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关键词:初中地理;生活实际;问题情境;评价机制
地理课是中学生认识地理环境、形成地理技能和可持续发展观念的一门必修课程。然而,以往简单的知识传授,只是加深了学生对地理是“副科”、“豆芽课”的认识,导致学生对地理学科越来越不重视。所以,在新课程改革下,教师要更新教育教学观念,要改变以往教学方式,充分调动学生的学习积极性,从而为地理高效课堂的实现打下坚实的基础。
一、联系生活实际,激发学习兴趣
《义务教育地理课程标准》指出:“地理课程要提供给学生与其生活和周围世界密切相关的地理知识,侧重基础性的地理知识和技能,增强学生的生存能力。”所以,在授课的时候,教师要结合教材内容,创设与生活有关的情境,调动学生的学习积极性,逐步提高学生的应用能力。
例如,在教学《河流和湖泊》时,为了调动学生的学习积极性,使学生在熟悉的情境中理解相关的地理知识,也为了培养学生的环保意识,在授课的时候,我借助多媒体向学生展示了一些黄河、长江被严重污染的图片,并借助多媒体让学生明确了这些污染源都是来自于我们日常生活中的不在意的举动,让学生明确环境保护的重要性。同时,我还让学生了解长江洪灾、黄河泛滥、凌汛、断流等带来的危害,从而,让学生树立人地协调的观念,并让地理知识为学生以后的生活带来方便。
二、创设问题情境,提高探究能力
有人曾经说过:创设一定的问题情境,能够使学生对知识本身发生兴趣,进而产生认识需要,产生一种要学习的倾向,从而能够激发学生的学习动机。对于初中生来说,该阶段的学生精力旺盛,求知欲强,所以,创设有效的问题情境,可以充分发挥学生的主体性,可以让学生在思考问题、分析问题、解决问题的过程中,找到探究地理的乐趣,挖掘地理的魅力。最终,让学生在自由探究的过程中形成主动学习的态度。
例如,在教学《土地资源》时,本节课的知识目标是使学生了解土地资源的利用类型和我国土地资源的基本特点,初步理解我国土地资源分布差异的形成原因。所以,在授课的时候,我引导学生思考以下几个问题:(1)土地资源属可再生资源还是非可再生资源?(2)我国土地资源的利用类型有哪几种类型?(3)耕地、林地共占全国土地总面积的百分比是多少?引导学生在分析问题、解决问题的过程中大幅度提高学生的学习效率。
三、完善评价机制,重拾学习信心
《义务教育地理课程标准》指出:“地理学习的评价,既要关注学习结果,也要关注学习过程,以及情感、态度、行为的变化。实现评价目标多元化、评价手段多样化、形成性评价和终结性评价并举、定性评价和定量评价相结合,创设一种‘发现闪光点’‘鼓励自信心’的激励性评价机制。”所以,在实际教学过程中,教师要完善评价机制,要让地理课堂面向全体学生,要让每个层次的学生都能感受到教师的关注,营造和谐的学习氛围。而且,需要注意的是,在评价的过程中,不论是教师评价还是学生间的自主评价,都要从优缺点两个方面展开,这样有助于学生的自我认识,从而,帮助学生重拾学习的信心,以促使学生在和谐的氛围中更加轻松地掌握地理知识。
总之,在新课程改革下,教师要更新教育观念,充分发挥学生的主动性,提高学生的参与度,从而为高效地理课堂的实现打下坚实的基础。
参考文献:
[1]单力.关于地理课堂教学改革的思考[J].新课程:教师,2010(12).
本文就煤制气的几种主要方法及其工艺特点作简单的研究,并对其发展方向阐述自己的见解。
关键词:煤化工;煤制气;发展方向;环境污染;工艺分析;煤炭利用率
前言 我国能源资源总量比较丰富,但人均占有量较低,以煤为主的能源消费结构和粗放的经济增长方式,带来了许多资源、环境及社会问题,煤炭作为一种不可再生资源,能最大限度的利用好煤炭资源,为当前最紧要的任务,煤制气技术的发展大大增加了煤炭资源的利用率,使得煤化工技术得到了快速的发展,煤制气技术在实际生产过程中也得到验证,对煤化工技术的发展,也起到了积极的作用。
我国目前主推的几种煤制气方法中,各有优缺点。有的会对环境造成一定的影响,有的则是,设备成本造价比较高,还有的方法工艺流程简单而且没有特殊要求。目前环境问题已经成为全世界的问题,因此,大大优化目前的煤制气技术,降低对环境的污染,成为最核心的任务。其中主要有以下几种技术:
一、.德士古煤气化技术 目前主流的技术。其特点是对煤炭种类要求比较高,煤炭的含水量不能过高,这样比较容易成浆;煤炭中的含氧量最好是低于百分之十五的,这样也比较容易成浆,煤粉粒度要在40~90 微米之间,煤的灰熔点最好不能低于1350℃。这样才能保证单台气化炉的生产能力,气化反应的过程对操作温度有一定的要求,还要求液态排渣,这样煤炭的转化率是最高的,而且产生的煤制气产品质量好,甲烷含量低,不含焦油、萘、酚等污染物。最重要的是,废气、废水、废渣的处理比较简单,对环境造成的污染比较小,所以称为主流技术。德士古气化技术的主要优点是水煤浆带来的,即较容易把压力升上去。在生产中减少了压缩工序,实现了整体能耗的降低。
只是其设备的限制即受气化炉耐火砖的操作条件和使用寿命的限制,气化温度不宜过高。气化过程中生产运行成本非常高,其对设备的磨损严重,必须及时的更新耐火砖,维修好设备。而且一般此种技术都要有备用炉,大大增加了建设设备的投资。因为设备中的喷嘴使用时间段,必须经常检修及更换。这也增加了维修维护费用,维修又必须的停炉,不能连续生产运行和高负荷运作。
发展方向 : 由于此种技术对原料煤的煤种要求苛刻,我们应该多从设备方面入手,加强设备的发展,逐渐将原料煤的种类扩大,这样能大大提高煤的利用率。因其对三废的处理简单,对环境方面污染较小,所以此种技术,还有很大的发展空间的。
二、壳牌煤气化技术 因此种技术要求的设备造价过高,一次投资相当大,因此限制了其整体范围内的应用,但是此种技术还是在生产效率上不可睥睨,还是有其不可替代的优点的。此种技术的气化炉主要结构是干煤粉多喷嘴上行废锅气化,都采用冷炉壁,冷煤气回炉激冷热煤气,煤气冷却都用废锅。干煤粉经过多烧嘴进料后,高温高压气化,产生的煤制气产品质量非常好,有效气体成分高,杂质少。对比德士古煤气化技术来说,炉内无耐火砖衬里,无需考虑对设备的磨损,设备科连续生产,维修量小,降低维修成本。但是其设备的初期建设结构复杂,建造的难度大,对设计、施工的要求比较高。材料的要求比较苛刻,一次投资比较大。还有两个致命的弱点就是过滤器容易堵塞,运行周期短;操作起来难度步骤复杂,对操作人员的要求比较苛刻,电气控制系统比较复杂。
发展方向:应从设备的简化方面着手,尽量简化设备,降低一次投资,这样,操作起来容易,也能降低事故的发生。但是这个目前来看,还是需要很长的一段时间磨合。
三、灰熔聚煤气化技术 此种技术不得不提,因为这是我国自主研发的煤气化技术之一,在实际应用中取得了积极效果,在行业中得到大力推广,还是有很大的发展空间。
相对于.德士古煤气化技术,此种技术对煤炭种类的要求很低,煤种适应性广泛,比较适合我国目前煤炭资源的情况,我国煤炭资源种类繁多,能提高煤炭利用率。灰熔聚煤气化技术工艺为流化床气化,下部有一灰熔聚区,对煤粉细度要求不高,对煤粉的要求不高为0~6mm 左右。操作温度适中,对设备无特殊材质要求,操作稳定,连续运转可靠性高;工艺流程简单无特殊材质要求;煤制气产品质量也比较高,不含焦油和酚类等杂质,洗涤水处理容易。但是其气化炉操作压力低,就目前我国气化厂的应用方面来说,业绩小,因为规模受到限制,但是就环境问题来说,其净化单元系统庞大。煤气的含尘量大,处理成本比较高,这种以牺牲环境为代价的生产,是不推荐的。
发展方向:由于此种技术对煤炭种类要求低,所以还是很适合我过煤炭资源的现状的。该技术比较适于在国内推广。并且其工艺为流化床气化,实现起来难度较低。鉴于目前对环境污染方面的要求,逐渐将三废处理问题解决,此种技术必将得到最大的发展。
结束语 此外还有喷嘴对置式气化技术、鲁奇气化技术等等,但是就目前我过气化厂的发展情况来看,还是要大力发展灰熔聚煤气化技术。
找到最适合我们发展的技术,并将实际生产过程中产生的问题进行研究思考,并反馈给设计,逐渐改善技术及相应设备,是我们每个工作人员的责任。
参考文献
[1] 费纪川.煤制气方法的技术现状及工艺研究[N].中国化工贸易,2013-9.
