某綜合樓可再生能源應用設計

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摘要:介紹四種可再生能源的優(yōu)點和缺點，在實際設計應用中選用合適的可再生能源應用方案提供參考。 

關鍵詞:可再生能源;地表水源熱泵;土壤源熱泵;太陽能熱水系統(tǒng);污水源熱泵  abstract: the article introduces four kinds of renewable energy advantages and disadvantages, to provide reference in actual design application in selecting suitable renewable energy application solutions.  key words: renewable energy, the surface water source heat pump; ground-source heat pump; the solar energy hot water system; sewage-source heat pump  中圖分類號: tk01+9文獻標識碼:a文章編號:    項目概況：  1．1項目名稱：某市三產(chǎn)綜合樓。  1. 2建設地點：  本項目位于某市西鄉(xiāng)塘區(qū)高新六路，交通便利。  3項目性質：新建樓房  4項目類型：酒店綜合樓  1. 5項目規(guī)模：  本項目為某市西鄉(xiāng)塘區(qū)三產(chǎn)綜合樓，層數(shù)為地下二層，地上22層，總建筑面積為49914㎡，其中地下建筑面積為9988㎡，地上建筑面積為39926㎡，建筑占地面積3258㎡，耐火等級為二級，建筑設計使用年限為三類50年。按6度抗震設防，主體為框架結構?？紤]設計8層房間內使用的(從上至下)的熱水集中供應，可再生能源應用面積共計8268.24m2。  可再生能源利用的意義及國家政策背景  1、《中華人民共和國可再生能源法》（２００６年１月１日起施行） 第十七條國家鼓勵單位和個人安裝和使用太陽能熱水系統(tǒng)、太陽能供熱采暖和制冷系統(tǒng)、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)等太陽能利用系統(tǒng)。  2、《民用建筑節(jié)能條例》（２００8年10月１日起實施）第二章，第（五）第四條，國家鼓勵和扶持在新建建筑和既有建筑節(jié)能改造中采用太陽能、地熱能等可再生能源。  第二十條，對具備可再生能源利用條件的建筑，建設單位應當選擇合適的可再生能源，用于采暖、制冷、照明和熱水供應等；設計單位應當按照有關可再生能源利用標準進行設計。  建設可再生能源利用設施，應當與建筑主體工程同步設計、同步施工、同步驗收。  3、《關于2009年全國建設領域節(jié)能減排專項監(jiān)督檢查建筑節(jié)能檢查的通報》建科[2010]45號文件，第（四）條優(yōu)化結構，可再生能源建筑一體化規(guī)模應用取得突破。財政部、住房城鄉(xiāng)建設部根據(jù)黨中央國務院“擴內需、保增長、調結構、促民生”的戰(zhàn)略部署和可再生能源建筑應用發(fā)展形勢的需要，適時調整了示范方式和內容，啟動我國“太陽能屋頂計劃”，并組織實施“可再生能源建筑應用城市示范”和“農(nóng)村地區(qū)可再生能源建筑應用示范”工作，確定了第一批21個示范城市和38個農(nóng)村地區(qū)縣級示范。推進可再生能源建筑應用方式從抓單個項目轉向抓區(qū)域整體。  4、可再生能源中太陽能利用的意義。  第一，太陽能建設是順應時代潮流的積極探索。2l世紀人類進入了生態(tài)文明時代，相伴而來的必然是能源革命。目前世界新能源產(chǎn)業(yè)正以每年30％以上的速度發(fā)展，有科學家預言， 2050年，太陽能將替代全世界范圍內50％以上的常規(guī)能源。  第二，建設太陽能是落實科學發(fā)展觀的具體行動。落實科學發(fā)展觀，建設環(huán)境友好型、資源節(jié)約型社會，首先解決的問題就是如何開發(fā)和使用可再生新能源，保護好生態(tài)環(huán)境，這是關系一個國家和地區(qū)能否持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略性問題。