新風(fēng)量的1.1~1.15倍。
4、游泳館的采暖
大多室外公共游泳館內(nèi)都不設(shè)觀眾席,只需要布置一套供回風(fēng)系統(tǒng)。根據(jù)室內(nèi)公共游泳館自身的特點(diǎn),冬季通常采用的采暖方式為:熱風(fēng)采暖、熱風(fēng)輻射采暖和地板輻射采暖相結(jié)合的方式。
地板輻射采暖的設(shè)置是為了提高游泳者的舒適度。若地板未作采暖,那么游泳者出水后,足部的熱量會迅速損失而感到寒冷和不適。但同時(shí),會所游泳館的池岸面積不大,地板輻射采暖所提供的熱量不足以提供室內(nèi)所需的熱負(fù)荷,所以只能作為輔助采暖方式。
冬季采暖設(shè)計(jì)中,游泳館的熱負(fù)荷包括以下幾部分:建筑負(fù)荷、泳池蒸發(fā)所需熱量及空氣向水面放熱量。
建筑負(fù)荷
建筑負(fù)荷Q1包括圍護(hù)結(jié)構(gòu)負(fù)荷等,與一般公共建筑相似。
泳池蒸發(fā)所需熱量
泳池內(nèi)水分蒸發(fā)所需的熱量,可按以下公式計(jì)算:
Q2=W×γ/3600(kW) (4.1)
其中:
W 館內(nèi)總散濕量, kg/h;
γ 室內(nèi)溫度下的飽和空氣氣化潛熱,kJ/kg。
空氣向水面放熱量
空氣向泳池水面放熱量,可按以下公式計(jì)算:
Q3=α×(tn-t水) ×Fw(kW)(4.2)
其中:
α 對流換熱系數(shù),取12 J/(m2?S?℃);
tn 館內(nèi)空氣干球溫度,℃;
ts 泳池池水水溫,℃;
Fw 水面面積,m2。
室內(nèi)總負(fù)荷
室內(nèi)總負(fù)荷為建筑負(fù)荷、泳池蒸發(fā)所需熱量及空氣向水面放熱量的總和。
Q冬=Q1+Q2+Q3(kW) (4.3)
冬季游泳館所需的總熱量還應(yīng)加上新風(fēng)熱負(fù)荷,可按以下公式計(jì)算:
Q4=L冬×Cp×ρ×(tn-tw)(kW)(4.4)
Q’冬=Q1+Q2+Q3+Q4(kW)(4.5)
5、對建筑設(shè)計(jì)的要求
冬季游泳館內(nèi)溫度高,濕度大,如果建筑熱工設(shè)計(jì)和處理不當(dāng),就會是圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面結(jié)露。因此應(yīng)該對建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行熱工校核,并向建筑專業(yè)提供圍護(hù)結(jié)構(gòu)允許的最大傳熱系數(shù),保證內(nèi)表面溫度高于室內(nèi)露點(diǎn)溫度1~2℃。允許的最大傳熱系數(shù)可以按以下公式計(jì)算:
K=α(tn-τn)/( tn- tw)(5.1)
其中:
K 圍護(hù)結(jié)構(gòu)允許的最大傳熱系數(shù),W/m2?℃;
tn 館內(nèi)空氣干球溫度,℃;
tw 室外空氣干球溫度,℃;
τn 圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面溫度,℃,應(yīng)比館內(nèi)空氣露點(diǎn)溫度高1~2℃;
α 圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面放熱系數(shù),墻及地面取8.7 W/m2?℃;
有井形突出物的頂棚、樓板取7 W/m2?℃。
防結(jié)露的措施不僅是采用恰當(dāng)?shù)膫鳠嵯禂?shù)的圍護(hù)結(jié)構(gòu),保溫層和隔汽層的材質(zhì)和布置位置也應(yīng)當(dāng)合理,防止水氣進(jìn)入圍護(hù)結(jié)構(gòu)而降低其保溫效果。
6、工程實(shí)例
以某地小區(qū)會所游泳館為例。游泳館池廳位于游泳館二層,池廳面積為580m2,部分區(qū)域?qū)痈邽?.4m,部分區(qū)域?qū)痈邽?.6m,內(nèi)設(shè)25×12.5的泳池,池岸面積為268 m2。游泳池內(nèi)人數(shù)按0.2人/m2計(jì)算,總?cè)藬?shù)為120人。
室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)為:游泳池水溫為28℃,館內(nèi)空氣干球溫度為30℃,相對濕度為70%,池面風(fēng)速定為0.25m/s。
6.1、散濕量計(jì)算
根據(jù)公式3.1到3.4,計(jì)算得出冬季該游泳館的散濕量如下:
W1=0.0075×(0.0152×0.25+0.0178)×(3782.2-2972.2) ×(25×12.5)=34.5 kg/h
W2=0.0171×(30-25.5) ×268×4=8.25 kg/h
W3=0.001×120×134=16.08 kg/h
W=W1+W2+W3=58.8 kg/h
6.2、通風(fēng)量計(jì)算
冬季最小新風(fēng)量可根據(jù)公式3.5和3.6,計(jì)算得出:
L1=58.8/1.2×(18.9-2)=2902 m3/h
L2=5500 m3/h
L3=120×50=6000 m3/h
三者取大值L新=6000m3/h。冬季排風(fēng)量取新風(fēng)量的1.1倍,L排=6600m3/h。
6.3、采暖熱負(fù)荷計(jì)算
通過負(fù)荷計(jì)算軟件計(jì)算得建筑熱負(fù)荷Q1=52kW。
泳池內(nèi)水分蒸發(fā)所需的熱量,按公式4.1計(jì)算得出:
Q2=58.8×2430/3600=39.7 kW
空氣向泳池水面放熱量,按公式4.2計(jì)算得出:
Q3=12×(30-28) ×(25×12.5)=7.5 kW
室內(nèi)總熱負(fù)荷,按公式4.3計(jì)算得出:
Q冬=Q1+Q2+Q3=99.4 kW
冬季游泳館所需的總熱量還應(yīng)加上新風(fēng)熱負(fù)荷,按公式4.4和4.5計(jì)算得出:
Q4=6000×0.24×1.2×(30-(-4))=58.8 kW
Q’冬=Q1+Q2+Q3 + Q4=158.2 kW
6.4、圍護(hù)結(jié)構(gòu)允許的最大傳熱系數(shù)
對建筑設(shè)計(jì)提出了圍護(hù)結(jié)構(gòu)允許的最大傳熱系數(shù)的要求:
外墻允許的最大傳熱系數(shù):
K=8.7×(30-25)/ (30-(-4))=1.28 W/m2?℃
屋面允許的最大傳熱系數(shù):
K=7×(30-25)/ (30-(-4))=1.03 W/m2?℃
6.5、采暖通風(fēng)設(shè)計(jì)
冬季空調(diào)采用一次回風(fēng)系統(tǒng),根據(jù)一次回風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)量計(jì)算公式,計(jì)算得到空調(diào)箱總送風(fēng)量為24000 m3/h。新風(fēng)量根據(jù)前面計(jì)算為6000 m3/h。