关键词:节能建筑;施工管理
Abstract: China is a vast land, have relatively rich plant, mineral resources, led to the construction of domestic construction resources in the early generally cheap price, construction units in construction, do not consider or rarely consider the consequences of brought abuses. Lucky is the initiative after implementing the strategy of sustainable development, the state with proper ways to improve resources price of building energy saving realization, the move forced the construction of the innovation technology, effectively reduce the energy consumption. This is the new energy-saving building, this article mainly from the new energy-saving building itself on the technology, summarizes the advantages, again through the analysis of energy-saving building construction management object and the problems is proposed.
Keywords: energy-saving building; Construction management
中图分类号:TE08文献标识码:A 文章编号:
目前施工建筑如雨后春笋,遍地可见,正适合推广节能建筑。只需所使用的施工材料和设备等等运用在建筑上的物品尽可能的使用环保节能的材料,就能实现利用可再生资源保证人们生产生活水平的正常的目的。另外,一切高科技材料例如高分子结构隔热板等在消耗同样的能源但产生更大的效用更具有实用性的材料也属于节能建筑材料。此类材料和科技的使用降低了材料对自然地破坏,逐渐为人们接受,也成为近年来世界建筑发展的趋势,推动建筑科学的进步。
1 新型节能材料的优点
通过对一些节能建筑施工案例的分析发现,在施工中节能材料的使用必不可少,也需要将其进行归类,根据材料本身具有的优缺点来进行取舍。与传统的建筑材料相对比,新型节能材料的优点主要体现在以下几个方面。
1.1 降低了施工成本
节能建筑施工材料科学技术含量较高,往往是连贯性较好的,装配程度较高,不同于传统建材的零散性,节约了使用人工拼接的手工劳动时间,使生产效率得到了很大程度的提高,加快了施工进度。并且,由于新型节能材料大部分都是高分子材料体积易于控制,重量较轻,运输起来更加便捷,减轻了施工材料的运输量,从而也降低了在运输途中损耗的几率。从这几各方面来看,节能建筑材料的使用降低了施工的成本。
1.2 节能建筑材料的实际利用
仅仅考虑节能建筑材料给施工队带来的好处是远远不够的,同时还要注意节能建筑材料的实际运用。高科技材料往往具有很多方面的优点,比如说冬天时保暖夏天隔热,在市中心还能够隔出噪音。传统的材料往往不能够做到防潮防腐功能,并且外形的色彩和设计都较为传统,节能建材作为新兴的建筑材料外形新颖独特,能达到装饰的效果。
将新型节能建筑材料应用在建筑的关键支柱部位还可以进行灵活拆建,建造起来工序简单方便。强大的科技还可以减轻建筑的负重,对冲击力进行缓冲,材质较轻的特点也可以在地震那灾害来临时对建筑进行保护。另外在城市用地紧张的今天,新型轻便材料可以增加建筑物的高度,避免了厚重的地基处理,缩短了施工的周期,利用有限的土地带来更多的资源价值。
1.3 新型节能材料带来的环境效益
节能材料本身就对环境没有危害,环保主要体现在节能建材提高了材料的使用率,有的材料是利用废弃物品经过一系列的加工而成的,提高了废弃物品的利用率,减轻了环境的自净负担。另外这些材料的来源范围较广,可以使节能材料得到供应。
2 新型节能工艺的使用管理
在建筑施工的过程之中首先要注意的就是节能工艺使用的管理,并不是所有的新型材料都可以得以使用,有的还需要和传统材料相结合,因此,这就要求对节能工艺按其用途和性能进行分类管理。在对待同一种施工情况时就可以按照管理规定运用材料。例如SY 膨胀玻化微珠保温防火砂浆是采用膨胀玻化微珠为轻质骨料生产的单组分无机干混保温砂浆。粘贴性能好、强度高,具有优越的保温隔热和耐老化( 大于 70 年) 功能,尤其是在防火性能方面具有很强的优势。成型后不空鼓、不开裂,施工无污染、性能优越、工序简单,可提高施工效率、节约成本,且防虫蚁噬蚀,是一种环保型、高性能、新型无机、轻质绝热、防火性好,具有科技含量的新材料。但如果要使用热导率低的保温材料是还要选择传统的材料,在管理中就应该对适用范围、优缺点进行归类。
使用新型材料与传统材料相结合的情况也数不胜数。在工艺使用管理过程中应该界定好传统材料和新型材料各自的使用比例范围。最典型的是在墙体和房屋的屋面中的设计,现在的墙面施工材料种类繁多,新型材料主要以纸面石膏板和纤维增强水泥板作为代表。这些材料的厚度较小,并且抗裂,抗冲击力较强,但是仍然有克服不了的缺点,建筑时的黏性较差,形状较为复杂,不能广泛适用于各类建筑,而传统实心粘土砖可以很好的解决此类问题。因此,在一些情况下,可以将传统材料和新型材料结合使用,让二者实现优势互补,满足建筑的普遍性要求。在管理办法中应该界定好混合使用中各部分的比例。
3 节能建筑中出现的问题
关键词:全球 能源发展 趋势 开发方式
2 能源开发方式
如图4所示,大约2/3的全球电力仍来自矿物燃料,而在由可再生能源开发的电力中,水电占据了重大份额。预计这种趋势不会改变(表1)。
2.1电力开发的主要方式
国际能源署认为:“在2000年至2030年期间,电力开发将以每年2.3%的速率递增。当今,煤是应用最为广泛的电力资源,占40%的份额。而其余的份额则主要由天然气、核能及水电平分秋色。接下来的30年中,电力燃料结构将会发生明显改变,天然气将占据优势。”(国际能源署,2002)。
燃料结构的改变预计主要由如下几点:
·2000年至2020年期间,煤在总的发电中的份额将缩减,而在这之后又将略微回升。而整个过程中,煤在总发电量中仍然保持最大份额。
·尽管石油在总发电量中的份额已经很小,但仍将缩减。
·由于新建的发电厂中,大部分将为天然气电厂,因而天然气的份额将大大增加。自2000年至2030年,将从17%增至31%。考虑到价格将上升的因素,预计在预测期后半段时期里,对天然气需求的增长速率将有所下降。
·核发电将略微增加,但由于新建电厂不多而现有的许多又要报废,所以核电在总发电量中的份额将减少一半。
·预测期内,水电开发将增长60%,但所占份额却有所下降。
