相比于传统的供暖方式,新能源供暖有哪些优势?
新能源供暖是指利用天然气、电、地热、太阳能、工业余热、清洁化燃煤、核能等清洁化能源,通过高效用能系统实现低排放、低能耗的取暖方式,近几年来,因为环境污染日益严重、社会资源日益匮乏,于是新能源受到市场和人们的关注。在我国的科学技术不断的发展下,空气能和太阳能正在逐步占领市场,那么相比于传统的供暖方式,新能源供暖有哪些优势?
传统的供暖方式就是空调供暖、暖气片供暖和地暖供暖,新能源相比于这些传统的供暖方式在保护环境方面有优势,空调供暖、暖气片供暖和地暖供暖这些传统的供暖方式都是燃烧煤产生电或者加热水来实现供暖;而使用太阳能和空气能等新能源,可以有效的减少空气中的碳排放量,防止环境污染。
新能源相比于传统的供暖方式有节约资源方面的优势,近几年,我国通过空气能和太阳能等清洁能源供暖项目的投入使用,有效地节约了我们国家的煤的储存量,解决了煤储存量日益匮乏的问题,而且清洁能源供暖由于使用天然的自然能源,所以还能大量的减少人力、物力的损耗。
新能源相比于传统的供暖方式,从我们个人的角度来讲有政策方面的优势,国家现在大力支持新能源供暖,因此会对使用新能源供暖的用户给予优惠。党的十九大报告提出,我们要建设的现代化是人与自然和谐共生的现代化,既要创造更多物质财富和精神财富,以满足人民日益增长的美好生活需要,也要提供更多优质生态产品以满足人民日益增长的优美生态环境需要。
太阳能作为一种绿色、可再生的清洁能源,被充分运用到家庭热水、取暖领域,太阳能热水器无疑成为热水器行业的一个新星;与电热水器和燃气热水器相比,太阳能热水器有很多优点,下面,我为您简单描述下太阳能热水器有哪些优点?
优点一:绿色可再生能源
太阳能是可再生能源,与常规能源相比,具有取之不尽、用之不竭等特点;只要有阳光,太阳能热水器就可进行光热转换,太阳能热水器一年四季均可运行。
优点二:经济效益显著
一次投资而长期受益是太阳能热水器的显著特点。一般情况下,家庭采用太阳能热水器供热,可节省日常用于加热水的电费、气费90%,减少家庭开支,可在1~4年内全部收回投资。
优点三:与其他能源配套使用
太阳能热水器可与其它能源配套使用,可实现全天候运行。比如太阳能地暖、太阳能暖气片、太阳能草坪灯、太阳能电池板等等。
优点四:绿色环保
太阳能作为一种洁净的可再生能源,无环境污染,无安全隐患。如全省居民均采用太阳能热水器则可降低平均气温1℃,所以,使用太阳能使我省天更蓝、山更绿、水更清、气更凉、是绿色环保的一个有效举措。
优点五:安全、使用寿命长
目前大量使用的燃气热水器、电热水器均存在一个安全问题,使用太阳能就不存在中毒和触电的隐患,十分安全,太阳能热水器主要部件使用寿命可达十五年以上。
太阳能采暖设计需要注意的几点技术问题事项
1、集热面积的设计,
靠考虑整个冬季建筑物需要的一个平均热量,太阳能集热设备配的大,造价高,浪费设备和资金,配的数量少达不到节能效果。所以配置太阳能面积非常重要。
2、考虑热量储备,太阳能时间性很强,白天充足,夜间是零,和我们需要采暖的过程从时间上是完全相反的。但是由于建筑物有热惰性,在配合一定的蓄热设备,我们完全有能力把热惰性产生的时间差人为的改变和调节,使之和我们的需要想符合!热惰性在太阳能采暖的设计过程中非常重要!
