發(fā)布時間:2024-01-17 16:19:52
序言:寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁,我們?yōu)槟x了8篇的新能源及節(jié)能技術(shù)樣本,期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā),請盡情閱讀。
關(guān)鍵詞:建筑電氣空調(diào)系統(tǒng);新能源節(jié)能;新技術(shù)
Abstract: High-rise building electrical system comprises the power supply and distribution system, lighting system, elevator system, elevator system, also includes HVAC system and solar energy, wind energy and other new energy power generation system. The HVAC system in cold cogeneration and " ice " new air conditioning and electrical energy-saving technology, as well as the solar energy and wind energy new energy saving technology for detailed analysis research.
Key words: building electrical air conditioning system; new energy; new technology
1.冰蓄冷空調(diào)電氣節(jié)能技術(shù)
冰蓄冷空調(diào)電氣節(jié)能技術(shù)原理,是在電力負(fù)荷較低的夜間,利用“低谷”區(qū)的電能資源采用制冷機(jī)進(jìn)行制冷,將電能轉(zhuǎn)換為冷量,然后利用冰的潛熱特性,利用相應(yīng)儲存容量將冷量儲存起來。而在電力負(fù)荷較高的白天電能需求高峰期,把冰中所儲存的冷量有機(jī)釋放出來,以滿足建筑物制冷空調(diào)系統(tǒng)或其它制冷生產(chǎn)工藝的需求,從而達(dá)到添補(bǔ)高峰電能供應(yīng)不足、利用峰谷電價差節(jié)省電費(fèi)、以及降低空調(diào)設(shè)備容量等目的。高層樓宇建筑中廣泛采用冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng),主要是利用水-冰-水轉(zhuǎn)換變成中伴隨著熱量遷移的功能特性,盡可能利用夜間電力負(fù)荷低谷區(qū)的廉價電能資源,讓制冷機(jī)在最優(yōu)工況條件下運(yùn)轉(zhuǎn)制冰,將樓宇制冷空調(diào)系統(tǒng)所需全部或部分冷源以潛熱形式儲存于固態(tài)或結(jié)晶狀冰體中,這樣當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)出現(xiàn)過負(fù)荷工況時,冰就會自動吸收相應(yīng)熱量融化,以低溫能量水提供空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)所需的冷源,從而實(shí)現(xiàn)將低谷電能資源向高峰電能資源轉(zhuǎn)換的目的,達(dá)到電能能源的充分利用,提高空調(diào)制冷設(shè)備的綜合利用率。在現(xiàn)代分時電價的廣泛實(shí)施過程中,有效將低谷廉價電能資源轉(zhuǎn)換到高峰時利用,將會取得非常顯著的節(jié)約電費(fèi)的經(jīng)濟(jì)效益。冰蓄冷空調(diào)電氣節(jié)能技術(shù)主要包括以下優(yōu)點(diǎn):
(1)有利于電網(wǎng)峰谷電力負(fù)荷調(diào)節(jié),減緩電廠和供配電設(shè)施的供電壓力;
(2)利用冰蓄能技術(shù),在空調(diào)過負(fù)荷期間,將冷量水提供給制冷主機(jī),從而減少了制冷主機(jī)容量,同時減少空調(diào)系統(tǒng)相應(yīng)的配套系統(tǒng)增容費(fèi)用,減少了空調(diào)系統(tǒng)綜合投資;
(3)將低谷期的電能資源有效儲存起來,利用電網(wǎng)峰谷荷電價差額,降低空調(diào)系統(tǒng)在高峰期的電能消耗,減少了高層樓宇建筑的空調(diào)運(yùn)行費(fèi)用;
(4)冷凍水溫度可以降到1-4℃,從而實(shí)現(xiàn)了高層樓宇大溫差、低溫送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)造,同時節(jié)省了水、風(fēng)輸送系統(tǒng)的綜合投資和系統(tǒng)能耗;
(5)冰蓄冷空調(diào)相對濕度較低,空調(diào)制冷品質(zhì)得到有效提高,可有效防止常規(guī)中央空調(diào)綜合癥,增強(qiáng)空調(diào)系統(tǒng)的人性化服務(wù)水平;
(6)冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)為高層樓宇空調(diào)系統(tǒng)提供了一個應(yīng)急冷源,從而提高了空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性;
(7)冰蓄冷空調(diào)冷量全年均按一對一配置,系統(tǒng)電能資源綜合利用率較高,節(jié)約空調(diào)系統(tǒng)綜合能耗經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。
冰蓄冷空調(diào)電氣節(jié)能技術(shù)是高層樓宇建筑削峰填谷、緩解供配電系統(tǒng)電能供應(yīng)壓力和新增用電點(diǎn)矛盾的有效解決節(jié)能降耗解決途徑,在建筑電氣節(jié)能領(lǐng)域具有非常廣泛的應(yīng)用前景,有效推動著建筑節(jié)能工作的順利開展。
2.冷熱電聯(lián)產(chǎn)電氣節(jié)能技術(shù)
冷、熱、電聯(lián)產(chǎn)(BCHP)技術(shù)是一種建立在能源梯級綜合利用理念的基礎(chǔ)上,集制冷、供熱(建筑物采暖與供熱水)、以及發(fā)電三個過程為一體的多聯(lián)產(chǎn)能量綜合分配利用高效系統(tǒng),與遠(yuǎn)程單獨(dú)送電工程相比,使能源資源利用效率得到了大大提高。據(jù)大量文獻(xiàn)資料和實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)可知,大型發(fā)電廠的能源綜合利用發(fā)電效率僅有30%~55%,扣除廠用電和電能輸送線損率,到達(dá)終端的能源利用效率大約只有35%~47%,而BCHP三聯(lián)產(chǎn)技術(shù)其能源綜合利用效率大約可達(dá)80%~90%,且由于三聯(lián)產(chǎn)工程耗能用戶通常較近,幾乎沒有任何電能輸送損耗。對于熱電聯(lián)供系統(tǒng)而言,如果向系統(tǒng)輸入100個單位的能量,則一般可以獲得30個單位的電能輸出,也就是發(fā)電效率為30%;但同時還可以收獲50單位的熱量資源,即獲得50%的熱量,這樣整個系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)化率可以高達(dá)80%,總能量的損失率大約只有20%。對于常規(guī)獨(dú)立能量供應(yīng)系統(tǒng)而言,如果需要30個單位的電能輸出,如果按照能量轉(zhuǎn)換效率為35%計算,則需要85個單位的能量輸入,總損失能量為55個單位;同理如果要獲得50個單位熱量,按照鍋爐能量轉(zhuǎn)換效率為90%計算,則需要大概56個單位的能量輸入,熱轉(zhuǎn)換損失能量約為6個單位。這樣同樣獲得30個單位電能和50個單位熱量,熱電聯(lián)產(chǎn)需要100個單位熱量,而獨(dú)立供應(yīng)系統(tǒng)則需要141個熱量,比熱電聯(lián)產(chǎn)供應(yīng)系統(tǒng)多消耗41個單位的能童,總的能源利用效率也只有57%,比起熱電產(chǎn)系統(tǒng)的80%要低23個百分點(diǎn)。冷熱電三聯(lián)產(chǎn)能源供應(yīng)系統(tǒng)與大型熱電聯(lián)產(chǎn)能源供應(yīng)系統(tǒng)相比,熱電聯(lián)產(chǎn)能源轉(zhuǎn)換效率也沒有冷熱電三聯(lián)產(chǎn)能源轉(zhuǎn)換率高,而且大型熱電聯(lián)產(chǎn)能源供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)還存在輸電線路和供熱管網(wǎng)等能量損失,而冷熱電三聯(lián)產(chǎn)供應(yīng)系統(tǒng)由于能源采用能源就地使用原則,可以減大大減少電能輸配電系統(tǒng)和熱能供熱管網(wǎng)的投資及相應(yīng)能源傳輸損耗,無論從減少綜合投資成本還是從節(jié)能環(huán)保等方面來講,冷熱電三聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)均是十分有利的。有關(guān)專家對冷熱電三聯(lián)產(chǎn)作了一些節(jié)能估算,如果我國從2000年起每年有4%的樓宇建筑的供電、供暖、以及供冷采用BCHP冷熱電三聯(lián)產(chǎn)供應(yīng)系統(tǒng),從2005年起有25%的新建樓宇建筑到2050年起有50%的新建建筑采用冷熱電三聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行能量供應(yīng)的話,則到2020年我國二氧化碳的總排放量將減少19%,若將現(xiàn)有建筑實(shí)施冷熱電三聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的比例從4%提高到8%的話,則我國到2020年二氧化碳的總排放量將減少30%,也就是說冷熱電三聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)不僅節(jié)能效果十分明顯,而且其在環(huán)境保護(hù)方面的應(yīng)用效果也十分明顯。
對用于高層樓宇建筑物的BCHP冷熱電三聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)而言,由于冷暖空調(diào)系統(tǒng)的負(fù)荷變動較大,系統(tǒng)不可避免會有相當(dāng)大比例的時間內(nèi)運(yùn)行在較低負(fù)荷工況區(qū),因此在進(jìn)行BCHP冷熱電三聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計或改造時,應(yīng)采取一些必要的措施(例如增加蓄熱裝置或適當(dāng)蒸汽回注等技術(shù)措施),無論從系統(tǒng)節(jié)能還是經(jīng)濟(jì)運(yùn)行角度均十分必要。BCHP尤其適應(yīng)于一幢樓宇或一個小區(qū)的集中冷熱電聯(lián)供,因此,對于高層樓宇建筑而言具有非常強(qiáng)大的節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益。上海中心大廈也采用了2.2MW的熱、電、冷三聯(lián)供系統(tǒng),其詳細(xì)分析見第五章。
3.風(fēng)能太陽能新能源電氣節(jié)能技術(shù)
在進(jìn)行新能源電氣節(jié)能系統(tǒng)設(shè)計時,需要注意風(fēng)能太陽能等新能源與建筑功能結(jié)構(gòu)的一體化設(shè)計。
3.1太陽能電氣節(jié)能技術(shù)
太陽能熱水和采暖電氣節(jié)能技術(shù)目前在建筑中已經(jīng)得到廣泛推廣使用,并獲得較大的節(jié)能效果。由于高層樓宇建筑中光熱利用對太陽能集熱器的安裝角度、采集面積、以及周圍的遮擋物等因素有十分嚴(yán)格要求,因此在進(jìn)行太陽能熱水和采暖系統(tǒng)設(shè)計時,應(yīng)考慮采用太陽能建筑一體化設(shè)計方案,實(shí)現(xiàn)太陽能集熱系統(tǒng)與建筑功能結(jié)構(gòu)間完美結(jié)合。根據(jù)工程項(xiàng)目的實(shí)際情況,太陽能熱水和采暖系統(tǒng)的光熱采集裝置可以考慮安裝在建筑物坡屋面上,利用樓宇建筑屋頂面積可以解決整個樓宇一部分熱水供應(yīng)需求。
3.2風(fēng)力發(fā)電電氣節(jié)能技術(shù)
開發(fā)可再生綠色能源是建筑節(jié)能工作開展的重要組成部分,風(fēng)能作為一種新型可再生能源,已稱為建筑電氣節(jié)能研究的一個重要課題。在建筑環(huán)境中利用風(fēng)能不僅具有免于輸送的優(yōu)點(diǎn),所產(chǎn)生的風(fēng)力電能資源可以直接用于高層樓宇建筑本身,而且其具有節(jié)能環(huán)保等特性,有望成為一個城市的節(jié)能環(huán)保工作開展的標(biāo)志性景觀,有效增強(qiáng)市民節(jié)能保護(hù)意識。
參考文獻(xiàn):
[1]劉衛(wèi)華.制冷空調(diào)新技術(shù)及發(fā)展[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004.
