能耗分析（精选12篇）
能耗分析 篇1
随着我国经济的快速发展, 对于能源利用效率和环境保护的重视程度也越来越高。
由于技术原因, 我国送风机能量转化效率一直不高, 送风机的能耗过大影响其工作效率和使用寿命, 如何有效降低送风机能耗是当前的热点研究话题。降低送风机能耗首先应该了解送风机能耗的主要来源, 深入了解送风机工作方式, 以此为依据针对性的提出能耗控制措施, 才能从根本上解决这一问题。
送风机能耗的控制对于提高送风机能量转化效率、降低企业成本、减少环境污染都有着重要意义, 也是本文探究的关键问题。
1 送风机能耗来源
机械损耗。送风机在运转过程中, 机械轴承之间会互相摩擦, 进而引起能量损耗, 机械轴承及周边零件摩擦引起的能耗约为输入功率的2%左右, 当叶轮盘面之间摩擦系数比较大的时候, 这一能量损失会更加明显, 最高可达有效功率的10%。
容积损耗。送风机工作过程中, 不同位置处的压力存在一定的差别, 受到机械本身的限制, 送风机的转动零件和静止零件之间要保留一定的空隙, 这就导致气流运动过程中, 在机体内外循环流动造成能量的损耗, 这种因为气流的流动而形成的能量损耗, 通常称之为容积损失, 通过减少零件之间的空隙, 定期对送风机进行检查与维修, 确保送风机的结构密封状态, 能够有效减少送风机的容积损失。
流动损耗。气体在流过送风机时, 会在局部产生阻力和撞击, 进而影响送风机的风扇转动, 引起送风机的能量损耗, 这项能量损失会受到流经器件的几何形状、零件的表面粗糙度、风机的运行状况等影响, 进而导致风机的能耗不断变化。
2 送风机能耗过大的原因
目前送风机能耗过大, 主要原因可以归结为两方面, 第一方面为制造厂的原因, 第二方面为非制造厂原因。
制造厂导致的能耗过大, 主要包括以下几种:
1) 送风机的效率低下, 目前国内生产的一些送风机, 由于技术手段问题, 导致送风机内效率低下, 不能充分的将电能转化为动能, 在工作过程中产生了大量的热量, 导致其能耗过大;
2) 送风机型号较少。国内对于送风机的研究不够深入, 目前市场上没有足够多的型号供用户进行选择, 当用户无法获得能够较好的满足其需求的送风机时, 只能用型号相近的品种代替, 导致送风机浪费了大量的能量, 却并没有取得满意的效果;
3) 风机装置效率低下。装置效率低下也是目前送风机的主要问题, 很多送风机的变速机构还是沿用了传统的V带形式, 导致送风机的传动效率十分低下, 造成了大量的能量损失。同时, 送风机的调节方式上也比较落后, 大部分送风机都采用调节门的方式对送风机进行调节, 由于以上种种原因, 尽管有的送风机内在效率可以达到80%以上, 但实际应用时的装置效率并不高。
非制造厂引起的送风机能耗过大原因有以下几方面:
1) 风机的安置位置不合理。目前国内对于送风机的位置选择缺乏系统性的研究, 导致进行通风工程设计时, 对于相关的管网阻力计算与实际情况存在一定的差距, 为了防止计算得到的送风机型号不能满足实际工况的需要, 常常会放大送风机的流量, 再加上国内缺少足够的型号可以供用户选择, 这就导致送风机的额定风量远远超过实际工作需要的风量, 这种情况只能通过操作者对风机的阻力进行调节, 进而提供需要的送风量, 由于型号选择不当引起的阻力增加降低了送风机的工作效率和能量转化率, 引起较大的能耗;
2) 与送风机相匹配的电机容量选择不当。目前国内生产的电动机不能与送风机的型号完美匹配, 在确定送风机的型号之后, 选择与之相匹配的电机容量时, 常常会选择较大功率的电动机, 来确保送风机的性能不受影响, 大功率的电机无法得到充分利用, 能量转化率低下;
3) 送风机管路系统设计问题。送风机管路在设计过程中, 如果没能充分考虑实际工作中可能面对的情况, 以及送风机型号对于管路系统的影响, 就会造成送风机与管路系统不匹配的问题, 常常会使得管网的阻力增大, 给送风机的能耗带来直接影响;
4) 送风机操作人员技术问题。送风机在使用时需要不定期的对其功率进行调整, 以便满足不同情况下的使用需求, 如果操作人员技术水平不达标, 采用错误的方法调节送风机的功率, 将会造成送风机的能耗增大;
5) 送风机管理不善。对于送风机缺乏系统的管理也会导致送风机的能耗增大, 甚至会给送风机的使用寿命带来不利影响。比如无节制的开机、停机、经常性的空机等操作都会造成不必要的能源浪费。
对送风机能耗情况与运行效率情况进行调查, 结果显示送风机的工作效率在70%以上的只占有总数的10%, 工作效率小于50%的占总量的60%左右, 平均的送风机运行效率只有不到40%, 可见目前我国送风机能量转化效率十分低下, 产生了大量的能耗。
3 送风机机节电原理与措施
3.1 送风机的调速节电原理
在实际使用中, 当风机容量偏大时。需要对其流量和全压 (或扬程) 进行调节, 而企业通常采用的方法是控制阀门开度, 即节流调节, 此方法虽能减少部分输入功率, 但却有相当一部分能量损失在调节阀门上, 其节能经济性较差。
若采用调速控制流量, 可达到一定的节能效果。通过流体力学的基本定律可知:风机、泵类设备均属平方转矩负载, 流量与转速成正比, 压力与转速的平方成正比, 轴功率与转速的立方成正比。
可见, 改变风机的转速即可改变风机的轴功率, 故对风机负载, 采用调速控制流量是有效的节能措施。
3.2 送风机调速方法的选择
用得较多的离心式、轴流式风机, 其机械特性是变转矩负载特性, 其转矩与转速的平方成正比, 随着转速下降, 其功率随转速的3次方减少。为了取得最大经济效益, 在选择风机调速方法时, 我们应根据风机的性能、容量大小、流量变化幅度、调速装置的效率、技术复杂程度、价格、维修难易程度等诸多因素进行技术经济比较后, 确定适用的调速方法。
3.3 高效调速方法与有转差损耗调速方法
高效调速方法是指在调速过程中没有转差损耗或对转差损耗能够进行回收, 如变极电动机调速、变频调速、串级调速等。低效调速方法是指在调速过程中有转差损耗, 如电磁调速电动机调速、调压测速等。
3.4 变速运行时的功率因数
可调速系统的功率因数值主要由电动机的功率因数及调速装置的功率因数决定。由于风机、泵的轴功率与转速3次方有关, 因而电动机负载变化较大时, 电动机功率因数变化也较大。高效调速装置功率因数还受变速装置影响, 降速时负载减少, 相应的功率因数也下降。
3.5 调速装置的选择
风机运行过程中的节电能力会受到流量变化的影响, 当送风机流量始终保持在较高的比例时, 不建议采用变速调节的方式对送风机进行节能处理, 因为此种调节方式最高的装置效率与此时的流量相匹配, 不会产生明显的节能效果。送风机的流量处于一定限值以下时, 建议采用高效调速方式, 能够在满足使用需求的前提下, 尽可能的节省能量消耗。为了提高送风机的节能效果, 可以采用自动控制装置对送风机的流量进行监控, 根据流量的变化灵活选择送风机的参数, 实现最佳的节能效果。
4 结语
目前我国对于送风机的研究不够深入, 送风机在工作过程中存在大量的能量消耗, 给企业的利益和环境保护都带来了危害, 也与当前提高能源利用效率、实现可持续发展的社会宗旨相违背, 如何有效利用送风机的工作性能, 根据实际需求灵活选择合适型号的送风机, 使得送风机的利用效率最大化, 是我们应该思考的问题, 对送风机进行调速控制, 能够有效节省能耗, 促进送风机工作效率的提升。
参考文献
[1]滕金冰.锅炉引送风机节能增效方案探讨[J].能源研究与利用, 2007.
[2]师亮.甘蔗糖厂蔗渣锅炉单台送风机配风系统研究[D].华南理工大学, 2014.
[3]丁连生.600MW机组锅炉送风机节能改造效果[J].能源技术经济, 2011.
[4]马国伟, 陈永.660MW机组送风机降速改造节能分析[J].电力科学与工程, 2014.