3、太阳能采暖和地板采暖相结合能够达到最节能的采暖系统!真空管式太阳能热水器工作原理:真空管吸热-回圈泵回圈-保温水箱-控制系统-使用者。
真空管式太阳能热水器,
利用真空管集热,最大限度的实现光热转换,经微循环把热水传送到保温水箱里,通过专用管路至蓄热水箱供热采暖网。然后经采暖泵进入室内散热系统(地盘管或散热片),达到采暖的目的。控制系统把自来水通过控制阀,控制仪等送至太阳能集热器以达到自动化控制。辅助加热系统已备阴、雨、雪天使用,节电90%。并自动化运行。
管道设计:工程联接管材的设计特别重要,如果系统管道设计不合理容易出现水头阻力太大,出水量小,热水供应量不足,有时可能出现热水短路等问题。严重的影响了系统的正常运行,管道设计上尽量要求水路平衡,管道口径要求与系统设计匹配,计算管道合理流量。
辅助能源:太阳能集热器是靠天吃饭,如果遇到阴雨雾雪天气太阳能光照不足,集热器无法获取足够的能量,这时太阳能工程不能满足正常用水要求,这时需要第二能源作为辅助。一般太阳能工程选择电加热管、电锅炉、燃气锅炉、燃油锅炉等辅助能源设备,设备型号选用要考虑到阴雨雾雪最大热水需求量,必免影响正常的热水需求,同时又要实现投资的经济合理性。
控制系统:电气控制是太阳能工程的重要组成部分,它可以实现热水工程的智慧化控制,比如:自动上水,水满自停,显示水温水位,自动或定时电加热、定时出水、管道回圈以及增压等控制。控制系统选用特别重要,因为电气有一定的不稳定性,故障率较高,需要特别维护。控制系统要求正规厂家进行生产,这样才有系统品质保证。降低系统故障率,提高太阳能工程的整体性能。补水系统:太阳能工程能够提供出连续不断的热水,这就须要有充足的水源进行补充。一般采用浮球箱作为补水工具,浮球箱可以起到限流限压作用,对太阳能工程补水稳定,安全可靠。在北方寒冷季节,需要对浮球箱进行保温必要时在内部增加电加热,保证冷水能够及时补充,不影响系统正常运行。
必免影响正常的热水需求,同时又要实现投资的经济合理性。
控制系统:电气控制是太阳能工程的重要组成部分,它可以实现热水工程的智慧化控制,比如:自动上水,水满自停,显示水温水位,自动或定时电加热、定时出水、管道回圈以及增压等控制。控制系统选用特别重要,因为电气有一定的不稳定性,故障率较高,需要特别维护。控制系统要求正规厂家进行生产,这样才有系统品质保证。降低系统故障率,提高太阳能工程的整体性能。补水系统:太阳能工程能够提供出连续不断的热水,这就须要有充足的水源进行补充。一般采用浮球箱作为补水工具,浮球箱可以起到限流限压作用,对太阳能工程补水稳定,安全可靠。在北方寒冷季节,需要对浮球箱进行保温必要时在内部增加电加热,保证冷水能够及时补充,不影响系统正常运行。
第二个对我们的未来非常重要的优势是它们减少了对环境的影响,这保证了对环境的更大尊重,这就是它们被定义为清洁能源的原因。
即使从经济的角度来看,也有许多优势,因为它们的生产保证了生产者和用户的大量节省,近年来,他们也获得了住宅能源效率转换的重大激励。
水源热泵是利用了地表水作为冷热源,进行能量转换的供暖空调系统。供热时省去了燃煤、燃气、然油等锅炉房系统,没有燃烧过程,避免了排烟、排污等污染供冷时省去了冷却水塔,避免了冷却塔的噪音、霉菌污染及水耗。所以说,水源热泵利用的是清洁的可再生能源的一种技术。
高效水源热泵机组可利用的水体温度冬季为12~22℃,水体温度比环境空气温度高,所以热泵循环的蒸发温度提高,能效比也提高。而夏季水体为18~35℃,水体温度比环境空气温度低,所以制冷的冷凝温度降低,使得冷却效果好于风冷式和冷却塔式,机组效率提高。据美国环保署EPA估计,设计安装良好的水源热泵,平均来说可以节约用户30~40%的供热制冷空调的运行费用。
2.节能
水源热泵使用的电能本身为一种清洁的能源,但在发电时,消耗一次能源并导致污染物和二氧化碳温室气体的排放。设计良好的水源热泵机组,与空气源热泵相比,相当于减少30%以上的电力消耗,与电供暖相比,相当于减少70%以上的电力消耗。所以,水源热泵在节能的同时还减少和降低了发电时一次能源消耗过程中产生的污染排放和温室效应。
