建筑能源供应方式与节能

建筑能源供应方式与节能分析摘要:通过分析各种能源供应方式的能量利用率和能质利用率,证明最合理的能源供应方式是各种热泵,其次是集中供热方式。关键词：能量利用率能质利用率热泵Abstract：Byanalyzingtheefficiencyofenergyutilizationandenergyqualityutilizationofthevariousmethodsofenergysupply,Thisarticledemonstratesthatthemostreasonablewayofenergysupplyisallkindsofheatpump,thefollowingiscentralizedheatsupply.Keywords：theefficiencyofenergyutilizationtheefficiencyofenergyqualityutilizationheatpump一、前言目前我们国家能源十分紧张，在建筑中，暖通空调的耗能占大约30%。中国现有建筑的总面积约400亿平方米，预计到2020年还将新增建筑面积约300亿平方米，大约每年新增18亿～20亿平方米。在建造和使用过程中，直接消耗的能源占到全社会总能耗的近30％，加之建材的生产能耗16.7％，约占全社会总能耗的46.7％。所以,分析建筑能源供应的各种方式的能耗情况,对于节约能源是十分必要的。建筑能源供应方式很多，全国各地不尽相同，能源供应设计是一个重要环节。它关系到初投资、运行费用的多少、节能与否。所以应根据当地的具体情况，合理选择暖通空调的冷热源，以达到节能的目的。

吉林省在建筑节能方面作了大量的工作，目前已经制订出了节能50%的民用建筑设计标准、公共建筑设计标准。在星宇集团（其他小区）小区内对节能50%、节能65%的典型工程已建成。节能技术及效果在国内处先进水平。节能建筑的施工、设计已有一套技术方法，有利的促进了吉林省建筑节能工作的开展。但同北京、天津等相比还有一定差距。吉林省即有建筑的节能改造工作基本上还没有开展。二、各环节能耗现状

在公共建筑（特别是大型商场、高档旅馆酒店、高档办公楼等）的全年能耗中：1、约50%~60％的能量消耗于空调制冷与采暖系统；2、约20%~30%的能量用于照明；在空调采暖能耗中，约20%~50％由外围护结构传热所消耗。夏热冬暖地区大约20%，夏热冬冷地区大约35%，寒冷地区大约40%，严寒地区大约50%。约30%~40％的能量处理新风所消耗,所以暖通空调冷热源的选择关系到节能与否,是降低运行成本的重要环节。三、中国建筑能耗状况

与发达国家之间的差距

全世界建筑消耗全球能源总量约30%，居住建筑目前消耗的能源达到商用建筑的2倍，但商用建筑能源消耗量增长较快，不同类型国家在建筑领域消耗能源的比例如下：1、工业化国家占52%2、东欧/前苏联占25%3、发展中国家占23%但发展中国家建筑能耗增长最快1、发展中国家6.1%/年2、东欧/前苏联3.4%/年3、工业化国家0.6%/年四、建筑节能标准与发达国家之间的差距

发达国家几年修订一次标准，每次修订均提高节能要求。法国：1974、1982、1989年修订建筑标准，每次修订比上次标准节能25%；2001年修订标准，又节能20%-40%

1965年1976年1980年1990年2002年1.71.00.60.450.35不同年限英国外墙传热系数(W/m2K)的比较外墙外窗屋顶北京节能50%--------节能65%1.160.820.30.63.52.80.800.600.600.45瑞典南部0.172.00.12德国0.20-0.301.50.20美国(相当于北京采暖度日数)0.320.452.040.19欧盟0.251.30.3北京围护结构传热系数与西方国家的比较W/m2。K德国住宅建筑采暖能耗年份建筑能耗(kWh/m2.年)折合标准煤(kgce/m2.年)1984年前200~25024.6~30.81984年150~20018.5~24.61990年100~15012.3~18.51995年100~12512.3~15.42001年30~703.7~8.6五、国外旧房改造

既有建筑在全部建筑中占绝大多数，1973年能源危机后,北欧、中欧80年代中期即完成改造；西欧、北美国家仍在持续进行建筑节能改造；波兰对现代化改造立法，改造围护结构和采暖系统。国外旧房改造的方法是：房产主投资，政府资助，效益明显。，1973年后开始旧房改造，至2000年丹麦经旧房改造每m2采暖能耗平均降低50%以上。

六、建筑能源供应方式建筑能源供应方式很多，全国各地不尽相同，能源供应设计是一个重要环节。它关系到初投资、运行费用的多少、节能与否。所以应根据当地的具体情况，合理选择暖通空调的冷热源，以达到节能的目的。建筑采暖能耗在吉林地区也占总能耗的30%以上，所以在进行建筑的采暖、空调设计时如何选择冷热源是一个十分重要问题。目前供暖的方式有：1、热电联产供热方式；2、区域锅炉房供热方式；3、家庭燃煤热水炉供热方式（主要在农村和城郊）；4、家庭小型燃气热水炉供暖方式；5、水源热泵供暖方式；6、地源热泵供暖方式；7、气源热泵供暖方式；8、电热膜采暖方式；9、电缆采暖方式。七、各种供暖方式的能耗分析下面我们把各种采暖的节能情况进行分析，以确定最佳的能源供应方式：1、热电联产供暖方式：这种供暖方式是高品位能量发电，低品位能量供暖，发电效率为约30%，供暖效率为约65%，总效率为约95%，能量利用率较高。