能耗分析 篇2
1.引言
酒店类公共建筑的能源消耗主要用于空调、照明、热水供应、电梯等，与其它类型的商业建筑相比，酒店类建筑具有自身的特点：如酒店内的各种设施（餐厅、商务中心、休闲中心等）具有不同的功能，运营时间也不同；全年平均入住率的变化引起酒店内人员负荷的变化（节假日、旅游黄金周等的入住率较高）；室内环境及空调参数的选择因入住人员的要求而调节，因此随意性较大等等。以上诸多因素都 会导致酒店内各服务设施具有不同的运营时间段，并由此产生其能量消耗的特殊性。
2.酒店概况
该酒店于 2005 年 9 月竣工，按四星级设计装修，建筑面积 27201.5m2，地上 15 层，地下 2 层。酒 店 1 层和 2 层有中餐厅、西餐厅、厨房、小商场及会议室等。3 至 15 层均为客房，共有 227 间标准间，提供 24 小时热水。地下一层为职工食堂和工程部办公室，地下二层为设备机房。酒店每层均设有 3 部 电梯。窗户采用普通塑钢外窗，窗帘为外层遮光窗帘及纱窗帘。酒店装配了各种节能的灯具，有效的节 约了电能，照明采用区域照明且照明度良好。酒店采用了较先进的供配电系统，使用了各种节电供配电 设备，拥有能耗分项计量系统。
酒店夏季供冷采用了两台约克的离心式制冷机，制冷量为 1652kW，一用一备。客房采用的是风机 盘管加独立新风的空调系统。
冬季供热采用三台德地氏燃气锅炉（GTE525），每台功率 1400kW，一用二备；三台一次供热水泵，流量 93.5t/h，扬程 28m，功率 11kW；一台采暖板式热交换器，负责采暖水换热，换热面积 30m2，二 次采暖循环水泵 2 台，流量 200m3/h，扬程 32m，功率 30kW；两台容积式热交换器，负责提供生活热 水，换热面积 26.26m2。系统图如图 1 所示。
3.能耗分析
从该建筑的逐年能耗变化情况来看，随着节能技术的推广、应用和建筑设备的改造，该酒店在 2006~2008 年期间的能耗水平有下降的趋势，由此可见推广节能技术和加强节能宣传的重要性。图 2 是该酒店 2006~2008 年逐月耗电量变化情况，从图中的曲线可以明显看出该建筑的耗电高峰在 7～9 月，该酒店的供冷主要集中在 5～10 月。2～5 月和 10 月等过渡季节天气变化较大，一般根据天气 情况采用间歇供冷。供热则主要集中在 12 月至次年 1 月，2 月则根据天气状况间歇供热。从图 2 可以 看出，7～9 月是该酒店的耗能高峰时期，2～5 月和 10 月等过渡季节则是用电的低谷，这主要是由空调 系统的能耗引起的，也说明了该酒店的建筑能耗主要以空调用能为主。
天然气是该酒店锅炉采用的主要能源，该酒店的逐月耗气量随季节的变化较大，冬季由于生活热水的需求量增大，其耗气量也随之增大，11月～3 月是天然气消耗的高峰期。06～08 年逐月耗气量及耗水量变化见图3和图4。
根据对该酒店电、气、水三项能耗的整理和分析得出，2006 年总能耗费用约为 1629312.70 元，2008 年总能耗费用约为 1501589.55 元，三年内耗能总费用下降了 7.8%。详细费用见图 5。
4.能耗监控系统
4.1 系统组成：
以商业能耗监测系统软件为核心，建立I/O Server实时数据服务器，实现在线的数据监视、工艺操作和实时的能源管理功能；基于数据库技术开发具有模型背景的能源管理功能并对外提供接口。系统拓扑图如图6所示
-通讯网络：
采用工业级以太网交换机，建立分区域的冗余环网，环与环之间采用耦合拓扑结构进行连接，从而建立高可靠专有的能源数据采集通讯网络。
-数据采集：
RTU产品为核心，通过信号采集、加密、通讯、协议转换等技术手段，通过数据采集器实时存储在实时数据库并上传。
-能耗监测系统软件 能耗监测系统具备能耗监测、能耗统计、分析、数据保存、事件记录、生成能耗报表、展示等多种功能，可用于更加透彻的了解建筑当前用能现状，更加方便管理建筑的用能策略。
图6 能耗监控系统拓扑图
4.2系统功能
EMS的监控系统分为3个子系统，即供配电系统、动力系统、给排水系统。
其中动力系统包括燃气系统、蒸汽系统、氧氮氩系统，给排水系统包括化学水、工业水和生活水。
①、数据的实时采集与监控
通过建立可靠的数据采集系统对能源潮流数据（如用电量，用水量，燃气用量等）进行采集； ②、基础数据管理
包括每日用量实时累计，累计当日分类能耗总用量，以及分类能耗的分项组成，以及其他需要人工输入的数据。③、能源管理功能 将采集的数据进行归纳、分析和整理，结合生产计划和检修计划的数据，实现基础能源管理功能。能耗在线监测软件利用数学模型、数据库功能，提供详尽的图形分析，可以以时间为横轴，按、月份、时段，进行对比分析建筑能耗总量指标、单位面积能耗指标以及人均能耗指标，能耗与营业指标相结合等。
5.节能潜力分析
5.1 围护结构节能
酒店类建筑多为高层建筑，从建筑结构来看，多为框架结构。就高耗能建筑而言，门窗的耗能可达建筑总耗能的50%左右，是建筑物围护结构耗能的主要环节。从建筑保温效果来看，该酒店采用了外墙保温措施。在窗体结构方面，该酒店采用了普通塑钢外窗，根据客房等功能房间的要求，基本上都在建筑内部安装了窗帘。对于既有建筑而言，对围护结构进行大面积更换不太现实，但根据以上分析可知，在建筑热工设计方面仍然具有很大的节能潜力，例如：使用反射玻璃、双层玻璃。反射玻璃、双层玻璃可以提高玻璃的隔热性，减少由外窗引起的冷负荷。此外，应改善遮阳设施。资料显示，外遮阳比内遮阳更具明显的节能效果，在阳光照射时间较长的南面、西面设置外遮阳体系，能较大幅度地降低空调负荷，可降低空调运行负荷 16%～29%。5.2 照明系统节能
照明系统能耗主要受照明设备功率及设备使用时间影响，因此其节能途径主要有两个方面。一是节能灯具的使用，在满足照度的前提条件下采用高效节能型照明产品，不仅能降低照明系统的能耗，而且也能减少空调系统的能耗。二是照明系统控制方式的自动化、智能化，采取合理的自控方式能大大降低照明系统能耗的同时又不对室内光环境需求产生不良影响。该酒店装配了各种节能的灯具，有效的节约 了电能。根据《建筑照明设计标准》[3]（GB50034-2004）的要求，公共建筑的走廊、楼梯间、门厅等公 共场所的照明，宜采用集中控制，并按建筑使用条件和天然采光状况采取分区、分组控制措施。该酒店在照明自控方面有很大的节能潜力，例如：在酒店门厅、电梯大堂和客房层走廊等场所，采用夜间定时降低照度的自动调光装置；此外，按具体条件采用集中或分散的、多功能或单一功能的自动控制系统。
5.3空调系统节能
空调系统设计中的设备选型是基于最不利工况下的冷热负荷，即夏季最高气温时的最大冷负荷和冬季最冷时的最大热负荷。但在实际使用中，由于季节、天气、客房入住率和经营活动的不断变化，用能负荷也在不断的变化，并在绝大部分时间实际负荷低于设计负荷，这就导致了装机容量偏大、管道直径 偏大、水泵配置偏大、末端设备偏大的“四大”现象，也就是所谓的“大马拉小车”现象[1]。该酒店 06 年 夏季制冷机 COP
[4]曲线见图 6 所示。根据《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2005）中规定，制冷 量大于 1163kW 的水冷式离心冷水机组的 COP 值不应低于 5.10。该酒店 COP 偏低，其原因是冷机设计 选型偏大。针对此现象，采用根据实际需求随时改变空调系统工况的变频技术和智能控制技术尤为重要。
针对以上调查分析，在空调设备方面采用的相应节能措施如下：（1）合理配置冷热源设备的容量和台数，在不同的冷负荷下开启相应的机组和台数；（2）过渡季节充分利用室外新风来消除室内负荷；（3）对冷冻水泵和冷却水泵分别加装变频器，实现变水量运行，节省输送能耗；（4）根据人员变化规律设计自控系统，使室内温度、湿度达到设定值，不 仅可以节约能量，还有利于提高室内的舒适性。
5.4 运行管理节能
该酒店在运行管理方面较为重视，拥有大型公建电耗分项计量系统，此系统便于对各个分项进行电耗统计，使管理人员对此一目了然，易于管理。酒店还采用了合理的供排水系统，并且采用了先进的水处理技术——中水回用技术，将生活污水经处理设施深度净化处理后，处理为符合国家标准的中水，再利用中水进行冲厕，这样大大节约了水资源，提高了水资源的利用率，达到节水环保的目的。针对空调系统长期运行会有灰尘堵塞风口的现象，管理人员及时组织人员对大厦的空调风口进行清理，大大减小了系统的阻力，起到了节能环保的作用。此外，工程管理部建立了严格的运行管理制度，引入专业管理人员，在管理人员上岗之前都进行了专业的运行管理培训，并进行实际操作的考核。定期对各种设备运 行情况进行实际的观测和记录，做到“天天有记录，月月做总结，年年定计划”，并按照实际观测情况对大厦的运行管理不断进行改进。在设备运行管理和人员的技术水平方面，应继续加强酒店高层管理部门对节能工作的重要性认识，提高专业管理人员专业素质，通过组织一些行业内节能培训及经验交流活动，了解节能降耗的新技术和新信息。此外，还应继续加强设备监管、维修和清洗减小设备运行阻力，提高空调的运行效率。5.结论
随着近年来对节能工作的重视，以及各类节能技术的不断推广和应用，该酒店在 2006～2008 年期间的能耗水平和能耗费用呈下降的趋势，但该酒店节能潜力总体上还很大。根据调查和分析，得出相应 的节能措施为：
（1）在围护结构节能方面，通过改善提高玻璃的隔热性和外遮阳设施，从而减少由外窗 引起的冷负荷；
（2）在照明系统节能方面，应采取合理的自控方式；
（3）在空调设备节能方面，合理配 置冷热源设备的容量和台数，在不同的冷负荷下开启相应的机组和台数；要充分考虑空调系统的全年节 能运行，过渡季节充分利用室外新风；采用变频和自控系统，使室内温度、湿度达到设定值，不仅可以 节约能量，还有利于提高室内的舒适性；
（4）在设备运行管理方面，应继续加强酒店高层管理部门对节 能工作的重要性认识，提高专业管理人员专业素质，通过组织一些行业内节能培训及经验交流活动，了 解节能降耗的新技术和新信息。还应继续加强设备监管、维修和清洗减小设备运行阻力，提高空调的运行效率。
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多种供热供暖方式的能耗分析 篇3
关键词：供热供暖方式；能耗量；分析
城市建设发展越来越重视环保，尤其是我国北方供热供暖的城市，冬季环境会受到很大的影响，为此，需要注重能源供应结构的优化，同时对我国供暖供热的计量收费标准进行改革，以便我国的供热供暖方式能够更加的多元化。现阶段，我国选择使用的供热供暖方式，不够合理，也没有充分的考虑都其适用条件，这也是能耗量比较大的重要原因之一。
一、各供热环节能耗
我国由于气候原因，冬季必须要进行供暖供热，尤其是北方地区，供热供暖的方式有很多种，每一种的耗能情况都不同，而且每一个供热环节也有不同的能耗，如果能夠掌握这一规律，对供热供暖节能将有积极的意义。供暖供热系统主要是利用转换能力来达到供暖供热的目的，其各环节能耗情况如下：
1、建筑散热
围护结构传热以及通风唤气，是现代建筑散热重要的构成部分，尽管建筑建设的年代有差异，但是通过计算，建筑物的围护结构的散热量与通风换热的散热量几乎相同，而且这两者的散热量与建筑保温程度也相同。通过实地的测算发现，近期建设的建筑物，其建筑节能标准已经达到了25W /m?，还有很多建筑的能耗水平已经达到了20w/m?，这非常值得一提。实际测算中还发现，供热供暖的差异的确会影响建筑物实际能耗水平的高低，尽管建筑物的年代不同，会影响到建筑的保温水平，但是这种差异并不大，如果再不考虑管网热损失因素，相比计较而言，集中供热的耗能量更大。