·除水电以外的其它可再生能源将比其它任何能源都发展迅速,年增长率达6%。在2000年至2030年期间,可再生能源总发电量可增长近6倍,在2003年全球总电量中的份额可达4.4%。风能和生物将占居整个增长量的80%。
·预计利用天然气中提取的氢而形成的燃料电池将成为一种新型的电力资源,特别是在2020年以后。至2030年,氢燃料电池在总电量中所占份额将略超过1%。
表1对全球电力平衡做了一个总结。
正如最近一届世界可持续发展大会(2002年,约翰内斯堡召开)的实施计划里所述,大家普遍认同能源持续发展的必要性。
“通过开发先进、清洁、廉价及高效节资的能源技术,包括矿物燃料技术及如水电等可再生能源技术,并在共同认可的方式下将技术转让给发展中国家,这样可使能源供应多样化。大力开发全球可再生资源已迫在眉睫。在此基础上,可以扩大总的能源供应。要弄清国家和地区的目标以及存在的主动性的作用,要保证能源政策支持发展中国家为脱贫而做的努力,并对获得的数据定期地评估来跟踪进展。”(第19e条)
虽然开发可再生能源具有明显的优势,但正如任何一种发电方式一样,无论在当地、区域或全球范围内,都存在一定的负面影响。
2.2各种供能方式的影响
考虑到各种基本资源及转换技术的多样化,要比较它们相对的环境特点并不简单。能源转换和节能措施无疑是避免一些不良影响的最佳办法。然而,这些应用并不能完全满足电力的需求,尤其对发展中国家而言。
从环境的角度,对电力开发方式的比较必须建立在一种综合分析的基础上,即应该将每一种可替代能源开发过程中所形成的生物循环里的所有因素都考虑进去。生物循环评估(有关电力开发方式中生物循环评估的更多信息详见附录C-i及ii)具有广泛范围,从头至尾“从摇篮到坟墓”地贯穿每一种方式的始终,要评价整个过程中每一步的环境影响,包括资源提取、燃料加工及运输、厂房建设、电力生产和废渣处理等内容。
所有能源资源的使用都影响着环境,并带来或多或少的后果。煤、石油和天然气等矿物燃料的燃
烧会产生许多不利于环境和人类健康的因素。尽管利用技术来减轻这些影响,然而大气污染还是会造成地球变暖、酸雨、烟雾及呼吸道方面的严重疾病等等。
非矿物燃料同样具有不良影响。引起公众关注的问题是核能领域中出现的操作安全、危险物质的处理和储藏,甚至涉及潜在的核武器泛滥等问题。同样地,这些问题都有望通过技术来减轻。通过控制电厂规模及产品种类还可降低成本。
大型水电项目也受到争议,主要集中在人口迁移、鱼类和生态影响、贫瘠河流管理等。这些问题通常都是由于缺乏有效的影响消除、法律不健全和腐败。
大规模生物能的开发也会带来农村的单一经营、生物差异、耕地与水源之间的矛盾,以及对农作物与燃料等方面产生的负面影响。
风能和太阳能由于被认为是不可靠的和不可预见的而受到批评。尤其是风能,由于其风轮机对视线有干扰、产生噪音,而且在有些地方还引起鸟类的死亡,因而备受指责。太阳光伏电池的制造和处理难免要破坏环境,而且还很昂贵。
潮汐发电(源自江河拦河坝)造成浅滩被水淹没,妨碍了涉水鸟的觅食。迁移的及过冬的鸟类数量遭受影响。此外,由于盐度受到破坏,海洋能问题也令人担忧。
无论选择哪一种来作为最为合适的电力供应方式,都存在着优缺点的平衡问题。这就要求要以综合的认识及合适的管理来提供持续的能源服务。
转贴于 2.3承受能力—成本问题
电力价格如何趋于更易被承受是一个基本要求,尤其对那些较贫穷的发展中国家来说。因而,电力成本是决策的一个根本标准。如表2所示,最廉价的可再生能源是水电。而且,此处的成本核算还没有将水库综合利用(防洪、供水、航运、娱乐等)方面的附加效益计算在内。
通常,对于城区的电网供电,用电低谷时的电价为2~3¢/kWh,而到了用电高峰时就升为15~25¢/kWh。(联合国开发计划署,2000,p15)
在注重消费者所要承受的价格的同时,还应充分考虑每一种方式的服务水平、灵活性、舒适性以及能源开发过程中的效率等问题。
2.4服务水平
在一年中每一天的电力需求都是变化的,但是电力却不象木材、石油或天然气那样可以方便而又经济地储存。所以它具有这样的特点:一旦电力需求发生变化,电力生产就必须立即做出相应的调整来匹配。如果需求增大,而供电跟不上,电压就会下降,引起电力系统“电力不足”和供电中断。这对于经济活动、健康教育基本服务以及安全等方面都有很大的影响。
为了能够应付电力需求的波动,通常会将几个电厂结合起来使用,它们各自为保证供电的连续性而发挥不同的作用。表3对此作了说明。一些电厂适合于用作基荷电厂,而另一些则作为峰荷电厂。例如,核电厂通常保持固定的输出,一般让它们来负担基本负荷。相反,按照不同的设计,水电厂可以满足不同的电力需求,可以是基荷或是峰荷,甚至可以做到同时都满足。这种供电的灵活性正是水电、柴油和天然气的特性之一。
由此可见,系统所能提供的服务水平是对发电方式进行比较的一个基本因素。由于有些发电方式一年中大部分时间都满负荷运行,而有些却长期不运行,所以不选用单位装机容量(MW)进行方式比较。而对于给定时期内的单位能量产出应考虑环境影响。
此外,单位能量(kWh)并不是等同产出的。有些方式,如风能、太阳能等间断性供能系统要求有后备支持。因而,对此类间断性能源的效果评估也应包括对所有后备支持能源方式的评估。例如,靠柴油辅助的风能发电系统在环保方面要逊于靠水电扶助的风能发电系统。
同时,单位能量(kWh)并不一定等价。有些供电方式在价格方面很大程度取决于原材料的价格波动,如天然气或石油等;而可再生能源不会受这种市场变化的影响。
2.5能源效率
优化使用能源是未来持续发展的保证。在能源领域,效率基于以下两个因素:
·能源转化率
·能源回收率
(注:能源转化率指一个电站在正常寿命期内产出的总能量,与电站建设、维护及发电设备所需的能量投入相除所得的商(国际能源署2000,“水电与环境:现状及未来行动方针”,第二卷—主报告—第三章,p.55)。此值越大,说明能源系统性能越好。)
能源转换率涉及到从一种能源的最初形式转化到电能所经历的过程。例如,水电和风能是将自然风力和水流直接转化成电力,与矿物燃料相比,它们的能源转化过程显得很短且高效。在所有能源方式中,水电站所提供的能源转化效率最高。当今的电站将水能转换为电能的效率可达到95%以上,而即使是最好的矿物燃料厂也只能达到60%左右的效率。
【关键词】水源热泵;优缺点;节能;中央空调
1水源热泵空调系统的工作原理
由于石油和煤炭均为不在再生资源,传统的燃油、燃煤中央空调方式将逐步受到制约,因而利用地下水的水源热泵空调将是非常合适的替代中央空调方式。水源热泵空调系统是利用一定温度的水源作为低位热源,消耗电能,将低位热源 “水”中的热量转移到需要加热或升温的地方(如室内采暖系统);同时还可以将室内或降温过程的余热转移到低位热源 “水”中,达到降温或制冷的目的。机组工作的具体过程:在制冷状态,系统水通过蒸发器被制冷,能量被转移到冷凝器,通过热交换将被利用的热源带到地下、江河、湖泊之中;在制热状态,蒸发器吸收所有热源中的热量,将热量转移到冷凝器,以加热系统循环水,达到制热的目的。
2 小型水源热泵在家用中央空调中的应用前景