摘要:隨著可持續(xù)發(fā)展理念的不斷深入推進(jìn),電力企業(yè)的發(fā)展也有了明顯的變化,綠色、生態(tài)理念已經(jīng)成為了現(xiàn)階段電力企業(yè)發(fā)展的重要依據(jù)。電氣節(jié)能技術(shù)和電力新能源的發(fā)展運(yùn)用作為主要的研究方向,也是目前企業(yè)的重點(diǎn)工作。為了保障企業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展,就需要在技術(shù)上進(jìn)行改進(jìn)和研究,以尋求更穩(wěn)定的發(fā)展空間。
關(guān)鍵詞:電氣節(jié)能技術(shù);電力新能源
0.引言
新能源電力是指依靠新能源如太陽能、地?zé)崮堋L(fēng)能、海洋能、生物質(zhì)能和核聚變能等,進(jìn)行發(fā)電的系統(tǒng)機(jī)制。而電氣節(jié)能技術(shù)也是現(xiàn)階段高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)中的重要組成部分。筆者根據(jù)自身的工作經(jīng)驗(yàn),對當(dāng)前如何在技術(shù)上進(jìn)行創(chuàng)新提出了自己的一些看法,供相關(guān)研究進(jìn)行參考。
1. 電氣節(jié)能技術(shù)運(yùn)用
1.1 減少電能消耗
電能損耗是當(dāng)前企業(yè)發(fā)展中面臨的最大問題之一。過度的電力消耗使得企業(yè)的運(yùn)營成本增加,且電力浪費(fèi)情況非常嚴(yán)重。因此,如何能對電網(wǎng)工作進(jìn)行完善和優(yōu)化,成為了現(xiàn)代電力企業(yè)的關(guān)鍵工作。以目前的形勢來看,企業(yè)需要結(jié)合自身的成本與實(shí)際需求,考慮更換一些照明設(shè)備,轉(zhuǎn)而使用一些低能耗產(chǎn)品,保障足夠的照明需求即可[1]。另外針對于一些無故的電力消耗,也需要采取相應(yīng)的管理手段進(jìn)行控制。
1.2 電機(jī)使用模式的調(diào)整
電機(jī)是目前企業(yè)中使用最為頻繁的設(shè)備之一,而電機(jī)的功率和能源的消耗之間也有著密切的聯(lián)系。在我國現(xiàn)階段的電力系統(tǒng)中,電機(jī)是不可或缺的設(shè)備之一。所以如果能對現(xiàn)階段的電機(jī)模式使用進(jìn)行優(yōu)化,就可以進(jìn)一步完善節(jié)能管理。但是存在的問題在于,電機(jī)在制造的過程中本身就需要耗費(fèi)大量的能源和材料,這些包含磁性的材料需要在制造過程中被嚴(yán)格控制。對于一些新型材料,我國在現(xiàn)階段的使用上還存在著一些缺陷,所以在目前的電力企業(yè)當(dāng)中,合理使用電機(jī)并根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)需求進(jìn)行調(diào)整是非常關(guān)鍵的[2]。需要格外注意的一點(diǎn)在于我國雖然有著豐富的能源儲備,但是能源使用危機(jī)仍然存在,尤其是對于一些地區(qū)來說,很多新能源并沒有得到良好開發(fā)。這也需要我國企業(yè)不斷深入研究,在新能源上進(jìn)行后續(xù)的利用,在保障基礎(chǔ)設(shè)施的基礎(chǔ)上進(jìn)行開發(fā)。
1.3 變壓器參數(shù)管理
變壓器參數(shù)的調(diào)整有利于實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。在電能運(yùn)輸?shù)倪^程中,通過對負(fù)載的調(diào)整和運(yùn)行方式的改變,有利于降低電能在輸送過程中產(chǎn)生的損耗。整個電力系統(tǒng)中的變壓器可能在容量、材質(zhì)、電壓等級等諸多方面存在差異,因此有功功率的空載損失和短路損失、無功功率的空載損失和定額負(fù)載消耗的參數(shù)都不盡相同,通過對變壓器參數(shù)的調(diào)整,可以降低變壓器的有功功率損失和損失率,提高電能的利用率,從而達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。
2.新能源使用
2.1 太陽能
太陽能是一種清潔能源,最大的優(yōu)勢就是不會對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染,促進(jìn)能源的合理利用。另外,由于太陽能可以轉(zhuǎn)變成其他形式的能源被儲存和使用,因此可以給電力企業(yè)提供長期的能源支持[3]。太陽能技術(shù)的具體運(yùn)用,可以利用電池板和蓄電池,并對現(xiàn)階段的傳輸系統(tǒng)進(jìn)行有效管理,讓電氣企業(yè)的動力系統(tǒng)能更加自由,實(shí)現(xiàn)對于電網(wǎng)的合理控制。光伏發(fā)電是本世紀(jì)最有市場潛力、最具發(fā)展前景的新能源.光伏產(chǎn)業(yè)以其技術(shù)先進(jìn)性、資源無限性和綠色環(huán)保性,成為全球產(chǎn)業(yè)革命的核心、發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的方向、對能源危機(jī)和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。
2.2 地?zé)崮?/p>
地?zé)崮苁怯傻貧こ槿〉奶烊粺崮?,這種能量來自地球內(nèi)部的熔巖,并以熱力形式存在,是引致火山爆發(fā)及地震的能量。地?zé)崮艽蟛糠质莵碜缘厍蛏钐幍目稍偕詿崮?,它起于地球的熔融巖漿和放射性物質(zhì)的衰變,還有一小部分能量來自太陽。地?zé)豳Y源在我國主要分布于云貴、地區(qū),具有天然的地理優(yōu)勢,也是地?zé)崮苎芯块_展的重要地區(qū)。這些地?zé)豳Y源如果可以得到合理運(yùn)用,那么不僅對于農(nóng)業(yè)的發(fā)展有重要的便利,還能為電力企業(yè)的日常生產(chǎn)提供能源保障,是未來可持續(xù)發(fā)展理念下的重要技術(shù)手段[4]。
2.3 風(fēng)能
風(fēng)能是空氣流動產(chǎn)生的能量,是一種可再生能源。在現(xiàn)代技術(shù)下,利用渦輪葉片將氣流的機(jī)械能轉(zhuǎn)為電能。作為清潔和可再生能源,風(fēng)能也應(yīng)該收到高度重視和技術(shù)支持,并在未來不斷進(jìn)行性能和技術(shù)上的優(yōu)化和完善。為了提高清潔能源的利用,清潔能源電源在建設(shè)備投資應(yīng)該有所增長,這也給企業(yè)的發(fā)展提供了一項(xiàng)重要的支持。
2.4 核能
核能是一種清潔能源,戰(zhàn)略意義出眾。目前我國已經(jīng)有核反應(yīng)堆技術(shù)的出現(xiàn),并被國家高度重視,在未來也將成為重要的發(fā)展方向。所以我國也應(yīng)該加大研究力度,爭取取得更大的技術(shù)突破。節(jié)能和可持續(xù)發(fā)展是各國都密切關(guān)注的問題,我國也是其中之一。以目前的情況來看,能源的使用大多依靠水力和火力發(fā)電,能源消耗巨大,且對于環(huán)境也存在著一定的破壞。作為電力企業(yè),也需要不斷進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化,利用清潔能源來維持生產(chǎn),建設(shè)生態(tài)型企業(yè)。
3. 結(jié)語
通過研究,不難看出隨著未來經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,電能消耗也必然不斷提升。面對著日益增長的電力需求,作為電力企業(yè)也必須要進(jìn)行改革和優(yōu)化,在電氣節(jié)能技術(shù)和電力新能源上進(jìn)行深入研究和合理管控。但是追求減少電氣能源輸送能耗的前提是滿足當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展所需的能源,不能單純的為了降低能耗而不為市場供應(yīng)充足的資源,導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)發(fā)展受損。這也需要企業(yè)在充分認(rèn)知自身實(shí)際情況的基礎(chǔ)上進(jìn)行科學(xué)化管理,實(shí)現(xiàn)自身的可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
[1]王淳. 電氣節(jié)能措施與電力新能源的開發(fā)問題探討[J]. 電子制作, 2013,12(08):241-241.
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[3]劉耀華. 電氣節(jié)能技術(shù)與電力新能源的發(fā)展應(yīng)用[J]. 低碳世界, 2016,19(07):38-39.
【關(guān)鍵詞】電力節(jié)能;新能源;開發(fā)
1 電氣節(jié)能措施
1.1 運(yùn)用新型節(jié)能技術(shù)減少電能消耗
1.1.1 分布式供電技術(shù)
分布式供電是相對于集中式供電而言的,是指將發(fā)電系統(tǒng)以小規(guī)模(數(shù)千瓦至50MW的小型模塊式)、分散式的方式布置在用戶附近.可獨(dú)立地輸出電、熱或(和)冷能的系統(tǒng)。較傳統(tǒng)的集中供電,分布式供電沒有或者很低的輸電損耗;另外分布式供電可以利用可再生能源發(fā)電,既節(jié)能又環(huán)保。
1.1.2 電力蓄能節(jié)能技術(shù)
電力蓄能節(jié)能技術(shù)是電力需求側(cè)管理中的一項(xiàng)重要內(nèi)容,通過對以中央空調(diào)蓄冷技術(shù)、中央空調(diào)余熱回收蓄熱技術(shù)、空氣源熱水熱泵蓄熱技術(shù)和電爐鍋蓄熱技術(shù)為代表的蓄能節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用,把電轉(zhuǎn)換為其他能量儲存起來,供需要的時候使用。電力蓄能節(jié)能技術(shù),可把用電低谷時的電能轉(zhuǎn)換成其他能量儲存起來。在用電高峰時釋放使用,有效解決資源浪費(fèi)問題.提高發(fā)電設(shè)備利用率。
1.2 通過改造電氣設(shè)備減少電能消耗
1.2.1 變壓器的改造
推廣使用低耗損變壓器。在整個電網(wǎng)當(dāng)中,為了適用不同用戶對電力的需求,必須要用電壓器將電壓分級輸入,大量的變壓器的使用,必然造成總功率的損耗。因此將變壓器的損耗降到最低是實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)的節(jié)能措施之一。采用非晶合金鐵芯的變壓器。噪音低、損耗低,空載損耗是常規(guī)變壓器的20%,而且維護(hù)簡單,運(yùn)行費(fèi)用低,因此推廣適用低耗損變壓器可是有效降低總功損耗。
變壓器參數(shù)優(yōu)化。在傳輸電量相同的條件下,通過擇優(yōu)選取最佳運(yùn)行方式和調(diào)整負(fù)載,是降低變壓器電能損失的有效途徑之一。在變壓器運(yùn)行過程中,加強(qiáng)供、用電科學(xué)管理。即可達(dá)到節(jié)電和提高功率因數(shù)的目的。每臺變壓器其容量、電壓等級、鐵芯材質(zhì)不同,所以有功功率的空載損失和短路損失,無功功率的空載消耗和額定負(fù)載消耗的參數(shù)各不相同。因此選擇變壓器的參數(shù)和優(yōu)化變壓器運(yùn)行方式可以從分析變壓器有功功率損失和損失率的負(fù)載特性入手。選擇參數(shù)好的變壓器和最佳組合參數(shù)的變壓器運(yùn)行,可以降低能耗損失,達(dá)到節(jié)能目的。
1.2.2 優(yōu)化電網(wǎng)配置
在電網(wǎng)中通常會有大量無功電流,這直接導(dǎo)致線路損耗增大,變壓器利用率降低,用戶電壓不穩(wěn)定。無功補(bǔ)償是利用技術(shù)措施降低線路損耗的重要措施之一。在有功功率合理分配的同時,做到無功功率的合理分布。無功補(bǔ)償優(yōu)化是通過凋整電網(wǎng)中無功電流的分布,從而達(dá)到降低網(wǎng)絡(luò)的有功功率損耗,并使電壓水平保持最好的目的。隨著計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展,在高壓無功補(bǔ)償技術(shù)方面,開發(fā)出的新型低壓和高壓無功動態(tài)補(bǔ)償裝置,已經(jīng)研制成功并應(yīng)用到大中小型變電所。新型動態(tài)補(bǔ)償裝置,計算機(jī)系統(tǒng)控制,實(shí)現(xiàn)了無接點(diǎn)化.不產(chǎn)生諧波,無合閘同流;同時有效減小電壓閃變和防止系統(tǒng)振蕩。并可分相補(bǔ)償.從而達(dá)到減少電網(wǎng)能量消耗,提高供電質(zhì)量的效果。
1.2.3 降低線路損耗
當(dāng)電能傳輸時,在電路網(wǎng)絡(luò)中就產(chǎn)生功率損耗,一般來說,其與線路的長度和負(fù)載的大小相關(guān)聯(lián)。因此,應(yīng)當(dāng)盡量提高系統(tǒng)的功率因數(shù)、減少導(dǎo)線的電阻,從而降低其損耗。其措施主要有以下幾種:①線路路徑的選擇要合理。為減小導(dǎo)線長度,線路盡可能不走彎路,盡量走直線:②合理選擇導(dǎo)線截面積:導(dǎo)線的截面積大小的確定應(yīng)根據(jù)電流指標(biāo)與經(jīng)濟(jì)條件來確定。對于線路較長的電路,在滿足電流以及電壓降要求的情況下,可使導(dǎo)線的截面積加大1~2級:③合理確定電氣用房所在的位置。其遵守的基本原理就是盡量減小供電路徑。