3.应用范围广
可广泛的应用于宾馆、办公楼、学校、商尝别墅区、住宅小区的集中供热制冷,以及其它商业和工业建筑空调,并可用于游泳池、乳制器加工、啤酒酿造、冷轧锻造、冷库及室内种植和恒温养殖等行业上。一机多用利用一套设备即可供冷,又可供热,还可提供生活热水。对空调系统来说,一台热泵提供两种热源,可节省一次性投资,其总投资额仅为传统空调系统的60%,并且安装容易,安装工作量比其他空调系统少,安装工期短,更改安装也容易。
1、可再生性
地源热泵是一种利用地球所储藏的太阳能资源作为冷热源,进行能量转换的供暖制冷空调系统,地源热泵是利用清洁可再生能源的一种技术。地表土壤和水体是一个巨大的太阳能集热器,所收集的太阳辐射能量,比每年利用能量的500倍还多(地下的水体是通过土壤间接接受太阳辐射能量),它又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平衡,地源热泵技术的成功使用,使得利用储存于其中的近乎无限的太阳能或地能成为现实。
2、高效节能
地源热泵机组利用的土壤或水体温度冬季为12-22℃,温度比环境空气温度高。热泵循环的蒸发温度提高,能效比也提高;土壤或水体温度夏季为18-32℃,温度比环境空气温度低,制冷系统冷凝温度降低,使用冷却效果好于风冷式和冷却塔式,机组效率大大提高,可以节能30-40%的运行费用。投入1KW的电能可以得到4KW以上的热量或 5KW以上冷量。
3、环境和经济效益显著
地源热泵机组运行时,不消耗水也不污染水,不需要锅炉.冷却塔,也不需要堆放燃料废物的场地,环保效益显著。但是在土壤源地源热泵系统废弃时,位于地下的热交换管道无法取出处理,会造成打井区域的地下污染。地源热泵机组的电力消耗,与空气源热泵相比可以减少40%以上;与电供暖相比可以减少70%以上,它的制热系统比燃气锅炉的效率平均提高近 50%,比燃油炉的效率高出75%。
4、一机多用,应用范围广
地源热泵系统可制热.制冷,还可提供生活热水,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,地源热泵有较明显的优势。不仅节省了大量的能源,减少了设备的初投资。地源热泵可应用于宾馆、居住小区、公寓、厂房、商场、办公楼、学校等建筑,小型的地源热泵更适合别墅住宅的采暖,制冷。
5、自动运行
地源热泵机组由于工况稳定,系统可以设计得较简单;机组运行可靠,维护费用低;自动控制程度高,使用寿命长。
随着国际原油的价格不断上涨,运输价格逐年上升,大力发展地热发电给国家经济发展和人民生活水平提高提供了一种廉价、可靠并且环保的发电方式。据文献记载,堪察加半岛人民利用当地地热能源满足了95%工农业用电和居民生活用电、取暖。
2.环保优势
在过去的十年,人们越来越关注日益耗竭的石油资源,但是,现在人们更加关心的是使用石油资源带来的巨大环境代价。尽管已经采取了一系列措施减少石油燃料的废气排放,但是在提高使用成本的压力下,对于废气排放的处理没有被广泛应用,尤其是在发展中国家更加明显。因此,地热能源在环保方面的优势更加显著。
3.综合应用的优势
地热能源除了应用于发电,还可以广泛应用于生产、生活的许多领域。随着技术的成熟,地热能源应用于地热供暖、浴疗保健、种植、养殖等方面。在这些应用领域,广泛使用地源热泵,它是一种利用地下浅层地热能源的既可供热又可制冷的高效节能空调系统。地热能源的这些优势是其他资源无法比拟的。
4.可靠性、稳定性优势
人类自远古就懂得利用地热能源,比如利用天然温泉做饭和洗浴。意大利是世界上第一个利用地热发电的国家,1913年,第一座装机容量0.25MW的电站在意大利托斯卡纳建成并运行,成为商业性地热发电的开端,到1940年装机容量达到130MW。北爱尔兰、新西兰的地热电厂建于1958年,美国加利福尼亚地热电厂建于1960年,这些电厂已经商业化运作了多年,这充分证明地热能源是一种可靠、安全的新能源。
5.可持续性优势