2、不均匀热损失
如果建筑物选择的供热方式是集中供热，则其存在的最大问题就是不均匀热损失，换言之就是供热失调。即便两栋建筑物是同一个供热系统，但是两者的能耗也有很大的差别，即使建筑布局、散热器都相同，这种情况依然存在。之所以会出现这种不均匀热损失，主要是因为集中供热管网没有进行有效调节，也有可能是因为初调节工作没有做好。不均匀热损失的存在，使得建筑物中有很多的不利用户，供热系统为了使得不利用户也有足够的热量，就需要极大供热量，但是因为调节手段不佳，或者没有有效的激励机制，这使得室内过热的用户只能通过开窗将热量释放出去，这就会导致建筑物的实际散热量明显的提高，此外，管网调节没有做到均匀，也是导致不均匀热损失的重要原因，无论是室内管网，还是室外管网都会引起这种情况。通过调查显示，室外管网调节无效是产生建筑物不均匀热损失的最重要原因，其损失的程度要高于管网的直接损失。就目前的技术水平而言，难以使室外管网做到以有效调节。
3、管网热损失
室内管网，管网布置在室内，其散发的热量也用于加热建筑，因此不形成直接的热损失。楼内管网一般与室外管网直连，其由于漏水造成的热损失与室外管网一并考虑。
室外管网，，保温热损失是管网热损失的主要部分。同时，不同的管网热损失差别很大，这与管网敷设方式（直埋/管沟）、建造年代、保温水平、管网规模、供回水温度和维护水平等都有关。一般室外管网热损失为3～5W/m?。
高温热力管网，与室外管网相比，其长度并不大，但保温水平和管理水平远高于室外管网，因此热损失较小。目前北京城市热网热源供水温度与大多数热力站处测出的供水温度之差均小于2℃，回水干管温差应更小些，则总损失温差在3℃左右。目前供热高峰期供回水温差约为65℃，因此城市高温热力管网热损失不超过输送热量的5%，约为2W/m?。
泵耗，管网除保温热损失和漏水热损失外，还有循环水泵的电耗。根据调研数据，室外管网供暖期的平均耗电量为3.7kWh/m2，范围为2.3～5.0kWh/m?。
二、热源供热效率
1、燃煤锅炉
依规模不同，锅炉效率有很大差别。由于煤是固体燃料，以接触式表面燃烧为主，燃烧的完全性受炉膛温度的影响，锅炉容量越小平均炉膛温度越低，燃烧越不完全，因此锅炉效率与锅炉的吨位、燃烧方式和供热介质温度有关，同时锅炉的运行管理水平对锅炉的效率有较大的影响。一般大型锅炉房的管理水平较高，锅炉的热效率相应较高。煤在运输和储藏过程中有一定的损失，因此锅炉房实际供热效率要小于锅炉效率。根据在某地区的测试统计，燃煤锅炉房供热效率为55%～75%。
2、天然气锅炉
无论规模大小，锅炉效率一般差别不大，。由于天然气是空间燃烧，锅炉效率主要与受热面大小、供热介质的温度和换热强化等因素有关。由于天然气锅炉不产生灰分，受热面布置不考虑灰堵和清灰问题，可以采用波纹管和旋流片等强化传热方式，所以锅炉的热效率高，热水锅炉一般都在90%左右。由于炉膛燃烧温度低，排烟温度较低。
3、天然气热电联产
天然气热电联产可实现天然气梯级利用，提高天然气利用的经济性，平衡电力供应的峰谷差。对于天然气联合循环热电联产方式，在设计工况下，当发电效率为40%，供热效率为42%时，与目前发电效率55%的联合循环电厂相比，每发出1kW电力，多消耗燃料0.7kW，但多产生热量约1.05kW，从这个意义上讲，相应的折算供热效率约为150%。
天然气热电联产相对于热电分产，一般情况下是节能的，但节能效果不如燃煤热电联产显著。对天然气热电联产效率的评价是与天然气锅炉和天然气发电厂效率相比而言的。而天然气锅炉的效率一般都在90%左右，天然气纯发电的效率也很容易超过50%（燃气蒸汽联合循环），这两种系统的效率都非常高。虽然天然气热电联供实现了能量的梯级利用，但是，对燃气轮机而言，由于过剩空气系数较大，在相同的排烟温度下，其总效率要明显低于天然气锅炉。对于内燃机，虽然过剩空气系数对效率的影响不如天然气轮机那么明显，但是如果低温冷却水不能得到利用，总效率也会明显低于锅炉。一般地，天然气热电联产的总效率在80%左右，而在部分负荷情况下，特别是当热电负荷不匹配时，其总效率会更低。鉴于以上原因，天然气热电联产的节能效果应慎重看待。
三、结语
综上所述，可知对多种供热供暖方式的能耗进行分析是十分必要，因为在能源资源短缺的情况下，如果能选择出一种比较合适的供热供暖方式，能够大大节约能源资源，因为有些建筑物的建设的时间比较久远，因此选择的供热方式比较传统，针对这种情况，有关部门应该组织相关人员，对其供暖方式进行改造，以便能够最大程度的减少能源损失，同时也能够满足人们的供热供暖需求。
参考文献：
[1] 张刚，强永胜. 住宅供暖方式比较分析[J]. 包钢科技. 2008（05）
[2] 朱栋华，郑宝华. 关于改革供暖方式的策略分析[J]. 建筑节能. 2008（06）
[3] 李炎锋，杨英霞，高辉，朱滨，邹高万. 国内几种供暖方式的经济技术比较与分析[J]. 建筑热能通风空调. 2004（04）
[4] 葛振玉. 住宅小区供暖方式探讨[J]. 煤炭工程. 2006（07）
我国建筑能耗现状分析 篇4
当今世界,与人类生产、生活息息相关的七大能源中,石油、煤炭和天然气是第二次工业革命开始以来人类越来越依赖的能源,也是当今世界人类消耗的主要能源。专家呼吁石油和天然气能源即将到2050年就消耗枯竭,枯竭后其他能源暂时无法得到广泛地、充分地应用。另外,人类对于能源的过度使用或是工业生产造成浪费、造成大量的碳排放,导致全球气温在不断地逐年攀升,臭氧层遭到破坏,也打破了生态平衡[1]。
面对当前各国之间全球矿产资源竞争加剧、农业现代化逐步加快、工业化水平发展迅速、境外矿产资源的引进和利用成本激增、也增加了难度和风险。中国当前资源的相对短缺,是制约经济发展的主要因素。若是其能源与重要矿产资源受制约,就会影响我国的可持续发展,最终安全和经济社会发展会受影响。我们这种资源消费大国,能源和资源供应都依赖于他国进口是不可能也是不现实的,必须加强本国地区的地下能源、海洋能源和重要矿产资源的合理利用,立足国内,才能发挥能源的最大有效利用值[2]。
2 我国建筑能耗现状研究
我国在这些要求中对建筑能耗的极限值起步较晚,对建筑围护结构(屋顶、外墙、窗户)等的热工性能要求比较落后,大多时候对于在建筑节能设计要求、设计标准的执行率均很低。在实际的建筑施工过程中即使执行《公共建筑节能设计标准》也会造成一部分的建筑和发达国家之间很大差距,因为本身在我国对围护结构的极限值要求就相对较高。在我国的建筑窗户所带来的能耗是发达国家的2~3倍,外墙的单位面积所带来的建筑能耗是发达国家的3~5倍,屋顶的单位面积所带来的建筑能耗是发达国家的3~5倍,空调实际的使用能耗和建筑冬季采暖能耗总体就要比发达国家高的多[3]。
通过研究发现,目前我国建筑能耗的现状研究如下:
2.1 北方建筑采暖能耗
随着城镇化进程的发展,北方城镇的采暖面积在逐年增加,建筑能耗也在2004年到2007年之间增加了接近10%左右。冬季采暖能耗占建筑总能耗的最大组成部分,北方城镇冬季采暖能耗也在逐年增加。
2.2 农村建筑采暖能耗
我国是一个农业大国,而今天在我们现有的农村人口却占有很大的比例,大约为7.37亿人,占全国总人口数的56%,超过了我国一半的人口。我国农村建筑住宅面积约为240亿平方米,每年的总耗电量在约900亿度/年,经统计,农村建筑能耗社会总能耗约为20%。目前农村的能源消耗特点是煤炭、电力和其他商品的数量中,能耗消耗相对较低,而农村消耗能源主要是烹饪和加热结合在一起的,通过燃烧煤、木柴、秸秆等生物质能源,利用这些能源可以作为日常做饭和冬季取暖。这些主要的生物质能源,包括薪柴和秸秆,尽管能源利用效率很低,但总体来说相对比较节能,但是如果随着不断提高农村的人均收入水平,农村能耗可以通过先进的科学技术,通过种植农作物来提高产量,而使收入水平提高,能源被替代而等到广泛使用,这些生物能源陆续用于被燃煤或是集中供暖,则我国建筑能耗会提高一倍。
2.3 城镇住宅的能耗
由2006年至2010年底,中国城镇住宅的建筑面积大约从401亿平方米增加到2010年的519亿平方米,大约增加了110多亿,而目前我国的房地产开发还呈现着不断上升的状态,土地都被开发商收购而建成了高楼大厦,房地产的价格也在居高不下。随着不断提高的城市化水平,房地产开发面积逐年增加,从2010年的519亿平方米到2020年估算增加达到686亿。电能消耗除了供暖需要外,也包括住宅能耗包含照明、做饭、供热热水使用、家电、空调等,用电量的增加有随着逐年增加现象,所带来的建筑消耗迅速增长,电量消耗折合用电量约为10~30千瓦时/平方米·年,全年供电量中城镇住宅的用电总量约12%。
2.4 一般公共建筑非采暖能耗
随着中国的社会公共事业越来越完善,公共建筑增多是必然趋势,2008年北京奥运会的成功举办,我国体育综合实力越来越强,就会有越来越多的青少年来投入到体育事业中来。在我国,一般公共事业的建筑总面积大约为55亿平方米,约8%的供电量是一般公共建筑用电总量所消耗的。在能源消费的差异中城市和农村地区相差更大,原因是:一方面,中国的城市和农村在能源使用的类型是不一样的,在城市中人们满足需要能源主要是煤、电、气等。此外,在中国,每年中国的城市和农村居民的消费支出也差异在3倍以上,城市中各类电器的使用和所有权和农村居民差异较大。
在一般公共建筑的能源消耗上我国的消费水平远远低于发达国家,究其原因是当前我国的公共建筑在数量和提供居民服务水平不高,服务范围不广。因此出现在我国随着人民收入增长现象同时伴随着能耗增加,城市居民用电和生活热水的使用率偏高,而节能的水平却远远低于发达国家。
2.5 大型公共建筑建筑能耗
公共建筑包括影剧院、体育馆、礼堂等,公共建筑的定义:当单体建筑面积超过二万平方米,并且为非住宅性质的民用建筑称为大型的公共建筑。在2004年中国公共建筑的建筑能耗占全国建筑总能耗的21.7%。如果这个公共建筑采用中央空调运行时,建筑能耗的单元建筑面积中的能源损失,要比不使用空气调节系统的建筑能耗高出十倍以下,但是是否采用中央空调也和建筑的日常使用情况与使用率有关,而且人类对于热舒适性要求的提高,也是提高公共建筑功能性的必要条件,大型公共建筑面临问题不同于小规模的公共建筑。那么经过大量人员调查,结果表明,目前在我国很多的大型公共建筑能源浪费,日常管理不当这类现象比较多、比较严重,所以说大型公共建筑的节能潜力还是很大的。
3 结束语
综上所述,我国能源现状和我国建筑能耗现状不容乐观,走可持续发展的道路刻不容缓。
摘要：文章对我国能源现状和建筑能耗现状进行研究分析,发现能源在逐渐消耗,要充分利用可再生能源,走可持续发展的道路,通过研究我国建筑能耗的现状,分析了北方建筑采暖能耗、农村建筑采暖能耗、城镇住宅的能耗、一般公共建筑非采暖能耗、大型公共建筑建筑能耗的特点。
关键词：能源现状,建筑能耗,能耗分析
参考文献
[1]胡锦涛.中国共产党第十八次全国代表大会报告[R].2012,(9):21-27.
[2]涂逢祥,王庆一.中国建筑节能现状及发展[J].新型建筑材料,2004,(7):40-42.