1.2.4 空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能
公共建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗至少占建筑總能耗的50%以上,系統(tǒng)節(jié)能潛力巨大。具體應(yīng)遵循一下原則:機(jī)電設(shè)備啟停優(yōu)化控制;變風(fēng)量、變流量系統(tǒng)最優(yōu)控制:冬夏季部分負(fù)荷時水泵分設(shè)控制:與冰蓄冷相結(jié)合的低溫送風(fēng)系統(tǒng)控制:參數(shù)設(shè)定節(jié)能控制,包括溫度標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定、焓值控制、利用室內(nèi)C02濃度控制新風(fēng)量等。
2 電力新能源的開發(fā)
面對當(dāng)今國際社會嚴(yán)峻的能源形勢,中國政府高度重視新能源的開發(fā)利用,把加快發(fā)展可再生能源作為“十一五”時期能源發(fā)展的一項(xiàng)重要任務(wù)。我國新能源產(chǎn)業(yè)目前呈現(xiàn)良好的發(fā)展前景,預(yù)計到2015年所規(guī)劃的新能源提供的電力、熱水和燃?xì)饨K端能源產(chǎn)品的總量將達(dá)到4300萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤,并將直接拉動相關(guān)行業(yè)的發(fā)展,帶來明顯的環(huán)境效益。新能源的發(fā)展現(xiàn)狀有機(jī)遇更有挑戰(zhàn),技術(shù)與經(jīng)濟(jì)問題并存。
2.1 風(fēng)能
就風(fēng)電而言,我國規(guī)劃的風(fēng)電基地所在地區(qū)電網(wǎng)規(guī)模偏小,需要依托更高電壓等級、大規(guī)模遠(yuǎn)距離輸送因而由此帶來了復(fù)雜的電網(wǎng)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)問題。大規(guī)模發(fā)展風(fēng)力發(fā)電,使我們不得不面對系統(tǒng)調(diào)峰調(diào)頻問題。目前,我國平均峰谷差約為30%,部分地區(qū)達(dá)40%,未來還有可能進(jìn)一步加大:而系統(tǒng)調(diào)峰主要依靠煤電。新能源的大規(guī)模開發(fā),將使得系統(tǒng)調(diào)峰面臨更加嚴(yán)峻的考驗(yàn)。
2.2 太陽能
太陽能發(fā)電技術(shù)的發(fā)展也亟待社會的支持。以天和家園太陽能試點(diǎn)工程為例,若要收回投資成本,則每千瓦時上網(wǎng)電價應(yīng)高于3元,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于煤電的上網(wǎng)電價:如按現(xiàn)行居民用電價計算,收回投資成本需100年以上。雖然我國光伏產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品組裝能力躋身世界前三,但晶體硅提純、鑄錠切片、逆變控制等核心技術(shù)卻被國外壟斷。中國的光伏產(chǎn)業(yè)“兩頭在外”知識產(chǎn)權(quán)掌握度不高,實(shí)質(zhì)上是受制于國外研發(fā)企業(yè)為其“代工”。雖然我國新能源的發(fā)展形勢總體上良好,但其事業(yè)起步晚、發(fā)展快,相關(guān)政策法規(guī)不夠完善,標(biāo)準(zhǔn)體系不夠健全,與電網(wǎng)及其他電源的發(fā)展不夠協(xié)調(diào)。
2.3 大力發(fā)展新能源有助于共建和諧社會
(1)大力發(fā)展新能源可以解決能源危機(jī)、緩解運(yùn)輸緊張局面。即使新能源短期內(nèi)難以占據(jù)能源市場的主要份額,但卻可以很大程度減輕用電壓力,也可以很大程度上減輕電煤緊張的局面,不會出現(xiàn)為了搶運(yùn)電煤中斷其他貨物的運(yùn)輸造成的運(yùn)輸緊張。
(2)大力發(fā)展新能源有利于節(jié)能減排,保護(hù)環(huán)境。新能源的迅速崛起將使人們對化石能源需求一定程度上減少,小煤窯的開采就會減少,對周邊環(huán)境的影響也會降低?;鹆Πl(fā)電對大氣的污染也會減輕。
(3)大力發(fā)展新能源可以減低通貨膨脹。新能源作為能源的重要提供者后,對傳統(tǒng)能源如煤、石油的需求就會大幅降低,煤和石油的緊缺情況會得到改善:一旦煤的價格下降,電力的價格就會下降,工業(yè)產(chǎn)品價格就會下降。隨之許多生產(chǎn)資料和生活資料價格也可能下降。
3 結(jié)語
我國目前主要還是火電和水力發(fā)電為主,消耗的電能很大,而且也存在著一定的環(huán)保問題,這就要求電氣產(chǎn)業(yè)做好節(jié)能降耗工作,就要考慮降各種主流電能開發(fā)方式的效益,采取一系列實(shí)用措施來降低能耗。在進(jìn)行電氣節(jié)能的同時,前提還是要保證能源的供應(yīng)能夠滿足實(shí)際需要,不能單純地追求降低能源損耗而損害了集體利益。作為電氣產(chǎn)業(yè)的工作人員,需要認(rèn)真研究電氣節(jié)能的新技術(shù)、(下轉(zhuǎn)第61頁)(上接第88頁)新方法,努力為我國電氣節(jié)能和新能源開發(fā)貢獻(xiàn)自己的力量。
【參考文獻(xiàn)】
[1],張曉路.淺析我國新能源的開發(fā)和利用[J].廣州:華南理工大學(xué)學(xué)報,2010,7.
近年來畢節(jié)市委、市政府圍繞新能源汽車從基礎(chǔ)資源、核心部件到整車裝配的相關(guān)領(lǐng)域,引進(jìn)了一批較高水平的創(chuàng)新團(tuán)隊,搭建了一批創(chuàng)新平臺,集聚了一批創(chuàng)新能力較強(qiáng)的骨干企業(yè),在畢節(jié)試驗(yàn)區(qū)形成了以“燃料電池汽車、混合動力汽車、純電動車”三種整車技術(shù)為“三縱”和“多能源動力總成系統(tǒng)、驅(qū)動電機(jī)、動力電池”三種關(guān)鍵技術(shù)為“三橫”的新能源汽車產(chǎn)業(yè)布局?;貎?nèi)聚集了新能源汽車骨干企業(yè)31家,其中添鈺動力、力帆汽車、澳能空氣動力、云內(nèi)動力、興國新能源、西凱新能源、匯豐車橋等企業(yè)都是由擁有大批自主知識產(chǎn)權(quán)、核心技術(shù)達(dá)到國際國內(nèi)領(lǐng)先水平的高新技術(shù)企業(yè)和實(shí)力雄厚、在國內(nèi)新能源汽車領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)展多年的集團(tuán)公司投資建設(shè);同時,基地內(nèi)還有汽車零部件配套生產(chǎn)企業(yè)40多家,主要產(chǎn)品有傳動軸、方向機(jī)、前后橋、車燈、貨箱、液壓油箱、駕駛室、底盤構(gòu)件、內(nèi)飾等。預(yù)計到2015年,畢節(jié)市新能源汽車及配套企業(yè)將累計建成投產(chǎn)80個,汽車零部件本土化率達(dá)80%,可實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)新能源汽車30萬輛的能力,工業(yè)生產(chǎn)總值達(dá)150億元以上。
11月26日,畢節(jié)市新能源汽車高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化基地被科技部認(rèn)定為國家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化基地,這將對畢節(jié)試驗(yàn)區(qū)調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式、發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)起到重要的促進(jìn)作用。
畢節(jié)新能源汽車高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化基地從省級基地到國家級基地的成長過程中,得到科技部、貴州省科技廳、貴州省經(jīng)信委等相關(guān)部門的大力支持和幫助。在下步工作中,畢節(jié)將緊緊抓住“十二五”新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展機(jī)遇,圍繞貴州省委、省政府提出的“加速發(fā)展、加快轉(zhuǎn)型、推動跨越”的主基調(diào)和“抓機(jī)遇、提速度、上臺階”的總要求,突出“科技帶動、技術(shù)升級”的理念,以企業(yè)自主創(chuàng)新為動力,以產(chǎn)品關(guān)鍵技術(shù)突破為重點(diǎn),逐步建立完整的新能源汽車產(chǎn)業(yè)體系,著力推進(jìn)知識、技術(shù)、人才、資金、政策等要素的聚集,充分發(fā)揮國家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化基地的輻射和帶動作用,力爭在較短時間內(nèi)將基地打造成為西南地區(qū)規(guī)模最大、實(shí)力最強(qiáng)的新能源汽車高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)基地,并努力培育以新能源汽車為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的國家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)。(來源:貴州省科技廳)
隨著社會信息化的發(fā)展,信息素養(yǎng)已日益成為信息社會公民素養(yǎng)不可或缺的組成部分。高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)中指出了五點(diǎn)關(guān)于高中信息技術(shù)課程的理念:即提升信息素養(yǎng);打造終身學(xué)習(xí)的平臺;建設(shè)有特色的信息技術(shù)課程;倡導(dǎo)運(yùn)用信息技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐;注重交流與合作,共同建構(gòu)健康的信息文化等。目前的課程學(xué)習(xí),更關(guān)注學(xué)生能力的培養(yǎng),特別是高階思維能力培養(yǎng)。作為信息技術(shù)課程,本文認(rèn)為,基于有意義的研究性學(xué)習(xí)上進(jìn)行信息技術(shù)的作品創(chuàng)作,有利于促進(jìn)學(xué)生積極應(yīng)用和生成各種課程資源,培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力。
一、普通高中信息技術(shù)課程的高階思維能力培養(yǎng)分析
高中信息技術(shù)課程必修部分只有“信息技術(shù)基礎(chǔ)”一個模塊。它與九年義務(wù)教育階段相銜接。選修部分有五個模塊,強(qiáng)調(diào)在必修模塊的基礎(chǔ)上關(guān)注技術(shù)能力與人文素養(yǎng)的雙重建構(gòu),是信息素養(yǎng)培養(yǎng)的繼續(xù),是支持個性發(fā)展的平臺。模塊內(nèi)容設(shè)計既注重技術(shù)深度和廣度的把握,適度反映前沿進(jìn)展,又關(guān)注技術(shù)文化與信息文化理念的表達(dá)。高中信息技術(shù)課程的設(shè)計體現(xiàn)了如下三個特點(diǎn):信息技術(shù)應(yīng)用能力與人文素養(yǎng)培養(yǎng)相融合的課程目標(biāo);符合學(xué)生身心發(fā)展需求的課程內(nèi)容;有利于所有學(xué)生全面發(fā)展與個性發(fā)展的課程結(jié)構(gòu)形式。因此,信息技術(shù)的教育已經(jīng)超越了單純的以計算機(jī)技術(shù)訓(xùn)練為目的的初級階段,發(fā)展成為與信息社會人才需求相適應(yīng)的信息素養(yǎng)教育和學(xué)生的高階思維能力培養(yǎng)階段。關(guān)于高階思維能力的研究目前主要集中在國外,我國對于高階思維能力的研究還處于起步階段。國內(nèi)對于高階思維能力的研究比較權(quán)威的主要是鐘志賢教授的研究。鐘志賢教授對于高階思維能力及其培養(yǎng)做了系統(tǒng)、完整的論述[1]。他認(rèn)為,高階思維是高階能力的核心,它主要是指發(fā)生在高層次認(rèn)知水平上的心智活動。它在教學(xué)目標(biāo)分類中指的是諸如分析、綜合、評價等高層次認(rèn)知水平的能力。高階能力則是完成復(fù)雜任務(wù)、解決劣構(gòu)問題的重要能力。它主要指“適應(yīng)信息知識時代和個人發(fā)展需求所偏重的能力,主要包括創(chuàng)新、問題求解、決策、批判性思維、信息素養(yǎng)、團(tuán)隊協(xié)作、兼容、獲取隱性知識、自我管理和可持續(xù)發(fā)展等十大能力?!彼J(rèn)為高階思維能力主要由“問題求解、決策、批判性思維、創(chuàng)造性思維”這些能力構(gòu)成。因此,培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力,需要引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合有意義的研究性學(xué)習(xí),通過鼓勵學(xué)生結(jié)合學(xué)習(xí)生活、實(shí)踐活動及生活實(shí)際,積極探索、勇于創(chuàng)新,運(yùn)用信息技術(shù)手段設(shè)計、創(chuàng)作作品,生成一系列學(xué)習(xí)資源,通過學(xué)生對資源的整理加工的過程中,培養(yǎng)“發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題”的能力,從而發(fā)展學(xué)生的高階思維。