因?yàn)槌匕犊客鈮Σ糠窒路綗o夾層,及池岸狹小,無法考慮下送下回的氣流組織方式,所以采用上送下回的方式。送風(fēng)口布置方面,設(shè)置了側(cè)向下送風(fēng)口對外墻吹風(fēng),并設(shè)置了向上送風(fēng)口對頂棚吹風(fēng),防止頂棚結(jié)露。排風(fēng)口布置在頂棚最高處,以排除室內(nèi)污染空氣及蒸發(fā)上升的水蒸氣。
游泳館的冬季通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置能量回收系統(tǒng),對冬季排風(fēng)進(jìn)行顯熱回收。鑒于池廳內(nèi)排風(fēng)含有氯氣,不僅對潛熱回收設(shè)備的防腐等要求較高,而且有可能出現(xiàn)排出的氯氣回灌入室內(nèi)的現(xiàn)象,所以采用了顯熱回收的方式。
游泳館的空調(diào)設(shè)備、通風(fēng)管道及部件,只要是暴露在潮濕空氣中,均采用耐腐蝕材料,或采用高效防銹漆加以保護(hù)。
7、小結(jié)
室內(nèi)公共游泳館的圍護(hù)結(jié)構(gòu)防結(jié)露問題是游泳館設(shè)計(jì)的一個(gè)關(guān)鍵,采暖通風(fēng)設(shè)計(jì)除了要準(zhǔn)確地計(jì)算以外,還應(yīng)與建筑設(shè)計(jì)人員配合,選擇合適的維護(hù)結(jié)構(gòu)。
防止游泳館內(nèi)氯對人體的危害和金屬構(gòu)件的腐蝕,通風(fēng)設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮通過機(jī)械通風(fēng)來降低氯的濃度,并做好防腐處理。
室內(nèi)公共游泳館一般采用熱風(fēng)采暖或熱風(fēng)采暖與地板輻射采暖相結(jié)合的方式。工程實(shí)例中采用了熱風(fēng)采暖與地板輻射采暖相結(jié)合的方式,即滿足館內(nèi)溫濕度要求,也提高了舒適度。
【摘要】峰峰集團(tuán)有限公司薛村礦是1959年11月5日建成投產(chǎn),原設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力90萬。1988年7月開始改擴(kuò)建,于1991年12月改擴(kuò)建竣工投產(chǎn)。改擴(kuò)建后年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為135萬t/a,1997年實(shí)現(xiàn)達(dá)產(chǎn)。井田位于河北省邯鄲市西南部,峰峰礦區(qū)大社鎮(zhèn)。
關(guān)鍵詞:礦井回風(fēng)余熱;熱泵;研究
【 abstract 】 fengfeng group Co., LTD, xue village ore is on nov. 5, 1959 are put into operation, the original design production capacity of 900000. Beginning in July 1988 and expansion, in December 1991 completed expansion. The same expansion production capacity of 1.35 million t/a, 1997 DaChan realization. Located in hebei province southwest of handan laohutai mine field, fengfeng mine big clubs in town.
Keywords: mine return air waste heat; Heat pump; research
中圖分類號:O741+.2文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:
薛村礦東風(fēng)井立井和輔助設(shè)施采用6.5噸兩臺鍋爐供暖,鍋爐服務(wù)年限已久,維修費(fèi)用之大,耗能之高,為滿足立井和輔助設(shè)施供暖的需要,搞好節(jié)能減排工作,故申請對采暖進(jìn)行節(jié)能改造。
1東風(fēng)井供熱現(xiàn)狀:
(1)、東風(fēng)井使用的兩臺6.5t/h蒸汽鍋爐是1989年安裝運(yùn)行的,至今運(yùn)行20多年,運(yùn)行效率低,每年都要大修,運(yùn)行成本居高不下,現(xiàn)已超限服務(wù),急需更換新設(shè)備。供熱負(fù)荷一個(gè)進(jìn)風(fēng)立井和近2000m2附屬建筑。
(2)、東風(fēng)井使用的兩臺6.5t/h蒸汽鍋爐,2008年節(jié)能減排在環(huán)保部門已經(jīng)上報(bào)注銷,在上級環(huán)保部門已無運(yùn)行資質(zhì)。
(3)東風(fēng)井副井井口預(yù)熱裝置自1990年安裝至2011年已使用20年,副井井口用SRZ15*7D散熱器 50組和鋼排管散熱器28組,構(gòu)成副井井口空氣預(yù)熱系統(tǒng),銹蝕嚴(yán)重,應(yīng)全部更換。
2選用供熱方案比較
2.1投資費(fèi)用比較:
從薛村電廠引蒸汽至東風(fēng)井,經(jīng)過汽水交換機(jī)組交換供熱制冷。
(1)、使用薛村電廠供熱投資情況
1、風(fēng)源熱泵設(shè)備:183.04萬元;
2、風(fēng)井廠區(qū)內(nèi)系統(tǒng)安裝總造價(jià):130萬元;
3、薛村電廠至東風(fēng)井機(jī)房室外管道部分總造價(jià):1248.4萬元;
4、土建部分總造價(jià):31萬元;
5、室外管網(wǎng)征地總造價(jià):60萬元;
6、系統(tǒng)設(shè)計(jì)費(fèi)16萬元;
合計(jì):1668.44萬元。
(2)、使用風(fēng)源熱泵機(jī)組供熱投資情況
利用東風(fēng)井回風(fēng)余熱做熱源,通過風(fēng)源熱泵機(jī)組交換供熱制冷。
1、風(fēng)源熱泵設(shè)備:496萬元;
2、安裝總造價(jià):212.88萬元;
3、室外管道部分總造價(jià):116萬元;
4、土建部分總造價(jià):59萬元;
5、系統(tǒng)設(shè)計(jì)費(fèi)16萬元;
合計(jì):899.88萬元
2.2運(yùn)行費(fèi)用比較
(1)、使用薛村電廠蒸汽供熱運(yùn)行費(fèi)用(329.33萬元)
冬季運(yùn)行用:為了確保系統(tǒng)安全可靠,所需薛村電廠輸送不低于0.8Mpa蒸汽壓力,因管網(wǎng)距離長,路途消耗0.5Mpa,到達(dá)東風(fēng)井廠區(qū)機(jī)忘房的蒸汽壓力不得低于0.3Mpa。冬季所需蒸汽量13T/h(未考慮路途經(jīng)過村民截盜蒸汽),冬季采暖期120天,電廠收取每T/h蒸汽費(fèi)用為85元,冬季的運(yùn)行費(fèi)用:
13×24×120×85=318.24萬元
附屬設(shè)備耗電量70KW
70×24×120×0.55=11.09萬元
冬季總計(jì)運(yùn)行費(fèi)用:329.33萬元
(2)、使用風(fēng)源熱泵機(jī)組供熱運(yùn)行費(fèi)用(96.7萬元)
冬季最冷工況(室外溫度-15℃)下運(yùn)行三臺風(fēng)源熱泵機(jī)組、三臺一次水泵、三臺循環(huán)水泵、九臺井筒加熱器,總的輸入功率1314KW;但冬季的室外空氣溫度一般-10℃,所以設(shè)備的運(yùn)行數(shù)量少于設(shè)計(jì)的總臺數(shù)。
1、冬季的室外氣溫-5℃時(shí)的運(yùn)行費(fèi)用
(338+37+45+55+5)×60×24×0.7×0.55=266112元=26.6萬元
2、冬季的室外氣溫-10℃時(shí)的運(yùn)行費(fèi)用
(338+37+45+55+5)×2×60×24×0.7×0.55=532224元=53.2萬元
3、維護(hù)費(fèi)用
因?yàn)轱L(fēng)源熱泵機(jī)組、水泵、礦井加熱機(jī)組都是技術(shù)成熟,運(yùn)行穩(wěn)定的設(shè)備,運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用相對較低,每個(gè)采暖季的維護(hù)費(fèi)用一般不超過10萬元。
4、水費(fèi)
采用風(fēng)源熱泵機(jī)組小時(shí)水的消耗約為15t/h,一噸水按1.6元計(jì)算,一個(gè)采暖季水費(fèi)約:
15×1.6×24×120=69120元=6.9萬元
所以,采用風(fēng)源熱泵機(jī)組后冬季總的運(yùn)行費(fèi)用為:
合計(jì):26.6+53.2+10+6.9=96.7萬元。
(3)、使用兩臺6.5t/h的蒸汽鍋爐供熱運(yùn)行費(fèi)用(296.3萬元)
現(xiàn)在冬季有兩臺6.5t/h的蒸汽鍋爐供東風(fēng)井井筒防凍及東風(fēng)井廠區(qū)采暖,鍋爐產(chǎn)出蒸汽壓力為0.1~0.2MPa。
1、燃料費(fèi)
一個(gè)采暖期共消耗燃煤4000t,目前煤價(jià)按600元/t,燃料費(fèi)共計(jì):
4000×600元/t=2400000元=240萬元
2、電費(fèi)
鍋爐房引風(fēng)機(jī):37KW×2;鼓風(fēng)機(jī):15KW×2;除渣機(jī)4KW×2;鍋爐房給水泵:18.5KW×2;除灰泵:22KW×2;鍋爐房上煤機(jī):3KW。以上設(shè)備的利用系數(shù)按0.7計(jì)算,鍋爐房一個(gè)采暖季電費(fèi):
(37×2+15×2+4×2+18.5×2+22×2+3)×0.7×24×120×0.55
=217325元=21.7萬元
3、日常維護(hù)費(fèi)
每個(gè)采暖季約10萬元。
4、水費(fèi)
采用鍋爐供熱小時(shí)水的消耗約為10t/h,一噸水按1.6元計(jì)算,一個(gè)采暖季水費(fèi)約:
10×1.6×24×120=46080元=4.6萬元
5、鍋爐大修費(fèi)
因鍋爐已經(jīng)運(yùn)行了15年之久,為了確保鍋爐正常運(yùn)行,鍋爐每年的大修費(fèi)約20萬元。
⑥、副井井口用SRZ15*7D散熱器: 0.4萬元/組×50組=20元和鋼排管散熱器28組×0.25萬元=7.0萬元,構(gòu)成副井井口空氣預(yù)熱系統(tǒng),銹蝕嚴(yán)重,應(yīng)全部更換。更換井口散熱器費(fèi)用27萬元。
所以,采用鍋爐供熱每個(gè)采暖季的運(yùn)行費(fèi)用總計(jì):
⑦非采暖季,鍋爐日常維護(hù)人工安每天5個(gè)工×150元/工×30天/月×8個(gè)月=18萬元
合計(jì):240+21.7+10+4.6+20+27+18=341.3萬元
根據(jù)以上投資費(fèi)用、運(yùn)行費(fèi)用分析,使用風(fēng)源熱泵機(jī)組為最佳改造方案。
3風(fēng)源熱泵集中供熱(制冷)方案
(一)、冬季熱負(fù)荷情況
目前冬季井筒防凍最大熱負(fù)荷為3500kw,考慮10%的管道能耗損失系數(shù),考慮15%的富余系數(shù),需要由設(shè)備提供的熱負(fù)荷為4375kw。
(二)、夏季冷負(fù)荷情況
東風(fēng)井附屬建筑物總建筑面積約2000m2,冷負(fù)荷指標(biāo)按100w/m2,則夏季建筑物采暖冷負(fù)荷為200kW,考慮10%的管道能耗損失系數(shù),需要由設(shè)備提供的冷負(fù)荷為220kw。
(三)、風(fēng)源熱泵機(jī)組選型
根據(jù)4535kw最大熱負(fù)荷和220kw冷負(fù)荷和,依據(jù)風(fēng)源熱泵機(jī)組資料,冬季可選擇三臺國際先進(jìn)技術(shù)開利風(fēng)源熱泵機(jī)組,機(jī)組型號為30HXC-HP2-400,單臺制熱量為1548kw。風(fēng)源熱泵機(jī)組制熱工況下的主要參數(shù)如下:
制熱量:1548KW
輸入功率:338KW
熱水進(jìn)出水溫度:45/50℃
熱水流量:263m3/h
熱源水進(jìn)出水溫度:15/7℃
熱源水流量:130m3/h
數(shù)量:三臺
三臺風(fēng)源熱泵機(jī)組總的制熱能力為4626kw,滿足最大熱負(fù)荷的需要。此時(shí)的最大循環(huán)水流量為390m3/h。
夏季冷負(fù)荷為220kw,一臺風(fēng)源熱泵機(jī)組制冷量1312kw,能夠滿足最大冷負(fù)荷。
為了保證礦井回風(fēng)余熱利用風(fēng)源熱泵供熱及制冷系統(tǒng)的正常安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,制定了完善的年度檢修維護(hù)保養(yǎng)檢修計(jì)劃,遠(yuǎn)轉(zhuǎn)維護(hù)人員嚴(yán)格按要求進(jìn)行檢修維護(hù)保養(yǎng)礦井回風(fēng)余熱利用風(fēng)源熱泵供熱及制冷系統(tǒng)裝置就可以保證礦井入風(fēng)井口空氣溫度在最寒寒冷的冬季保證東風(fēng)井井口溫度不低于2攝氏度,符合《煤礦安全規(guī)程》對礦井入風(fēng)井空氣溫度的要求,保證了薛村礦東風(fēng)井冬季供風(fēng)和付井提升物料和升降人員的需求。
【參考文獻(xiàn)】
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[2]徐廣才,陳炬,朱杰.淺談煤礦余熱資源的利用[J].煤炭工程,2010(9).