变频器能耗制动应用高度分析 篇5
近年来，随着变频器本身功能的不断完善，交流调速技术有了长足的进步，如何在不同应用条件下充分开发变频器自身功能、有效的降低设备的改造成本已成为一个重要问题。与通常的控制方式相比，利用变频器直流制动功能实现交流拖动系统准确停车的设计方案省去了价值昂贵的变频器专用制动单元/制动电阻，有效降低了设备改造成本，工作稳定可靠、控制精度高。
2.VVVF能耗制动的理论分析
通用变频器提供的制动方式主要有：能耗制动、再生制动、整流回馈等。在转动惯量较大的工况条件下，变频器厂家所建议采用的一般方式是外接制动电阻和制动单元的再生制动方式，某些情况下可以配合采用直流制动。这一设计思路基本为大多数目内用户所接受，并在实际使用中获得了较好的效果。但该方案需另外购买变频器厂家提供的专用制动单元/制动电阻，无形中增大了改造成本。
所谓“直流制动”，一般指当变频器的输出频率接近为零，电机的转速降低到一定数值时，变频器改向异步电动机定子绕组中通入直流，形成静止磁场，此时电动机处于能耗制动状态，转动着的转子切割该静止磁场而产生制动转矩，使电动机迅速停止。在电动机制动过程中，由于变频器输出频率逐渐降低，则定子绕组内的同步磁场转速低于转子转速，电动机处于再生制动过程，此时旋转系统存储的动能转换成电能热损耗的形式消耗于异步电动机的转子回路中，为防止电动机减速过程中所形成的再生发电制动以及直流制动过程中的能量回馈，造成变频器和电机的损坏，需串入专用制动单元/制动电阻。
一般交流电动机制动时的机械特性曲线，
设A点为正常工作点。电动机同步旋转磁场转速为：
为电机同步转速，为电源频率，为电动机磁极对数。
在通常电动机的制动过程中，电动机先减速，电动机同步旋转磁场转速低于转子转速，工作点在同一转速下由曲线①的A点跳至曲线②的B点，即从第一象限过渡到第二象限称之为同一转速下特性的跳转，则电机得到反方向的制动转矩T进入发电制动状态，拖动系统沿图1中曲线②迅速降速，当低于某一转速后，向定子绕组输入直流，形成固定磁场，产生制动转矩。在这一过程中，电机将经过再生发电制动和能耗制动而最终停止。
从理论上分析，如果能够控制电动机同步磁场的转速缓慢下降，使电动机在同一转速下特性跳转时，特性曲线维持在第一象限，如图1中虚线组③所示缓慢降速，不跳转至第二象限则拖动系统在降速过程中可以有效的避免发生再生制动过程。如图1所示，当电机转速在小于临界转速nh的情况下接入直流进行制动，并相应控制接入直流的大小和时间，理论上分析电机只经历有限的能耗制动阶段，不会过热。而变频器良好的内、外特性可以保证上述各项条件的满足。
但是，采用该方法有一些必要的前提条件，首先，系统不能频繁进行启/停，否则会造成变频器直流电路故障。其次，提升机、电梯等下放重物的工况不适宜采用。再次，系统降速时间不能过短，即降速不能过快，否则工作点将进入第二象限发生再生制动过程，引起电机过热。
3.结束语
空压机能耗分析与解决方案 篇6
【摘 要】在全球能源需求持续增长而实际供应相对不断下降的严峻形势下，节能减排已势在必行，众多工厂也已在不断寻求潜在的节能空间。空压机的平均耗能占整个企业的约30%，部分行业的空压机耗电量占总耗电量的比例高达70%。从投资成本结构分析，空压机的节能重心在能耗上，针对于电机驱动类型的压缩机，能耗可以近似等于电耗。
【关键词】空压机；改造；一站式管理；节能减排
螺杆式空压机已经广泛应用于工业生产的各个领域，是应用最广泛的动力源之一。但也存在着大量的能源浪费，主要是电能、热能的浪费。
我公司通过合理管理，对设备的改造和余热有效的利用，每年可帮助企业节约能源消耗近 90万元，又能够间接减少CO2的排放，有着良好的经济、环境和社会效益。适宜推广。
1.空压机运行原理
压缩机接近100%的轴功率都消耗在，压缩空气产生大量的热能上，在通过冷却器散发到大气中。
2.我公司站内空压机运行状况分析
现空压站内共有6台设备运行，其中1台为变频螺杆机，5台工频螺杆机，由于我厂对气体的稳定要求较高，现站内空压机开机台数为根据生产线运行数量，人为预估开机。这种情况下，为保证用气端压力波动时压缩空气随时能够补充，需要在开机数量上开启备用机组待载。这样，多台设备会处于卸载状态。
空压机的卸载状态为：由于出口压力达到出口需求的设定点，电脑程序自动关闭进口阀。此时电机处于无负载状态运转，以保证在后端压力变化时，随时进入加载状态。空压机卸载时电流较低，但仍有较大的电能消耗。
以下为我公司空压机系统的运行数据：
从数据可以看到：
（1）若可以降低空压机卸载时间，将节约可观的电能消耗。
（2）合理的设备组合（开启）可减少设备运行时间—直接减少卸载时间。
（3）对空压机产生的热能进行回收，可间接的降低能耗。
（4）合理的保养周期可降低维修成本。
（5）原厂备件最大限度的减少非正常停机的损失。
3.空压机站房一站式管理
3.1智能集中控制
3.1.1 DCS360系统概述
本控制系统是针对Atlas压缩机的生产使用工艺要求设计制造的自动化控制系统。通过集中控制空压站系统，逻辑智能控制空压机及辅助系统的运行，达到节省能耗、精确控制、操作维护方便的功能。集控系统实现对压缩机参数、状态的显示及干燥机、过滤器等设备的在线控制和监视优化，保证整个压缩空气系统的长期安全、经济、合理和高效运行，并为制定最佳的保养周期提供可靠的依据。控制系统能将全面数据传送至工厂集控中心，实现全厂范围统一管理。
3.1.2控制的说明
空压机由集控系统控制空压机6台、干燥机6台、阀门（共16套）其它设备视情况添加到集控系统中。
通过COMBOX-S/P模块，Modbus/Profibus协议将数据传输到DCS360系统上进行显示。将空压机数字量信号通过现场硬接线方式，接入到集控系统中。
3.1.3简图
3.1.4空压机集控系统功能和特性（FDS）
控制系统压力控制。
在空压机集控柜的触摸屏和上位机上，用户都可以设定目标压力范围。空压机控制柜使系统的压力控制在设定的范围之内。一旦系统检测到系统压力低于设定目标压力下限时，就会自动按照设定程序设计自动启动或加载相应的空压机；在系统压力高于设定目标压力上限时，控制系统将自动按照程序运行卸载相应的空压机，空压机长时间卸载后将会自动停机，以节省能源消耗。
（1）适用集中控制的空压机，必须保证其具备自动重起动功能，即在长时间卸载运行后空压机会自动停机，在接到加载信号会自动起动并加载。
（2）DCS360的程序将根据生产线的运行套数，顺序控制四台ZD设备的启停；如启动顺序为1-2-3-4，停止顺序为4-3-2-1；顺序逻辑可以根据用气需要设置有多个顺序排列组合，满足启动不同产线的用气需求下，启动不同组合的设备。
（3）预先在集中控制系统将空压机的功率信息设定程序中，DCS360将根据后端压力测点变化，程序自动识别机组信息，进行运行顺序的切换，无需操作人员的手动干预。
（4）DCS将每套系统内的各台空压机产气量数据采集，程序逻辑为根据后端压力变化趋势，自动选择最匹配的空压机启动或待载，在后端压力变化时随时启动；若压力在逻辑设置检测时段内处于较平稳状态，程序控制待载设备停机。
1）当某台机器出现故障时，能够按照预选顺序启动下一台机器。
2）重要参数设置（如目标压力，运行顺序）。
3）系统母管压力显示。
4）空压机运行/故障状态显示。
5）空压机的加载/卸载状态显示。
6）空压机主机温度、排气压力显示。
空压机集控优点。
（1）设备无人值守，减少操作运行成本。
应用了空压机集控系统，空压站房可实现自动运行，现场无需配置操作人员，可节约人力运行成本。
（2）系统压力稳定，节约能量，可为用户创造经济效益。
（3）未使用集控系统时，6台空压机的加卸载顺序是通过在空压机本机上的加/卸载压力带设置一个梯度来实现，这样系统压力波动较大（带宽大），且造成能源浪费。
使用集控系统以后，集控系统根据系统母管实时压力来集中控制多台空压机的加卸载，为单点压力控制，可以稳定系统压力在一个比较小的压力带内，为用户提供稳定压力，节约能量。
（4）自动故障处理，减少潜在的生产损失。
（5）强大的上位机管理功能：监控室远程监视站房设备运行状态和数据，故障信息记录，有利于企业优化管理。
3.1.5节能收益
直接收益：根据现我公司的设备运行状况，在满足必要待载设备数量，并通过减少不必要卸载备机的电能消耗，可以每年节省电量为：500000KW·h/年。
间接收益：通过降低设备运行时间，可以减少设备的无功运行时间，降低设备故障率，提高设备使用寿命。
3.2热能回收改造
热能在东北的应用很广泛，冬季取暖（热水空调、暖气片取暖）、生活用水（洗澡、洗手、食堂）、生产用水加热、锅炉水预热。
之前我们一提到热能，就会考虑到锅炉、电加热等大能耗设备，反观我们的工厂其实有很多的设备运转时都会产生大量的热，如果能把这些热量回收回来，不但响应了国家节能减排的号召，对于现在竞争越来越激烈的市场，降低我们的生产成本也有实际意义。
我们公司的耗能大户就是空压机，我们就从空压机入手，进行改造。
3.2.1热能回收改造概述
我们采用阿特拉斯.科普柯提供的热能回收装置。他是一个完整成熟的产品，在欧美国家早已广泛使用。主要由以下设备组成：水泵2台（1开1备），膨胀罐、换热器、 控制系统，显示系统、温度压力传感器等。可显示进水温度出水温度，冷却水进水温度、出水温度，回水压力、出水压力。采用电动三通比例阀，2台水泵采用机电互控，一台出现故障，另一台自启动，采用PLC控制、触摸屏显示，所有一次仪表采用传感器和变送器。整体带防护罩。采用纯水或蒸馏水循环，减少由于水结垢对能量回收装置造成的损坏当换热器损坏时，应用端的加热介质会被污染可更好的控制空压机的运行温度。
3.2.2空压机热能回收改造示意图
我们是玉米深加工行业，我们生产中需要大量的热水。我们将空压机收回来余热应用在我们公司的锅炉预热上，效果非常好。
我公司6台ZR250的空压机装机总功率1500KW，平均加载率70%，平均年运行10000小时，根据几年的回收经验回收功率在总功率的90%左右。一年就回收了成本。
3.2.3节能收益
通过AtlasCopco公司的专业热能回收改造，免费获得大量的热水，节省其他加热费用，降低企业的运行成本。
减少冷塔热负荷，减少冷塔的循环水量，减少冷塔的维护费用、减少冷塔蒸发水量等。
可有效防止空压机冷却器的结垢，影响空压机的运行。
响应国家的节能减排号召，获得国家节能减排的奖励，减少CO2排放，减少大气的污染。
绿色环保，一次性投资，长久受益。
3.3设备的创新型管理
在公司从粗狂性向节约型转变时，我们作为基层的管理者，要有新思路，着眼与细节。从细节中看整体，一个工厂就是一个整体。一站式管理，让所有的不合理无处藏身。 [科]
【参考文献】
[1]安德森（Anderson.J.D.）著.空气动力学基础.航空工业出版社，2010-02-01.
[2]邢国清.流体力学泵与风机.中国电力出版社出版时间，2009，02.