二、基于高階思維能力培養(yǎng)的高中信息技術(shù)數(shù)字資源應(yīng)用探索
1.將生成性學(xué)習(xí)資源支撐合作、探究。
高階學(xué)習(xí)具有五方面的特性,分別為主動的(積極/自覺)、建構(gòu)的(闡釋/反思)、有意圖的(反思/調(diào)節(jié))、真實(shí)的(復(fù)雜/情境化)、合作的(協(xié)作/交流)。這五個特性并不是割裂的,而是彼此依存,相互影響的,如圖 1所示[2]。要想有效支撐學(xué)生的高階學(xué)習(xí),就應(yīng)該借助數(shù)字化手段,為學(xué)生創(chuàng)設(shè)復(fù)雜情境,給學(xué)生創(chuàng)造主動學(xué)習(xí)的機(jī)會。在學(xué)生學(xué)習(xí)過程中會自然生成許多資源,這就需要教師關(guān)注其資源的生成,促使學(xué)生通過數(shù)字化學(xué)習(xí)資源來表述思想,進(jìn)行反思,將生成性問題有效地處理和解決,從而進(jìn)行意義的建構(gòu),達(dá)到有效的學(xué)習(xí)。例如,學(xué)生利用結(jié)合研究性學(xué)習(xí)主題活動制作《我們一起低碳》的主題網(wǎng)頁。在網(wǎng)頁制作過程中,教師要讓學(xué)生更好地在富有開放性的問題情境中進(jìn)行探究式學(xué)習(xí)。首先,教師要幫助學(xué)生擬定合理的研究計劃,選擇恰當(dāng)?shù)姆椒?,記錄一系列生成性資源,包括:(1)對低碳的認(rèn)知過程。通過學(xué)生對生活中的低碳現(xiàn)象進(jìn)行記錄,幫助學(xué)生樹立科學(xué)發(fā)展觀,形成運(yùn)用信息技術(shù)關(guān)注社會和自然、過程和成果的意識。教師再引導(dǎo)學(xué)生對低碳的要求分析,引導(dǎo)學(xué)生通過積極、健康、鮮明的主題,幫助學(xué)生樹立正確的人生觀、科學(xué)觀,促進(jìn)其良好思想品德和科學(xué)精神、態(tài)度與方法的形成。(2)要求學(xué)生對生活耗能作比較,突出說明低碳生活方式可大大降低二氧化碳的排放量。整個過程,學(xué)生以小組合作的形成開展,該部分重點(diǎn)體現(xiàn)學(xué)生開展合作研究學(xué)習(xí)的過程與成果。(3)減少溫室氣體排放。讓學(xué)生記錄一系列低碳生活的金點(diǎn)子,培養(yǎng)學(xué)生腳踏實(shí)地從小事、實(shí)事做起的思想和作風(fēng)。(4)用視頻短片、照片、音頻和文字記錄身邊人或社區(qū)群從實(shí)行低碳的點(diǎn)點(diǎn)滴滴,生成一系列素材資源。該部分重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生善于從身邊的凡人瑣事中發(fā)現(xiàn)閃光點(diǎn)的思維方式和觀察方法。(5)我們與社區(qū)居委一起行動。以多種媒體結(jié)合的形式,記錄我們與社區(qū)居委一起的行動,發(fā)出我們的倡議,形成我們的認(rèn)識與結(jié)論。該部分重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生與世界和諧、友好共處和關(guān)愛他人的道德修養(yǎng)。整個研究學(xué)習(xí)活動過程,學(xué)生們生成的系列數(shù)字化學(xué)習(xí)資源是支撐合作、探究的,便于學(xué)生們利用數(shù)字化學(xué)習(xí)資源來進(jìn)行高階學(xué)習(xí),培養(yǎng)其高階思維能力。
2.將探索資源轉(zhuǎn)化為創(chuàng)作作品,促進(jìn)高階思維能力培養(yǎng)。
學(xué)生們基于研究性學(xué)習(xí),所生成的資源,經(jīng)過數(shù)字化處理后,需要利用所習(xí)得的技術(shù)工具來進(jìn)行作品的創(chuàng)作,從而表達(dá)自己的思想。這與高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)中的高階水平要求是一致的,如表1所示。
表1:課程標(biāo)準(zhǔn)中使用的行為動詞及對應(yīng)的學(xué)習(xí)目標(biāo)和掌握的高階水平要求[3]
在整個過程中,學(xué)生們要經(jīng)歷信息處理的全過程,包括工具的選擇,信息的采集、加工、整理,作品的等等。由于研究性學(xué)習(xí)內(nèi)容是以探索活動的形式展開,體現(xiàn)學(xué)生的親身參與和與他人的協(xié)作交流,可以有效促進(jìn)學(xué)生的知識目標(biāo)、技能目標(biāo)和情感目標(biāo)向高位發(fā)展,達(dá)成學(xué)生的高階思維能力培養(yǎng)。例如,基于研究性學(xué)習(xí)資源的網(wǎng)頁創(chuàng)作。網(wǎng)頁是由信息節(jié)點(diǎn)、信息鏈和信息網(wǎng)構(gòu)成的非線性超文本數(shù)字化信息載體。在開放的探究式學(xué)習(xí)課堂中,不再是簡單的教師講授,學(xué)生聽。而是在教師的引導(dǎo)下,學(xué)生通過自己的探索,掌握有關(guān)網(wǎng)頁制作等信息技術(shù)的操作技巧,并分別運(yùn)用有關(guān)多媒體技術(shù)手段和藝術(shù)手段將生成的學(xué)習(xí)資源,圍繞各自的主題構(gòu)想進(jìn)行設(shè)計創(chuàng)作。這時,教師起到一個組織者的角色,指導(dǎo)、規(guī)范學(xué)生的制作過程,如首頁的新穎性,構(gòu)圖的合理性、結(jié)構(gòu)的清晰性、界面的友好性、資源的共享性、音樂的感染性……。又如,基于蒙太奇的電腦多媒體動畫創(chuàng)作。基于蒙太奇的電腦多媒體動畫創(chuàng)作,是利用計算機(jī)創(chuàng)作的集文學(xué)創(chuàng)作、繪畫藝術(shù)及視聽覺藝術(shù)為一體的獨(dú)特的藝術(shù)表現(xiàn)形式。蒙太奇(法語:Montage)是音譯的外來語,原為建筑學(xué)術(shù)語,意為構(gòu)成、裝配。經(jīng)常用于三種藝術(shù)領(lǐng)域,可解釋為有意涵的時空人地拼貼剪輯手法。最早被延伸到電影藝術(shù)中,后來逐漸在視覺藝術(shù)等衍生領(lǐng)域被廣為運(yùn)用[4]。教師引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用習(xí)得的技術(shù),構(gòu)思生活中的完整故事情節(jié),結(jié)合計算機(jī)繪制出來的人物、場景等生成性資源,使用電影語言的蒙太奇技術(shù)進(jìn)行故事的敘述、動感鏡頭的連接和多媒體的效果渲染,表達(dá)一個完整意義的作品。
3.共享作品成果資源,在交流中發(fā)展學(xué)生能力。
每個作品完成階段,教師要為學(xué)生的合作與競爭搭建平臺,及時組織學(xué)生進(jìn)行成果共享交流。首先依托專題網(wǎng)站,將全班同學(xué)的成果資源進(jìn)行開放共享。其次讓學(xué)生以小組為單位,每小組推薦一個作品向全班展示介紹,促進(jìn)學(xué)生思維的相互碰撞。展示介紹的過程中,同學(xué)通過自我分析,找出各自的差距,并捕捉創(chuàng)意等。同時教師要及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生的優(yōu)點(diǎn),充分調(diào)動學(xué)生的積極性,特別是后進(jìn)生的“閃光點(diǎn)”捕捉,促進(jìn)其創(chuàng)造思維的發(fā)展。
培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的高階思維能力,需要學(xué)習(xí)者運(yùn)用高階思維來進(jìn)行有意義的學(xué)習(xí)。通過學(xué)生利用所習(xí)得的技術(shù)工具來進(jìn)行作品創(chuàng)作, 是促使學(xué)生將探索資源轉(zhuǎn)化為創(chuàng)作作品成果,并作為主體來進(jìn)行自主學(xué)習(xí)的過程。這是學(xué)生結(jié)合一系列的研究性學(xué)習(xí)活動進(jìn)行展開的,一方面改變了以往的學(xué)生僅僅是為了學(xué)習(xí)技術(shù)而進(jìn)行了照葫蘆畫瓢的局限性,促進(jìn)了學(xué)生利用資源學(xué)習(xí)發(fā)展形成自己的觀點(diǎn)。另一方面,促進(jìn)學(xué)生形成了系列原創(chuàng)的或經(jīng)過學(xué)生改造的學(xué)習(xí)資源,包括:從學(xué)習(xí)實(shí)踐中反映的研究性學(xué)習(xí)成果資源;從生活實(shí)踐中關(guān)心身邊人與事的資源;從社會實(shí)踐中關(guān)心社會與科技發(fā)展的資源等等,突出了學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)意。通過引導(dǎo)學(xué)生主動運(yùn)用高階思維,從而培養(yǎng)起他們的高階思維能力。
由北京某投資有限公司承建的北京某購物中心項(xiàng)目即將開工建設(shè),該項(xiàng)目位于北京某工業(yè)開發(fā)區(qū),總建筑面積373,000m 2,其中購物中心326,960m 2,酒店式公寓46,040m 2,項(xiàng)目建成后將是北京最大、最現(xiàn)代化的商業(yè)購物中心。
北京恩耐特分布能源公司已為本項(xiàng)目編制了項(xiàng)目熱電冷聯(lián)產(chǎn)技術(shù)解決方案,根據(jù)業(yè)主要求,本公司在恩耐特分方案基礎(chǔ)上再提出能源島解決方案,供業(yè)主和有關(guān)專家參考。
采用熱電冷能源供應(yīng)中心技術(shù)來解決大型購物中心的電力、制冷、采暖、熱水和新風(fēng)除濕,以及游泳池溫水等能源產(chǎn)品供應(yīng),這是世界發(fā)達(dá)國家普遍采用的先進(jìn)能源技術(shù),它通過對能源的“溫度對口。梯級利用”,實(shí)現(xiàn)高度的節(jié)能,從而降低用戶能源成本,并實(shí)現(xiàn)對環(huán)境的保護(hù)。
北京市委書記劉淇最近在一份專家建議上批示,北京應(yīng)該發(fā)展使用分布式能源系統(tǒng)建設(shè)的中、小型燃?xì)廨啓C(jī)熱電冷聯(lián)產(chǎn),另有三位副市長明確支持在北京大力發(fā)展小型分布式能源系統(tǒng),以解決北京的電力、熱力瓶徑問題,同時優(yōu)化天然氣使用結(jié)構(gòu)。 為什么要發(fā)展分布式能源--小型燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn),首先該技術(shù)有非常好的經(jīng)濟(jì)性,北京市物價局已經(jīng)公布用于區(qū)域熱電冷聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目的天然氣價格為1.4元/立主米,以天然氣價格使用小型燃?xì)廨啓C(jī)熱電冷聯(lián)產(chǎn)的項(xiàng)目,在北京商業(yè)用電高峰、平峰兩段平均電價0.814元/kWh條件下,供熱期每利用1立方米天然氣可以產(chǎn)生3.44元的直接經(jīng)濟(jì)收益,減去天然氣成本的效益為2.04元;制冷期可以產(chǎn)生3.24元的直接經(jīng)濟(jì)收益,減去天然氣成本的效益為1.84元,等于免費(fèi)使用天然氣后再有0.44~0.64元的經(jīng)濟(jì)收益,完全可以滿足設(shè)備運(yùn)行成本和折舊,是一種“一本萬利”的新技術(shù),既節(jié)約了能源,又節(jié)約了金錢。
天然氣產(chǎn)值分析(北京商業(yè)峰段平均電價)
項(xiàng)
目 單 位 小型燃機(jī) 熱電冷 微型燃機(jī) 熱電冷 燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī) 熱電冷
燃?xì)馔馊紮C(jī) 熱電 燃?xì)忮仩t 蒸汽溴化鋰
天然氣價格 元/m 3 1.4 1.65 1.65 1.65 1.8/1.7
發(fā)電效率
30% 28% 35% 31.50% 0.00%
單位燃?xì)獍l(fā)電量 kWh/m 3 2.93 2.73 3.42 3.08 0.00
電價 元/kWh 0.814
發(fā)電收益 元/m 3 2.39 2.23 2.78 2.50 0.00
供熱效率
50% 50% 40% 50% 85%
單位燃?xì)夤崃?kWh/m 3 4.88 4.88 3.91 4.88 8.30
供熱成本價 元/kWh 0.2168