[3]盛振興,辛嵩.礦井通風(fēng)余熱熱管回收技術(shù)研究[J].礦業(yè)安全與環(huán)保,2009(6).
本多功能廳是某大型會展中心的一個(gè)輔助功能區(qū),設(shè)置在建筑12.500標(biāo)高平面,多功能廳建筑面積為11500平方米,核心區(qū)面積為6000平方米,其余為輔助功能區(qū)域。多功能廳可以進(jìn)行大型會議、表演。層高22.0米,設(shè)計(jì)有前廳,過廳、小型洽談室、化妝間、貴賓廳、休息廳、辦公室、同聲傳譯、備餐間及為其服務(wù)的設(shè)備間等,其中辦公室、化妝間、同聲傳譯層高為5.0米,其他輔助間為10.0米。平面設(shè)置如圖1.
二、設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)
1.夏季室外計(jì)算參數(shù):夏季空調(diào)計(jì)算干球溫度28.4℃
夏季空調(diào)計(jì)算濕球溫度25.0℃
夏季空調(diào)日平均溫度25.50℃
夏季最熱月月平均相對濕度83%
夏季通風(fēng)計(jì)算干球溫度26.0℃
夏季大氣壓力 994.7hPa
2.冬季室外計(jì)算參數(shù):冬季空調(diào)計(jì)算干球溫度-14℃
冬季采暖計(jì)算干球溫度-11℃
冬季最低日平均溫度-10.6℃
最冷月月平均相對濕度58%
冬季通風(fēng)計(jì)算干球溫度-5℃
冬季大氣壓力 1013.8hPa
3.夏季室內(nèi)計(jì)算參數(shù):
房間名稱 溫度(℃) 相對濕度(%) 新風(fēng)量(m/人.h)
前廳 25~27
辦公室 24~26
貴賓室 23~25
同聲傳譯 23~25
會議室 24~26
多功能廳 23~25
休息室 24~26
4.冬季室內(nèi)計(jì)算參數(shù):
房間名稱 溫度(℃) 相對濕度(%) 新風(fēng)量(m/人.h)
前廳 15~18
辦公室 18~20
貴賓室 19~21
會議室 18~20
多功能廳 19~21
休息室 18~20
三、空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1.冷、熱源的選擇
夏季冷水供應(yīng)由地下室設(shè)備間內(nèi)冷水機(jī)組供冷水,冷水機(jī)選用約克離心式冷水機(jī),冷卻塔設(shè)置在會展中心的屋面.冬季熱水由設(shè)備間的板式換熱機(jī)組供給60/50℃熱水。多功能廳設(shè)置在會展中心內(nèi)部,與會展中心共用一個(gè)冷、熱水機(jī)組,然而多功能廳的使用時(shí)間多在晚上,冷熱負(fù)荷較大,與會展中心使用時(shí)間多數(shù)不一致。所以,考慮在設(shè)備間的分集水器單獨(dú)設(shè)置一組冷熱水供回水管道供給多功能廳使用,為保證末端之間冷、熱水管道平衡,末端機(jī)組管道上分別設(shè)置平衡閥,以平衡阻力,保證正常供冷、供熱。
2.空調(diào)設(shè)計(jì):多功能廳及其前廳采用低風(fēng)速全空氣系統(tǒng)?;仫L(fēng)與新風(fēng)混合后進(jìn)入風(fēng)柜,經(jīng)冷卻、除濕、及加壓后經(jīng)過消音器進(jìn)入主風(fēng)道,經(jīng)由送風(fēng)口送入室內(nèi)。當(dāng)室內(nèi)負(fù)荷發(fā)生變化時(shí),由設(shè)置在風(fēng)柜回風(fēng)口溫度控制器感知后,自動調(diào)節(jié)安裝在風(fēng)柜回水管上的電動比例調(diào)節(jié)閥,調(diào)節(jié)進(jìn)入風(fēng)柜的冷、熱水流量來調(diào)節(jié)室內(nèi)負(fù)荷。
3.氣流組織:多功能廳層高為22.0米,設(shè)計(jì)使用階梯式會議用椅,選擇風(fēng)口我們選用噴口送風(fēng),雙向?qū)?,風(fēng)口安裝高度分別為13.0米、7.85米,水平射程為25米,同側(cè)下部集中回風(fēng),保證人員活動空間處于舒適性范圍,減少上部非活動空間的空調(diào)消耗。分別布置于大廳兩側(cè)。如圖2.