目前我国住宅水平正在从满足基本生存需要向舒适性要求的转变。随着人们生活质量的提高,逐渐对生活舒适性要求的提高,形成一种空调新潮流即户式中央空调。在一些发达国家,户式中央空调早已成为一种家庭消费品。在美国、欧洲等家庭中,85%以上的家庭在选购空调时会首选户式中央空调,在日本也超过50%(2]。在我国,户式中央空调正在以其巨大的潜力和应用优势取得突破性发展,并将成为我国21世纪空调产业发展方向之一。水源热泵方式,将是户式中央空调的主要方式之一,其应用有以下优点。
2.1 按需控温,系统管理灵活
用户可根据自己的需求灵活控制室温和风机转速。这种方式特别适合生活要求不同的独立式住宅建筑。水源热泵全部能源由电提供,无任何污染,空调排热全部进人地下用于冬季供暖,不再对小环境造成热污染,不悬挂室外机。由于地下水是全封闭式系统,因此既不消耗任何地下水源,又不会对其造成污染。除此之外,水源热泵系统便于进行热计量,物业公司根据用户的耗电量就可向用户收费,是解决当前采暖、空调收费难的一项重要举措。
2.2 运行设备少,高效节能
水源热泵空调系统较传统的中央空调系统经济。无集中的制冷机房、锅炉房、空调箱房,减少了设备间的面积。所需的风管少,并减少了楼层高度,无保温的循环水管系统,减少了材料费用。温度控制可装在空调机中,无需另设控制中心或控制室。
据美国环保署EPA估计,设计安装良好的水源热泵系统,平均来说可以节约用户30;j;~40;j;的供热制冷空调的运行费用。与锅炉房供热系统相比,其节能效果为26名,减少向城市的排热量约为74%。
2.3 分户单独计量
热泵机组体积较小,并可灵活安装在任何地方。随着户式燃气壁挂炉在全国的推广,户式水源热泵机组也得到了应用,同分户采暖一样,户式水源热泵机组可自行控制,由于其主要能耗是“电”,电费按每户电表计量,水费按每户水表计量,计算简单、公平,为物业管理带来方便。
2.4 维护方便,自动化程度高
水源热泵机组的冷热源为地表浅层水源,如江、河、湖、海和地下水等。利用它们所吸收的太阳能和地热能而形成的低位能。地表浅层水源、太阳能和地热能都是可再生资源,而且十分稳定,很容易获得而加以利用。地表浅层水的温度一年四季相对稳定,使得热泵机组运行更可靠、更稳定,保证系统的高效性和经济性。由于系统简单,机组部件较少,因此自动控制程度高,运行简单、稳定,并且维护费用低,使用寿命可超过20年。
2.5 属可再生能源利用技术
水源热泵是利用了地球水体所储藏的太阳能资源作为冷热源,进行能量转换的供暖空调系统。地表土壤和水体不仅是一个巨大的太阳能集热器,收集了47%的太阳辐射能量,比人类每年利用能量的500倍还多(地下的水体是通过土壤间接地接受太阳辐射能量),而且是一个巨大的动态能量平衡系统,地表的土壤和水体自然地保持能量接受和发散的相对的均衡。这使得利用储存于其中的近乎无限的太阳能或地热能成为可能。所以说,水源热泵利用的是清洁的可再生能源的一种技术。
2.6 一机多用。应用范围广
水源热泵系统可供暖、空调,还可供生活热水,一机多用,一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统。特别是对于同时有供热和供冷要求的建筑物,水源热泵有着明显的优点。不仅节省了大量能源,而且用一套设备可以同时满足供热和供冷的要求,减少了设备的初投资。水源热泵可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑,小型的水源热泵更适合于别墅住宅的采暖、空调。
3 小型水源热泵在住宅应用中应考虑的问题
3.1 水源及水质问题
就某项具体工程而言,应从实际情况出发,判断是否具备可利用的水源。不同工程的场地环境和水文地质条件千差万别,可利用的水源各不相同,应因地制宜地选择水源。当有不同水源可供选择时,应通过技术经济分析比较,择优确定。如果水源的水质不适宜水源热泵机组使用时,可以采取相应的技术措施进行水质处理,使其符合机组要求。
3.2 水量的选择
水量是影响水源热泵系统工作效果的关键因素。一项工程所需水量多少由该工程负荷与机组性能确定。如果其他各种条件均具备,但水量略有不足,可采取一定辅助弥补措施解决。如水量不能满足负荷要求,就应考虑其他方案。
3.3 噪音问题
制冷量较大(1OkW以上)的水源热泵空调机组,由于机组内压缩机的功率大,因而噪声较大,在设计安装时要考虑一些降低噪声的措施。
3.4 空气质量问题
利用新风比较麻烦,新风管道必须敷设到安装水源热泵空调机的房间,对于要求较高的房间,如空气净化、加湿等有要求的房间,附加措施就更为复杂。
4 水源热泵在应用中出现的问题
4.1 季节使用因素
从水源热泵的运行过程来看,夏季制冷工况较为良好,而在冬季供热时却普遍存在大流量小温差,热水出水温度低的问题。一方面是由于冬季地下水温偏低引起的;另一方面说明机组的性能还有待提高。为了推广水源热泵的应用,本着节水节能的原则,水源热泵应尽可能使用大温差、小流量技术,并尽量提高冬季的热水出水温度。
4.2 回灌井堵塞问题
回灌井堵塞也是要解决的问题。水中的悬浮物、水中微生物的繁殖、水中化学反应形成的化学沉淀以及水中的气泡等,都会使多孔介质的孔隙发生堵塞。
4.3 地下水开采的问题
地下水源热泵的应用必然引起地下水开采的问题。能否在一个城市或地区大量使用,如何解决取水井和回灌井的水位平衡问题,以及由于回灌井的回流速度问题能否带给周围的建筑物安全及质量上的问题等都需要进一步从理论和实践上加以研究,并根据不同城市、不同地区因地制宜制定相关政策。
5 结束语
我国未来的能源发展战略将是节能和提高能源的有效利用率。水源热泵由于具有高效、节能等优点而成为极具发展潜力的绿色环保技术。要使水源热泵在我国得到较快的推广和发展,政府部门、科研机构和工程技术人员需要共同努力,借鉴国外的成功经验,解决水源热泵在应用中出现的各种问题。
参考文献:
[1]刁小飞张小力等《地源热泵的优越性及前景展望》 《能源研究与信息》 2002.01
[2]朱家玲苗常海《地热水源热泵技术应用市场前景》《地热能》 2003.01
[3]李先瑞郎四维《暖通空调新技术》 《暖通空调》1999.06
[4]孟华 龙惟定《地源热泵技术在暖通空调中的应用》 《节能环保技术》 2003.09
作者简介:
关键词:建筑 暖通空调 节能措施 系统
Abstract: along with the living standard of people more and more good, urban construction is more and more big, the hvac system with more and more, and the energy consumption of the related more and more, energy supply and demand will appear new contradictions. To solve the contradiction, take energy saving technology, can make the existing air conditioning system energy saving nearly 50%. Therefore, in hvac system considering the energy saving is of great significance.