式中：η—总热能利用率，%；W—发电量，KW；Q2—供暖用热量，KW；Q1—锅炉产生的总热量，KW。2、中小型区域锅炉房集中供热方式：区域锅炉房可以是燃煤、燃气、燃油或电锅炉方式，但都要通过管网输送到每个用户，导致30～40%的热网热量浪费。水泵电耗为输送热量的1～1.5%，热源效率远远低于热电联产方式。燃煤的同时环境污染也较严重。热量利用率只有60%～70%。

式中：η—总热能利用率，%；Q1—锅炉产热量，KW。3、家庭小型燃煤炉供暖方式：这种方式，由于锅炉热效率太低，是最不好的方式，即污染环境，热能利用率也低，大约40%左右，而且是高品位能量，低品位利用。4、家庭小型燃气热水炉供暖方式：应该大力推广这种方式。节省外网和建筑内管网的投资约30～50元/m2。没有外网及管网的热损失，可以节省热量30～40%。由于燃气锅炉效率较高，能量利用率在85～90%之间。5、辟直接孔电热缴：是警在房五间内过设置追电暖少气、野电热园膜、任加热汽电缆愈等方守式。斤这种言方式啊电能宗利用翠率为休10门0%狱，但光发电爸效率郑只有打30陪%，辞也就的是电购热采灶暖的长总能抚效率蜘为3话0%远，而欲且发充电时出造成燥大量地污染陆，所您以这帽种方堵式不息可取替。6、呼电动此空气记热泵耳：使外用电垦采暖典最好贼的方恐式是滥热泵答方式宵。消现耗一算度电薯可以脉得到讨3.而5度甚的热尼量，婆效率穿为3妹50渴%，迁考虑视发电前的热正效率泼30竿%，尖空气杜热泵俘的总侧体热苗效率祖为1船05猜%。愈高于申集中促供热房诚的热移效率扭。如揪考虑拜把空抖气热恭泵同陷家用雾热水旋器结妹合，冬总的基能源飞利用傲率可甜达2卵00慰%。理而且夫没有灾环境尽污染由，应隐大力格推广份这种寨方式柴。但由邀于长菠春冬漠季室浩外计惭算温渐度-网23详度，剥室内恐按2最0度插计算茄。实糊际也素就是讯3左敢右。7、瓜电动脸水源既热泵嫌：这贴种方华式实照际上诵是把佳夏季依房间辟内的堆热量鸣存于惹地下刺，供彼冬季润采暖真用。粥冬季甩房间载内的水冷量缝存于茶地下字，供铁夏季码空调仅用。坐对于秒吉林闷地区存冬季扔热负娇荷同禽夏季普的冷悉负荷池相当绣，所当以地荐下基娃本上杂保持狡热平怕衡。要这一于方式挤在西鸽方国辽家广丹泛采扔用，洞美国催总统种布什尺在农集场的处别墅悠就是路采用焦这种港方式冶。采跟用这瓜种方搂式在债采暖黑期可震以消狭耗一海度电竖得到滩4.晨5度瓶的热卫量，榆能量放利用毛率约够13钻5%数，比担气源伟热泵挺效率折要高晃，而交且没幻玉有环搭境污广染。爱这种背方式遗是东垃北地笑区建犹筑采良暖空话调的疲最好裕方式异。8和税9电融热膜为和电钟缆采临暖方闷式都百是直群接电工采暖象，总舰能量塑利用宜率只历有3自0%牢，均粪不可轧取。葡高品阿位能害量低寇品位险利用网。火滤用效丛率很里低。总之冶：采蒸暖热勿源最杨好的山方式相是地输源、书水源幸热泵抢，其卧次是恶家用秧小型哨燃煤佩热水炎锅采耳暖，徒再其株次就茂是集挡中供湖热。八、酿各种互供暖挪方式瞧的能柴质分络析由火兼用的急定义条可知立，以课做功伶形式蝴传递为的能然量全童部是柿火用够。从嫩上图除可以宫看出隶，热取机从汇高温辩热源道取热体为Q推，对导外做伟功为毛W，裤向低忌温热爬源放盒热为霞Q0掌，热路量的唇火用东为：下式完中当远T〈屯T0强时，淹表示置从低性温环秃境中寻取得饮热所佣消耗横的功纱，这戏就是引制冷艇循环穴。当厕T〉他T0骆时表范示从雾高温知热取碰得热权量，床对外胃做功巧，这沈就是姑发电蜡的热众力循敢环。式中被：E易XQ速—能饥量的槽火用犹；W—普对外蜜做功戒量；Q—维从高覆温热县源取桃热量艳；Q0渡—向怪低温舍冷源刷放热辈量；T—叫高温稻热源璃的温东度，然℃；T0草—低液温冷顷源的赏温度块，℃矛。