前廳及過廳層高為6米,所以采用旋流式風(fēng)口送風(fēng)。辦公室、化妝間、休息廳等層高3.5米,故采用風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)的型式。
4.節(jié)能措施:大連地區(qū)夏季室外空調(diào)計(jì)算干球溫度為28.4℃,空調(diào)計(jì)算濕球溫度為25.0℃,過度季節(jié)長,具備相對較好的自然氣候條件,多功能廳人員和燈光負(fù)荷比例較大,供冷期較長,故考慮空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮設(shè)計(jì)利用新風(fēng),以達(dá)到節(jié)約能源的目的,大幅度減少全年冷水機(jī)組的運(yùn)行時(shí)間。設(shè)計(jì)時(shí)安裝有10臺軸流式排風(fēng)機(jī),在全新風(fēng)時(shí)制冷時(shí)開啟排風(fēng)機(jī),以控制室內(nèi)風(fēng)壓。采用回風(fēng)機(jī)的好處是室內(nèi)壓力以控制,風(fēng)機(jī)不必設(shè)置變頻裝置。
5.冬季采暖的其他措施:大連采暖地區(qū)劃分屬于寒冷地區(qū),氣候?qū)儆诤Q笮詺夂?,刮風(fēng)天數(shù)多,同樣氣溫會感覺更加寒冷。根據(jù)我們多年來空調(diào)運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn),大空間空調(diào)熱空氣往上走,上部空間溫度高,人員停留的空間內(nèi)溫度往往較低。針對實(shí)際情況,在考慮冬季采暖時(shí),我們增加了地?zé)岵膳?。?yīng)該說通過近年來的使用效果來看,在冬季,地?zé)岵膳芎玫乇WC了多功能廳的安全使用,而且非常舒適,用戶非常滿意。
關(guān)鍵詞圍護(hù)結(jié)構(gòu)新風(fēng)負(fù)荷建筑能耗
1概述
某住宅樓是座廟會適度低能耗的高級住宅建筑,其護(hù)結(jié)構(gòu)經(jīng)歐洲建筑物理學(xué)家進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),采用了多項(xiàng)節(jié)能措施,保溫性能高于現(xiàn)行節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。為了掌握冬季采暖能耗和采暖期運(yùn)行耗是量情況,我們對該住宅樓內(nèi)的典型戶型進(jìn)行冬季采暖期能耗計(jì)算,并對風(fēng)冷熱泵配備電加熱采暖方式的耗電量進(jìn)行分析計(jì)算。
2冬季建筑能耗計(jì)算方法
建筑能耗模擬方法有許多種,其采用能耗計(jì)算方法應(yīng)用較多的通常是:度日計(jì)算法和逐時(shí)計(jì)算法。
度日計(jì)算法是將整個(gè)采暖期按度日值計(jì)算能耗,具有簡單快速的特點(diǎn),當(dāng)建筑物用途及系統(tǒng)恒定時(shí),用這種方法是合理
的。其基本公式為:
Q=Kt*DD/η
式中:Q----采暖期能耗
Kt----總熱損失系統(tǒng);
DD----度日值:
Η----系統(tǒng)的效率
逐時(shí)計(jì)算法是最復(fù)雜,也是最準(zhǔn)確的一種能耗計(jì)算法,它是根據(jù)室外逐時(shí)的氣象數(shù)據(jù),室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù),逐時(shí)計(jì)算出建筑的能耗。其代表軟件有:美國政府的DOE2,美國軍方的BLAST和室內(nèi)環(huán)境溫度和能耗模擬軟件DEROB。DOE2是世界上功能最強(qiáng)大的建筑能耗模擬軟件,其界面固定,對室外氣象參數(shù)要求很高,用起來很費(fèi)時(shí)間。我們采用室內(nèi)環(huán)境溫度和能耗模擬軟件來計(jì)算錦繡大地公寓逐時(shí)的能耗情況。程序是通過建立R-G(熱阻-熱容)網(wǎng)絡(luò),并對網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)建立方程組進(jìn)行求解,從而模擬出瞬態(tài)的傳熱過程。
采用該程序軟件進(jìn)行能耗計(jì)算,需要輸入逐時(shí)的室外氣象數(shù)據(jù),這里采用北京地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)年的逐時(shí)氣象參數(shù),它是根據(jù)北京地區(qū)過去三十年的氣象數(shù)據(jù),由科學(xué)統(tǒng)計(jì)方法所生成的。
3北京氣候特點(diǎn)和氣象參數(shù)整理
北京位于華北平原北端,屬大陸性季節(jié)氣候。冬季寒冷干燥,采明期長達(dá)4個(gè)多月。北京冬季晝夜溫差大,最冷溫度低,但是低溫發(fā)生時(shí)間短,最低溫度多發(fā)生在清晨。北京市計(jì)算用采暖期的天數(shù)為129天,自11月9日到第二年3月17日;采暖期室外平均溫度:1-1.6℃;采暖期采暖室外計(jì)算(干球)溫度(℃):-9℃。
通過對北京氣象溫度進(jìn)行頻譜分析,可以了解北京市室外溫度的分布情況,高低溫發(fā)生時(shí)間及累計(jì)小時(shí)數(shù)。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中11月9日至第二年3月17日的室外干球溫度頻譜圖形見圖1。
圖1溫度-發(fā)生時(shí)間頻譜曲線
從圖1溫度-發(fā)生時(shí)間頻譜曲線中可以看出,冬季采暖期室外溫度大部分都在-10℃到7℃之間,其最低氣溫-17.2℃,最高氣溫16℃,平均值-1.6℃。
氣象數(shù)據(jù)來源是從北京市氣象臺購買的。標(biāo)準(zhǔn)年數(shù)據(jù)是科研人員根據(jù)氣象臺測得的30年的氣象資料,科學(xué)地計(jì)算統(tǒng)計(jì)出的一套全年逐是的氣象參數(shù)數(shù)據(jù),用于提供給科學(xué)研設(shè)計(jì)人員作為計(jì)算依據(jù)。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)年的氣象參數(shù)算得的建筑耗能量是科學(xué)
的,比較能符合實(shí)際情況的。
4建筑類型和牲參數(shù)及中戶型空調(diào)系統(tǒng)描述
4.1戶型的選擇及簡介
該節(jié)能住宅樓為高層住宅建筑,分為A、B、C三座,各座建筑外型和戶型是不盡相同的。為了準(zhǔn)確的掌握不同戶型的冬季采暖期能耗和采暖運(yùn)行耗電量情況,應(yīng)選用典型的建筑類型進(jìn)行計(jì)算。
經(jīng)過比較,選擇面積較大,朝向不利的C座B戶型和面積較小,朝向有利的A座E戶型作為計(jì)算對象,并對每個(gè)戶型分標(biāo)準(zhǔn)層和首層進(jìn)行計(jì)算。