Keywords: building energy saving measures in the hvac system
中图分类号:TU831.3+5 文献标识码:A文章编号:
引言
随着我国暖通空调事业的发展,不论从理论研究方面还是从设备开发研制方面,都有长足的进步,但是从我国能源的现状来看,合理有效的利用能源,仍是需要政府、设计、运行管理部门共同努力的一件大事。
1当前暖通空调系统在节能方面面临的问题
实现暖通空调系统的节能,目前已经具备很多成熟的条件,但是在实际的应用中也存在着一些问题:
1.1公众对节能的认识问题
过去公众对节能的了解不够,并且对暖通空调的观点也非常片面。对于一个舒适性的空调系统或者是采暖系统,应当使人体有非常好的舒适性。但是目前普遍存在的一种观点是:空调越冷越好,暖气越热越好。这显然与我们所追求的舒适性空调的观点是相违背的。事实上,这样不仅大大增加了空调采暖的能耗,同时由于室内外温差的增大,也使人体对不同环境的适应性下降,身体免疫力降低。因此,我们要提高宣传力度,改变公众对于传统的空调及采暖的理解,大力宣传和提倡按节能建筑标准和冷热量计量装置收费,提高民众节能意识。
1.2暖通空调系统的设计及施工管理
暖通空调系统的设计对空调系统的节能有着重要的影响,然而,在实际工作中往往得不到一些设计部门和设计人员的足够重视,加之工程设计周期普遍较短,设计收费与设计产生的经济效益不挂钩,以及一些技术性问题没有完全得到解决等原因,一些设计单位只求数量,忽视质量,使得设计施工完的系统不仅投资大,运行能耗也相当惊人,大大超过了国家标准,甚至有的公共建筑的暖通空调能耗占建筑总能耗达60%。
另外,目前建筑施工监理行业中暖通空调专业人员水平参差不齐,很大一部分人员非本专业院校毕业或非对口专业,甚至一部分人员根本未经过任何培训,对本专业理论知识似懂非懂,常凭经验,采用惯用方案或甲方指定的方案,由此在设计或施工中遇到的一些涉及方案性调整问题不能进行及时正确的处理和解决,最终导致系统出现无法挽回的不良后果,给系统的运行、管理留下隐患,在实际工作中,由此造成的经济损失也是相当严重的。
1.3暖通空调系统的节能设计方案
暖通空调设计的特点是“条条大道通罗马”,近年来,随着对节能和环保要求的不断提高,新的技术方案不断涌现,每种技术方案往往都有各自的优缺点。面对众多的设计方案,由于考虑问题的角度不同,各方面的评价结果也往往不相同,甚至大相径庭;由于缺乏科学的、客观的设计方案评价方法,设计人员往往雾里看花,无所适从,如何在众多的设计方案中找到最合适的节能方案,是困扰暖通空凋没计人员的重要课题。另一方面,不科学的评价方法则会起到误导的作用,造成严重损失。
1.4暖通空调系统运行管理
除设计施工外,运行管理也起着重要的作用。在实际中有些单位认为设计施工达标完成就可以了,因此不注意对暖通空调操作人员的培训,很多操作人员不具备必要的暖通空调基本理论常识,不懂得根据室外参数的变化进行相应的调节。一年四季只有开机、关机和冬、夏季转换操作,显然系统达不到相应的节能效果。
1.5新技术的推广问题
新技术在暖通空调系统中的应用,为节能提供了一个新的方向。例如地源热泵空调系统、太阳能制冷供热系统,不仅可以实现可再生能源的有效利用,并且可以带来显著的经济效益,是值得大力推广的。但是同任何新技术一样,这些新技术在造价上往往偏高,而且使用的地域条件有一定的限制,并且从技术上讲还存在着许多需要改进提高的地方。因此,对于新的节能技术,我们应当因地制宜,总结经验,积极推广。
2解决暖通空调系统节能的有效途径与方法
在科学技术日新月异的今天,暖通空调领域不断涌现出新技术,我们可以通过多种方法实现暖通空调系统的节能。
2.1从设计入手,合理选择、设计暖通空调系统,使其在高效、经济的状况下运行。
使其在高效经济的状况下运行。暖通空调系统特别是中央空调系统是一个庞大复杂的系统,系统设计的优劣直接影响到系统的使用性能。可以说空调系统的设计对系统的节能起着重要的作用。设计是工程的龙头,系统设计的优劣直接影响其使用性能。而建筑负荷计算是设计的重要内容之一,当前普遍存在一个现象就是设计工期短,许多设计人员为了节省时间,错误地利用设计手册中供方案设计或初步设计时估算冷、热负荷用的单位建筑面积冷、热负荷指标,直接作为施工图设计阶段确定冷热负荷的依据,往往使得总负荷偏大,从而导致空调采暖设备偏大,初投资增高,运行费用增加,能量消耗增加。
2.2改善建筑维护结构的保温性能,减少冷热损失
对于暖通空调系统而言,通过维护结构的空调负荷占有很大比例,而维护结构的保温性能决定维护结构综合传热系数的大小,亦即决定通过维护结构的空调负荷的大小。所以在国家出台的建筑节能设计规范和标准中,首先要求的就是提高维护结构的保温隔热性能。
2.3提高系统控制水平,调整室内热湿环境参数,尽可能降低空调系统能耗
2.4采用新型节能舒适健康的空调方式
影响人体热舒适性的环境参数众多,不同的环境参数组合可以得到相同的热舒适性效果,但不同的热湿环境参数组合空调系统的能耗是不相同的。例如在冬季,如果我们采用传统的空调方式,把整个室内的空气加热,通过空气实现人体与环境的热湿交换,就需要较高的空气温度,此时通过维护结构的热损失和加热新风的热损失都比较大。如果我们根据热湿环境的研究成果,改变传统的空调方式,增加辐射热(如低温地板辐射采暖),此时所需要的空气温度显著下降,一般可达到12~14℃,而传统方式一般在18~20℃,显然后者比前者具有显著的节能效果。在夏季也有类似的结果。
2.5推广应用使用可再生能源或低品位能源的空调系统
如何利用可再生能源及低品位能源已经成了该领域重要的研究课题。地源热泵空调系统就是在这种形势下发展起来的,它利用地下恒温层土壤热显著提高空调系统的COP值,使得同等制热(或制冷)量下的系统能耗大幅度下降。另外,利用太阳能供热或制冷技术也在开发研究着。
2.6开展冷热回收利用的研究运用工作,实现能源的最大限度利用
目前许多空调系统冷热回收利用研究也在蓬勃开展,如空调系统排风的全热回收器,夏季利用冷凝热的卫生热水供应等,都是对系统冷热的回收利用,显著提高了空调系统能源利用率。提高暖通空调系统的能源利用率也是实现空调节能的途径之一。由于空调系统中所使用的高品位、不可再生能源所引起的资源环境问题也日益突出,必须开发一些合理有效的可再生能源以缓解目前的紧张局面。地热(冷)能和太阳能等可再生资源应用于空调制冷,具有一定的优势,而且清洁无污染。地源热泵是一种利用浅层和深层的大地能量,包括土壤、地下水、地表水、海水、污水等作为冬季热源和夏季冷源,是既可供暖又可制冷的新型中央空调系统。热回收主要是通过系统中安装的能量回收装置,用排风中的能量来处理新风,就可以减少处理新风所需的能量,降低机组负荷,达到节能的目的。在选择热回收装置时,应当结合当地气候条件、经济状况、工程的实际情况、排风中有害气体的情况等多种因素综合考虑,以确定选用合适的热回收装置,从而达到花较少的投资,回收较多的热(冷)量的目的。
2.7强化系统的运行管理并提高系统控制水平
