能量梯级利用是什么
能量梯级利用:能源合理利用的一种方式。不管是一次能源还是余能资源,均按其品位逐级加以利用。高、中温蒸汽先用来发电(或用于生产工艺),低温余热用来向住宅供热。所谓能量品位的高低,是用它可转换为机械功的大小来度量。
能源梯级利用(energy cascade use),由于热能不可能全部转换为机械功,因而,与机械能、电能相比,其品位较低。热功转换效率与温度高低有关,高温热能的品位高于低温热能。一切不可逆过程均朝着降低能量品位的方向进行。能源的梯级利用可以提高整个系统的能源利用效率,是节能的重要措施。
能量梯级利用是能量合理利用的种方式。根据能源和资源的能量品位逐渐加以利用,实行能量的多次利用,使能量品位逐级降低到目标品位或者不能再利用为止.例如高、中温蒸汽先用来发电(或用于生产工艺),低温余热用来向住宅供热。所谓能量品位的高低,是用它可转换为机械功的大小来度量。热能的品位低于机械能和电能,低温热能的品位低于高温热能。能量的梯级利用可以提高整个系统的能源利用效率,是节能的重要措施。
目前,实践能量梯级利用原理的主要技术有:燃烧天然的大型联合循环,燃煤整体煤气化联合循环与流化床燃煤流化循环,三联产(电、热、燃料气),多联产(电、热、燃料气、化工产品)等。
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可再生能源利用:能量梯级利用多是以煤和天然气的燃烧作为高中温段热能的来源。太阳能是一种可再生的清洁能源, 已被广泛应用于供热与采暖。此外,对聚光太阳能的能势探索,使光伏发电的大规模利用成为可能。因此,未来太阳能将会成为一项重要的能量来源,也将是能量梯级利用中不可或缺的组成部分。除太阳能外,还有利用生物质、地热、污水等可再生能源的技术也已取得很大进展。所以需要在能量梯级利用系统中,关注可再生能源利用技术的发展。
多能互补的分布式能源系统:在天然气、柴油和煤的基础上,开发生物质、太阳能、风能、氢能、水能等多种能源的利用。在供能端将不同类型的能源进行有机整合,提高能源利用效率,减少弃风、弃光、弃水现象。在用能端将电、热、冷、气等不同能源系统进行优化耦合,同时综合考虑经济性以及用户的舒适性,提供安全可靠的能源,实现能量梯级利用率最大化。
能源动力系统温室气体控制:在化学能梯级利用与二氧化碳的富集有机结合的基础上,发展的多能互补分布式供能、多联产系统、太阳能热动力系统以及二氧化碳零排放等能源技术。
对于能量梯级利用系统,应充分考虑以下几个方面。
能量梯级利用的宏观政策环境、产业政策要求及行业准入条件。能量梯级利用是国务院发布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要( 2006- -2020年)》中明确提出需发展的技术。对符合条件的项目应优先考虑。
能量梯级利用系统的客户用量需求数据和主要设计数据。对客户在电、热、冷及其他产品的需求进行核算,按照不同生产过程、季节变化、建筑特性、使用要求、安全规定,进行需求分析和计算。同时,也应考虑系统的发电量,供热量,制冷制热量这几个指标。
能量梯级利用系统的运行策略,要根据设计条件评估运行期司的系统可靠性、稳定性、应急响应能力、成本费用支出、长期盈利能力等要素,制定切实有效的长期运行策略。
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在现有的能量梯级利用的系统上,综合利用可再生能源,形成多能互补的分布式能源系统,不仅能发挥各个子系统本来的优势,同时各种能源系统也可相互补充,并且这种能源的综合利用可以满足用户更高的冷、热、电、气需求,达到更优的经济性、更强的灵活性、更高的能源利用率,,
随着能源动力系统温室气体控制的发展,形成了二氧化碳-体化控制理论。可结合目前的能量梯级利用系统和温室气体控制,实现二氧化碳的零排放。这不仅符合我国温室气体控制技术路线,同时也为我国节约了数亿吨标准煤,创造了极大的经济效益。