供熱收益 元/m 3 1.06 1.06 0.85 1.06 1.80
熱電聯(lián)產(chǎn)收益 元/m 3 3.44 3.29 3.63 3.56 1.80
供熱差值
2.04 1.64 1.98 1.91 0.00
單位燃?xì)庵评淞?kWh/m 3 4.88 3.66 2.54
9.77
制冷成本價 元/kWh 0.1740
制冷收益 元/m 3 0.85 0.64 0.44
1.70
冷電聯(lián)產(chǎn)收益 元/m 3 3.24 2.86 3.22
1.70
效益差值
1.84 1.21 1.57
0.00
上表說明發(fā)展燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)對用戶具有極好的經(jīng)濟(jì)性,實(shí)際上在發(fā)電供熱以外,還有免費(fèi)的高溫?zé)崴蛏钣玫臏厮?yīng),并可以利用余熱鍋爐的排煙的廢煙氣進(jìn)行除濕干燥,其經(jīng)濟(jì)效益顯而易見。
二、設(shè)計原則
分布式能源設(shè)計的最關(guān)鍵因素是根據(jù)用戶的實(shí)際需要,對于用戶的多種需求特性進(jìn)行實(shí)事求是的分析,制定一個具有最大適用性的設(shè)計方案。
北京某購物中心項(xiàng)目的特性是現(xiàn)場沒有現(xiàn)成的電力、熱力供應(yīng)條件,但有天然氣高中壓管道供應(yīng),如果采用傳統(tǒng)方式必須自建變電站并施工進(jìn)行電力接入,同時自建鍋爐房、換熱站、制冷系統(tǒng)、新風(fēng)除濕系統(tǒng)、熱水鍋爐、應(yīng)急發(fā)電機(jī)組等能源設(shè)施。還需要解決施工電源、施工階段的臨時建筑采暖等一系列問題。所以建設(shè)能源中心將可以一攬子解決該工程的所有能源需求,并有效降低工程中能源系統(tǒng)建設(shè)的綜合投入,真正實(shí)現(xiàn)即節(jié)能又省錢。
此外,購物中心的能源使用結(jié)構(gòu)比較簡單,電力、采暖、制冷、新風(fēng)系統(tǒng)基本同步,需求相對比較匹配,系統(tǒng)的調(diào)節(jié)因素不復(fù)雜,自主保障困難不大。因此,我們建議采用:能源島設(shè)計方案,即自己解決全部能源供應(yīng),除天然氣和水利管網(wǎng)外不與外部能源設(shè)施聯(lián)系,自給自足。
由于本項(xiàng)目工程浩大,可以采用多機(jī)組方案,且可以使用天然氣/柴油雙燃料的燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù),所以完全可以實(shí)現(xiàn)能源供應(yīng)的自保和安全。
在北京發(fā)展分布式能源項(xiàng)目中,最大阻力是電力部門,因此采用能源島技術(shù)解決方案可以不依靠電力系統(tǒng),不用與電力公司周旋,自己掌握主動。
三、工程設(shè)想:
利用現(xiàn)有天然氣中壓管道氣源條件,首先購置3臺1000kW級 燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組,解決工程建設(shè)的電力供應(yīng),并負(fù)擔(dān)建設(shè)期臨時建筑物的采暖供應(yīng)。在主體工程東南角地下室建設(shè)一熱電冷能源綜合供應(yīng)中心,主設(shè)備采用兩臺調(diào)節(jié)靈活,運(yùn)行可靠的5500千瓦等級燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組,并利用其余熱驅(qū)動兩臺28噸級補(bǔ)燃/余熱鍋爐,冬季利用余熱產(chǎn)生24噸蒸汽支持供熱系統(tǒng)運(yùn)行;夏季將系統(tǒng)總量最大補(bǔ)燃到52噸蒸汽以支持制冷運(yùn)行;過度期提供20噸蒸汽以支持熱水和除濕系統(tǒng)的運(yùn)行。
采用8公斤180℃過熱蒸汽,在主體工程外建設(shè)一條熱力環(huán)網(wǎng)蒸汽管線,輸送蒸汽支撐4個角中的東北、西北和西南三個熱力--制冷站。每站安裝1臺2500冷噸蒸汽溴化鋰制冷機(jī)組,4000kW板式(汽-水)換熱器,以及蒸汽除濕機(jī)組和一個用于供應(yīng)衛(wèi)生熱水的蓄熱式(水-,水)換熱器。而能源中心自身除1臺2500冷噸蒸汽溴化鋰制冷機(jī)組,4000kW板式(汽-水)換熱器和一個衛(wèi)生熱水(水-水)蓄熱式換熱器外,除濕將利用鍋爐排出的150℃煙氣,同時還要回收內(nèi)燃機(jī)的余熱參加系統(tǒng)運(yùn)行。在冬季,由于燃?xì)廨啓C(jī)熱電系統(tǒng)主要在9-22點(diǎn)使用,23-8點(diǎn)需要采用蓄熱技術(shù)解決采暖保溫問題,所以必須建設(shè)一些蓄熱水池,將白天用不完的熱量儲存起來,在夜間使用。
電力系統(tǒng)采用6600V電壓輸出,支持系統(tǒng)內(nèi)6kV環(huán)網(wǎng),利用燃?xì)廨啓C(jī)的靈活調(diào)節(jié)性能,直接支持購物中心總用電系統(tǒng)的安全運(yùn)行,兩套5.5MW燃?xì)廨啓C(jī)作為系統(tǒng)基本負(fù)荷和細(xì)部電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)。3臺1MW燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)擔(dān)任梯級調(diào)節(jié)和燃?xì)廨啓C(jī)停機(jī)后的系統(tǒng)電力供應(yīng),以保障酒店式公寓和購物中心內(nèi)外區(qū)域的基本照明需求。
一臺燃?xì)廨啓C(jī)采用雙燃料保障系統(tǒng),在天然氣供應(yīng)中斷供氣時作為應(yīng)急電源使用。
四、項(xiàng)目條件:
1、北京地區(qū)基本環(huán)境條件:海拔高度:48M,平均溫度14℃,相對濕度60%。由于購物中心
主要利用時間為上午9點(diǎn)至晚上10點(diǎn),所以本方案主要參考日間平均溫度。
北京季節(jié)平均溫度趨勢圖
2、天然氣:低熱值(LHV)8400kCal/M 3,價格1.4元/M 3
陜甘寧天然氣成分
項(xiàng)目 組成 單位 數(shù)值
甲烷 CH 4 % 95.9494
乙烷 C 2H 6 % 0.9075
丙烷 C 3H 8 % 0.1367
硫化氫 H 2S % 0.0002
二氧化碳 CO 2 % 3
水 H 2O % 0.0062
高位熱值 HHV MJ/Nm 3 39.0051
kCal/Nm 3 9316.21
低位熱值 LHV MJ/Nm 3 35.1597
kCal/Nm 3 8397.75
密度
Kg/Nm 3 0.7616
比重
0.589
動力粘度
U×10 -4 0.1056
運(yùn)行粘度
V×10 -4 0.1385
爆炸上限
% 5.1
爆炸下限
% 15.36
3、北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)實(shí)行兩部制電價為:北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)已經(jīng)實(shí)行兩部制電價,容量電價為30元/月;電量電價為:高峰0.4703元/kWh,平峰0.3643元/kWh,低谷0.2733元/kh。
北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)電價
用戶類別 兩部制電價 單一制電價
容量電價元 /月/千伏安
電量電價(元/千瓦時)高峰 平段 低谷 電量電
價 元/千瓦時
工業(yè)用電電價
其中:100KW及以上 30 0.431 0.335 0.252
100KW及以下 20 0.725 0.488 0.272
商業(yè)用電電價 30 0.469 0.363 0.272 0.8
其他用電電價 28 0.495 .376 0.272 0.7
居民生活用電電價
0.44
燃?xì)廨啓C(jī)應(yīng)用電價
時段 容量電價 電價 利用時間
單位 元/kW/月 元/kWh hrs
高峰平峰平均 30 0.4703 7
0.3643 7
0.4173 14
應(yīng)用電價 0.4856
#1號內(nèi)燃機(jī)應(yīng)用電價
時段 容量電價 電價 利用時間
單位 元/kW/月 元/kWh hrs
高峰平峰低谷平均 30
0.4703 8
0.3643 8
0.2733 8
0.3693 24
應(yīng)用電價 0.4104
#2#3號內(nèi)燃機(jī)應(yīng)用電價
時段 容量電價 電價 利用時間
單位 元/kW/月 元/kWh hrs
高峰平峰平均 30
0.4703 6
0.3643 3
0.4350 9
應(yīng)用電價 0.5446
4、熱價:北京市規(guī)定采暖鍋爐的天然氣價格為1.8元/M 3,按照鍋爐實(shí)際供熱效率85%計算,熱價為0.2168元/kWh。
5、冷價:北京市為鼓勵夏季利用天然氣,對制冷用氣實(shí)現(xiàn)優(yōu)惠氣價,價格為1.7元/M 3,按照有效制冷COP1計算,冷價為0.174元/kWh。
6、設(shè)備利用時間:購物中心每日8∶30至22∶30營業(yè),年利用時間5270小時。燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)利用時間季節(jié) 天數(shù) 日運(yùn)行小時 季運(yùn)行時間
供暖季 151 14 2114
供冷季 174 14 2436
過渡季 40 14 720
總和 365
5270
燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)其中1臺終年運(yùn)行,另2臺每日調(diào)峰運(yùn)行,每日平均運(yùn)行9小時,也為14小時,年利用5270小時。
五、主要設(shè)備:
1、燃?xì)廨啓C(jī):
燃機(jī)前置循環(huán)(也稱:單循環(huán))熱電聯(lián)產(chǎn)是一種技術(shù)先進(jìn)、高效率、低污染的清潔燃燒熱電生產(chǎn)工藝,它先通過燃?xì)廨啓C(jī)的壓縮機(jī)將空氣壓縮十幾倍注入燃燒室與燃料混燒,溫度超過1,000℃,使壓縮空氣熱膨脹推動葉片帶動燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電進(jìn)行首次能源利用;功后熱煙氣溫度一般還有500℃,將其排入余熱鍋爐轉(zhuǎn)換蒸汽,加以利用。本項(xiàng)目建議采用2臺美國索拉公司金牛座(TAURUS)60燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組。 系統(tǒng)示意圖由于工藝決定,燃?xì)廨啓C(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)具有許多優(yōu)勢。首先是維護(hù)率低:燃?xì)廨啓C(jī)是一種連續(xù)運(yùn)行的發(fā)電技術(shù),不同于內(nèi)燃機(jī)需要不斷點(diǎn)火和更換機(jī)油,基本不需要太大的維護(hù)工作量。由于維護(hù)率低,設(shè)備可利用率非常高,天然氣為燃料的內(nèi)燃機(jī)組平均可利用時間小于7000小時,而燃?xì)廨啓C(jī)平均超過8000小時。索拉燃?xì)廨啓C(jī)的大修周期為30000小時,檢修時可以預(yù)先租用一臺機(jī)組,一般在48小時內(nèi)可以完成更換,如果需求穩(wěn)定,年設(shè)備利用小時能夠達(dá)到8500小時以上。由此進(jìn)一步帶來的效益是發(fā)電運(yùn)行成本低,燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)的運(yùn)行成本為0.1-0.13元/kWh,燃?xì)廨啓C(jī)為0.03-0.055元/kWh。
索拉公司是位于美國加州圣地亞哥市的專業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)制造廠家,屬于世界500強(qiáng)企業(yè)卡特彼勒公司的子公司。該公司生產(chǎn)的小型燃?xì)廨啓C(jī)在世界同類產(chǎn)品市場上的占有率超過70%,截止到去年,已經(jīng)生產(chǎn)從700~15000kW各類燃?xì)廨啓C(jī)超過11566臺,累計運(yùn)行時間11.08億小時。
索拉業(yè)績
Experience by Package Units Sold Est.Hours(000's)
Compressor Sets 3.325 475.390
Mechanical Drives 2.254 287.730
Generator Sets 5.169 299.000
Packager Associates 818 45.930
Total 11,566 1,108,050
索拉公司在中國已經(jīng)銷售了98套機(jī)組,主要在油田和海上平臺,以及大量熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目上,是中國使用最多的小型燃?xì)廨啓C(jī)。該公司已經(jīng)在天津港保稅區(qū)建立的備品備件倉庫,備有各種型號機(jī)組的大量備件、部件、易損消耗件和備用機(jī)組。在北京還有多名售后服務(wù)和技術(shù)支援專家,能夠提供及時而又廉價的現(xiàn)場技術(shù)服務(wù)。
金牛座(Taurus)60技術(shù)參數(shù)(ISO工況):
發(fā)電出力:
5500kW