对暖通空调专业的操作人员进行培训,提高管理人员的专业水平和业务技能,使其具备必须的暖通空调基本理论常识,实行空调操作人员操作证制度,对没有达到考核要求的,应重新培训,考核合格后才能上岗,同时提高管理人员的素质,增强其责任心,这样管理人员才有能力根据室外参数的变化进行相应的调节,达到设计要求的节能效果。
3结语
随着全球气候的变暖,自然环境的恶化,世界各国对建筑节能的关注程度正日益增加。人们越来越认识到,建筑使用能源所产生的二氧化碳是造成气候变暖的主要来源。暖通空调技术创新势在必行,节能建筑成为建筑发展的必要趋势,绿色建筑也应运而生。
参考文献
关键词:污水除磷;除磷菌;生物化学协同除磷;磷回收
中图分类号 X703.1 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2016)07-84-03
污染物随污水排入自然水体后,污染物的浓度会经过物理、化学与生物化学的作用而总量减少,受污染的水体会部分或完全恢复原状,水体的这种能力被称为自净容量。当排入水体的氮、磷及有机物等污染物超过其容纳能力时,受纳水体就会发生富营养化或者变黑发臭,使得水体中藻类等水生生物过度生长,进而导致受纳水体失去相应功能。从2013年中国环境状况公报看,富营养化依然是我国水环境,尤其是湖泊和水库严重的污染问题[1],有至少45%的国家重点湖泊和水库受到了不同程度的污染,而总磷(Total phosphorus,TP)正是这些水体的主要污染指标之一。另外,当水中磷含量不足时,藻类对磷的需求不能通过相关微生物来补充,因而藻类对磷的需求往往更为重要,磷对藻类生长能力的限制性更为明显,磷就成为了限制藻类疯狂生长的最关键因素。
磷是一种不可再生资源,其提取来源于磷矿石,主要通过化肥施用以及生物的代谢作用回到地壳中。经预测,按照现在的磷资源开发速度,若干年后磷资源缺乏将会影响人类正常的生产生活,因此磷资源回收变得越来越重要。从污水处理中回收磷是一种“变废为宝”的有效形式,既可以有效减轻水体富营养化,又缓解了逐渐缺乏的磷资源。
1 污水除磷工艺与方法
1.1 介质吸附法 介质吸附法除磷是利用某些多孔或大比表面的固体物质对水中磷酸根离子的吸附亲和力,来实现对废水的除磷过程。吸附除磷的反应过程包括吸附介质的物理吸附、以离子交换为主要表现形式的化学吸附以及含磷颗粒在重力的作用下在吸附介质表面的沉积过程。吸附剂主要分为天然吸附剂和人工合成吸附剂,天然吸附剂通常是通过物理吸附方式除磷,而人工合成的高效吸附剂在固体表面针对特定物质或离子制造了特性吸附和离子交换层,主要通过化学吸附方式去除磷[2]。常用的天然吸附剂主要有粉煤灰、钢渣、海泡石、沸石、膨润土以及凹凸棒石等。人工合成吸附材料针对的多种金属的氧化物或其对应的盐类进行研究,经过测试,吸附剂的吸附除磷性能通常受反应温度、金属盐溶液的组成以及沉淀滤出物等因素的影响。吸附法除磷工艺较为简单,运行可靠,但由于人工合成的吸附介质通常价格昂贵,天然吸附剂又由于易老化导致吸附性能降低较快等原因,导致吸附法除磷很难投入到大规模的生产规模之中,因此通常作为生物除磷法的必要补充,也可以作为含磷量较低污水的单独除磷手段。
1.2 化学沉淀法除磷 化学沉淀法除磷的原理是某些金属阳离子(Fe2+,Fe3+和Al3+等)和磷酸根进行化学反应,可以生成不溶于水的沉淀,从而使化学反应不断向生成物方向进行。其基本化学反应式(以铝盐为例)如下:
再通过静置沉淀或者过滤等方法使磷泥和污水分离,最终达到去除水体中磷的目的。按化学沉淀在污水处理流程的位置,可以将化学沉淀除磷分为预沉淀、同时沉淀以及后置沉淀。常用的化学混凝剂主要是价格较为便宜的铁盐、铝盐和石灰等。化学沉淀除磷具有操作简单、除磷效果好的优点,处理效率可达80%以上。但是直接投加药剂除磷所用药量较大,处理费用较高,而且会产生大量的含磷化学污泥,若磷泥内磷含量不够高,不易回收其中的磷,造成磷泥无法处置进而对环境二次污染的尴尬后果。
1.3 生物方法除磷
1.3.1 活性污泥除磷 活性污泥法除磷根据污泥中除磷菌不同而分为2种:第一种是由聚磷菌完成的生物除磷。在厌氧环境中,聚磷菌吸收溶解态的小分子脂肪酸等有机物形成生存所需的能量储存物质β-羟基丁酸(PHB),这一过程需要分解聚磷菌体内的聚磷酸盐的分解,分解过剩含磷物质就会释放到聚磷菌体外;在好氧环境中,聚磷菌会吸收污水中的磷酸盐,分解体内的PHB产生能量来供给新陈代谢,吸收的磷酸盐在细菌体内转变成聚磷酸盐,好氧池内含有大量这种聚磷菌的污泥磷含量很高,成为富磷污泥。聚磷菌反复进行上述循环,同时将好氧池的富磷污泥选择性排出或者采取措施将厌氧池含磷污水中的磷排出活性污泥系统即可去除污水中的磷。第二种是以反硝化除磷菌(DPBs)为主的生物处磷,在厌氧环境中,反硝化除磷菌分解体内的聚磷酸盐,合成大分子的聚β-羟基丁酸来储存能量,细菌体内过剩的磷酸盐等含磷物质被释放到细菌体外;在缺氧环境中,反硝化除磷菌利用厌氧阶段合成的聚β-羟基丁酸作为能源物质,同时将电子传送给NO3-,吸收环境中的含磷物质,使得系统在反硝化的同时去除污水中磷,达到反硝化除磷的目的[3]。
活性污泥法除磷的影响因素包括好氧区、缺氧区污水停留时间、厌氧区污泥停留时间、厌氧池NO3-的含量、厌氧池溶解氧以及碳源等。其优点主要有占地面积小,产泥量少,磷泥中有机成分较高,经处理可作为肥料等;但是活性污泥法对进水水质、水量的稳定性要求较高,而且由于除磷菌需要较少的磷就能满足自身的新陈代谢,传统活性污泥法除磷效果不佳,改进的操作系统运行较为复杂,要求管理人员具有一定的专业知识。
1.3.2 人工湿地除磷 人工湿地主要通过基质、湿地植物以及微生物的共同作用来完成除磷。其中,基质的除磷作用是主要的除磷方式,基质中若含有较多能与磷酸根离子形成低溶解度物质,则其除磷能力就相应增强。湿地植物对磷的去除作用分为2种,其一,湿地植物对污水中的无机磷可以直接吸收用于新陈代谢;其二,通过光合作用,湿地植物可以形成微型好氧区与厌氧区,为除磷菌提供除磷环境。微生物在人工湿地中有着重要的除磷作用,经研究[4],水芹湿地与凤眼莲湿地含有大量的除磷菌,相对于空白基质,上述2种湿地对磷的去除率分别高16.0%和8.1%。人工湿地除磷是运行简单、没有污染得绿色除磷方式,然而其也存在着除磷效果较低、对溶解氧要求较高、填料易堵塞、植物后续处理较难等缺点。
1.4 生物与化学协同方法除磷 在生物化学协同除磷过程中,生物除磷存在着厌氧放磷与好氧过量吸磷的现象,也存在物理吸附的过程;化学沉淀作用也是存在的,并起到相当大的作用,在化学生物法除磷中存在化学除磷与生物除磷的协同效应,其效率高于生物除磷[5]。生物与化学协同除磷方法通常被称为侧流除磷工艺,该技术结合生物除磷和化学除磷,依靠聚磷菌好氧时超量吸磷的特性,将原污水中的磷富集到含磷污泥中,进而将富磷污泥输送到专门的厌氧释磷池,经过释磷过程,吸收的磷被释放到释磷池的上清液中,然后对这部分富磷污水进行化学沉淀处理,从而实现磷的高效去除。具有代表性的协同除磷工艺有Phostrip工艺、BCFS工艺以及将侧流工艺与膜工艺结合的MB(A2/O)同步脱氮除磷工艺等。