我国城镇住宅建筑能耗分析 篇7
由于我国包含多个气候区, 北方城镇大部分面积为集中采暖, 长江流域多为分散采暖, 而华南地区一般无采暖, 各气候区的采暖能耗差别很大, 而除去采暖的住宅其它能耗则与南北气候差异的关系不大, 且与住户的生活水平和使用模式密切相关。因此, 本文对城镇住宅能耗的分析为除采暖外的建筑能耗。
我国城镇住宅除采暖外总能耗概况
城镇住宅除采暖外的能耗包括炊事、生活热水、空调、家电、照明能耗。所消耗的能源主要包括电力、燃气、燃煤、液化石油气。目前我国的能源统计没有详细的城镇住宅能耗统计, 在国家统计年鉴中, 仅在按行业分能源消费表和生活能源消费量两个表中, 有生活消费各种能源的能耗量, 这包括农村与城镇住宅的商品能耗。进一步地, 我国尚缺乏对城镇住宅各分项能耗 (包括生活热水、炊事、家用电器、照明) 的宏观统计数据。
近些年来, 清华大学、上海建筑科学研究院、哈尔滨工业大学、深圳建筑科学研究院、湖南大学等科研机构对几个典型城市的住宅能源消费情况做了大量而深入的调查, 通过对居民能源消费习惯的入户调查问卷、大量户用电耗的数据统计, 加深了对我国城镇住宅的建筑能耗特点、能耗数据的认识。结合这些能耗调查结果和国家能源消耗统计数据, 可以大致得到我国城镇住宅的能耗特点和能耗数据。我国城镇住宅除采暖外 (包括长江流域及其以南地区冬季的热泵采暖) 平均用能为等效电力20~30k Wh/ (m2·年) , 我国2004年城镇住宅建筑面积为96亿平米, 除采暖外总能耗为1900~2850亿k Wh/年等效电 (为了方便将各种不同能源换算相加, 这里采用“等效电”法把各类用能统统折合为等效用电, 下同) 。
我国城镇住宅除采暖外分项能耗
1、采暖空调能耗
长江流域住宅目前绝大部分住宅采暖方式为电热或空气源热泵。住宅的采暖空调能耗与运行模式有关, 不同的运行模式下单位面积空调能耗有成倍的差距。根据我国一些院校、科研单位的调查, 我国城镇住宅的平均能耗约为1 5k Wh/ (m2·年) , 北京为2~4k Wh/ (m2·年) (不含集中采暖能耗) , 上海为5~10 k Wh/ (m2·年) 。
2、生活热水能耗
我国的生活热水主要用于淋浴, 2005年淋浴热水器的城镇居民百户拥有量为72.7台, 居民家庭拥有的热水器中, 燃气热水器占57.4%, 电热水器占31.3%, 太阳能热水器仅占11.3%。生活热水能耗没有明确的统计渠道。若一次洗澡用水60L, 从15℃用电加热到40℃的用电量约是1.74度, 若按平均每户每年300人次洗澡, 每户平均2.96人和人均住宅面积26.1m2计算, 折合用电量为6.76度/m2·年;若用天然气热水器, 效率按95%计算, 则能耗为0.17m3, 折合等效电约1.21度/ (m2·年) 。由此计算我国城镇居民生活热水能耗为300~500亿k Wh/ (m2·年) , 折合35k Wh/ (m2·年) 。
3、照明和其他家电
目前我国城镇居民家庭照明能耗约为6.7k Wh/ (m2·年) , 各种电器 (除空调、淋浴) 的能耗约为11k Wh (m2·年) 。
4、炊事能耗
我国的炊事主要是燃气, 而统计年鉴中燃气有一部分用于采暖和生活热水。根据调查, 我国的城镇住宅炊事能耗约为9.5k Wh/ (m2·年) 。
我国建筑用能的发展趋势
我国正处在经济持续快速发展期, 人民生活水平得到持续改善, 城镇住宅建筑面积迅速增加 (见图1) , 由此形成的建筑能耗也正在持续增长。图2是近年来建筑能耗的增长情况[2]。
随着居民生活水平不断提高的同时, 目前在我国, 建筑设备形式、室内环境的营造方式和用能模式正在悄然与发达国家“接轨”。对于住宅建筑, 近几年陆续出现了采用中央空调, 全年“恒温恒湿”的高档住宅。尽管有些高档“恒温恒湿”住宅采用了多项先进的节能技术, 但由于上述“全空间与部分空间”, “连续”与“间歇”, “可开窗通风”与“不能开窗”的原因, 能源消耗还是大大高于一般住宅。家庭中各类电器的拥有量和使用方式也开始慢慢地变化, 导致部分家庭的用电量开始大幅度上涨。一些“海归”, 年轻的高收入居民已经在带来了国外发达国家的生活方式, 造成住宅能耗也随之上升。此外, 大量“别墅”, “town house”的出现, 导致这类居住建筑不仅土地使用量大, 单位建筑面积的能源消耗量也远高出我国一般形式的住宅, 成为我国建筑能耗增长的一个重要因素。
中国的建筑能源消耗方式将向哪个方向发展?是大规模推广与发达国家类似的建筑设备和用能方式, 在建筑领域实现“与国际接轨”, 随着经济的增长, 逐渐进入建筑高耗能阶段, 还是维持于目前的低能耗用能方式和观念, 并且通过全社会的节能意识与新的节能技术的采用, 在目前水平上进一步降低我们的建筑能耗水平?这个问题必须尽快做出回答, 并付诸实践。
走出中国特色的建筑节能途径
对我国城镇住宅能耗发展进行简单的预测, 考虑人数增加, 住宅面积的增长, 夏季空调利用率和开启时间的增加, 以及生活热水用量的加大, 其他家电能耗略有增加, 而照明和炊事能耗不变, 具体的能耗预测如下表所示:
因此, 住宅节能主要任务是避免住宅能耗随建设规模增大和生活水平提高造成的大幅度增长, 减少由此给我国能源供应带来的沉重压力。主要措施包括:在全社会继续提倡行为节能, 倡导勤俭节能的生活方式;在南方的夏热冬冷地区通过加强住宅建筑的通风、遮阳性能, 尽可能在夏季的大部分时间中依靠自然通风就可以获得较好的室内舒适, 而不完全依靠空调;及时发展和推广太阳能热水器和高效生活热水制备技术, 不使生活热水需求量的增加造成住宅能耗的大幅度增加;推广节能灯具和高效电器, 限制或禁止使用衣服烘干机等高耗能家电设备。
另一方面, 我国城镇住宅应严格控制某些所谓“高技术”甚至于“节能技术“的高耗能技术的应用, 如住宅中央空调、住区的集中供冷等。由于这些方式很难实现用户侧部分空间部分时间的分别调控, 并且系统的水泵风机能耗几乎超过冷机能耗, 因此远比目前广泛使用的分散空调方式费能。
建筑能耗分析方法的探讨 篇8
建筑能耗有两种定义方法:广义建筑能耗是指从建筑材料制造、建筑施工,一直到建筑使用的全过程能耗;而狭义建筑能耗或建筑使用能耗则是指维持建筑功能所消耗的能量,包括照明、采暖、空调、电梯、热水供应、烹调、家用电器以及办公设备等的能耗。除非特别指明,现在一般提及的“建筑能耗”都是指使用能耗。
建筑能耗分析并不是简单的数值计算,必须综合建筑物可能出现的各种复杂情况,对建筑物进行详细的能耗模拟分析。建筑环境是由室外气候条件、室内各种热源的发热状况以及室内外通风状况所决定的。建筑环境控制系统的运行状况也必须随着建筑环境状况的变化而不断进行相应的调节,以实现满足舒适性及其他要求的建筑环境。由于建筑环境变化是由众多因素所决定的一个复杂过程,因此只有通过计算机模拟计算的方法才能有效地预测建筑环境在没有环境控制系统时和存在环境控制系统时可能出现的状况,例如,室内温湿度随时间的变化、采暖空调系统的逐时能耗以及建筑物全年环境控制所需的能耗。通过建筑能耗模拟分析技术,能使设计师们更好地处理好建筑围护结构节能与建筑设备节能、单体设备节能与系统节能、建筑节能与室内环境品质(IEQ)以及节能与节电的关系,从而设计出更优更合理的节能建筑。
建筑能耗模拟分析,根据时期和能耗计算方法的不同,可分为温度频率法、度—日法、计算机模拟计算方法,下面针对这三种能耗分析计算方法做简要介绍。
1 温度频率法
温度频率法是美国广为使用的方法,称为BINmethod,所谓BIN参数,即某一地区室外空气干球温度逐时值的出现频率。建筑物空调采暖系统的容量根据设计负荷选定,但设计负荷在一年中出现的机会很少,多数时间处于部分负荷状态下。BIN方法首先根据某地气象参数,将空调采暖系统运行期间室外空气温度按1 ℃温差的间隔统计出各种温度下累计小时数,计算出年温度频率分布或冬、夏期间温度频率分布,而后根据某物理模型的计算负荷与相应气象参数之间的关系计算出全年或期间空调负荷值,季节冷负荷或热负荷的计算公式如下:
Q=∑[K(tWX-tN)fX]。
式中:Q——建筑物季节冷负荷或热负荷,kJ;
K——建筑物综合传热系数,kJ/(h·℃);
tWX——某一时刻室外空气的干球温度,℃;
tN——室内设计状态的干球温度,℃;
fX——某一室外空气干球温度值的年(或季节)小时频率值,h。
在计算出冷(热)负荷后,再根据冷(热)源机组的变工况性能表查出相应工况下的机组耗能并与这一工况下的供冷(热)即小时频率值相乘然后累加就可计算出冷(热)源设备的耗能量[2]。
温度频率法特别适用于机组的能耗随室外气象条件变化的情况,如风冷热泵等,但需根据近几十年当地的气象统计资料分析得出当地的BIN气象参数。
2 度—日法
度—日法通常用语言来表述冷热的感觉,比如说“今天很冷”,就意味着今天的室外气温较之人能感觉到舒适的室内温度低得多,也意味着这一天的采暖能耗会比较大;说“今天很热”,就表明今天的空调冷量需求会很大,也表明今天空调需要大量开启,这一天的供电负荷会形成高峰。可以用度日数值来量化冷热的程度。常用的有采暖度日数(HDD),指在采暖期中,室外逐日平
[3]陈 易.建筑室内设计[M].上海:同济大学出版社,2001.
[4][英]布莱恩·劳森.空间的语言[M].北京:中国建筑工业出版社,2003.
On interior designLI Wan-ningAbstract:
From functional requirements, topic, emotional requirement and other aspects in interior design the creation of space environment is discussed through discussion of lighting and illumination, furniture and arrangement and integration of color and vision, in order to create harmonious interior environment in form design, material feeling, tone, style and other aspects.
Key words:
creation idea, space environment, mind function, modern science and technology
均温度低于室内温度基数的度数之和。
即
其中,tR为室内温度基数,我国一般取16 ℃,简化统计方法可以按下式确定:
HDD=n(tR-tm)。
其中,tm为采暖期室外平均温度。
同样还有空调度日数(CDD),指在供冷期中,室外逐日平均温度高于室内温度基数的度数之和。
即
其中,tR值一般取26 ℃。tR取值是一件比较复杂的事情,因为并不是说室外气温低于tR便马上开启采暖,很多情况下室内发热量(如照明、人体和设备)和日得热量足以抵消热损失,而室内设定温度也不一定是18 ℃,因此又定义了一个平衡温度tbal,对于某个室内设定温度ti,当室温达到tbal时,得热qgain正好等于热损失。
即 qgain=Ktot(ti-tbal)。
其中,Ktot为建筑的总热损失系数,
因此建筑全年的采暖能耗可以用下式计算:
其中,ηH为采暖系统效率。
3 计算机模拟分析法
建筑能耗模拟软件分析法:建筑能耗模拟软件是研究建筑能耗特性和评价建筑设计的有力工具。它可以解决很多复杂的设计问题,并将建筑能耗进行量化,通过改变某些设计来优化建筑的能源特性。
建筑能耗模拟软件通常是逐时、逐区模拟建筑能耗,考虑了影响建筑能耗的各个因素,如建筑围护结构、HVAC系统、照明系统和控制系统等。在建筑物周期分析中,建筑能耗模拟软件可对建筑物寿命周期的各个环节进行分析,包括设计、施工、运行、管理。建筑能耗模拟软件应用领域包括建筑冷热负荷计算、建筑能耗特性的分析、建筑能源管理和控制系统和设计等。建筑能耗模拟分析软件可按照系统模拟策略分为两类:顺序模拟和同步模拟。
在顺序模拟方法中,首先计算建筑全年冷热负荷,然后计算二次空调设备的负荷和能耗,接着计算一级空调设备的负荷和能耗,最后进行经济性分析。在顺序模拟方法中,每一步的输出结果是下一步的输入参数。顺序方法节约计算机的内存和时间,但是建筑负荷、空调系统和集中式空调机组三者之间缺乏联系;如果空调设备满足不了模拟冷热负荷的要求,就会产生错误。
在同步模拟方法中,考虑了建筑负荷、空调系统和集中式空调机组之间的相互联系。同步模拟方法与顺序模拟方法不同,在每一时间段同时对建筑冷热负荷、空调设备和机组进行模拟、计算。同步模拟法提高了模拟的准确性,但需要更多的计算机内存和计算时间。
4 结语
通过对建筑物的能耗模拟分析,可以获得整个建筑的能耗状况,便可以对其能耗分布情况进行有效地调整和控制。首先考虑的是加强建筑围护结构的保温,这是建筑节能的基础,但对这一部分的控制只限于指标限值。北方地区在墙改之后又发展到热改,如果没有调节阀和热计量,围护结构保温越好,可能浪费的热量越多。而在间歇运行的空调建筑中,在空调关机之后,室温升高,当室外气温低于室温时,通过围护结构的逆向传热可以降低第二天空调的启动负荷。
因此,围护结构保温越好,蓄热量越大,空调负荷也越大。对公共建筑而言,围护结构形成的负荷在总负荷中所占比例很小,因此,围护结构的节能潜力有限,节能的关键还是空调采暖系统的效率,最终的节能量也要从空调采暖系统来体现。因此,在保证室内空气品质的前提下,尽可能地提高采暖空调设备及控制系统的效率,减少不必要的能源损耗(夏季过低和冬季过高的环境温度、过大的新风量、边使用空调边开窗等)。还可以采用很多新技术或原有技术的集成。例如,独立新风系统、辐射吊顶+置换送风系统、除湿空调系统等。
空调系统的配置合理是系统节能的重要环节。在建筑节能中,选择设备不仅要看它在额定工况下的效率,更要看它在部分负荷条件下的效率。对制冷机而言,就是综合部分负荷值(IPLV)。制冷机的综合部分负荷值IPLV在空调系统节能中是一个十分重要的参数。
综上所述,建筑节能设计特别是公共建筑的节能设计,是一个较为复杂的过程。只有利用合理的能耗模拟分析方法,掌握整个建筑的能耗情况,做好建筑的节能设计,选择合理的节能设备,设计出节能的采暖空调及控制系统,才能真正达到节约能源的目的。
摘要：介绍了几种建筑能耗的分析方法:温度频率法、度—日法、计算机模拟计算方法。通过对建筑物的能耗模拟分析,获得了整个建筑的能耗状况,以便对其能耗分布情况进行有效的调整和控制,得到合理的节能设计方案。
关键词：建筑能耗,模拟分析,建筑节能
参考文献
[1]龙惟定.如何协调建筑节能中的几种关系[J].大众用电,2005(3):27-28.