从地质学观点来看,地热能源的产生贯穿于整个地质带。伴随着岩浆体侵入,形成的时代持续了约100万年。一个深度为4000m的酸性岩浆侵入体,如果它的体积为1000km3,初始温度为8100℃,则要使其中心温度降低到3000℃,大约需经过几十万年。可见地热的扩散是非常慢的,也就是说,地热能源一定程度上可以被认为是可再生能源。从理论上看,即使是最小的再生率,也可以保证地热能源利用数万年。
可再生能源是指在自然界中可以不断再生、永续利用、取之不尽、用之不竭的资源,它对环境无害或危害极小,而且资源分布广泛,适宜就地开发利用。可再生能源主要包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能和海洋能等。
风能。风能是指风所负载的能量,风能的大小决定于风速和空气的密度。我国北方地区和东南沿海地区一些岛屿,风能资源丰富。据国家气象部门有关资料显示,我国陆地可开发利用的风能资源为2.53亿千瓦,主要分布在东南沿海及岛屿、新疆、甘肃、内蒙古和东北地区。此外,我国海上风能资源也很丰富,初步估计是陆地风能资源的3倍左右,可开发利用的资源总量为7.5亿千瓦。
太阳能。太阳能是指太阳所负载的能量,它的计量一般以阳光照射到地面的辐射总量,包括太阳的直接辐射和天空散射辐射的总和。太阳能的利用方式主要有:光伏(太阳能电池)发电系统,将太阳能直接转换为电能;太阳能聚热系统,利用太阳的热能产生电能;被动式太阳房;太阳能热水系统;太阳能取暖和制冷。
小水电。水的流动可产生能量,通过捕获水流动的能量发电,称为水电。小水电在我国是指总装机容量小于或等于5万千瓦的水电站。
生物质能。生物质能包括自然界可用作能源用途的各种植物、人畜排泄物以及城乡有机废物转化成的能源,如薪柴、沼气、生物柴油、燃料乙醇、林业加工废弃物、农作物秸秆、城市有机垃圾、工农业有机废水和其他野生植物等。
地热能。地热能是贮存在地下岩石和流体中的热能,它可以用来发电,也可以为建筑物供热和制冷。根据测算,全球潜在地热资源总量相当于每年493亿吨标准煤。
海洋能。海洋能是潮汐能、波浪能、温差能、盐差能和海流能的统称,海洋通过各种物理过程接收、储存和散发能量,这些能量以潮汐、波浪、温度差、海流等形式存在于海洋之中。例如,潮汐的形式源于月亮和太阳对地球的吸引力,涨潮和落潮之间所负载的能量称之为潮汐能;潮汐和风又形成了海洋波浪,从而产生波浪能;太阳照射在海洋的表面,使海洋的上部和底部形成温差,从而形成温差能。所有这些形式的海洋能都可以用来发电。
从地球蕴藏的能源数量来看,自然界存在有无限的能源资源。仅就太阳能而言,太阳每秒钟通过电磁波传至地球的能量达到相当于500多吨煤燃烧放出的热量。这相当于一年中仅太阳能就有130万亿吨煤的热量,大约为全世界目前一年耗能的一万多倍。不过,由于人类开发与利用地球能源尚受到社会生产力,科学技术、地理原因及世界经济、政治等多方面因素的影响与制约。包括太阳能、风能、水能在内的巨大数量的能源,可以利用的仅占微乎其微的比例,因而,继续发展的潜力巨大。人类能源消费的剧增、化石燃料的匮乏至枯竭以及生态环境的日趋恶化,逼使人们不得不思考人类社会的能源问题。国民经济的可持续发展,依仗能源的可持续供给,这就必须研究开发新能源和可再生能源。
太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源,也是人类可利用的最丰富的能源。太阳每年投射到地面上的辐射能高达1.05×1018千瓦时(3.78× 1024J),相当于1.3×106亿吨标准煤。按目前太阳的质量消耗速率计,可维持6×1010年。所以可以说它是“取之不尽,用之不竭”的能源。但如何合理利用太阳能,降低开发和转化的成本,是新能源开发中面临的重要问题。
风能是利用风力机将风能转化为电能、热能、机械能等各种形式的能量,用于发电、提水、助航、制冷和致热等。风力发电是主要的开发利用方式。中国的风能总储量估计为1.6×109千瓦,列世界第三位,有广阔的开发前景。风能是一种自然能源,由于风的方向及大小都变幻不定,因此其经济性和实用性由风车的安装地点、方向、风速等多种因素综合决定。