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三联供即冷热电三联供,是指以天然气为主要燃料带动燃气轮机、微燃机或内燃机发电机等燃气发电设备运行,产生的电力供应用户的电力需求,系统发电后排出的余热通过余热回收利用设备向用户供热、供冷。
通过这种方式大大提高整个系统的一次能源利用率,实现了能源的梯级利用。还可以提供并网电力作能源互补,整个系统的经济收益及效率均相应增加。
三联供系统是以燃气为能源,可降低以天然气为燃料的供热成本,把一部分成本摊到电费上,减轻运营成本负担,与常规系统相比超出的初投资费用靠节省运行费5年内便可收回。
扩展资料:
冷热电三联供是分布式能源的一种,具有节约能源、改善环境,增加电力供应等综合效益,是城市治理大气污染和提高能源综合利用率的必要手段之一,符合国家可持续发展战略。
国家鼓励发展下列通用节能技术:发展热能梯级利用技术,热、电,冷联产技术,提高热能综合利用率”。 国家支持小型分布能源系统发展,促进我国分布式能源系统的发展。
由于三联供在能源转换效率方面所具有的突出优势,使得其在世界各国的能源领域大都具有显著地位。
参考资料:百度百科--冷热电三联供
一级能源即天然能源,指在自然界现成存在的能源,如煤炭、石油、天然气、水能等。二级能源指由一级能源加工转换而成的能源产品,如电力、煤气、蒸汽及各种石油制品等。
一级能源又分为可再生能源(水能、风能及生物质能)和非再生能源(煤炭、石油、天然气、核能等),其中煤炭、石油和天然气三种能源是一级能源的核心,它们成为全球能源的基础;
除此以外,太阳能、风能、地热能、海洋能、生物能等可再生能源也被包括在一次能源的范围内;二次能源则是指由一次能源直接或间接转换成其他种类和形式的能量资源,例如:电力、煤气、汽油、柴油、焦炭、洁净煤、激光和沼气等能源都属于二次能源。
扩展资料:
能源性质:
有燃料型能源(煤炭、石油、天然气、泥炭、木材)和非燃料型能源(水能、风能、地热能、海洋能)。人类利用自己体力以外的能源是从用火开始的,最早的燃料是木材,以后用各种化石燃料,如煤炭、石油、天然气、泥炭等。
现正研究利用太阳能、地热能、风能、潮汐能等新能源。当前化石燃料消耗量很大,而且地球上这些燃料的储量有限。未来铀和钍将提供世界所需的大部分能量。一旦控制核聚变的技术问题得到解决,人类实际上将获得无尽的能源。
1,空调供暖灵活机动,想用就开,费用可控。常规供暖属于包季。
2,常规供暖效果好持久,门窗可以不必关紧,空调则不行。
3,空调供暖受室外温度影响,5度以上效果极佳是普通炙热电器效率的3倍,0-5度效果明显,-5-0度效果差,-5度以下不如电热器的效果。常规供暖无所谓。
4,常规供暖进门就扑脸,空调要有一个过程。
5,空调供暖所配电路要合格,否则火险。常规供暖年久有汛情。
6,空调有噪音,常规供暖环保。
现代的供暖系统可分为常规能源供暖和新能源供暖。常规能源供暖系统基本上可分为四种:电炉供暖、锅炉供暖、热电联产供暖和热泵供暖。新能源供暖包括核能供热、太阳能供热、地热采暖等。
电炉供暖,直接消耗二次能源转化为低品位能,而目前条件下,获取电能烟需使用复杂的发电设备,要消耗大约3倍于此的一次能源,与能质匹配原则不符,且就整个系统而言,能源转换效率低,从这一点上看,电炉供暖极不经济,仅适用于单栋楼房或密集的商业小区供热。
锅炉供暖,消耗一次高质能源转化为低品位热能。其中有分散小锅炉供暖、大型集中锅炉供暖及燃油燃气炉供暖。分散小锅炉供暖,效率低、占地面积大、环境污染严重,燃料运输和灰渣清除费用高,投资大,能源利用率低,随着经济的发展,已在取消之列。
大型集中锅炉供暖,采用高效锅炉,能源转换效率较高,初投资相对较少,适应供暖负荷的变化,易调整,可基本上做到按需供热,兼顾节能与环保,对于公用建筑群,尤其是对热电联产不能顾及的住宅小区、大型工矿企业有着明显的优势和适应性,大型集中锅炉还常用于热电联产供暖的调峰锅炉。