[2]刘东,潘志信,贾玉贵.常见能耗分析方法[J].河北建筑工程学院学报,2005(12):40-41.
[3]龙惟定.国内建筑合理用能的现状及展望[J].能源工程,2001(2):11-12.
公共建筑能耗监测与节能分析 篇9
建筑能耗随着建筑总量的增多及人们舒适度要求的提高不断上升, 建筑能耗约占社会总能耗的23%, 其中电力消耗约占总电耗的22%。建筑能耗包括照明插座用电、空调用电、动力用电和特殊用电, 这些能耗伴随着建筑的使用而发生。对建筑能耗进行实时监测, 可以对建筑各分项能耗的使用情况更加了解, 并从中发现建筑用能问题, 找出节能措施。
1 建筑概况
国家机关办公建筑和大型公共建筑安装分类分项计量装置, 通过远程传输等手段及时采集能耗数据, 本文针对其中6幢建筑进行分析, 主要包括两种建筑类型:文化教育建筑和机关办公建筑。
文化教育建筑:行政办公楼 (大学6层行政楼, 主要为办公室和会议室, 暑假不工作, 使用2台空气源热泵, 并在部分办公室使用分体式空调) ;图书馆 (大学8层图书馆, 使用2台空气源热泵, 在假期不开馆) ;综合楼 (大学6层实验楼, 使用VRV机组, 无节假日) 。
机关办公建筑:A大厦 (33层办公建筑, 使用7台空气源热泵, 15台VRV机组) ;B大厦 (4层机关办公建筑, 使用VRV机组) ;C大厦 (23层办公楼, 使用冷水机组加锅炉) 。
2 能耗分析
根据上传的7月1周 (7.18至7.24) 的数据, 结合物业管理部门提供的资料进能耗分析, 从中发现存在能耗问题并提出节能建议[1]。
2.1 周能耗分析
7月份学校行政办公楼和图书馆由于学校放假而不使用, 其建筑能耗很小, 尤其是空调用电, 基本没有使用, 其它各项能耗也较小。单位建筑面积能耗最大的是B大厦, 一周的单位面积建筑能耗达到1.45k W·h/m2, 除行政办公楼和图书馆外的4幢建筑空调用电量占建筑总能耗的比例都较高, 平均比例达到49%。其次为照明插座用电, 为29%, 特殊用电占17%, 动力用电最少, 只占5% (C大厦特殊用电和B大厦动力用电没有进行监测) , 见图1、图2。
2.2 逐日能耗分析
由于空调用电和照明插座用电量较大, 可能存在的节能空间也较大, 对这一周 (7.18至7.24) 的空调用电和照明插座用电进行逐日分析 (见图3、图4) 。
2.2.1 空调用电
行政办公楼和图书馆由于学校放假而基本不使用空调, 单位面积空调用电量约为0, 综合楼为某大学实验楼, 不管是工作日还是周末都有老师或者学生使用, 周一至周日空调都在使用, 并随着室外温度的升高有逐日增大的趋势;而A大厦、B大厦和C大厦为机关办公建筑, 单位面积空调用电工作日明显高于非工作日, 但A大厦周日为例外, 这天的单位面积空调能耗比周六大很多, 可能是周日有部分工作人员需要加班所致, 但也有可能是空调在不需使用的情况被开启。由此可以看出空调用电的主要影响因素为室外温度与工作时间, 并从图3可以看出文化教育建筑的单位面积空调用电低于机关办公建筑[2]。
2.2.2 照明插座用电
综合楼的照明用电从周一至周日都比较稳定, 此楼为实验楼, 老师和学生几乎每天都会使用实验室, 使得实验室的照明用电与是否工作日无关。其它5幢建筑单位面积照明插座用电在工作日明显高于非工作日, 学校行政办公楼和图书馆在暑假时由于工作人员放假单位面积照明插座用电量很小, 为其它建筑的一半, 但图书馆周三的单位面积照明用电突然增大, 是因为暑假期间每周三会有工作人员到图书馆值班;A大厦、B大厦和C大厦的单位面积空调用电在工作日较大且稳定, 在非工作日减少, 但A大厦周日的照明用电相比于周六有所增长, 这可能是周日有部分工作人员需要加班所致, 但也有可能是因某些工作人员不正确使用照明插座设备而使照明用电增加[3]。
2.3 典型日逐时空调能耗分析
图5列出了各幢建筑在7月某个周一的单位面积空调逐时能耗, 其中行政办公楼和图书馆在7月放暑假, 没有使用空调, 空调用电接近于0, 为了达到节能的目的, 这两幢楼的热泵机组、循环水泵和新风机组最好全都切断电源, 避免待机用电, 在有部分工作人员来校加班时可使用分体式空调, 防止大面积地出现无人区域还用空调的情况。综合楼的空调用电集中在8:00~21:00, 这段时间做实验的老师和学生较多, 但在其它时间空调仍有1×10-3k W·h/ (m2·h) 的用电量, 这段时间的用电不应该如此大, 可能空调没有全部关闭或待机。B大厦和C大厦空调符合上班时间用电量大, 下班后用电量减小的规律, 且在中午休息时间略有下降, C大厦的空调时间较短于B大厦, 空调关闭期间不用电, 而B大厦在18:00下班后仍有用电, 可能有员工需要加班。A大厦空调用电反常, 出现白天用电较少, 而晚上用电明显增加, 违反了一般建筑用电规律, 可能是传输数据过程中出现问题。
图6、图7列出了各幢建筑在7月某个周末的单位面积空调逐时能耗, 各幢建筑的空调用电量都比较小, 行政办公楼、图书馆和C大厦的单位面积逐时空调能耗基本不耗电, 符合节假日空调用电规律。综合楼周末的空调用电与工作日接近, 这是由于综合楼为学校实验楼, 每天都有老师和学生使用。B大厦在周末空调用电量明显减少, 但在8:00~18:00用电量仍比其它时间稍大, 可能是有部分工作人员需要加班所致。A大厦在周六空调用电量较少, 但仍有约2×10-3k W·h/ (m2·h) 的用电, 是待机用电的结果, 周日20:00前正常, 之后突然增加, 增加至23.067×10-3k W·h/ (m2·h) , 在非工作时间的这段时间内用电量如此大是不符合一般建筑用电规律的[4]。
3 结语
经过分析, 空调用电和照明用电为建筑能耗的主要部分, 占到建筑总能耗的78%, 在这两项上节能潜力很大。影响公共建筑能耗的因素很多, 能耗实时监测通过具体数据找出影响建筑能耗的主要因素并对其分析优化, 达到建筑节能目的。节能建议如下:
a) 行政办公楼、图书馆等建造较早的建筑, 对外围护结构进行改造, 提高其保温隔热的作用:对外墙进行节能改造;对屋顶进行保温隔热节能改造;采用节能门窗;安装外遮阳设施;
b) 暖通空调节能建议:当室外温度不是太高时, 尽量选择开窗开门进行自然通风;设置的空调温度不宜过低, 应当在26℃以上, 并适当开启新风机组;夏季白天应尽量关闭走廊上的窗户, 同时尽量控制房间开窗时间和开窗面积, 减小新风负荷;循环水泵实行变频控制, 风机的电机也可加装变频器, 通过变频改变风机转速, 从而改变风量, 调节室内温度状态;
c) 随手关灯, 下班关空调, 下班关电脑等办公设备;
d) 饮用水热水器、生活热水制备等用能环节加强行为管理, 防止由此造成的能源过度使用;
e) 尽可能地利用可再生能源。
参考文献
[1]清华大学建筑节能研究中心.中国建筑节能年度发展研究报告[R].北京:中国建筑工业出版社, 2010.
[2]祝书丰, 永聪, 刘芳.深圳市大型公共建筑能耗监测系统运行维护及检测数据案例分析[J].暖通空调, 2010 (8) :5-9.
[3]李一力, 张辉, 陈超.不同类型大型公建电能消耗的特性比较[J].建筑电气, 2010 (1) :32-38.