C座B戶型建筑面積為156.8m2,層高2.8m,位于C座的東北角;A座E戶型建筑面積為139.00m2,層高2.8m,位于A座的西南角。
4.2戶型的建筑特性參數(shù)介紹
《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(采暖居住部分)北京地區(qū)實(shí)施細(xì)則(以下簡稱細(xì)則)對居住建筑各部分圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)限值有所規(guī)定,下表是細(xì)則規(guī)定的圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)與該住宅樓的圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)及有關(guān)參數(shù)。細(xì)則錦繡大地公寓
外墻傳熱系數(shù)[W/(m2·K)]0.820.43
外窗傳熱系數(shù)[W/(m2·K)]4.02.2
屋頂傳熱系數(shù)[W/(m2·K)]0.60.2
地板傳熱系數(shù)(不采暖地下室上部地板)[W/(m2·K)]0.550.43
單位建筑面積的建筑物內(nèi)部得熱量(W/m2)3.8不考慮
室內(nèi)計(jì)算溫度(℃)1620
另外計(jì)算用的其他參數(shù)如下:
1.內(nèi)走廊(公共區(qū)域)冬季設(shè)計(jì)溫度:t=12℃。
2.不考慮戶型內(nèi)主要電氣設(shè)備及人體負(fù)荷內(nèi)部發(fā)熱量。
3.戶型居住人數(shù):4人。
4.新風(fēng)量:30m3/(h·人)。
5.外墻組成:由外到內(nèi)依次為:瑞博蘭干掛磚幕墻,流通空氣層,100mm厚聚苯板保溫隔熱層,200mm現(xiàn)澆混凝土。
6.樓板樓面做法:樓板為160~200mm現(xiàn)澆混凝土。樓板上有50mm厚陶?;炷?,陶粒層上有40mm厚水泥砂漿或地磚等。
7.地下車庫沒有采暖,計(jì)算溫度5℃。
8.兩戶型鄰居家及上下樓層戶內(nèi)均按有人考慮計(jì)算溫度。
4.3戶型的空調(diào)系統(tǒng)介紹
以上戶型的空調(diào)系統(tǒng)為風(fēng)冷管道式熱泵空調(diào)機(jī)組加輔助電加熱,其運(yùn)行參數(shù)和模式為:
1.室外溫度t>-2℃熱泵機(jī)組運(yùn)行
2.室外溫度-6℃<t≤-2℃熱泵機(jī)組與一檔電加熱同時(shí)開啟。
3.室外溫度t≤-6℃熱泵機(jī)組關(guān)閉,二檔電加熱開啟。
4.A座E戶型選用的電加熱為5kW。
5.C座B戶型選用的電加熱為3+3kW。
4.4空調(diào)熱泵機(jī)組COP的說明
機(jī)組的COP性能曲線見下圖:圖2、圖3。
圖2TSA30BR空調(diào)熱泵機(jī)組的COP性能曲線
圖3TSA2020BR空調(diào)熱泵機(jī)組的COP性能曲線
5冬季能耗逐時(shí)計(jì)算結(jié)果
5.1按設(shè)計(jì)條件的計(jì)算結(jié)果
按照《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》北京地區(qū)實(shí)施細(xì)則,北京地區(qū)普通住宅建筑耗熱量指標(biāo)不應(yīng)超過20.6W/m2。需要特別指出的是這個(gè)指標(biāo)是以單位建筑面積的建筑物內(nèi)部得熱量為3.8W/m2,平均室內(nèi)溫度16℃計(jì)算得出的,而本文中兩戶型的能耗計(jì)算不考慮單位建筑面積的建筑物內(nèi)部提熱量,平均室內(nèi)溫度按20℃考慮。
冬季能耗分為兩部分,一部分圍護(hù)結(jié)構(gòu)能耗,由計(jì)算程序計(jì)算出逐時(shí)的轉(zhuǎn)護(hù)結(jié)構(gòu)能耗,另一部分為新風(fēng)能耗,根據(jù)氣象數(shù)據(jù)中逐時(shí)的室外溫度和相對濕度及室內(nèi)溫度20℃,室內(nèi)相對溫度按我國暖通設(shè)計(jì)規(guī)范取40%,新風(fēng)量按要求每戶為120m3/h,由以上數(shù)據(jù),采用室內(nèi)外焓差計(jì)算出各戶逐時(shí)新風(fēng)能耗。計(jì)算結(jié)果見表1。
各戶能耗計(jì)算結(jié)果匯總表表1
室內(nèi)溫度傳熱系數(shù)新風(fēng)量戶型能耗面積能耗指標(biāo)
圍護(hù)結(jié)構(gòu)新風(fēng)總計(jì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)新風(fēng)總計(jì)
(℃)W/(m2·K)m3/hW·hW·hW·hW/m2W/m2W/m2
200.43120A-E-F54000004445143984514312.5510.3322.88
200.43120A-E-S44000004445143884514310.2210.3320.55
200.43120C-B-F750000044451431194514317.4310.3324.61
200.43120C-B-S630000044451431074514314.6410.3322.13
A-E-F:A座E戶型首層A-E-S:A座E戶型標(biāo)準(zhǔn)層
C-B-F:C座B戶型首層C-B-S:C座B戶型標(biāo)準(zhǔn)層
5.2新風(fēng)量改變對計(jì)算結(jié)果的影響
根據(jù)氣象數(shù)據(jù)中逐時(shí)的室外溫度和相對濕度及室內(nèi)溫度20℃,室內(nèi)相對濕度按我國暖通設(shè)計(jì)規(guī)范取40%,新風(fēng)量由每戶為120m3/h變?yōu)?0m3/h,由以上數(shù)據(jù),采用室內(nèi)外焓差計(jì)算出各戶逐時(shí)新風(fēng)能耗。其他條件不變,計(jì)算結(jié)果見表2。
5.3室內(nèi)計(jì)算溫度變化對計(jì)算結(jié)果的影響
根據(jù)氣象數(shù)據(jù)中逐時(shí)的室外溫度和相對濕度及室外內(nèi)溫度18℃,室內(nèi)相對濕度按我國暖通設(shè)計(jì)規(guī)范取40%,新風(fēng)量每戶為120m3/h,由以上數(shù)據(jù),采用室外焓差計(jì)算出各戶逐時(shí)新風(fēng)能耗。其他條件不變,計(jì)算結(jié)果見表2。
條件改變后各戶能耗計(jì)算結(jié)果匯總表表2
室內(nèi)溫度傳熱系數(shù)新風(fēng)量戶型能耗面積能耗指標(biāo)
圍護(hù)結(jié)構(gòu)新風(fēng)總計(jì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)新風(fēng)總計(jì)
(℃)W/(m2·K)m3/hW·hW·hW·hW/m2W/m2W/m2