發(fā)電熱耗:11840JG/kWh
發(fā)電效率:30.4%
煙氣流量:23240kg/hr
排煙溫度:510℃
燃?xì)膺M(jìn)氣壓力:17.24Bar
機(jī)組長度:8800mm
機(jī)組寬度:2500mm
機(jī)組高度:2600mm
機(jī)組重量:29478kg
2、余熱鍋爐:
是用于回收燃?xì)廨啓C(jī)余熱煙氣,將其轉(zhuǎn)換為工業(yè)蒸汽的主要設(shè)備。余熱鍋爐可以采用國內(nèi)一些專業(yè)廠家的產(chǎn)品,主要廠家有:
(1)杭州鍋爐廠:該廠是國內(nèi)專門從事余熱鍋爐制造的廠家,是國內(nèi)燃?xì)廨啓C(jī)電廠余熱鍋爐的主要生產(chǎn)廠家。但該廠比較偏重于較大的余熱鍋爐;
(2)艦船工業(yè)總公司703所:該所是我國艦船動力的主要設(shè)計機(jī)構(gòu),專門設(shè)計制造船用和陸用動力設(shè)備的作熱回收鍋爐,也曾為國內(nèi)許多燃?xì)廨啓C(jī)電廠配套鍋爐;
(3)機(jī)械工業(yè)部成套所:不僅在國內(nèi)設(shè)計和組織制造了大量燃?xì)廨啓C(jī)和燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)余熱鍋爐,還在國外援建項(xiàng)目中大量供應(yīng)余熱鍋爐。若從用金牛座60機(jī)組,應(yīng)采用2套燃?xì)廨啓C(jī)各拖帶1臺補(bǔ)燃余熱鍋爐,這樣系統(tǒng)比較安全可靠。
余熱鍋爐生產(chǎn)的蒸汽可以采用8kg180℃低壓供熱方式為標(biāo)準(zhǔn),直接用于供應(yīng)工業(yè)蒸汽。采用低壓蒸汽供熱系統(tǒng),綜合控制系統(tǒng)和化學(xué)水系統(tǒng)等都比較簡單,工程造價低廉,同時也更加節(jié)能。采用蒸汽系統(tǒng)的另一好處是,在夏季氣溫比較高時,可以使用溴化鋰吸收式制冷機(jī)組給燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣進(jìn)行預(yù)冷,降低空氣溫度能達(dá)到增加發(fā)電機(jī)組出力和提高發(fā)電效率的效果。
建議采用2臺補(bǔ)燃鍋爐的溫度應(yīng)達(dá)到925℃的余熱鍋爐,每臺鍋爐每小時可以產(chǎn)生27噸8Bar180℃蒸汽,總供54噸蒸汽,最大制冷能量為12555.26冷噸,折合44194.5kW,超過預(yù)計需求16.4%。如果考慮內(nèi)燃機(jī)可利用的熱量制冷,將達(dá)到48166.5kW,超過預(yù)計需求的26.87%,為設(shè)計指標(biāo)的98.4%。
3、制冷機(jī)組:利用蒸汽的溴化鋰吸收式制冷機(jī)組,建議采用2500冷噸超大型機(jī)組,使用大型機(jī)組占地省,維護(hù)成本低,單位投資也比較低。
2500冷噸冷水機(jī)組技術(shù)參數(shù):
制冷能力:
2500USRT
8793kW
冷水出口溫度:7℃
冷水進(jìn)口溫度:13℃
冷水流量:1260t/h
冷卻水流量:2267t/h
冷卻水進(jìn)口溫度:30℃
冷卻水出口溫度:36℃
蒸汽耗量:10750kg/h
蒸汽溫度:170℃
蒸汽壓力:8Bar
蒸汽單位耗量:4.3kg/USRT
蒸汽凝水回水溫度:90℃
耗電量:66kWh
機(jī)組長度:9499mm
機(jī)組寬度:3594mm
機(jī)組高度:4700mm
4、燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī):
使用天然氣為燃料的內(nèi)燃機(jī),推薦使用美國卡特彼勒3516LE型1011kW發(fā)電機(jī)組或奧地利顏巴赫J(rèn)MS320GS-N.L型973kW發(fā)電機(jī)組??ㄌ貦C(jī)組35該系列機(jī)組性能穩(wěn)定,堅固可靠,在全世界和中國都大量使用。顏巴赫是專門制造燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)的公司,具有發(fā)電效率高,系統(tǒng)集成化高等優(yōu)勢。
顏巴赫J(rèn)MS320GS-N.L型機(jī)組數(shù)據(jù):
發(fā)電機(jī)出力:
973kW
發(fā)電效率:38%
供熱出力:1324kW
供熱效率:52%
綜合效率:90%
供熱水溫:90℃
回水溫度:70
汽缸數(shù)量:20缸
機(jī)組長度:5200mm
機(jī)組寬度:1900mm
機(jī)組高度:2300mm
機(jī)組重量:11400
余熱回收裝置長度:4650mm
余熱回收裝置寬度:1550mm
余熱回收裝置高度:3560mm
5、除濕機(jī)組:(暫空)
六、需求分析:
1、建筑面積與用途特征:本項(xiàng)目總建筑面積37.3萬平方米,其中需要采暖制冷的建筑面積為25.883萬平方米,69.4%,除4萬平方米酒店式公寓外,基本都是對電力、空調(diào)需求極大的商業(yè)性建筑物,包括凈高極大的電影院等設(shè)施。該建筑屬于對能源需求較大的建筑,建議業(yè)主注意建筑的節(jié)能性。
建筑面積與用途
名
稱 面積m 2 冷熱負(fù)荷要求 備
注
北京 某購物 中心 項(xiàng)目
購物 中心 地下二層 48,475 元
地下一層 99,715 部分有 空調(diào)、采暖 面積40020m 2
首層 65,320 有
二層 55,630 有
三層 57,820 有
酒店式 公寓
地下二層 3,000 無
地下一層 3,000 無
1-14層 40,040 有 468套公寓
總
計 373,000
其中需空調(diào)、采暖 面積(商業(yè)區(qū)) 258,830
其中不需空調(diào)、 采暖面積 114,170
2、建筑能源設(shè)計指標(biāo):
根據(jù)恩耐特公司方案,建筑設(shè)計指標(biāo)如下:
項(xiàng)目建筑設(shè)計指標(biāo)
項(xiàng)
目 單位 需空調(diào)、采暖區(qū)域 其它區(qū)域
商業(yè)區(qū) 酒店式公寓 車庫、庫房等 合 計
建筑面積 m 2 218790 40040 114170 373000
空調(diào)供冷概算指標(biāo) w/m 2 210 75 0
冷綜合需求 kW 45,945.90 3,003.00
48,948.90
采暖供熱概算指標(biāo) w/m 2 75 70 0
熱綜合需求 kW 16,409.25 2,802.80
19,212.05
電負(fù)荷指標(biāo) w/m 2 120 80 20
電綜合需求 kW 26,254.80 3,203.20 2,283.40 31,741.40
3、建議應(yīng)用指標(biāo):
根據(jù)設(shè)計規(guī)范設(shè)定的用能指標(biāo)往往大大超過實(shí)際需求,原因主要的根據(jù)特定環(huán)境下的極端溫度條件下,且不考慮節(jié)能因素。根據(jù)中國建筑科學(xué)研究院暖通空調(diào)所李先瑞研究員的研究,制冷需求在商場項(xiàng)目中,未采用節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)時,為209-244w/M2;若商場采用了節(jié)能空調(diào)系統(tǒng),為175-198w/M2。商場的照明主要是照明,如果不使用節(jié)能燈具,每平方米照度達(dá)80-110w,不僅耗電,還產(chǎn)生大量熱能需要增加空調(diào)負(fù)荷的浪費(fèi)。而利用節(jié)能達(dá)到同樣照度,僅需要22w/M2,而且減少空調(diào)的能耗。如果本項(xiàng)目注意采用自然通風(fēng)和將制冷與除濕分離,將可以大大降低用能指標(biāo)。
建議采用的節(jié)能指標(biāo)
項(xiàng)
目 單位 需空調(diào)、采暖區(qū)域 其它區(qū)域
商業(yè)區(qū) 酒店式公寓 車庫、庫房等 合 計
建筑面積 m 2 218790 40040 114170 373000
空調(diào)供冷概算指標(biāo) w/m 2 120 40 0
冷綜合需求 kW 26,254.80 1,601.60
27,856.40
新風(fēng)除濕指標(biāo) w/m 2 60 30 0
除濕綜合需求 kW 13,127.40 1,201.20
14,328.60
空調(diào)綜合指標(biāo) w/m 2 180 70 0
空調(diào)系統(tǒng)綜合需求 kW 39,382.20 2,802.80
42,185.00
采暖供熱概算指標(biāo) w/m 2 65 50 0
熱綜合需求 kW 14,221.35 2,002.00
16,223.35
電負(fù)荷指標(biāo) w/m 2 60 35 10
電綜合需求 kW 13,127.40 1,401.40 1,141.70 15,670.50
4、同步系數(shù):
存在兩層問題:(1)電力、熱力、制冷之間的同步問題;(2)用戶同時使用能源的同步問題。任何建筑的電力、熱力和制冷,都不可能同時達(dá)到最大需求,因此存在一個“同步系數(shù)”問題。例如制冷,夏季下午是日照最強(qiáng)的時間,制冷需求最高,但購物中心中的人流不是最大峰值,如果能夠自然采光,電力需求比較低;而人流最大峰值出現(xiàn)在下班以后的7點(diǎn)鐘左右,這時日照因素基本沒有了,制冷已經(jīng)不是峰值,但電力進(jìn)入峰值時段,除濕系統(tǒng)也已經(jīng)達(dá)到最大值。另外,對于采暖,人流大對于熱的需求低,人流小反而對于熱的需求大。這些因素需要系統(tǒng)有比較大的調(diào)節(jié)靈活性,才能有效保證需求的變化。購物中心是一種店鋪林立的商業(yè)形式,是由一家一家獨(dú)立的商業(yè)店鋪分別租用或購買其中的面積經(jīng)營。每個用戶經(jīng)營商品和營業(yè)性質(zhì)不同于對電力、熱力和制冷的使用方式也有所不同。例如:商品銷售、餐飲、娛樂項(xiàng)目和購物中心內(nèi)公共設(shè)施的人流高峰時間不同,能源需求的高峰也不相同,這其中存在相當(dāng)大的互補(bǔ)性。實(shí)際上,國外大型購物中心中,總有相當(dāng)一部分面積處于改造、裝修、維護(hù)和停業(yè)之中。所以,同步系數(shù)也是必須考慮的一個問題。
綜合同步系數(shù)與預(yù)計實(shí)際需求
項(xiàng)目 單位 電力 熱力 制冷
需求容量 kW 15,670.50 16,223.35 42,185.00
綜合同步系數(shù) % 90% 95% 90%
預(yù)計實(shí)際需求 kW 14,103.45 15,412.18 37,966.50
七、容量確定:
對于分布式能源的技術(shù)解決方案,容量的可增減性--柔性因素非常關(guān)鍵,由于用戶的用能方式在建設(shè)初期難以確定,特別對于熱電冷都要自己解決的能源島方案。為防止投資的浪費(fèi),應(yīng)該采用比較謹(jǐn)慎的選擇,“從小到大”,選擇比較低的指標(biāo)來確定機(jī)組,但要留出擴(kuò)建的余地和設(shè)備空間。
如果由燃?xì)廨啓C(jī)承擔(dān)系統(tǒng)全部供熱和制冷,將采用冬季直接供熱,夏季余熱鍋爐補(bǔ)燃運(yùn)行,預(yù)計夏季最炎熱的6、7、8三個月,鍋爐補(bǔ)燃溫度將達(dá)到88℃以上。由于沒有SolarT60 5500kW機(jī)組的計算軟件,本方案按照5200kW機(jī)組測算。
環(huán)境溫度影響與容量匹配關(guān)系
月份 月 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 平均值
平均溫度 ℃ 1 4 11 21 27 31 31 30 26 20 9 3 17.83
單機(jī)出力 kW 5550 5446 5193 4826 4608 4460 4460 4498 4654 4863 5266 5481 4911
雙機(jī)出力 kW 11100 10892 10386 9652 9216 8920 8920 8996 9290 9726 10532 10962 9883
單機(jī)熱量 kg/h 12045 12001 11865 11613 21563 23221 23221 22800 21652 11640 11908 12016 16295
雙機(jī)熱量 kg/h 24090 24002 23730 23226 43126 46442 46442 45600 43304 23280 23816 24032 32591
鍋爐溫度 ℃ 484 485 488.4 493 750 814 814 800 750 492.4 487.4 485 612
單機(jī)燃耗 GJ 64.93 64.12 62.18 59.35 79.457 82.054 82.054 81.403 79.878 59.63 62.74 64.39 70.18
雙機(jī)燃耗 GJ 129.86 128.24 124.36 118.7 158.914 164.108 164.108 162.806 159.756 119.26 126.48 128.78 140.36
容量與需求指標(biāo)關(guān)系
項(xiàng)
目 單位 電 熱 冷
使用面積 m 2 373,000 258,830 258,830
設(shè)計需求量 kW 31,741.40 19,212.05 48,948.90
平均指標(biāo) w/m 2 85.10 74.23 189.12
節(jié)能需求量 kW 15,670.50 16,223.35 42,185.00