挤奶机械泄漏与能耗问题分析 篇10
但是, 在检测鉴定过程中也发现挤奶系统泄漏量严重超标这一普遍存在的问题, 下面就问题产生原因进行分析, 并对检测指标的设定和企业规范生产提出意见和建议。
1 挤奶系统泄漏量严重超标
在2008年挤奶机械选型鉴定中, 经过对23家企业123种机型的性能检测发现系统泄漏量偏大是非常普遍而突出的问题, 其中尤其以挤奶系统泄漏量超差更为严重, 总不合格率达到了67%;管路式挤奶机挤奶系统泄漏量不合格率达到了85%。因此, 不得不来考虑这些泄漏量超标机型问题产生的原因, 以及挤奶机能耗和经济性问题。
挤奶机正常工作的必要条件在于保持系统内具有持续稳定的50 kPa工作真空度。要保持必要的真空度, 就需要达到系统的平衡, 即如下式:
真空泵总抽气量 (生产能力) =工作所需排气量+系统泄漏量 (系统泄漏量包含管路泄漏量和挤奶系统泄漏量)
由上式可以看出, 系统泄漏量大小直接关系到生产效率和生产成本中能耗的大小, 系统泄漏量过大会带来生产效率低、能耗过大及挤奶机械经济性差等问题。
2 挤奶系统泄漏量过大情况分析
(1) 挤奶机械的有效储备量和生产能力远远大于国家标准要求。经过对48台6～24杯组挤奶机械检测数据和国家标准相关指标的比对 (见表1) 不难发现, 挤奶机生产企业生产的挤奶机械实际的有效储备量和生产能力比国家标准要求要富余很多, 有些甚至超过指标的100%。而多余的这些正是正常工作以外的气流量, 也就是系统气流量的泄漏。泄漏量越大就需要真空泵全力工作不断补充泄漏的气流量来维持系统的工作真空度 (50 k Pa) , 企业也因此配置了有抽气量足够大的真空泵。
(2) 挤奶机械的挤奶系统泄漏量相当严重。挤奶机械的有效储备量和生产能力的过大是由于系统泄漏量过度造成的, 而系统泄漏量过多主要因素是挤奶系统泄漏量严重超标 (见表2) , 超标幅度在100%以上的机型占46%。正是因为如此严重的泄漏才造成真空泵全负荷工作, 同时也使用户耗电量上比满足挤奶工作所需的耗电量增加许多, 使用户增加了使用成本。
(3) 挤奶机械能耗高、经济性差。以1台16杯组的管路式挤奶机械配套2BV5110型水环式真空泵, 额定功率4 kW, 额定抽气量为2 750 L/min, 转速为1 450 r/min, 进行耗电量试验检测, 得到挤奶机械每杯组每升耗电量为0.133 (W·h) (见表3) 。
在6～24杯组挤奶系统泄漏量超标的42台挤奶机械, 已超过标准要求的泄漏量为过度泄漏量, 计算出不同杯组数下挤奶系统平均过度泄漏量, 以单杯组每升耗电量0.133 (W·h) 计算, 得到不同杯组数的挤奶机械每小时耗电损失量 (见表4) 。
因此, 6、8、12、16、20、24杯组的挤奶机械, 一天挤奶3次, 每次2 h, 每天损失的耗电量分别为0.49、0.71、0.60、0.57、0.85、1.38 kW·h。天天这样下去, 实际上是每天要多耗费用户的电能和资金。尤其是对于规模化的养殖户和牧场, 挤奶机械每天的大部分时间都在工作, 多损失的电能和资金也就更多。
3 挤奶系统泄漏量过大的原因分析
通过对多家企业调查了解和实地检测, 发现挤奶系统泄漏量过大产生的原因主要有以下几个方面。
(1) 生产企业对挤奶机械的安装、调试不规范, 对挤奶系统的密封性未进行严格检验。
(2) 挤奶杯组各部件、集乳器等各部件配套不合适造成泄漏的发生。
(3) 挤奶系统缺少监测仪表 (真空表) , 一般只在系统管路的前端和末端装有真空表, 而挤奶系统却没有。
(4) 标准监管指标的缺失, 至使不能够有效地控制泄漏量的普遍超标, 应适时建立挤奶机械能耗考核指标和注明能效标示。
4 改进措施和建议
(1) 尽快制定挤奶机械安装验收评价规范, 规范统一挤奶机械产品交付用户验收标准。
(2) 适时开展挤奶机械能耗状况研究, 建立能耗考核指标, 分阶段推进能效标示的标注。
(3) 生产企业应按国标规定在安装时预留检测口和真空压力检测仪表。
(4) 生产企业要保证挤奶机械各部件、系统配套合理适当。
(5) 生产企业要建立定期回访、巡检制度, 及时发现问题和解决问题。
能耗分析 篇11
关键词：能耗；节能措施；煤矿；提升；通风；排水；压气
我国既是一个耗能大国，又是一个能源相对短缺的大国，随着国民经济的蓬勃发展，我国能源短缺日益突出。节能减排是党中央、国务院从全面实现建设小康社会宏伟目标，加速构建社会主义和谐社会的高度提出的重要战略任务。加强节能减排工作，事关发展全局，事关全社会人民群众根本利益。是从我国基本国情出发，立足当前，着眼长远，全面落实科学发展观。加快推动经济增长方式转变，实现全面建设小康社会和可持续发展做出的重大战略决策。而作为我们煤炭行业这种能源生产与消耗的大户，更应当肩负起节能减排的重任。煤矿电气机械设备较多，设备功率较大，是消耗能源的大户，对其进行研究意义重大。下面对沈阳煤业（集团）公司蒲河煤矿的主要设备的能耗及节能措施进行分析和研究。
一、主要设备能耗状况
（一）提升设备
主斜井辅助提升设备选用JK-3.5×2.2/31.5单滚筒缠绕式提升机1台，电动机选用Y系列鼠笼型变频电机1台，电机功率315kW，490r/min，6kV。减速器采用高效率的行星轮减速器，传动效率大于92%。供电系统为变频控制系统，运行效率高，电耗低，谐波小，系统可靠性高。副立井选用2BM-3000/1500-11.5双滚筒缠绕式提升机1台，电动机选用Y系列鼠笼型变频电机1台，电机功率425kW，490r/min。减速器采用高效率的行星轮减速器，传动效率大于92%。供电系统为运行效率高，电耗低，谐波小，系统可靠性高。
（二）通风设备
矿井通风机是矿井主要耗能设备，它的运行特点是长年不断连续运行，电能消耗在矿井电耗中占的比重很大，因此风机设计选型时主要考察效率较高、高效区较宽的产品。矿井通风机通过方案比较，选用BD-Ⅱ-8-№-23/型矿用节能型轴流式通风机，主通风机的运行效率初期为78%，后期为78%，为使风机在不同时期都运行在高效区，根据后期参数的需要所选机型规格在前期仅通过叶片角度的调节其工况点效率较低，采用变频器调速，配合叶片角度的调节，能取得最佳调节效果，可更有效地节省能量消耗。
矿井通风机在矿井通风容易时期通风年电耗为286×104kW.h/a；在矿井通风困难时期通风年电耗为315×104kW.h/a。通风设备平均电耗为0.393kW.h/mm3.Pa，低于煤炭工业节能减排单耗指标0.44kW.h/mm3.Pa之规定，符合节能要求。通风机扩散器采用合理的扩散角，减小动压损失；通风机进风风道断面发生变化处设计缓变段，尽可能避免其角度和截面大小急剧变化。风道拐弯处应呈流线型，最大限度减小通风装置各种阻力损失。
（三）排水设备
井下主排水设备选用D155-67×7型矿用耐磨泵三台，每台水泵选配矿用隔爆型电动机一台，功率315kW，电压10kV，转速1480r/min，效率95.0%。排水管路选用Φ159×6无缝钢管，沿副立井井筒敷设。矿井采用3台水泵2趟管路排水系统，在主排水泵房内安装D155-67×7型矿用耐磨离心式多级水泵，正常涌水量时1台工作，1台备用，1台检修；最大涌水量时2台同时工作。根据矿井涌水量、排水距离及排水高度等条件，合理确定矿井主排水系统，使所选用水泵與主排水管路达到最佳匹配。
主排水设备选用高效水泵，以保证水泵运行工况点均在高效区。排水管路运行初期水泵效率76%，年排水电耗84×104kW·h/a，排水管路淤积后水泵效率73.0%，年排水电耗88×104kW·h/a。主排水系统计算平均吨水百米排水电耗0.46kW.h/thm，小于煤炭工业节能减排单耗指标0.5kW.h/thm之规定，符合节能要求。为减少吸水管路阻力损失，进一步改善水泵工况，节省电耗，水泵选用射流泵，采用无底阀排水系统。合理布置主排水管路，尽量减少管路长度，不采用急骤弯曲和突然变径管件，最大限度减小主排水管路各种阻力损失。
（四）矿井压缩空气设备
矿井在地面和井下均需要压缩空气。在工业场地集中建一座压风机站，内设现有空气压缩机，3台工作，1台备用。所选的空气压缩机性能先进，具有较高的运行性能指标，容积效率较高，能耗比低，噪音小，属于节能型空气压缩机；压缩空气输送管路选用无缝钢管，管路阻力损失小；风动机械设备效率高，耗电量较小，利于节省电耗。采用水冷式能耗小，效率高。
二、矿井主要设备节能措施
（一）提升运输设备
1.井下带式输送机运输系统主要由西翼主运大巷带式输送机、北翼主运大巷带式输送机组成。根据采煤工艺和工作面的装备情况，带式输送机在运量确定的情况下，选择合适的带宽和带速尤为重要，也是衡量效率的重要参数。带速取值不仅在理论上合理可行还必须与国内制造、安装、维护水平及通风安全要求相适应，而在运量和带宽确定的情况下，提高带速势必增加电机使用功率，增大电量的损耗，使设备的效率降低。因此在满足使用场所运输要求和输送带带强选型合理的前提下，尽可能选择较低带速。
2.带式输送机所选胶带均在满足要求的情况下为质量最小的输送带，因此可使带式输送机运行阻力降至最小，电力损耗最少。
3.生产系统设备的台数和功率的确定原则：在满足生产需要的前提下尽量减少设备台数和功率负荷。
4.井上、下运输设备，均采用联动闭锁的方式加以控制。设备按要求顺次起动，节约能源。
5.用电设备采取电气控制系统，不工作时，及时停机以节约能源。
6.矿井修理车间主要设备配备台数，按《煤炭工业矿井设计规范》和矿山的实际需要，考虑既能满足需要又能发挥设备的最大功能，利用矿区的检修、维修能力等因素，设置相应的检修和维护设备。
（二）辅助提升系统节能
1.选用合理的辅助提升设备，减速器采用高效率的行星轮减速器，传动效率大于92%。
2.供电系统采用变频控制系统，运行效率高，电耗低，谐波小，系统可靠性高。
3.提升系统采用经济合理的运行速度，合理分配每次提升物料重量。
（三）通风设备
1.为使风机在不同时期都运行在高效区，根据后期参数的需要在前期仅通过叶片角度的调节其工况点效率较低，采用变频器调速，配合葉片角度的调节，能取得最佳调节效果，可更有效地节省能量消耗。
2.通风机扩散器采用合理的扩散角，减小动压损失。
3.通风机进风风道断面发生变化处设计缓变段，尽可能避免其角度和截面大小急剧变化。
4.风道拐弯处应呈流线型，最大限度减小通风装置各种阻力损失。
（四）排水设备
1.采用无底阀排水，工作时没有底阀造成的无谓的阻力损失，降低了排水能耗。
2.选择的水泵效率高，由于新排水管工况点放在效率曲线最高点右侧，当管路有附着物淤积，管路特性左移，也能保证水泵高效运行。
3.采用耐磨性好水泵，长时间运行机械磨损小，机械效率降低不显著，保证水泵高效运行。
4.水泵与排水管采用“一对一”布置，即一台水泵对一趟排水管，避免了并联排水单台水泵流量小造成的流量损失，充分利用了电力资源。
5.条件许可情况下，应尽可能在夜间排水，有效利用电力的谷值电价，降低运行费用。
6.主排水管路定期除垢清洗，主水仓每年至少清挖两次，以保证系统有效高效运行。
（五）空气压缩设备
1.采用螺杆式压缩机，螺杆式压缩机与活塞式压缩机相比，由于结构不同，螺杆压缩机除使用寿命长外，这种机型效率较高、比功率较小。
2.装备载荷器，实行伺服式自动气量调节，节能效果显著，空载运行时能耗减少60%以上。
三、结语
对矿山机电设备进行能耗分析，采用合理的节能措施，能有效降低能耗，使生产成本明显下降，经济稳步提升，实现矿山企业健康协调发展。
参考文献：
任慧.矿山节电管理[J].节能，1999（7）.