1.4.1 Phostrip工艺 Phostrip工艺是在传统活性污泥法的基础上增设厌氧释磷池和化学反应沉淀池,将在好氧段充分吸收磷的污泥输送到厌氧池充分把磷释放到上清液中,并把富磷上清液输送到化学反应池加药沉淀磷泥,最终磷以化学沉淀的形式从系统中去除。该工艺具有可靠性高,除磷效率高,可根据进水水质改变投药量不至于浪费药剂,污泥量少不需要对污泥浓缩等优点。然而,该工艺不能对氮进行有效去除,由于现在对排出水质中总氮的要求较高,因此很少单纯应用该工艺投入生产的。
1.4.2 BCFs工艺 BCFs工艺全称程为反硝化及生物-化学沉淀除磷组合工艺,是荷兰Delft工业大学在UCT工艺基础上,为最大程度创造DPBs(反硝化除磷菌)的富集环境而研发的,其工艺流程见图1。该工艺是单泥系统中最具代表性的反硝化除磷工艺,其特点是进水进入厌氧池在外界条件下可以创造绝对的厌氧环境,接触池与缺氧池可以使得水中硝酸盐含量降到最低,回流至厌氧池的污泥能够充分发挥释磷功能。该工艺同时具有脱氮除磷的作用,且出水水质较为稳定,但是其流程较为复杂,对操作性要求比较高,且运行费用较高。
1.4.3 MB(A2/O)工艺 MB(A2/O)工艺是膜生物反应器与污泥侧流理论有机结合的同步脱氮除磷工艺,工艺流程见图2。该工艺进水直接进入缺氧池,并在好氧池与缺氧池间设有回流系统,具有较好脱氮功能;好氧池内增设膜工艺,出水由膜后抽滤而出,膜不仅有过滤作用,膜上附着的微生物还可以增加系统对污染物的去除;好氧池污泥侧流到厌氧释磷池内,经过聚磷菌反复吸磷和放磷,可以充分去除污水中的磷。与一般处理工艺相比,MB(A2/O)组合工艺具有更优越的出水水质和除磷脱氮效果,且产生的污泥量很小,是一种新型的经济可行的中水回用技术。
2 污水磷资源回收现状
污水磷资源回收的方法主要有化学沉淀法、结晶法、吸附法等。单纯的化学沉淀法含水率很高,为了强化沉淀效果,投加药剂时有时还需要同时投加助凝剂,且磷泥的含磷率很低,较难回收磷。因此,现在化学沉淀的发展方向主要是与其它工艺有效结合,以增高磷泥的含磷率。结晶法回收磷经常与强化生物除磷工艺同结合起来,这样可以节省沉淀反应所需药剂,减少反应器容积,高浓度低体积的磷酸盐溶液中实现磷回收,最终从根本上降低生产成本。传统吸附剂有水滑石、水铝英石、氧化铁、氧化铝、微砂等。由于传统吸附剂吸附容量小,有的甚至具有毒害作用,从而限制了它们在污水磷酸盐回收中的应用。而层状复合金属氢氧化物、明矾污泥等新型吸附剂则有较好的磷吸附特性,另外,离子交换法除磷、纳滤法除磷等新技术也正在蓬勃的发展。
3 结语
污水中回收磷既能降低水体的富营养化,又能缓解逐渐匮乏的磷资源。随着社会的发展和生活的提高,人们对磷资源的需求会进一步加大,污水回收不可再生资源磷的任务势在必行,目前多个国家已对污水磷回收开始了投入性生产。传统磷回收方法仍存在效率不高、二次污染等问题,今后的磷回收技术应是多项技术的集成,尤其是生物处理技术与化学方法的结合,通过各种工艺的优化组合,实现磷资源和水资源的最大回收,同时可以获得环境效益和经济效益。
参考文献
[1]陶琴琴.微生物燃料电池同步脱氮除磷及产电性能研究[D].广州:华南理工大学,2015.
[2]唐朝春,刘名,陈惠民,等.吸附除磷技术的研究进展[J].水处理技术,2014,09:1-7,12.
[3]关鹏程.生物法除磷的研究进展[J].山西建筑,2010,14:183-184.
[4]李志杰,孙井梅,刘宝山.人工湿地脱氮除磷机理及其研究进展[J].工业水处理,2012,04:1-5.
关键词:暖通空调 设计 节能
一 空调节能的概念及其重要性
节能,顾名思义就是节约能源,就是通过合理的使用能源,进而不断提高能源利用率。所谓建筑节能,就是以居住舒适性的为前提,在建筑中使用隔热保温的新型墙体材料和高能效比的采暖空调设备,达到节约能源、减少能耗、提高能源利用效率的目的。中央空调在暖通空调系统耗能中所占的比重最大,节能效果直接影响建筑物的节能效果。要实现暖通空调系统节能,首先是要从系统本身的设计上,考虑整体的能耗;其次,尽量在使用的过程中做好维护管理,这样,不仅可以延长空调系统的使用寿命,还可以提高能源的利用率。近年来,随着社会经济的不断发展和城市化进程的加快,人们的生活质量也在不断的提高。近年来,暖通空调越来越受到人们的青睐,得到了大量的使用。然而,随着工业生产的迅猛发展和人们生活水平的提高,环境保护逐渐提上了日程。能源的大量的消耗,不仅会使地球能源日渐匮乏,也带来了严重的环境问题。与我们走生态文明之路和可持续发展的道路大相径庭。目前的暖通空调采用的能源主要是电能,有的甚至是不可再生资源。根据目前空调行业的研究统计表明,暖通空调的系统耗能占到建筑耗能的将近一半,并有不断上升的趋势,这个结果令人非常的吃惊。因此,在暖通空调系统中实行节能技术设计,无疑有重大的现实意义。
二 目前暖通空调系统在节能方面存在的问题
1设计施工的不完善
设计施工是实现暖通空调节能的前提条件,也是实现暖通空调的关键因素,对暖通空调系统节能意义重大。《设计深度规定》完整的暖通空调设计应该包括以下几个方面,供暖热负荷及耗热量指标、空调冷热负荷、散热器型号等;对暖通空调系统图绘制也有明确的要求,有的工程设计并没有按照规定来执行,主要的表现是:供暖系统有图,有的立管无编号,而以建筑轴线号代替;有的管道号注了坡度,但是没有注明管道起始端;甚至有的未画供暖系统图或者立管图等等,对于一些复杂的设计只有平面图是远远不够的。事实上,在工作中,一些设计人员对此重视不够,有的单位一味的追求工程的进度,加上设计的周期短,一些技术问题得不到根本的解决。设计施工不合理,不仅使得投资浪费严重,运行耗能也不符合国家相关的标准,在一些公共建筑中,暖通系统空调耗能占到建筑耗能的一半以上。设计上的不合理,是造成暖通系统空调耗能的一个主要的方面,给以后系统的运行买下了隐患,也会造成严重的经济损失。
2 选择科学设计方案的机制不健全
为了更好的实现节能和环保的要求,各种新技术新方案层出不穷。由于设计方案考虑问题的方法角度不同,每种方案都有自身的优缺点。从现有的设计方案评价机制来看,没有一个统一的标准,评价机制非常不完善,面对众多的设计方案,怎样在有限的时间内选择最优的节能方案,是设计人员面临的一个棘手问题。我们现有的评价机制,缺乏一种客观的、科学的评价方法和标准,评价机制的不完善,直接影响到最优设计方案的选择,甚至起到误导作用,造成严重的损失。
3 对设计人员的培训不到位,在管理上出现问题
除了施工设计技术上的问题外,对运行管理重视不足,也是暖通空调系统耗能严重的一个不可忽略的因素。在现实中,许多暖通空调人员的专业,或者不对口或者不是本专业的院校毕业,对暖通空调系统基本的理论知识掌握不足,水平相差很多。有的施工单位认为,只要设计施工达到标准就可以了,对一些非专业的人员没有经过任何专业的培训。造成的后果是,这些非专业的人员对暖通空调系统的知识一知半解,做不到从实际出发,往往只凭借自己的经验进行管理。比如说,有的人员,不懂根据室外参数的不同变化,对空调做出相应的调整,一年四季都是一个参数,或者只在冬夏季进行转换调节,很明显达不到节能的效果。