对于核电站,人们有许多误解,其实核能发电是一种清洁、高效的能源获取方式。对于核裂变,核燃料是铀、钚等元素,核聚变的燃料则是氘、氚等物质。有些物质,例如钍,本身并非核燃料,但经过核反应可以转化为核燃料。我们把核燃料和可以转化为核燃料的物质总称为核资源。
近年来,许多发展中国家虽然都制订了一系列鼓励民企投资小水电的政策。由于小水电站投资小、风险低、效益稳、运营成本比较低,在国家各种优惠政策的鼓励下,全国掀起了一股投资建设小水电站的热潮,尤其是近年来,由于全国性缺电严重,民企投资小水电如雨后春笋,悄然兴起。国家鼓励合理开发和利用小水电资源的总方针是确定的,2003年开始,特大水电投资项目也开始向民资开放。2005年,根据国务院和水利部的“十一五”计划和2015年发展规划,中国将对民资投资小水电以及小水电发展给予更多优惠政策。
氢是一种二次能源,一种理想的新的含能体能源,在人类生存的地球上,虽然氢是最丰富的元素,但自然氢的存在极少。因此必需将含氢物质加工后方能得到氢气。最丰富的含氢物质是水,其次就是各种矿物燃料(煤、石油、天然气)及各种生物质等。氢不但是一种优质燃料,还是石油、化工、化肥和冶金工业中的重要原料和物料。石油和其他化石燃料的精炼需要氢,如烃的增氢、煤的气化、重油的精炼等;化工中制氨、制甲醇也需要氢。氢还用来还原铁矿石。用氢制成燃料电池可直接发电。采用燃料电池和氢气-蒸汽联合循环发电,其能量转换效率将远高于现有的火电厂。随着制氢技术的进步和贮氢手段的完善,氢能将在21世纪的能源舞台上大展风采。
地热是指来自地下的热能资源。我们生活的地球是一个巨大的地热库,仅地下10千米厚的一层,储热量就达1.05×1026焦耳,相当于9.95×1015 标准煤所释放的热量。地热能在世界很多地区应用相当广泛。老的技术现在依然富有生命力,新技术业已成熟,并且在不断地完善。在能源的开发和技术转让方面,未来的发展潜力相当大。地热能是天生就储存在地下的,不受天气状况的影响,既可作为基本负荷能使用,也可根据需要提供使用。
海洋能通常指蕴藏于海洋中的可再生能源,主要包括潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能、海水盐差能等。海洋能蕴藏丰富,分布广,清洁无污染,但能量密度低,地域性强,因而开发困难并有一定的局限。开发利用的方式主要是发电,其中潮汐发电和小型波浪发电技术已经实用化。波浪能发电利用的是海面波浪上下运动的动能。1910年,法国的普莱西克发明了利用海水波浪的垂直运动压缩空气,推动风力发动机组发电的装置,把1千瓦的电力送到岸上,开创了人类把海洋能转变为电能的先河。目前已开发出60-450千瓦的多种类型波浪发动装置。
此外,还有生物质能,是指植物叶绿素将太阳能转化为化学能贮存在生物质内部的能量,目前发展中的开发利用技术主要是,通过热化学转换技术将固体生物质转换成可燃气体、焦油等,通过生物化学转换技术将生物质在微生物的发酵作用下转换成沼气、酒精等,通过压块细蜜成型技术将生物质压缩成高密度固体燃料等。
能源是现代社会赖以生存和发展的基础,清洁燃料的供给能力密切关系着国民经济的可持续性发展,是国家战略安全保障的基础之一。中国是能源消耗大国, 2000年一次能源消费量为7.5亿吨油当量,仅次于美国成为世界第二人能源消费国,到本世纪中叶中国全面达到小康水平时,一次能源的消费量将达到30多亿吨油当量。然而目前中国人均一次能源的消费量不到美国的1/18,仅为世界平均水平的1/3。与世界一次能源构成不同的是中国以煤为主,煤占一次能源的比例为63.6%,由于煤的高效、洁净利用难度大,使用过程中已对人类的生存环境带来严重的污染。另一方面中国人均能源资源严重不足,人均石油储量不到世界平均水平的1/10,人均煤炭储量仅为世界平均值的1/2。预计到2010年,中国石油供需缺口1亿吨,天然气缺口400亿立方米。因此,开发洁净可再生能源已成为紧迫的课题。