平均指標(biāo) w/m 2 42.01 62.68 162.98
預(yù)計實(shí)際需求量 kW 14,103.45 15,412.18 37,966.50
平均指標(biāo) w/m 2 37.81 59.55 146.69
系統(tǒng)發(fā)電與用電需求關(guān)系
項(xiàng) 目 單位 1號燃機(jī) 2號燃機(jī) 3號燃機(jī) 4號燃機(jī) 5號燃機(jī)
單機(jī)發(fā)電量 kW 5500 5500 1000 1000 1000
累計發(fā)電容量 kW 5500 11000 12000 13000 14000
建筑單位面積電量 w/m 2 14.75 29.49 32.17 34.85 37.53
供需比例 % 39.00% 78.00% 85.09% 92.18% 99.27%
上表說明電力基本可以滿足預(yù)計的負(fù)荷需求,如果不能滿足,可以增加內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組。如果項(xiàng)目Ⅱ期工程上馬,也可以考慮再增加1臺5500kW燃?xì)廨啓C(jī)。
系統(tǒng)供冷與冷需求關(guān)系
項(xiàng) 目 單位 1號 燃機(jī) 1號 補(bǔ)燃 2號 燃機(jī) 2號 補(bǔ)燃 3號 燃機(jī) 4號 燃機(jī) 5號 燃機(jī)
單機(jī)供冷量 kW 9623.5 12460.8 9623.5 1240.8 1324 1324 1324
累計供冷量 kW 9623.5 22084.3 31707.8 44168.6 45492.6 46816.6 48140.6
建筑單位面積冷量 w/m 2 37.18 85.32 122.50 170.65 175.76 180.88 185.99
供需比例 % 25.35% 58.17% 83.51% 116.33% 119.82% 123.31%[JP] 126.79%
上表說明系統(tǒng)制冷量完全可以滿足需求,而且可選擇的運(yùn)行方式很多,由于補(bǔ)燃鍋爐的技術(shù)
靈活性,可以通過調(diào)節(jié)補(bǔ)燃系統(tǒng)燃料耗量來調(diào)節(jié)供熱,能夠保證系統(tǒng)不會浪費(fèi)能源。
系統(tǒng)供熱與熱需求關(guān)系
項(xiàng) 目 單位 1號燃機(jī) 2號燃機(jī) 3號燃機(jī) 4號燃機(jī) 5號燃機(jī)
單機(jī)供熱量 kW 9623.5 9623.5 1324 1324 1324
累計供熱量 kW 9623.5 19247 20571 21895 23219
建筑單位面積熱量 w/m 2 37.18 74.36 79.48 84.59 89.71
供需比例 % 62.44% 124.87% 133.46% 142.05% 150.64%
由于本項(xiàng)目的熱指標(biāo)比較低,所以熱量難以消納。但是考慮到熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)每天僅運(yùn)行14小時,另外10小時仍需要采暖,如果利用普通水蓄熱,蓄能溫度40-90℃,蓄能溫差50℃,將需要4個466立方米水池,長10m寬10m深5m;若采用濃鹽水,蓄能溫度40-98℃,蓄能溫差58℃,將需要4個400立方米水池,長10m寬8m深5m。水池可置于地下,不占用建筑面積,夏季可用于蓄冷水,如果按15℃蓄能溫差計算,可蓄能32500kW,作為尖峰調(diào)峰負(fù)荷使用。
蓄熱系統(tǒng)容量要求
項(xiàng)
目 單位 數(shù)值
多余熱量 kWh 7740
蓄能時間 hrs 14
蓄能總量 kWh 108355
放能時間 hrs 10
單位時間放熱量 kWh 10836
單位面積放熱量 w/m 2 42
八、投資估算:
1、預(yù)計不采用熱電冷系統(tǒng)的投資為1.03億元。
傳統(tǒng)方式造價估算
項(xiàng)
目 單位 數(shù)值
變電站 萬 RMB 3500
電力接入施工 萬 RMB 1500
天然氣鍋爐 萬 RMB 300
備用發(fā)電機(jī) 萬 RMB 800
制冷機(jī)造價 萬 RMB 2600
冷卻塔水泵 萬 RMB 500
各種換熱器 萬 RMB 85
輔助設(shè)備 萬 RMB 100
運(yùn)輸安裝 萬 RMB 300
工程施工 萬 RMB 500
工程前期 萬 RMB 50
其他 萬 RMB 65
總造價 萬 RMB 10300
2、熱電冷聯(lián)產(chǎn)的造價為1.1億元,比傳統(tǒng)方式僅增加700萬元。但本方案未考慮燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)口稅和增值稅,而且不包括土地成本。
熱電冷系統(tǒng)造價估算
項(xiàng)
目 單位 數(shù)值
燃?xì)廨啓C(jī)單價 萬 USD 210 萬 RMB 1737
裝機(jī)數(shù)量 unit 2
燃?xì)廨啓C(jī)總價 萬 RMB 3473
余熱鍋爐單價 萬 RMB 350
裝機(jī)數(shù)量 unit 2
余熱鍋爐總價 萬 RMB 700
燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)單價 萬 RMB 450
裝機(jī)數(shù)量 unit 3
燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)總價 萬 RMB 1350
制冷機(jī)組單價 萬 RMB 650
裝機(jī)數(shù)量 unit 4
制冷機(jī)總價 萬 RMB 2600
冷卻塔水泵 萬 RMB 500
各種換熱器 萬 RMB 85
輔助設(shè)備 萬 RMB 250
運(yùn)輸安裝 萬 RMB 950
工程施工 萬 RMB 900
工程前期 萬 RMB 80
其他 萬 RMB 112
總造價 萬 RMB 11000
九、環(huán)境保護(hù):
使用天然氣,基本沒有二氧化硫污染,主要污染物為氮氧化物(NO X),北京市規(guī)定為200mg/m 3。
燃?xì)廨啓C(jī)可選用低排放為25ppm,相當(dāng)不到60mg/m 3,非常環(huán)保。
燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)250mg/m 3,有所超標(biāo),將來進(jìn)入永久廠房后,可以采用煙道催化技術(shù)降低排放。
補(bǔ)燃余熱鍋爐預(yù)計的補(bǔ)燃溫度設(shè)計在927℃以下,這是NO X大量生成以內(nèi),而且實(shí)際補(bǔ)燃溫度多在850℃以下,所以也不會大量生成NO X。
十、經(jīng)濟(jì)評價:
項(xiàng)目主要收益來自發(fā)電、供熱和制冷,本方案未考慮生活熱水供應(yīng)收益。項(xiàng)目主要支出為燃料消耗成本和運(yùn)行費(fèi)用。
1、發(fā)電收益:預(yù)計年發(fā)電收益3227萬元。
發(fā)電收益估算
項(xiàng)
目 單位 燃?xì)廨啓C(jī) #1內(nèi)燃機(jī) #2#3內(nèi)燃機(jī) 合
計
應(yīng)用發(fā)電容量 kW 9,883 973 1,946 10,856
年利用時間 hrs 5270 8760 3285
年發(fā)電量 萬 kWh 5,208.17 852.35 639.26 6,060.51
適用電費(fèi) 元/kWh 0.4856 0.4104 0.5446
發(fā)電收益 萬元/a 2,529.14 349.80 348.11 3,227.06
2、供熱收益:年供熱收益為1064萬元。
供熱收益估算
項(xiàng)
目 單位 燃?xì)廨啓C(jī) #1內(nèi)燃機(jī) #2#3內(nèi)燃機(jī) 合
計
應(yīng)用供熱容量 kW 19,247 1,324 2,648 23,219
年利用時間 hrs 2114 3624 1359
年供熱量 萬 kWh 4,068.82 479.82 359.86 4,548.63
適用熱費(fèi) 元/kWh 0.2168 0.2168 0.2168
供熱收益 萬元/a 882.12 104.02 78.02 1,064.16
3、制冷收益:預(yù)計年制冷收益1787萬元。
制冷收益估算
項(xiàng)
目 單位 燃?xì)廨啓C(jī) #1內(nèi)燃機(jī) #2#3內(nèi)燃機(jī) 合
計
應(yīng)用制冷容量 kW 38,194 1,324 2,648 42,166
年利用時間 hrs 2436 4176 1566
年制冷量 萬 kWh 9,304.13 552.90 414.68 9,857.03
適用冷費(fèi) 元/kWh 0.1740 0.1740 0.1740
制冷收益 萬元/a 1,618.92 96.21 72.15 1,787.28
4、燃料成本:預(yù)計年消耗燃料成本3506萬元。
燃料成本估算
項(xiàng)
目 單位 燃?xì)廨啓C(jī) #1內(nèi)燃機(jī) #2#3內(nèi)燃機(jī) 合
計
耗熱 GJ/h 140.36 9.2 18.4 149.56
年利用時間 hrs 5270 8760 3285
年熱耗 JG/a 739,720 80,592 60,444 820,312.04
折合天然氣 萬/m 3 2,103.32 229.16 171.87 2,332.48
天然氣價 元/m 3 1.40 1.40 1.40
燃?xì)獬杀?萬元/a 2,945 321 241 3,506.08
5、運(yùn)行成本:燃?xì)廨啓C(jī)一般運(yùn)行成本為0.03-0.055元kWh,考慮到需要承擔(dān)制冷系統(tǒng)的維護(hù),特取高值。內(nèi)燃機(jī)為0.08-0.12元kWh,運(yùn)行成本取中間值。
運(yùn)行成本估算
項(xiàng)
目 單位 燃?xì)廨啓C(jī) #1內(nèi)燃機(jī) #2#3內(nèi)燃機(jī) 合
計
年發(fā)電量 萬kWh 5,208.17 852.35 639.26 6,060.51
運(yùn)行成本 元/kWh 0.055 0.1 0.1
年運(yùn)行成本 萬元 286.45 85.23 63.93 435.61
6、效益評估:本項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益良好,年凈收益為1642萬元,可以在5.15年收回全部投資,而在同等熱、電、冷價格條件下,傳統(tǒng)方式將永遠(yuǎn)不能回收投資,每年還要支付巨額運(yùn)行成本。如果只計算熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)與傳統(tǒng)方式的增量投資,0.33年(即:4個月)可以回收所增加的全部投資。
投資收益估算
項(xiàng)
目 單位 數(shù)值
發(fā)電收益 萬元/a 3,227.06
供熱收益 萬元/a 1,064.16
制冷收益 萬元/a 1,787.28
燃?xì)獬杀?萬元/a (3,506.08)
年運(yùn)行成本 萬元/a (435.61)
設(shè)備折舊 萬元/a (495.02)
凈收益 萬元/a 1,641.79
投資回收周期 a 5.15
增量投資回收周期 a 0.33
關(guān)鍵詞:民用建筑;施工;節(jié)能技術(shù);管理
前言
隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,每年都有大量的樓房拔地而起,民用建筑業(yè)發(fā)展迅猛,但這也同時帶來了一些問題,其中比較突出的是,據(jù)相關(guān)統(tǒng)計顯示,建筑能源消耗占到了社會總能耗的25-40%。因此,民用建筑施工中對節(jié)能技術(shù)的重視程度越來越高,人們的活動離不開建筑,無法減少建筑,那么就只能在建筑節(jié)能上做工作,采用節(jié)能技術(shù),做好節(jié)能技術(shù)管理,從而達(dá)到減少建筑給能源帶來的壓力,以符合社會對節(jié)能的追求。
民用建筑施工具體節(jié)能技術(shù)管理:
在民用建筑施工中,進(jìn)行節(jié)能技術(shù)管理,一般將節(jié)能技術(shù)運(yùn)用于以下幾個方面,包括墻體筑造、門窗安置、新能源利用。下面,將分別介紹這三個方面的節(jié)能技術(shù),并探討如何提高節(jié)能技術(shù)管理。 1 墻體筑造
民用建筑作為土木工程,簡單看,就是一個立體的框架,而墻構(gòu)建出建筑的整個整體,發(fā)揮著分隔空間的作用。傳統(tǒng)民用建筑的墻體一般采用實(shí)心粘土磚為構(gòu)筑材料,但是實(shí)心粘土磚有其缺陷,就是隔熱和保溫能力不佳,而墻體的保溫能力差意味著無論建筑在夏天和冬天都會面臨“溫度問題”,即在夏天,無法保持建筑內(nèi)的溫度,容易受外面炎熱氣溫影響,這就需要空調(diào)制冷;而在冬天,則鎖不住室內(nèi)的溫暖,寒冷入侵,就需要依賴暖氣。無論是空調(diào)還是暖氣,都是能耗大戶,都會消耗大量的能源。因此,墻體節(jié)能技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,在對施工節(jié)能技術(shù)的采用和管理中,應(yīng)予以注意的包括了兩個方面,一方面是改變傳統(tǒng)的墻體材料,另一方面是強(qiáng)調(diào)施工筑墻工藝。