200.4380A-E-F54000002963429836342912.556.8919.43
200.4380A-E-S44000002963429736342910.226.8917.11
200.4380C-B-F750000029634291046342917.436.8921.55
200.4380C-B-S63000002963429926342914.646.8919.08
180.43120A-E-F49000003932161883216111.399.1420.52
180.43120A-E-S4000000393216179321619.299.1418.43
180.43120C-B-F680000039321611073216115.809.1422.11
180.43120C-B-S57000003932161963216113.259.1419.84
200.82120A-E-F680000044451431124514315.8010.3326.13
200.82120A-E-S560000044451431004514313.0110.3323.34
200.82120C-B-F890000044451431334514320.6810.3327.49
200.82120C-B-S740000044451431184514317.2010.3324.40
5.4外墻傳熱系數(shù)的改變對計(jì)算結(jié)果的影響
根據(jù)氣象數(shù)據(jù)中逐時(shí)的室外溫度和相對濕度及室內(nèi)溫度20℃,室內(nèi)相對濕度按我國暖通設(shè)計(jì)規(guī)范新風(fēng)量每戶為120m3/h,外墻傳熱系數(shù)改為細(xì)則中規(guī)定0.82W/(m2·K)。由以上數(shù)據(jù),計(jì)算出各戶逐時(shí)圍護(hù)結(jié)構(gòu)能耗和新風(fēng)能耗。其他條件不變,計(jì)算結(jié)果見表2。
由此可見,當(dāng)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能較好時(shí)新風(fēng)量的變化對建筑能耗的影響較大,占到總能耗的40%~50%,圍護(hù)結(jié)構(gòu)的性能越好,新風(fēng)負(fù)荷能耗在總能耗中占的比例越大。當(dāng)新風(fēng)量減小1/3時(shí),各戶型能耗減15%左右;當(dāng)室內(nèi)計(jì)算溫度由20℃降為18℃時(shí),各戶型能耗減小10%左右;外墻傳熱系數(shù)改為細(xì)則中規(guī)定的0.82W/(m2·K)時(shí),即比原外墻傳熱系數(shù)增大近1倍時(shí),各戶型能耗減小12%左右。因此,新風(fēng)量的加在和室內(nèi)溫度的提高,提高了室內(nèi)舒適水平,但付出增加能耗量的代價(jià),只有合理的選擇新風(fēng)量和提高維護(hù)結(jié)構(gòu)的熱水工性能,才能降低能耗。
6風(fēng)冷熱泵配備電加熱采暖方式的耗電量分析計(jì)算
逐時(shí)耗電量計(jì)算結(jié)果
1.A座E戶型標(biāo)準(zhǔn)層:
1)采暖期平均每日耗電量:(kW·h)4934
2)采暖期總耗電量:(kW·h)6365.10
3)采暖期能耗最大日耗電量:(kW·h)95.30
2.A座E戶型首層:
1)采暖期平均每日耗電量:(kW·h)54.59
2)采暖期總耗電量:(kW·h)7042.25
3)采暖期能耗最大日耗電量:(kW·h)104.39
3.C座B型標(biāo)準(zhǔn)層:
1)采暖期平均每日耗電量:(kW·h)55.98
2)采暖期總耗電量:(kW·h)7221.00
3)采暖期能耗最大日耗電量:(kW·h)116.64
4.C座B戶型首層:
1)采暖期平均每日耗電量:(kW·h)61.82
2)采暖期總耗電量:(kW·h)7975.29
3)采暖期能耗最大日耗電量:(kW·h)127.29
以上結(jié)果是根據(jù)在設(shè)計(jì)條件下計(jì)算的能耗結(jié)果計(jì)算出的,對于因設(shè)計(jì)條件改變后的能耗計(jì)算結(jié)果,耗電量可根據(jù)上述計(jì)算方法是很容易的計(jì)算出來,此處就不再進(jìn)一步分析了。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:自采暖小鍋爐拆并能源結(jié)構(gòu)節(jié)能減排
中圖分類號:TK22文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
引言
烏魯木齊市地處亞歐大陸腹地、市區(qū)東西南三面環(huán)山,冬季平均風(fēng)速小,靜風(fēng)頻率高,逆溫層最厚時(shí)達(dá)1300米左右,加之環(huán)境容量和自凈能力十分有限,使得大氣污染物不易擴(kuò)散、稀釋。同時(shí),由于新疆燃煤儲量豐富,且供熱燃煤價(jià)格的相對低廉,造成烏魯木齊市供熱能源結(jié)構(gòu)長期以燃煤為主,呈現(xiàn)出明顯的煤煙污染特征。特別是烏魯木齊市城鄉(xiāng)結(jié)合部的居民自采暖燃煤小鍋爐耗煤量大又無除塵脫硫設(shè)施,通過低空直接排放,污染十分嚴(yán)重,是冬季大氣環(huán)境質(zhì)量的決定性因素,要實(shí)現(xiàn)供熱能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和大氣污染治理的目標(biāo),務(wù)必要徹底消滅城鄉(xiāng)結(jié)合部的居民小鍋爐。本文對烏魯木齊市自2010年起大規(guī)模實(shí)施的居民自采暖燃煤小鍋爐拆并工程和取得的顯著成效進(jìn)行介紹和分析,希望對存在類似情況城市的供熱能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和大氣污染治理工作提供經(jīng)驗(yàn)和借鑒。
1、烏魯木齊市地理、氣候特征
烏魯木齊市地處歐亞大陸中心,天山山脈之北,天山西段與東段結(jié)合部的北簏,準(zhǔn)噶爾盆地南緣,是世界上離海洋最遠(yuǎn)的城市。烏魯木齊市區(qū)三面環(huán)山,北部平原開闊,地勢東南高、西北低,呈南北條狀,東部有博達(dá)山、喀拉塔格山、東山;西部有喀拉扎山、西山;南部有伊連哈比爾尕山東段(天格爾山)、土格達(dá)坂塔格等。
烏魯木齊市地處歐亞大陸腹地,遠(yuǎn)離海洋,氣候干燥,屬于中溫帶大陸干旱氣候區(qū)。氣候特點(diǎn)是:晝夜溫差大,寒暑變化劇烈;降水少,年平均降水量為194毫米;四季分配不均,春秋兩季較短,冬夏兩季較長,冬季寒冷漫長;冬季有逆溫層出現(xiàn)。最暖的七、八月平均氣溫為25.7℃,最冷的一月平均氣溫為-15.2℃。每年6至10月是烏魯木齊旅游的黃金季節(jié),因?yàn)檫@段時(shí)間花木爭艷,瓜果溢香。
