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| 南方地区建筑节能技术研究（二） |
| 加入时间：2012-03-20 来源：本站 作者：liting |
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再看连续运行，这么大的系统你就得连续运行，因为一百万平米有一个楼有五千平米说用空调，剩下的都不用，你的系统就得开，这样一开张就得花能源。那么供热系统最高负荷和最低负荷只差一半，一天里面的负荷基本均匀，各个末端基本均匀。而集中供冷一个区域里负荷一天的变化能差十倍到二十倍，而有时候各个不断都关了，但是个别末端赶上一个宴会厅就得100％开着。当你系统只有10％的负荷，甚至只有1％负荷的时候，我问一下你该怎么运行，很难运行的话最后就会导致大量的冷量浪费。
我们全年算下来一年每平米的消冷量就是120千瓦时，我们高层建筑统计下来一年耗冷量是一年700千瓦时。我们为什么比他们低呢，就是因为连续运行和间接运行造成的差别。
我说一个美国纽约附近的大学作为例子，它的气候条件和北京气候条件非常接近，它是24小时连续运行，120万平方米的建筑面积，夜里面温差就是3度，这3度光按照水泵一算COP就小于10％。那么算下来它每年空调冷量、冷负荷耗电是63度，而在北京这个冷冻站一般在20度到40度一平米左右，没见过哪个楼耗63度电的，但是平均冷源的耗电量就是63度，比北京任何的楼都高。那么他么每平米每年耗的冷量是190千瓦时，而在北京的耗冷量每平米在50到100千瓦时，所以这个差别又是从哪来的。就是由于谦虚运行跟间歇运行导致的去大差别。
我们得出来几个阶段，长期供冷长途冷热导致耗电高。还有为了满足个别客户的需求我就增加了系统运行时间，导致不想要冷的地就强度供量，消耗了冷量。第三，管理里面还有很多困难。
尽管集中供冷有很多问题，但是能耗高的问题就抵消了各项优点。所以大多数的供冷方式是不值得提倡的。
这里还有一些案例，比如说在北京的很多地方都用中央空调，但是由于夜里面个别房间需要空调，只好开启整个系统，谁都说这个浪费能源，一个楼都怕这个事，一个区域100万平米难道不怕这个事吗。我有一个度假村在北京，当时装了中央空调，中央冷量，我到那一住看了每个屋子都装了分体机，我说你有中央空调为什么装分体机，老板说运行不起那个，我们的入住率才50％，那个东西一开开电豪不得了。这个还是小规模的中央空调，大规模的空调怎么办。所以对于住宅来说24小时全空间空调用电量和部分空间间歇空调用电量的比是3，这个3就造成刚才说的为什么上海的住宅用不同的运行模式能耗差别就这么大，所以我们必须要证实这件事情。
下面谈一下区域式热电冷三联供。这个是能源运用的最好方式，从理论上看是很好的方式。但是当实际运用这种方式的时候必须要实事求是来认真进行分析，这里面我说出了有三种可能不同的方式，具体的实施方式不能细讲，咱们现仔细分析一下。这里有三点，一个是电场到底是不是节能，我们先仔细讨论一下，不能简单的说三联供一定节能。第二个，它的输配系统是否节能。第三个，调控管理方式是否有利于节能。这三个问题必须回答，回答对了才能再干这个系统。
咱们先看一下热源，如果是烧煤的电厂，现在发电效率每发一度电平均350克标煤。我要做热电联产就要出热，这样必然会降低我的发电效率，发电效率是25％，产热效率是55％，这两个加起来就是80％，整个效率还是挺高的。
我做制冷的话有三种模式，第一种模式我拿这个热通过除蒸汽，然后用吸收式制冷产生冷量，这样可以折合12％的发电。综合起来就是37，比这个35％高两个点。还有一种方法是把蒸汽直接驱动压缩机，这时候是36，也比这个高一点。总的来说，用燃煤的热电联产，就热源来说如果做热电联产只产生电和热的话，它比单独一个发热的锅炉和发电厂和热电分产节能效率显著。这个也就是为什么在北方地区广泛的推广，如果在南方做冷电联产的话，与纯发电的电厂和电制冷相比不能说差，但是也好不了太多，所以是相差不大，主要是要看你具体的参数怎么样。
第二个问题。我们再看一下燃气，如果用天然气呢，用天然气发电的话，我们就有燃气、蒸汽，像上海周围盖了很多燃气、蒸汽联合电厂，它的效率可以达到55％。说输送电也得消耗一部分，到了末端大概就是50％了，5％在输送过程当中消耗掉了。