中国工业能耗变动原因分析 篇12
近年来,随着中国经济的飞速发展,以及工业化和城市化进程的不断深入,中国的能源消费量与日俱增,现已成为除美国外世界第一大能源消费国,且有逐渐增长的趋势。在按传统划分的三次产业中,第二产业是能源消费大户,其中工业更是能源消费的主力军,一直占全国能源的70%左右,图1即为1997～2006年中国工业及全国能源消费总量变化情况。由图可见,1997～2002年间工业及全国能源消费总量变化不大,但2002年以后,两者均以每年约10%的比例飞速增长。以2006年为例,中国的能源消费总量达到了24.63亿吨标准煤,比上年增长了9.6%,其中工业的能源消费总量为17.51亿吨标准煤,增幅为9.8%。2006年工业的能源消费量占全国总量的71.1%,但工业所创造的GDP只占全国总量的43.3%。显而易见,工业能源强度远高于全国平均水平。因此,分析中国工业能源消费量变化的原因,找出降低工业能源强度的措施,对实现全国能源强度的进一步下降具有很强的借鉴意义。
目前,对中国工业能源消费的研究,学术界的成果主要集中于应用因素分解法分析工业能源强度的变化原因,研究范围集中在1980年以后。Stinton等(1994)将1980～1990年中国工业能源强度的变化分解为结构效应和强度效应, 实证表明后者在工业能源强度的变化原因中占85%[1]。Zhang等(2003)将中国所有工业部门分为29个子部门,应用Laspeyres分解法分析了1990～1997年中国工业能源强度的变化原因,文章指出,该段时间内中国工业能源强度88%的下降应归因于工业各部门内部实际能源强度的变化,12%归因于工业内部结构的变化[2]。Liao等(2007)根据1997年和2002年投入产出表,将中国所有工业产品部门合并为36个子部门,通过
由此可见,现有的研究的重点为对中国工业能源强度进行分解分析,数量不多且研究不全面,笔者尚未见到有学者分别根据工业能源消费类型对其进行分解研究的。为此,本文将运用改进的因素分解法,分别分析中国工业能源总量、煤炭和石油消费的变化原因,以试图填补现在该研究领域的空白。
2 模型及方法
因素分解法是近年来对能源消费量进行分解计算、分析的一种常用方法,按其分解方式可分为L氏指数分解法(Laspeyres index methods)和D氏指数分解法(Divisia index methods),每种分解方法都又被分为加法形式和乘法形式。L氏指数分解法由于分解后其残量过大,自1995年以后就较少有学者运用它来研究[6]。D氏指数分解法又分为数学平均D氏分解法(AMDI)和对数平均D氏分解法(LMDI)等。Ang(2004)从理论基础,适应范围,应用便利性,结果表达等多方面比较研究了因素分解法多种形式的优劣性,文章最后认为,在大多数情况下,LMDI是目前各种方法中相对合理的一种[7]。因此,本文将根据LMDI方法对中国工业能源变化情况进行分解分析。
首先, 本文将0年(基年)到t年(计算年)的能源消费量的变化分解为产量效应(production effect)、 结构效应(structural effect)和部门能源强度的效应(intensity effect),如式(1)所示:
其中, ΔEtot为能源消费量变化的总效应;ΔEprd为能源消费量变化中的产量效应;ΔEstr为能源消费量变化中的结构效应;ΔEint为能源消费量变化中的强度效应;ΔErsd为分解残量。
其次, 将中国所有工业部门分为i个子部门, 根据Ang提出的LMDI方法的加法形式欧育辉(2007)、高振宇等(2007)根据LMDI方法,分别对中国1985～2003年及1981～2005年的能源消费情况进行了分解分析,但限于数据统计口径的差别和变动等原因,文章并没有对工业内各行业结构变动和能源效率提高的影响展开深入的分析[8,9];Zha等将中国所有工业部门分为36个子部门,分别通过AMDI和LMDI方法的乘法形式对1993～2003年中国工业能源强度的变化原因进行了分解分析[6],该文是LMDI方法在能源领域应用中一篇优秀的实证研究文章,但文章的不足之处在于对工业各部门增加值数据的引用上,笔者并没有看出作者对1998年前后统计口径的不同怎样进行处理。因此,笔者认为LMDI方法在工业能源强度应用上的研究有尚待完善之处。
3 变量和数据来源
自1998年以后,国家统计局公布的工业增加值的统计口径发生了变化,统计范围只包括全部国有及规模以上非国有工业企业(年产品销售收入在500万元以上),而中国工业能源消费的统计口径包括村办企业之内的所有工业。不同的统计口径给工业各行业能源消费变化因素的研究工作带来了一定的困难。庆幸的是,国家统计局公布的《投入产出表》中工业增加值的统计口径与工业能源消费总量的统计口径是相同的,据此数据进行的研究是确实可信的。由于目前国家统计局公布的前期年份的《投入产出表》的工业部门分类与近年来(1997年、2002年)的分类相差较大,且2002年以后的《投入产出表》目前还没有公布,因此2002年以后工业各部门的增加值目前尚无法得到确切数据。笔者认为如果选择使用《中国统计年鉴》中全部国有及规模以上非国有工业企业部门的增加值数据来进行研究,虽然通过一定的推算可以得到全部工业行业增加值的近似值,但毕竟不能代表实际的工业增加值,这样的研究是不够严谨的。因此本文主要根据1997年和2002年的《投入产出表》和相应能源数据来分析中国工业各部门能源消费的变化情况。至于2002年以后工业能源消费分解情况,笔者将在确切数据可得之后再进行下一步的研究。
本文的工业增加值数据来自1997年40部门和2002年42部门的《投入产出表》[10]。Fisher(2004)也指出,工业部门煤炭消费减少是中国能源强度下降的重要原因之一[11]。根据《中国能源统计年鉴》,与1997年相比,2002年工业煤炭消费量有少量增加,增幅为6.3%,同期工业煤炭消费强度下降了29.4%. 在此期间,工业总产值的增加使煤炭消费量上升了50957.1万吨,工业内部各部门的结构变化引起煤炭消费量增长33633.9万吨,工业内部各部门实际能源强度的大幅度下降有效地抑制了煤炭消费量,使之减少了76893.4万吨。
分部门而言,工业煤炭消费量最多的5个部门与能源消费总量最多的5个部门完全相同,不过其煤炭消费量在工业煤炭消费总量中的比重分别为80.4%(1997年)和85.7%(2002年),可见煤炭还是这些高能耗重化工业部门的主要能源消费品。又由于这些传统的高耗能重化工业能源消费的可替代性较差,当一些轻工业部门逐渐转化为依靠石油、天然气等能源时(5),这些传统的高耗能部门只能继续依赖煤炭,从而导致这些部门的煤炭消费增长幅度比能源消费总量的增长幅度更为显著。在所有工业部门中,电力、热力的生产和供应业(A21)部门的产量效应、结构效应和强度效应(绝对值)异常突出(见图3),主要是因为该部门的煤炭消费占所有工业煤炭消费总量的41.7%,是工业煤炭消费的重中之重的部门,也是减少工业煤炭消费的主要潜力部门。同时,非金属矿物制品业(A12)部门、金属冶炼及压延加工业(A13)和电力、热力的生产和供应业(A21)部门结构效应亦出现反常,其原因笔者已在前一部分进行了阐述。
4.3 石油消费总量
近年来,中国的石油消费量飞速增长,工业用油所占比重分别为57.4%(1997年)和50.4%(2002年)。虽然比重有所下降,但是与1997年相比,2002年工业石油消费量增加了28.9%,增幅较大,同期工业石油消费强度下降了14.4%. 在此期间,工业总产值的增加使石油消费量上升了10023.9万吨,工业内部各部门的结构变化引起石油消费量增长2894.4万吨,工业内部各部门实际能源强度的大幅度下降有效地抑制了石油消费量,使之减少了6708.1万吨。
分部门而言,工业石油消费最集中的5个部门是石油和天然气开采业(A03)、石油加工、炼焦及核燃料加工业(A10)、化学工业(A11)、非金属矿物制品业(A12)和电力、热力的生产和供应业(A21),其石油消费量分别占工业石油消费总量的92.1%(1997年)和93.6%(2002年),可见工业的石油消费集中度非常高,绝大多数都在高耗能重化工业部门。在这些重化工业部门,石油的可替代性甚至比煤炭的可替代性还要低。在所有工业部门中,由于重化工业投入产出比较大的缘故,石油消费最集中的5个部门的产量效应、结构效应和强度效应(绝对值)均比较大;尤其是石油加工、炼焦及核燃料加工业(A10)部门的产量效应、结构效应和强度效应(绝对值)异常突出(见图4),这主要是因为该部门的能源消费结构中石油所占比例达到了55.2%,该部门石油消费强度的下降是工业石油消费量下降的主要动力。
5 结论与建议
本文运用LMDI方法对1997年和2002年中国工业能源消费、煤炭消费和石油消费进行了分解分析,结果表明中国工业能源消费、煤炭消费和石油消费的上升主要是由产量效应造成的,尤其是重化工业的产量效应;结构效应也对能耗总量的增长起了一定的促进作用,而强度效应大大抑制了能耗总量的进一步上升。由于在1997～2002年间, 工业投入产出规模扩大, 工业总产值得到了很大程度的提高, 工业能源消费总量及煤炭消费总量、 石油消费总量随之上升。与此同时,由于部门内能源使用效率的提高, 中国工业2002年的能源消费强度、 煤炭消费强度和石油消费强度分别比1997年降低了30.6%、29.4%和14.4%. 因此,这几年工业节能的主要原因是部门实际能源强度的减小。
从产量效应、结构效应和强度效应来分析,以石油和天然气开采业(A02)、石油加工、炼焦及核燃料加工业(A10)、化学工业(A11)、非金属矿物制品业(A12)、金属冶炼及压延加工业(A13)和电力、热力的生产和供应业(A21)为代表的高耗能重化工业是工业能源消费、煤炭消费、石油消费的主体,其能源消费量、煤炭消费量和石油消费量均占全部工业消费的80%以上,这些部门能源消费量的降低是减少中国工业能源消费的主要任务。尤其电力、热力的生产和供应业(A21)部门是工业煤炭主要消费部门,石油加工、炼焦及核燃料加工业(A10)是工业石油主要消费部门,A21部门煤炭消费强度和A10部门石油消费强度的下降是工业煤炭消费量和工业石油消费量下降的主要动力。
从本文研究结果来看,重化工业决不是中国工业发展的方向。为了实现到2010年中国单位GDP能耗比2005年降低20%的宏伟目标,降低工业能耗是重中之重的任务。笔者认为政府应该尽量降低高耗能重化工业企业的扩大生产规模,引导工业产业结构向低能耗方向调整,降低工业能源消费强度,同时大力开发可再生能源和新能源,促使经济、社会、环境得到和谐发展。
参考文献
[1]Sinton J E,Levine M D.Changing energy intensityin Chinese industry:the relatively importance ofstructural shift and intensity change[J].EnergyPolicy,1994,22:239~255.
[2]Zhang Z X.Why did the energy intensity fall inChina’s industrial sector in the 1990s?The relativeimportance of structural change and intensity change[J].Energy Economics,2003,25:625~638.
[3]Liao H,Fan Y,Wei Y M.What induced China’senergy intensity to fluctuate:1997-2006?[J].EnergyPolicy,2007,35:4640~4649.
[4]齐志新,陈文颖,吴宗鑫.工业轻重结构变化对能源消费的影响[J].中国工业经济,2007,(2):35~42.
[5]孟令茹,钱永坤,黄福臣.我国工业部门煤炭消耗的定量分析[J].煤炭经济研究,2007,(9):41~44.
[6]Zha D L,et al.The contribution degree of sub-sectorsto structure effect and intensity effects on industryenergy intensity in China from 1993 to 2003[J].Re-newable&Sustainable Energy Reviews,2007.
[7]Ang B W.Decomposition analysis for policymakingin energy:which is the preferred method?[J].EnergyPolicy,2004,32:1131~1139.
[8]欧育辉,刘轶芳,满讲义.基于LMDI的我国能耗增长总量分解[J].经济管理,2007,(7):91~95.
[9]高振宇,王益.我国生产用能源消费变动的分解分析[J].统计研究,2007,(3):52~57.
[10]杭雷鸣,屠梅曾.能源价格对能源强度的影响[J].数量经济与技术经济研究,2006,(12):93~100.
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