在可再生能源的有效利用中，不管是從資源的數(shù)量、分布的普遍性，還是從清潔性、技術的可靠性來看，太陽能都比其他可再生能源更具優(yōu)越性，是取之不盡、用之不竭的、無污染、廉價、人類能夠自由利用的能源(太陽每秒鐘照射到地球上的能量相當于500萬噸煤，40分鐘內投射到地球表面的能量相當于全世界每年消耗能量的總和。我國接收的太陽輻射能相當于上萬個三峽工程的發(fā)電量)。其實我們地球上現(xiàn)在使用的所有能量都來源于太陽，煤、石油都是固化的太陽能物質，直接使用太陽能也是一種回歸自然的表現(xiàn)。  第三，本項目太陽能建設將為市建設可再生能源利用示范城市作出積極的貢獻。  可再生能源應用方案分析：  可再生資源很多，適合于某市的主要有太陽能、淺層地熱、地表水資源熱能等。以下就各自的優(yōu)缺點進行比對，選擇合適本項目的可再生能源利用。  1、地表水源熱水系統(tǒng)的利用方案---地表水源熱泵  工作原理：地表水源熱泵系統(tǒng)是運用熱泵從淺層地表水中（地下水或地表水）吸取大量的低溫位熱量（或冷量），通過熱泵系統(tǒng)循環(huán)把吸取的熱量從低溫位提升到高溫位，為用戶提供冬季供暖、夏季制冷空調、全年熱水供應或制冷空調和熱水聯(lián)供。它只需消耗少量的高品位能源（如電能），就能獲得高于輸入能量數(shù)倍的熱能效果。  地表水源熱泵系統(tǒng)工作原理圖  優(yōu)點：  適用范圍廣：適用于冬季室外最低溫度高于-10度地區(qū)的賓館、酒店、度假村、桑拿浴場、學校、部隊、醫(yī)院、療養(yǎng)院及小區(qū)等場所中央熱水及冷暖空調系統(tǒng)。  壽命長：設備設計壽命一般在15年左右，土壤換熱器采用高強度惰性材料，埋地壽命至少50年。  投資回收期短：熱水系統(tǒng)3年左右可從節(jié)能費中收回投資成本。地源熱泵中央空調每年的運行費用比傳統(tǒng)的中央空調低30%。  缺點：（相對本項目而言） 受可利用的水源條件及氣候條件的影響較大。  本項目旁邊有一條市政排洪溝，平時水位很低。本項目所需熱量為1209600kcal，即1406.5kw（詳設計方案中的熱水計算部分），單靠市政排洪溝作為水源無法滿足地表水源熱泵的運行要求。本項目缺少穩(wěn)定且充足的地表水源作為熱源，即不具備現(xiàn)場條件。  2、土壤源熱水系統(tǒng)的利用方案-土壤源熱泵  工作原理：土壤源熱泵（土壤熱交換式地熱熱泵）系統(tǒng)的工作原理就是夏季從室內取出余熱釋放到室外，冬季從室外取熱釋放到室內。夏季，即制冷工況時，熱泵工質在室內側換熱器的蒸發(fā)將室內余熱取出，在室外側換熱器（大地盤管）中進行熱量交換，將余熱放至室外，室內空氣得到了冷卻；冬季，即在制熱工況時，四通換向閥轉換方向，熱泵工質在室外側換熱器（大地盤管）內蒸發(fā)而從室外吸取熱量，在室內側換熱器中將熱量釋放給室內空氣，實現(xiàn)向室內供熱。土壤源熱泵以大地為熱源和熱匯，利用埋在地表淺層的換熱器作為中間換熱設備，冬季從大地取熱，夏季向其放熱。  土壤源熱泵工作原理圖  土壤源熱泵的特點：土壤源熱泵具有許多優(yōu)點，它對節(jié)能和減少環(huán)境污染等方面都有積極的意義。1、首先土壤源熱泵具有較高的經(jīng)濟性，節(jié)能效果明顯。將土壤源熱泵和空氣源熱泵進行對比便可說明土壤源熱泵是高效的?？諝庠礋岜美檬彝饪諝庾鳛闊嵩春蜔釁R，而室外空氣隨季節(jié)變化十分明顯。這便使得空氣源熱泵的制冷、制熱量隨季節(jié)變化而波動幅度很大。在冬季最冷月，室外空氣溫度也達到全年最低，空氣源熱泵的工質從室外吸取熱量也變得越發(fā)困難；夏季則相反，最熱月空氣源熱泵工質向室外空氣放熱則越發(fā)困難。這常常使空氣源熱泵的制冷量、制熱量達不到用戶要求。土壤源熱泵用全年溫度相對穩(wěn)定的地表淺層土壤做熱源和熱匯，解決了這種窘境。2、土壤源熱泵具有良好的環(huán)保特性。我國城市化的發(fā)展，迫切需要減少城市燃煤采暖造成的污染。而同時，人們又對制熱制冷提出更多的要求。土壤源熱泵恰好提供了這一矛盾的解決方法。土壤源熱泵的熱源和熱匯是大地，屬于可再生能源，無熱河燃燒設備，無排煙，沒有廢棄物，雖然其驅動能源仍是直接或間接使用化石燃料，但與燃燒化石燃料的鍋爐供熱方式相比，大大減小了對環(huán)境的污染。據(jù)資料介紹，熱泵供暖的能耗約為鍋爐供暖能耗的0.78，co2和so2的排放量分別為鍋爐供暖的0.78和0.65。3、此外利用土壤源熱泵供暖具有良好的舒適性，普通的空氣源熱泵常有吹冷風的感覺。因其處理后的空氣溫度雖高于室內空氣溫度，卻低于人們皮膚的溫度。土壤源熱泵便不會產(chǎn)生這種現(xiàn)象。其處理后的空氣溫度高于人們皮膚的溫度，因此有良好的舒適性。