热电联产供暖,是燃料在高效热电联产锅炉中燃烧,产生高温、高压蒸汽在汽轮机中作功发电后,再作供暖蒸汽或换热成热水输送给用户,是能源的梯级利用,在供暖这一环节基本做到了能质匹配,有着较高的供热指数,用于热负荷集中、量大均衡、稳定的城市住宅区域和工矿企业建筑,可发挥其最大的效益。在大中城市,这是比较受推崇的供暖方案。
热泵供暖,有吸收式热泵和压缩式热泵,它以少量的功或热量获取更多的热量,且所得热量品位越低,热泵的性能系数越高,而供暖热量正是一种低品位热量,故热泵供暖符合能质匹配的原则,有着广阔的应用前景;
在季节性强、地理位置远离电厂热负荷又不集中的场合将日显其优越性。但由于从一次能源的投人到用户得热,中间的能量转换环节太多,节能效果远低于理论值,大规模地采用并不经济。尤其是吸收式热泵的制热系数比压缩式热泵差很多,实际并不经济。
分布式能源的利用技术。分布式能源系统是一种成熟的能源综合利用技术,它以靠近用户、梯级利用、一次能源利用效率高、环境友好、能源供应安全可靠等特点,受到各国政府、企业、开发商、运营商的关注。分布式能源系统有多种形式,独立的大中型建筑使用的冷热电三联供(简称CCHP)就是其中一种十分重要的方式。
本工程燃气冷热电三联供系统即是以天然气为一次能源,产生热、电、冷的联产联供系统,它以城市天然气为燃料,利用小型燃气轮机、燃气内燃机等设备将天然气燃烧后获得的高温烟气首先用于发电,然后利用余热在冬季供暖;在夏季通过驱动吸收式制冷机供冷;同时利用排气热量提供生活热水。能源利用率从一般的40%左右可以大大提高到80%左右,大量节省了一次能源。
变风量空气调节技术。变风量空调系统是利用改变进入空调区域的送风量来满足负荷变化的一种空调系统,与定风量系统相比最大的优点在于节能。①减少空调风机运行能耗,空调风机的电力消耗全年平均可降低50%以上。利用室外新风作为冷源,降低制冷系统的运行能耗。③能量动态转移。充分考虑了瞬时负荷及内外区的热平衡。
系统总送风量为各时段中所有区域要求风量之和的最大值,而不是所有区域要求风量最大值之和。前者通常只占后者的70%~90%,显著减少系统的总送风量。目前变风量空调系统主要有单风管变风量系统和双风管变风量系统两种。变风量末端有变风量箱和变风量风口两种类型。
热回收利用技术。大楼在运营过程中,酒店、办公等会产生大量的热空气,特别是上海中心大厦有24个直接对外营业的大空间的空中花园,在夏季会集聚温度较高的热空气,因此,热回收利用技术就是将这部分的热空气进行回收,采用热泵型热水加热器,为酒店提供生产生活热水。上海中心大厦设计成空气——水热泵系统,采用带ECM电机的风机盘管机组。
地源热泵技术。这是一种利用地下浅层地热资源供热制冷的环保型空调系统。在冬季可把土壤中的热量“取”出来供给室内用于采暖,在夏季把室内的热量“取”出来释放到土壤中去。它的特点是环保,没有燃烧过程,无污染排放;毋需使用冷却塔,不向外排热;不抽取地下水,不破坏地下水资源。地源热泵比传统空调系统运行效率要高40%.地源热泵的污染物排放与空气源热泵相比减少40%以上,与电供暖相比减少70%以上。
建立建筑和城市环境的友好关系,提高土地资源利用率,营造以人为本、健康高效的高质量微气候环境,室内环境达标率为100%。
结合独特的气候环境与建筑本体特征,最大程度地优化建筑节能设计,充分利用可再生能源,合理实现能源梯级利用,提高建筑能源利用效率,综合节能率大于60%。
通过减少再生资源使用量、减少排放量等设计优化,有效利用建筑雨污水资源,提高水资源利用率,实现非传统水源利用率中办公商场不低于40%、宾馆不低于25%。
本着因地制宜、本土材料使用最大化和绿色建材最优化的思路,提高3R建材利用率,可再循环材料利用率超过10%。
加强工程施工的科学管理和技术创新,最大限度地减少资源浪费,减少施工对环境的负面影响,实现绿色施工。
设置能源和环境信息综合监管平台,提高运营管理和物业管理智能化的水平,最终实现建筑节能减排目标。