我搞天然气的热电联产，这样就得降低发电效率，一般来说发电效率可以达到50％，然后产热效率到40％，那么这时候就用热跟电的话，这块热相当于一个COP，你有4的COP热泵可以，如果达不到4我好。总的来说热电联产还是可以的。
如果用这个热来制冷的话有三种方式，如果用吸收式蒸汽制冷相当于10％的发电，那么最后就是50％，比这个差一点。用热水驱动的制冷才是46％，比纯发电还要低。用蒸汽驱动压缩机是53％，这个还差不多。所以总的来说，要是用燃气的热电联产一定是好的，一定比热电要好。如果用燃气的热冷联产那么跟纯发电差不多，不能说好很多，只能说差不多。刚才说的方式都是一些大系统，那么我们要把这些冷和热输送到楼里面去，比如说冬天集中供热水，夏天集中供冷水的话，我们在输送的过程当中就会有很多损失，这是一个没有办法做的事情，因为区域供冷，用冷水循环不是什么好事。
像杭州热电厂就在热水循环，夏天用热水制冷，但是就像我们分析的，用热水吸收制冷这样效率够低了，但是好处可以解决输配问题，因为夏天也可以用大温差供热，但是它的制冷效率比较低，所以从能源利用率上不好。
还有一种办法，就是全年供蒸汽，末端我用蒸汽做吸收式制冷。比如说北京的西客站地区就是这样的，它的整体能源效率跟纯电厂接近，但是解决了蒸汽的输送问题和凝水回收的问题，这两者的问题也不是很好解决的问题。
下面咱们看一个问题，还是日本的案例。它的热量是由蒸汽输送的，冷量是循环冷水输送的，温差是8到4度。它冷冻冷却风机用电就是这么大，所以算下来COP已经小于六了，如果电制冷的话，我搬运耗的电比制冷冷机耗的电还高。它整年冷热源整体的COP是0.1，这个是很低的。综合下来COP是0.84，还使耗电量增加了10％到20％。所以这个项目的能耗都远远低于我们一般大楼的系统。
当你供暖为主的时候，楼宇能源转换效率并没有明显提高，因此里面有很多的问题，所以我们不提倡这种方式。只有当以供冷为主，或者是有全年持续的工业蒸汽用户的时候才用蒸汽管道，这样还可以进行有效的凝水回收，这个就是我们用集中供冷的基本条件，希望大家证实这件事情。
下面再谈BCHP系统，或者叫做分布式能源。就是在建筑物里面发电然后预热供热，或者供冷，最后全面解决这个问题。
我们现在在节能楼里面就安装了可以实现各种组成方式的BCHP系统，我们持续做了一年多的测试和分析，还做了15个左右不同类型的分析，下面就说一下我们的实验结果。
首先先看一下发电设备，我们用BCHP有这样几种可能的发电设备，一个是内燃机发电，效率是25％到40％之间。出热是以什么形式呢，一部分是冷却水，一部分是烟气。当你做制冷的时候效率就会比较低，所以我们要解决这个东西的热利用问题。同时，燃气的内燃机发电有这样一条，就是你有时候想要热量少点，你不用那么多热，你就可以让它少发点电，但是你会发现天然气减少了，热量不是正比例的减少，热力只减少很少一部分，除非你把机器停了。
第二个是微燃机发电，这个是20％到25％。它的整体效率比较低，因为烟气里面过量系数比较大，也就是空气量比较大。
第三个是固体氧化物的燃料电池，这个效率可以达到40％，同时可以产生一定的烟气。这个是建筑物里面能量综合系统最好的解决方案，但是现在还没有形成大规模的产品推广。
我们分析一下当我只需要供热的时候，都有什么方式。我们在制冷的时候采用内燃机的方式可以做到综合COP是1％，所以综合能源效率接近大型的循环电厂。当然如果用燃气内燃机的方式，因为它发电效率低，所以综合的效率就低于大型的燃气电厂。如果用燃气燃料电池的话那么能源利用率就会很高。
但是这里还有一个其他的问题，就是冷热电的匹配问题，尤其是当发电不行的时候，那么就存在你是用电来定热，还是用热里定电。现在中国的问题是什么呢，中国的问题是由于我们能源价格体系的问题，我们发电的燃料成本远远低于购电成本，就是说你把设备买来之后，如果不好好利用设备的话，哪怕纯发电，那个电钱都比燃气的钱贵。
初步结论，当热负荷全面变动很大的时候，或者以冷负荷为主的时候，这种方式并不节能，请各位充分认识到这一点，不然就是一个负担。