在环略境条洗件下敬任一特型式脚的能凑量在候理论帽上能威够转摄换成谅功的智部分却称作牙火用植，不商能转会换成据功的嘱部分中称作瓦火无宁，因秒此能回量等绸于：能量会=火偶用+青火无澡即：救Q=青EX门+A糕X如果计把火张用占状的比纲例称榨作能死质系旨数Φ精Q，杰则有苦下式请：式中推：φ毁Q—厕能质剖系数亡，%章；其展他同耽上。在理秀论上盼电能浙和机底械能幼完全请变为溉有用年功。恒能量辩=火薯用，建电能交和机留械能碗的能带质很记高，染是高摧级能葛量，叶能质闯系数触为Φ浮Q=籍1，乱而自倦然界各环境拳中的汇空气析和水堤的能笛量最纹低，敢没有役做功王的能羊力，贝完全减是火底无，秋能质拌系数疑为Φ互Q=汉0，核介于我两者引之间代的能莲量有等部分驰火用隔，也岗有一龙部分耽火无壤。热盲能的楚能质仍系数诸为：在热辉能利科用中聪有两糠个原宾则：数（1输）不远能将恰高能炕级的店能量皆用在术低能浙级的辛地方邀；（2蔽）尽务量做织到能怕量的悉梯级屡应用密，减蒙小应齿用的哄级差点。1、令对于夸热电保联产要供热萝方式俘，煤烛燃烧衰产生打的高妻温、须高压伶蒸汽练先发凝电，由乏汽麦用于置供热绳，能泻量进描行了萍梯级处使用窗，应另用比盆较合敏理。掉设锅夏炉产倾生的尘蒸汽负温度换为4乌50身℃盆，环敞境温室度为态0绍℃，当发完唱电以样后温旗度设里为1释50踪蝶℃票，则斥蒸汽守的能类质系茶数为洗：发完浅电以醉后，花能质涨系数蜘变为杨：高能胖质能伯量发通电，锐低能篮质的蹈热量食进行主采暖攀，实阅现了葱能量浑的梯艘级利茅用。2、衡对于绕区域乓锅炉帜房、愧电热坡膜采腿暖、乖电缆镰采暖单、家轻庭小宗型燃青煤、兔燃气辟热水才锅采主暖，押煤气窃、煤到和电辫能的粉能级设为1采，而仆采暖谦所需愉热量横的能拆质系项数很盒低，限假如鄙环境侍温度夺为0琴℃（笔27颠3K洪），疼采暖刃室内抽温度肌为2受0划℃（乌29漏3K绿），惠则热柄量Q嚷的能需质系贩数用缓下式君计算英为0牧.0搂68拥，两攀者相钟差0寨.9分32姨。也预就是仆用电宫直接谱采暖利，其劣大部股分火朴用转逼化成滩了没苹用的谅火无胃。这智是严园重的糟质量塞浪费卡，最向不合酬理的赴用能喉。所双以一专般情龙况下幅不能废用电寒热锅涛炉、浓电热年水器旧作为条直接笋采暖眼和空处调系勉统的嚼热源狭。能质帖利用券率和枕能量席利用永率：能质阅利用汽率：热电坛联产秀供暖异方式秋：对于更区域纺锅炉望房:对于千家用闹燃煤仰小锅称炉和闻家用嘱燃气右锅炉谈、各促种热何泵方宪式；朵与区底域锅虹炉房壮相同促：η1站=6呈.8取%能量指利用沈率：考虑竹供暖播方式忧时，上即要氧求高特的能养量利霸用率爱，也渐要求狸高的惠能质等利用奥率，似两者邀都高说是最脖佳的返供暖路方式转，这壶很难住达到央，其啄中一枪项高活也是龙可以椒采用紧的。以水冰源热欢泵冬捆季采拦暖为雪例：视消耗恭的是颈电能悠，能巩质系碎数为姜1，悉而采谈暖所妖需能宝量的财能质寻系数榜为0尖.0触68际.能振质利能用率再就是卸0.勺06姥8，逼6.场8%穗.而爱能量伟利用柳率是苍13亩5%牺.所惜以虽绿然能连质利玻用率筋低，毅但能兄量利组用率梁很高齿，也葱是比缠较好秘的方舟式。九、吗结论热电联产供热方式区域锅炉房供热方式家庭燃煤热水炉供热方式家庭小型燃气热水炉供暖方式水源热泵供暖方式地源热泵供暖方式气源热泵供暖方式电热膜及电缆采暖方式能量利用率η1%9560～70408513513510530能质利用率η2%56.96.86.86.86.86.86.86.8从上谷表可仙以得贫出如仔下结播论:1、做水源尊热泵俯、地筑源热俩泵、幻玉气源粗热泵贵方式浙，都匹是耗仅电进商行采专暖和灶空调烛，能答质利串用也顺不太悠合理移，但冒能量塔效率蚀高，吊还是壶可以秤大力致推广鹅。空马调冷沈源供倘应与封热源事供应术类似宅，不煎重复粉。2、葡热电阅联产旺集中赏供热婶方式控，这还是一莲种节危能环长保型与供暖统方式状，也嫩