烏魯木齊年歷史極端低溫-41.5℃(1951年),最大凍深1.62m,年降雪最多65天,平均40天,最早降雪9月5日,最晚降雪5月13日(區(qū)間248天),最大積雪深48cm。采暖期法定為162天,采暖期室外平均溫度-8.5℃;實(shí)際采暖期約181天(10月15日~次年4月15日),采暖期室外平均溫度-7.4℃,室外采暖設(shè)計(jì)溫度-22℃。
2 、工程實(shí)施背景及形勢
2.1背景及形勢
由于烏魯木齊市三面環(huán)山使得大氣污染物不易擴(kuò)散、稀釋和2012年以前烏魯木齊市以燃煤為主的能源結(jié)構(gòu)類型,造成烏魯木齊市冬季取暖鍋爐的煙塵無法擴(kuò)散,每年冬春,空中氤氳的煤煙使烏魯木齊人難見天日。
雖然我市采取了大量措施,但隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大和經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,首府空氣環(huán)境質(zhì)量差的狀況仍未得到根本改善,烏市群眾強(qiáng)烈要求進(jìn)一步加強(qiáng)大氣污染治理,還首府以藍(lán)天。為從根本上治理烏魯木齊市冬季煤煙型大氣污染,在自治區(qū)黨委、人民政府的大力支持下,2010年烏魯木齊市市委、市政府經(jīng)過廣泛調(diào)研,科學(xué)研究,綜合考慮各方面因素,專門成立了市供熱能源結(jié)構(gòu)調(diào)整與供熱體制改革工作指揮部,下決心,大力推進(jìn)實(shí)施以“自采暖燃煤小鍋爐拆改工程”和“燃煤鍋爐天然氣改造工程”為主的六項(xiàng)供熱能源結(jié)構(gòu)調(diào)整工程,使烏魯木齊市大氣污染惡化狀況得到了一定遏制。
2.2供暖現(xiàn)狀
烏魯木齊市城市集中供熱始于1984年。2012年,隨著我市大規(guī)模實(shí)施“煤改氣”,全市總供熱面積已達(dá)1.52億平方米,現(xiàn)有各類供熱單位320余家,大型熱電聯(lián)產(chǎn)熱源廠5座。其中,天然氣供熱面積1.16億平方米,其余主要為熱電聯(lián)產(chǎn)供熱。中心城區(qū)供熱區(qū)域已基本實(shí)現(xiàn)清潔能源或熱電聯(lián)產(chǎn)全覆蓋。
3規(guī)劃支撐
按照《烏魯木齊市供熱能源結(jié)構(gòu)調(diào)整實(shí)施方案》(2010-2015)和《烏魯木齊市“十二”五供熱規(guī)劃》的要求,城鄉(xiāng)結(jié)合部燃煤小鍋爐并網(wǎng)改造工程是解決冬季大氣污染、調(diào)整供熱能源結(jié)構(gòu)的一項(xiàng)重要措施,到2015年烏魯木齊市取消全部城鄉(xiāng)結(jié)合部自采暖鍋爐,實(shí)施的措施為并入城市熱力網(wǎng)或進(jìn)行清潔能源改造(煤改氣)。
4自采暖小鍋爐拆改工程實(shí)施原則
1、按照“先易后難、先集中后分散”的原則。對熱電聯(lián)產(chǎn)、集中供熱覆蓋范圍內(nèi)的自采暖小鍋爐進(jìn)行拆改;
2、堅(jiān)持統(tǒng)籌規(guī)劃原則。市、區(qū)在做拆改計(jì)劃的同時(shí),要結(jié)合我市棚戶區(qū)改造、市政建設(shè)進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃,避免重復(fù)投資;
3、堅(jiān)持杜絕新增原則。各區(qū)政府要嚴(yán)禁新建、擴(kuò)建的用戶使用自采暖小鍋爐,并形成問責(zé)制;
4、堅(jiān)持拆改結(jié)合原則。對不具備拆并條件又不在棚戶區(qū)改造區(qū)域內(nèi)的燃煤小鍋爐,市區(qū)兩級環(huán)保部門應(yīng)大力推廣、監(jiān)督使用低硫等潔凈煤,降低環(huán)境污染。
5自采暖小鍋爐拆改工程實(shí)施內(nèi)容
表 12010年-2012年烏魯木齊市居民自采暖燃煤小鍋爐拆改工程數(shù)據(jù)表
在2012年之前,烏魯木齊市的能源消耗是以燃煤為主,2010年全市消耗原煤226.4萬噸,特別是冬季耗煤占全年耗煤的三分之二,對環(huán)境污染相當(dāng)嚴(yán)重。全市冬季采暖以燃煤為主,供熱方式主要是集中供熱鍋爐房、熱電廠、小型分散燃煤鍋爐房和居民自采暖燃煤小鍋爐為熱源的供熱方式。
其中,位于烏魯木齊市城鄉(xiāng)結(jié)合部的居民自建住宅多為1~5層磚混結(jié)構(gòu)的房屋,面積以100~300居多;多數(shù)未進(jìn)行正規(guī)的建筑設(shè)計(jì),圍護(hù)結(jié)構(gòu)的散熱面多,保溫性差;基本都是一戶一爐的供熱格局。這些居民自建自用的小型供熱鍋爐均無煙塵處理設(shè)施,煤炭經(jīng)過燃燒產(chǎn)生的煙氣不經(jīng)處理直接對空排放,是造成烏魯木齊市中心城區(qū)冬季大氣煤煙型污染的主要根源之一。
為了還藍(lán)天于市民,烏魯木齊市政府將工作重點(diǎn)放在了對市區(qū)內(nèi)燃煤小鍋爐的達(dá)標(biāo)排放和城鄉(xiāng)結(jié)合部的居民小鍋爐的拆除和供熱并網(wǎng)上面。
經(jīng)過十年多來兩個(gè)階段的大氣環(huán)境污染治理,主要污染源已逐步被消滅或改造,城鄉(xiāng)結(jié)合部的居民小鍋爐也完成了約90%的拆除并網(wǎng)工作,冬季大氣環(huán)境質(zhì)量明顯改善。
由于城鄉(xiāng)結(jié)合部居民自建住宅基本上均未進(jìn)行正規(guī)的工程施工圖設(shè)計(jì),因此也無圖紙資料可查。為了比較準(zhǔn)確的進(jìn)行居民自建住宅熱指標(biāo)的測算,本項(xiàng)目研究組根據(jù)對城鄉(xiāng)結(jié)合部居民自建住宅的多次現(xiàn)場察看了解所總結(jié)出來的普遍特點(diǎn),可以看出城鄉(xiāng)結(jié)合部的居民自建住宅耗熱指標(biāo)很高,平均可達(dá)80 W/ 。
烏魯木齊市現(xiàn)狀大、中型兩級民用采暖供熱系統(tǒng)的一級熱網(wǎng)供水設(shè)計(jì)溫度為130℃,回水溫度為80℃,溫差50℃;二級熱網(wǎng)供水設(shè)計(jì)溫度為95℃,回水溫度為70℃,溫差25℃。
目前,城市民用采暖集中供熱的二級熱網(wǎng)普遍采用枝狀熱力網(wǎng)型式。其特點(diǎn)是:管網(wǎng)形式簡單,投資省,運(yùn)行管理方便。供熱安全可靠性較低。常用于單一熱源(或換熱站)的小型供熱系統(tǒng)。
本項(xiàng)目供熱范圍內(nèi)的城鄉(xiāng)結(jié)合部的居民自建住宅由于耗熱指標(biāo)大,因此單位采暖面積的年煤耗比較大,據(jù)各區(qū)環(huán)保局的調(diào)查,平均達(dá)67kg/。
本項(xiàng)目供熱范圍內(nèi)的城鄉(xiāng)結(jié)合部的居民自建住宅采暖均采用一家一戶自建手燒小鍋爐,因此動力消耗主要是小型循環(huán)水泵,據(jù)各區(qū)環(huán)保局的調(diào)查,單位采暖面積的年耗電平均達(dá)5kW?h/。