下面谈一下天然气直燃和蒸汽锅炉的吸收制冷机。比如说我用天然气发电，然后再用电制冷综合效益是2.75，就是一份天然气的热量可以出2.75份的冷量。如果用天然气直接做热电冷的话，COP是1.3，就是说一份天然气的热量只能出1.3份的冷量，所以2.75和1.3是很简单的数字。有的人说尽管两倍之差，我能源消耗高一点，但是可以解决电力消耗问题，省得夏天电的供应能力跟不上。
那么咱们看看天然气制冷对消除电力负荷，接触电力分支不足有多大的贡献。电制冷机的价格和燃气制冷机的价格是这样的，我装上燃气制冷机之后确实可以减少尖峰夏天电力的负担，但是我可以做燃气电厂，燃气电厂投资一瓦大概是6块钱，电制冷COP是5.5的话，算下来跟投资电厂相比一瓦电力可以省3.25元，但是我得多花一倍的天然气。这样算下来如果不是搞直燃机，我盖电厂的话，只要运行8100小时，就可以把电厂给天然气多花的投资找会理，如果一年运行2000小时，那么回收期就是四年，四年我想从节能上考虑是很合适的。因此我们得到了结论，修天然气电厂来比四年就会回收。所以我们一般不能提倡天然气直接的制冷机。
结论，各项节能技术都有它的使用条件，必须因地制宜，根据当地的状况和外在环境进行综合分析。
对政府来说，我们各级决策者应该根据实际进行分析，使我们的政策和补贴要有利于真正实现节能，同时有利于促进社会公平，不能支持那些假节能，不节能的项目，也不能通过补贴拉倒社会的差距。根据开发商来说就要慎重的对待各项节能技术，避免被不适当的炒作影响，应该对社会负责和用户、使用者负责。同时，建筑节能不是简单的说通过几项新技术就可以实现的，而是要做大量的、科学的设计，科学的运行才能做到。因此，一定要响应中央的号召，就是坚持科学发展观，就是建设和谐社会，我觉得这两条应该作为我们发展建筑节能事业的基本宗旨。
再讲一下太阳能的利用。我觉得太阳能热水器解决生活用供应是最合适的，在中国获得了广泛成功，目前我们国家是世界上使用最广泛和成功的例子，并且随着生活水平的提高，可能老百姓生活用水的量会增加，所以太阳能解决这个问题是最好的方案。当然这里有集中方式还是分散方式的事，现在很多地方都在讲要进一步提高太阳能热水器的水平，都要讲集中，但是一集中起来系统结构的问题就会比较多，往往需要水泵进行主动式循环。但是我们发现很多主动循环系统的太阳能热水系统由于设备不当，结果水泵电耗成了很大的能源消耗，它的COP恨不得是6、7，那么这样的话太阳能热水器的好处一下就没有了。
还有就是利用维护结构本身进行太阳能采暖，或者太阳能除湿的应用，这个可以在一些地区推广，这个就是所谓的被动式太阳能技术，在80年代我们国家在北京的大兴，在甘肃省等于地区都有很多成功的案例，我们应该好好发展。
我谈一下主动式太阳能采暖和制冷系统。这种系统不是说不能用，一定可以用，但是由于它的可使用时间比较短，初步投资高，因此经济性就比较差。所以，我们要搞这种系统，就必须要承担巨大的投资压力，这个我们一定要想清楚。同样太阳能发电在目前的技术水平下，它的经济性也很差，所以也必须承担初步的投资压力。对于这两种需要承担巨大初投资压力的时候，我们就要考虑到底应该把这些东西建在哪。我们看一下，如果在城市发展这些东西的话，它可利用的空间有限，像上海的高楼大厦，像深圳的高楼大厦，同样的太阳能装置，它见到太阳的时间相对都杀，并且受建筑物各种原因的影响，很难使得它处在最佳的方位，所以效率相对比较于低。反过来同样的投资绝对值，在边缘农村，在西北沙漠地区，它产生的能源量就会大很多。所以，我觉得对于这些东西来说，首先我们举双手大量的赞成和欢迎民间的有志者去投资和使用，通过这种方式实际是对我们社会做巨大的贡献，我们应该感谢他们，应该尊重这些企业家，这些民间投资者去干这个事情。但是，我们的政府不应该对城市中的这些项目施行补贴，为什么？因为这些项目不是补在穷人身上，是补在富人身上，要补贴应该把纳税人的钱用在农村，通过支持农村的可再生项目解决农村的问题，因为农村常规能源的成本高于城市，农村太阳能装置的产本低于城市，这样给使用者带来的效益农村要远远高于城市，所以同样的钱放在农村省两度电，我省两斤煤，在城市可以省半斤煤，那为什么不放在农村呢。
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