在墻體材料的選擇上,由于實(shí)心粘土磚的保溫性能較差,所以可以采用空心磚以及其他新型的保溫磚。空心磚具有質(zhì)輕、強(qiáng)度高、保溫、隔音降噪性能好的優(yōu)點(diǎn),能夠有效地隔熱保溫,減少暖通設(shè)備的壓力,減少能源的消耗。因此,空心磚成為了近幾年來我國民用建筑大量使用的筑墻材料。然而,空心磚還具有致命的缺點(diǎn),那就是抗震能力差,在四川汶川地震中,就有因?yàn)榭招拇u建筑倒塌造成人員死傷的事故出現(xiàn),因此在選擇采用空心磚作為墻體構(gòu)筑材料時,也要考慮安全性,構(gòu)筑墻體時,選取恰當(dāng)?shù)拇u料,適當(dāng)增加成本以采購新型的保溫磚(高分子材料制成,保溫和抗震能力都強(qiáng))。
在筑墻工藝上,有兩種工藝,一種是抹灰工藝,另一種是噴涂工藝。
(1)抹灰工藝重點(diǎn)是利用抹灰構(gòu)筑保溫層。這種工藝是通過利用各種輕骨料(如膨脹珍珠巖、膨脹蛭石、超輕陶砂、聚苯乙烯顆粒、浮石、火山灰、粉煤灰等加入水泥、石灰、石膏、化學(xué)聚合物等膠結(jié)料,再與少量助劑按一定比例配制而成的保溫砂漿,進(jìn)行抹灰作業(yè),為墻體加上保溫層。在這個過程中,應(yīng)重視對施工環(huán)境的控制(氣溫不可低于5℃等)、每次抹灰厚度應(yīng)以10mm左右為宜,當(dāng)?shù)讓禹g凝且后再繼續(xù)抹上下一層,層層進(jìn)行,保證保溫灰層的凝實(shí)。
(2)噴涂工藝是指采用聚胺酯泡沫塑料、各種保溫涂料,噴涂于墻面上,形成一層比灰層薄的“保溫膜”,噴涂前應(yīng)對墻體做清潔、干燥、平整,噴涂時要特別注意保溫涂層的均勻一致和厚度達(dá)標(biāo)。
2 門窗安置
重視門窗安置的相關(guān)節(jié)能技術(shù),是民用建筑施工所必須做到的。門窗是住宅能耗散失最多的部位,由于其作用在于聯(lián)通建筑內(nèi)部和外界,因此在傳熱和散熱方面相當(dāng)突出。其傳熱損失能達(dá)到建筑整體能耗的1/3,所以在保證日照、采光、通風(fēng)、觀景要求的條件下,必須盡量減小住宅外門窗洞口的面積,提高門窗的氣密性,減少冷風(fēng)滲透,提高外門窗本身的保溫性能,減少外門窗本身的傳熱量。在門窗安置上,要注意以下兩點(diǎn):
(1)選用合適的門窗材料,由于門窗決定著它們的導(dǎo)熱系數(shù)是不一樣的,現(xiàn)在的鋁合金門窗和塑鋼門窗它們的導(dǎo)熱效率要超出塑料和木頭門窗導(dǎo)熱效率的30%左右,單層的玻璃要比雙層的玻璃高出40%左右。這種情況下,做好節(jié)能技術(shù)管理,就要全面考慮該民用建筑所處的氣候環(huán)境條件的具體情況,若是氣候較為極端,即明顯寒冷或是炎熱的地區(qū),就應(yīng)該選擇導(dǎo)熱能力低的材料,才能盡可能的為建筑內(nèi)部保持穩(wěn)定的溫度,減少建筑能耗,而氣候較為平和的地區(qū),選用的門窗要求就可適當(dāng)降低,以達(dá)到節(jié)能和經(jīng)濟(jì)效益相協(xié)調(diào)。
(2)妥善安排建筑窗墻比,門窗打通了建筑內(nèi)部和外部的聯(lián)系,只要滿足了人的出入、空氣的流通就足以,要達(dá)到節(jié)能的目的,就需要減少一切沒有必要的、出于裝飾目的的門窗設(shè)置,因?yàn)椤巴ā钡脑蕉啵昂摹钡迷蕉?。曾有專家指出,在我國的普遍?shí)際情況下,一般針對不同朝向的建筑墻體,窗墻比都應(yīng)該嚴(yán)格控制,其北向、東向和西向、南向的窗墻比分別不應(yīng)超過20%、30%、35%。當(dāng)然,做好民用建筑施工中的節(jié)能技術(shù)管理,不能照搬規(guī)章指導(dǎo),而應(yīng)具體問題具體分析,對整個建筑做整體的規(guī)劃,應(yīng)用節(jié)能技術(shù)的同時,尋求最設(shè)和的窗墻比。
3 新能源利用
新能源指的是大自然已經(jīng)賦予的,只要采取措施充分利用就可的可再生能源,比如太陽能和地?zé)崮?。新能源的利用能夠有效地減少民用建筑對常規(guī)能源的依賴,減少建筑的能耗,又能做到環(huán)保清潔。做好節(jié)能技術(shù)管理,實(shí)際上就是在特定的地方借助相應(yīng)的技術(shù)去利用所能利用的一切資源。以下就介紹關(guān)于對太陽能和地?zé)崮苓@兩種新能源的利用技術(shù):
3.1太陽能
太陽能是地球一切能源的根本和源頭,可以說是取之不盡用之不竭。太陽光能夠給予建筑照明,又能提升建筑的溫度,這意味著既能減少照明的能耗,又能減少暖氣系統(tǒng)的能耗。因此,在太陽能豐富的地區(qū)的民用建筑,在施工中應(yīng)重視采用關(guān)于利用太陽能的節(jié)能技術(shù)。包括在建筑日照面及建筑天臺樓頂設(shè)置能夠吸收太陽能的擋板、加多玻璃幕墻充分利用陽光照明、裝設(shè)太陽能發(fā)電系統(tǒng)等等,為建筑中消耗能源的方方面面尋求減少能耗的機(jī)會。
3.2地?zé)崮?/p>
在有些地區(qū),地?zé)崮芟喈?dāng)豐富,由于地?zé)崮墉h(huán)保且能夠穩(wěn)定地供給,所以能夠在為民用建筑保溫這一方面提供極大的益處。利用地?zé)崮艿墓?jié)能技術(shù),以建設(shè)地?zé)崮苤С值呐ㄏ到y(tǒng)為例,這種暖通系統(tǒng)運(yùn)用地?zé)崮転榻ㄖ┡瑴p少對電能的要求,減少常規(guī)能源的消耗,節(jié)省了能耗開支,在這方面,泰州的民俗文化展示中心就是其中的典范,其暖通系統(tǒng)巧妙而又高效地利用了當(dāng)?shù)刎S富的地?zé)崮?,使其成為一個相當(dāng)成功的綠色建筑。
【關(guān)鍵詞】能源 節(jié)能技術(shù) 多專業(yè) 教學(xué)方法
【中圖分類號】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1006-9682(2012)11-0006-02
一、引 言
公選課是適應(yīng)高校素質(zhì)教育、拓寬學(xué)生知識面、優(yōu)化學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)、引導(dǎo)學(xué)生個性發(fā)展、培養(yǎng)學(xué)生多方面的興趣、激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力的重要課程。目前,能源緊張問題和環(huán)境質(zhì)量問題日趨嚴(yán)重。石油、天然氣和煤等常規(guī)能源將在未來一二百年甚至幾十年內(nèi)耗盡,新能源還在艱難發(fā)展期。為了使更多的學(xué)生了解能源的現(xiàn)狀及節(jié)能技術(shù)的原理,有必要開設(shè)“能源與節(jié)能技術(shù)”公共選修課。
根據(jù)近三年的教學(xué)實(shí)踐和探索,筆者總結(jié)了此公共課在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及考核方式方面的教學(xué)改革經(jīng)驗(yàn)及成果。
二、課程教學(xué)內(nèi)容方面
過多的課程使學(xué)生對選修課的重視程度日漸下降。而又很難有一門教材能夠快速更新內(nèi)容,因此,對教材中內(nèi)容過于陳舊的部分,必須借助于豐富的電子資源和互聯(lián)網(wǎng)資源,對其更新和補(bǔ)充。
“能源與節(jié)能技術(shù)”課程內(nèi)容由能源的基本知識和節(jié)能技術(shù)兩大部分組成。[1]綜合本門課程所涉及的內(nèi)容來看,該課程具有兩大特點(diǎn):前沿性和綜合性。為在授課時突出這兩個特點(diǎn),拓寬學(xué)生的視野和提高學(xué)生的興趣,對課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了整合、更新,引入了重點(diǎn)術(shù)語的專業(yè)英文詞匯,為學(xué)生更好地利用最新的科技文獻(xiàn)和應(yīng)用最先進(jìn)的工程技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。[2]
三、課程教學(xué)方法方面
“能源與節(jié)能技術(shù)”課程選課學(xué)生專業(yè)分布較廣泛,以2009-2010學(xué)年第二學(xué)期選修課程的110名學(xué)生為樣本,如圖1所示,涵蓋食品安全、建筑環(huán)境、材控、車輛等12個專業(yè)。
從人數(shù)上來看,以材料、機(jī)制、材控、車輛、電氣、自動化等專業(yè)學(xué)生居多,而這些專業(yè)也是與能源行業(yè)聯(lián)系最為緊密的。不同的專業(yè)、年級決定了對知識需求的層次不同,這是設(shè)計課程教學(xué)方法時需要認(rèn)真面對的。根據(jù)對課程特點(diǎn)和選課學(xué)生的專業(yè)及年級分布的分析,在授課過程中,有針對性地綜合運(yùn)用了四種教學(xué)方法:[3]
1.提綱挈領(lǐng)法
“能源與節(jié)能技術(shù)”課程的內(nèi)容決定了在講授多個內(nèi)容時,可用同一個脈絡(luò)結(jié)構(gòu)。如在講授煤炭、石油和天然氣等常規(guī)能源知識時,都可以用如下的結(jié)構(gòu):該能源如何形成?怎么分類?世界上主要國家該能源的分布、生產(chǎn)、消費(fèi)與運(yùn)輸概況?而在新能源部分,我們也可以用類似這樣的結(jié)構(gòu)。更為重要的是,在具體講授某種能源過程中,根據(jù)選課學(xué)生專業(yè)的不同,可以從不同專業(yè)結(jié)構(gòu)來講授。像太陽能部分,太陽能電池板的光電轉(zhuǎn)化效率不高,涉及的是材料專業(yè)和材控專業(yè)的知識,太陽能發(fā)電的控制又涉及到自動化、電氣等專業(yè)知識。這種提綱挈領(lǐng)法,不僅讓學(xué)生在聽課過程中目標(biāo)明確,有興趣去聽,而且在其他課程的學(xué)習(xí)過程中觸類旁通、融會貫通,也可以靈活運(yùn)用,提高自學(xué)能力,能夠快樂地學(xué)習(xí)。
2.學(xué)有所用法
目前,學(xué)生中存在這樣一種現(xiàn)象,“過了計算機(jī)二級,不會編程;過了英語四六級,無用武之地”。針對這種情況,同時考慮到核能、太陽能、風(fēng)能等新能源知識大部分屬于世界范圍內(nèi)研究和關(guān)注的前沿?zé)狳c(diǎn),我們在講授過程中引入了重點(diǎn)術(shù)語的專業(yè)英文詞匯。此外,在選擇視頻時,也大都選擇了英文方面的。采用這種方式后,學(xué)生普遍感覺英語水平得到了提高,專業(yè)英語詞匯量大大增加,查詢最新的國外科技文獻(xiàn)時更有信心了。
3.信息共享法
隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷進(jìn)步,信息共享的方式也日漸多樣,其中,公共郵箱已成為最為有效地公共平臺之一。通過建立公共郵箱,可以將上課方面的資料和布置的作業(yè)及時上傳,方便學(xué)生查閱下載;同時,學(xué)生對上課有什么好的建議,也可以及時留言互動,見圖2。通過這一方式的試行,學(xué)生的積極性和興趣得到了大大提高。
4.視覺沖擊法
在“能源與節(jié)能技術(shù)”教學(xué)過程中,利用大量的數(shù)據(jù)、圖表、動畫和視頻給學(xué)生以視覺沖擊,讓某一知識在學(xué)生腦海中深化。如國家地理頻道拍攝的《Hurricane》、《拯救切爾諾貝利》和《Three Gorges》等視頻讓學(xué)生能身臨其境地感受到颶風(fēng)巨大的沖擊力、核泄漏的嚴(yán)重后果和三峽大壩的艱巨及主要技術(shù)。
四、課程考核方式方面
根據(jù)教學(xué)大綱的要求,“能源與節(jié)能技術(shù)”課程的考核方式為平時成績與課程報告成績相結(jié)合。[4]具體來說,平時上課過程中,對學(xué)生的出勤率、回答問題情況、參與討論情況等進(jìn)行評價;在課程報告中,要求學(xué)生緊密結(jié)合所學(xué)專業(yè)知識,撰寫本專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用情況報告,使學(xué)生能真正認(rèn)識到專業(yè)知識和所修課程的聯(lián)系。為了讓學(xué)生在完成課程報告過程中有章可循,提高報告的可讀性,我們借鑒畢業(yè)設(shè)計打分表的形式,給出了“能源與節(jié)能技術(shù)”的課程報告封面,見圖3。這樣做有兩方面的優(yōu)點(diǎn):對于學(xué)生而言,在報告撰寫過程中可有的放矢,不至于亂抄一氣;對于教師而言,可以在打分過程中有據(jù)可查,同時也可以了解到不同學(xué)生在學(xué)習(xí)這門課程的理解程度。
五、小 結(jié)
在總結(jié)以往教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,課題組結(jié)合“能源與節(jié)能技術(shù)”課程的特點(diǎn)及選課學(xué)生的專業(yè)分布結(jié)構(gòu)情況,提出了面向多專業(yè)的“能源與節(jié)能技術(shù)”課程教學(xué)方法;并借鑒畢業(yè)設(shè)計評分標(biāo)準(zhǔn),引入課程報告講述環(huán)節(jié),給出了一種綜合考核方式,相關(guān)成果已應(yīng)用于2009-2010-2、2010-2011-1季和2010-2011-2三個學(xué)期的教學(xué)工作中,教學(xué)效果良好。
參考文獻(xiàn)
1 黃素逸、王曉墨.能源與節(jié)能技術(shù)(第二版)[M].北京:中國電力出版社,2008
2 石慶升、李秀娟、熊新民.“能源與節(jié)能技術(shù)”課程教學(xué)研究與實(shí)踐[J].中國電力教育,2010(28):95~96