三 实现暖通空调系统节能的具体措施
1在设计上的节能
选择合适的暖通空调设计方案,直接关系到暖通空调系统工程的经济效益的好坏甚至是成败。选择优秀恰当节能的暖通空调设计方案是一项复杂技术工作,涉及面比较广、影响因素比较多。暖通空调系统设计方案,要想更好的实现节能的效果,必须进行全方面的考虑,以达到最优的节能效果。一般来说,考虑的越全面,方案设计的水平就越高。暖通空调尤其是中央空调系统非常复杂,设计方案的优劣将直接影响其性能的好坏。要想更好的实现节能,在设计方面应该采取以下措施:
(1)在设计原则上,坚持可单独操作的原则。尽量保证除了楼梯之外的各房间内的温度能够单独的控制,尽量将热量分散到户,选择耗能比较低的材料,节约初步的投资。
(2)在结构设计上,要对维护结构的保温隔热性能进行改善,因为保温隔热性能对暖通空调系统的节能有重大的影响。一般来说,暖通空调系统中,维护结构造成的热能损失,在整个空调能耗中占有相当大的比重,维护结构消耗的能耗所占空调负荷的比重是由维护结构的保温性能决定的。
(3)选择恰当的评价指标,改善控制方法
为了实现系统的节能,必须要改变传统的控制方法,可以采用舒适性指标为控制参数,实践证明,采用这种控制方法,不仅可以改变传统方法的弊端,还能够使人在舒适的环境中实现节能。
2 加强培训,提高业务人员的专业素养
不仅要重视设计施工,管理方面也要做到位。加强对暖通空调系统的专业人员进行培训,掌握扎实的暖通空调理论知识,不断提高管理人员自身的专业水平和业务技能。建立相应的工作证制度,对于考核不合格的,严禁上岗,经过重新培训,达到考核要求后才能上岗。不断提高管理人员的专业素养,在工作中要树立责任心。只有专业人员的管理素养上去了,才能在管理方面更好的实现节能。
3 选择节能的空调方式
选择节能的空调方式,应该坚持舒适、健康的原则。人体对环境舒适度的感觉是温度、适度、风速、环境等多种因素综合作用的结果。环境参数的组合不同,舒适性的效果必然不同,耗能的程度也会不同。一般在冬季,传统的空调方式是把整个室内的空气加热,通过空气来达到人体与环境的热湿交换。如果对传统的空调方式进行改变,增加辐射热,此时的空气温度就会下降,比传统的空调方式有明显的节能效果。这种方式,同时也适用于夏季。空调方式的转变,不仅有利于提高人们的生活质量,也有利于实现暖通空调系统的节能。
4尽量选择可再生和低品位能源
目前非可再生能源与高品位的能源是暖通空调系统使用的主要能源,广泛使用这两种能源导致的后果就是能源消耗量大,环境污染严重。因此,推广使用可再生能源或者低品位能源势在必行。怎样利用这两种能源实现暖通空调系统的节能已经成为一个重要的课题。比如,我们可以采用太阳能,太阳能是可再生能源,具有污染小、可利用率高的特点。在建筑中,太阳能的热利用是主要的利用形式。太阳能热利用主要有被动和主动两种形式。前者具有结构相对简单、造价低等特点,不需要其它辅助能源,是以后建筑行业发展的主流。后者需要用电来做辅助的能源,结构复杂造价较高,一些先进的技术也在建筑节能方面得到了广泛的使用。
总之,实现暖通空调系统的节能是提高人民生活质量的要求,也是实现可持续发展的要求,只有解决好暖通空调各方面问题,重视系统各环节的节能设计,才能真正的为建设生态社会做出贡献。
参考文献
一、全面解读教材图像系统
本节教材图像系统由10幅图构成,关联相关问题,为学生自主学习提供了重要的信息思路(如表1)。但也有不完善之处,如图3-12中国土地资源的分布与图3-13中国耕地的分布、图3-14中国林地的分布、图3-15中国草地的分布在内容上有重复;再如,通过读图3-12学生知道土地资源可分为耕地、林地、草地、其它用地等类型以及这些类型的土地资源在全国的分布状况,但是对各类土地资源的面积大小、所占比重大小,无法获取准确信息,如果在此处增加一个我国土地类型构成图,就能更全面地分析我国土地类型结构的特点。
二、优化整合地理图表资源
1.用景观图了解土地资源的利用类型
补充耕地、林地、草地、沙漠、戈壁、雪山等景观的图片或视频,结合学生生活经验认识不同的土地利用类型,理解土地对人类的重要性,引出学习问题:我国有哪些土地资源?我国土地资源的状况如何?怎样合理利用土地资源?
2.用统计图分析土地资源的基本特点
根据教材提供的统计图(图3-10、图3-11),增加相关的统计图表(如图1世界土地面积、图2中国土地利用类型的构成),可以直观形象地得出我国土地资源的基本特点。
读图3-10印度、美国、中国耕地总面积与人均耕地面积比较(2008)和图1世界国土面积top10, 从图中可以直接获取的信息有:从耕地总量看美国最多,印度多于中国;从人均耕地面积看美国第一、印度第二、中国第三;从陆地总面积看中国和美国差不多,印度最小。根据获取的信息,进一步分析问题“中国与美国陆地面积差不多,为什么耕地总面积少于美国?人均耕地面积更少于美国?印度人口众多,但陆地面积不足中国的1/3,为什么耕地总面积、人均耕地面积都多于中国?”认识我国国土面积虽然广大,但由于自然条件的原因,耕地资源并不丰富,人均量更少。读图3-11中国人均草地、林地面积与世界人均数的比较,计算出中国人均草地只占世界人均数的60%,中国人均林地只占世界人均数的25%,更深刻认识我国土地资源的国情特点――人多地少。
读图2中国土地利用类型的构成,依次提出问题:①我国各类土地资源所占的比例是多少?②评价我国土地资源构成的优缺点。可以发现我国土地类型齐全,便于农业多种经营;比例最大的是草地,耕地只有12.68%,难利用的土地沙漠、戈壁、雪山所占比重特别大。总结出我国土地资源的类型构成特点:土地资源总量丰富,类型齐全;各类型土地资源中耕地、林地比例较少,荒漠、石山、永久冰雪地等难利用的土地比例大,各类型比例不尽合理,土地资源面临的压力很大。
3.用分布图表掌握各类土地资源的分布状况
读图3-13中国耕地的分布,结合图2-8中国地形分布和图2-30中国的季风区与非季风区或图2-27中国干湿地区的划分,分析出耕地主要分布在东部季风区(湿润半湿润区)的平原、盆地以及低缓的丘陵地区,西部耕地较少,零散。东部的耕地以秦岭―淮河为界,又有南北方差异。
同样读图3-14中国林地的分布图、图3-15中国草地的分布图,结合地形气候知识分析林地和草地的分布,指导学生完成表2。
4.用漫画归纳土地资源利用中存在的问题
土地资源属于可再生资源,如果利用不当,或者遭到破坏,生产能力就会下降,甚至完全丧失。目前我国土地资源利用中存在诸多问题,学生结合生产生活实际能够感受到这种危害,并举出相关事例,可以用漫画形式进行归类。如图3反映土地荒漠化问题,很幽默的表达却引人深思;再如图4反映林地遭到破坏的情况,图5反映超d放牧导致草地退化。也可鼓励学生课余时间收集或创造这类漫画,培养学生热爱地理学习,关注环境、资源问题的生活态度,做有责任心的地球公民。