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摘要:可再生能源相比不可再生能源具有资源丰富、不污染环境、清洁安全和资源可再生的优点。因此在能源状况日益紧张的今天,大力推广可再生能源的应用具有十分重大的意义。本文主要探究了可再生能源在空调制冷应用的必要性及其应用体现。
关键词:可再生能源;空调制冷;应用
引言
我国人口众多,随着经济的高速发展,能源需求的压力日愈加大。多渠道地开发、利用可再生能源,是建设资源节约型社会的要求。在采暖空调中充分利用可再生能源,可以减少初级能源的消耗和室温气体的排放。然而,由于可再生能源的多样性,每种技术都有其优缺点,在实际应用中应因地制宜,根据当地所处的地域和环境选择最佳的应用方案。
一、可再生能源的概述
可再生能源(英语:Renewable Energy)为来自大自然的能源,例如太阳能、风力、潮汐能、地热能等,是取之不尽,用之不竭的能源,是相对于会穷尽的不可再生能源的一种能源,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。人类历史进程中长期依赖的能源都是可再生能源,如薪柴、秸秆等属于生物质能源,另外还有水力、风力等,这些能源大部分都来自太阳能的转化,是可以再生的能源资源。人类近代社会大规模开发利用的煤炭、石油、天然气等化石能源,其能量来源实际上也是源自太阳能的转化,但它们是地球在远古时期的演化化过程中形成和储存下来的,对于我们人类来说一旦用完就无法恢复和再生,因此属于不可再生的能源资源。
二、可再生能源在空调制冷应用的必要性
1、耗能与污染问题解决的迫切要求
我国的煤炭储量巨大,但中国的煤炭消费量占一次能源消费的75%以上,超过全球平均水平的两倍。近年来,随着加速发展重工业和资源性产品价格的上涨,中国的煤炭产量加速发展,虽然煤炭储量是全世界最高,但每年的产量和消费量巨大。近年来,中国的煤炭储量和产量的比例已不足40年,远低于全球平均水平。从国家能源战略的角度看,应该非常谨慎地利用煤炭资源,合理地利用能源消费结构,利用可再生能源替代传统煤炭资源。在现有技术和经济条件下,事实已经证明大量使用煤炭已使中国环境严重污染。燃烧煤炭等常规能源排放出的Pm2.5、Pm10对环境的污染、对人体的损伤相当大,严重影响人们的生活质量。由于环境的污染、能源的缺少,也会降低我国在国际上的地位与影响力。在这样背景下,必须充分利用可再生能源,才能让人类的环境更加美好,保障人类的健康水平。
2、国家政策的鼓励与倡导
在21世纪以来,我国在节能减排方面也做出了相关的规定,在建筑节能设计方面也推出强制要求,提高节能率,减少能源消耗。在供热制冷的设备方面也进行改造,对积极实施减少碳排放的单位进行政府补贴、奖励,提高用能单位的节能积极性。最重要的是,我国指出要“研究和发展太阳能热利用、采暖、空调等与建筑一体化技术”,这样的政策让很多企业纷纷响应。在响应号召的同时,企业也研究出了让可再生能源与制冷空调结合起来的方法,这样的方法被政府进行大力的推广,也深受用户的喜爱。因此,可再生能源与制冷空调的结合成为大势所趋,也将成为未来发展的必要方向。
三、可再生能源在空调制冷中的应用体现
1、太阳能在空调制冷的应用
在新能源中,太阳能是干净清洁的新型能源之一,也是一种取之不尽用之不竭的能源。太阳能不需要运输,也容易收集开采。因此,在节能减排的今天,备受世人青睐。如何应用好太阳能,是空调领域的重要课题。从供热方面看,可以采取太阳能、地板采暖、吊顶辐射相结合的方式,从而达到良好的供暖效果。在制冷方面,可以利用太阳能进行光热光电的转换,从而实现热驱动或用电制冷的目的。从当前来看,我国太阳能技术得到了快速发展,利用太阳能进行制冷主要有两种新技术:一是吸收式制冷。从传统的制冷来看,一般是太阳能溴化锂吸收式制冷。这种系统需要热源的温度约为85℃,而太阳能集热装置对一般难以达到这么高的温度。如果用两级系统,则需要的热源温度高达130℃左右。如果是高效的太阳能集热装置,并得到130--150℃的温度,再结合辅助热源,便可以使双效溴化锂吸收机组顺利驱动。这样不仅能够使太阳能利用率极大提高,而且也比使用燃油机组所耗费的成本要低得多。在太阳能丰富的地方,非常适合使用这种系统,能够极大地节约能源。二是吸附式制冷。对于制冷量较小的系统,一般只能采取这种制冷方式。该制冷方式一般比较适合在制冷量较小的系统使用,如硅胶-水系统,所需要的热源温度为65℃。这种制冷系统的特点是运行时间很长,污染很小,从而可以最大可能地节约能源。借助太阳能,能够使吸附硅胶转轮驱动起来。加上与传统空调结合,从而构成混合的空调系统。这种系统可以降温,而且能除湿,符合在通风良好和湿度较大的场合使用,工作效率要比一般的高30%。
2、土壤能在空调制冷的应用
我国能源研究会地热专业委员会统计了大陆地区的地热资源,认为地热资源丰富,应用潜力大。地源热泵是利用地下浅层地热资源(通常小于400m深)作为冷热源,进行能量转换,提供供暖制冷的空调系统。地源热泵系统通过输入少量的高品位能源(如电能),实现低温热源向高温热源的转移。地能分别在冬季和夏季作为低温热源和高温热源,夏季,大地作为排热场所,把室内热量以及压缩机的散热通过埋地盘管排入土壤中,再通过土壤的导热和土壤中水分的迁移把热量扩散出去。在地源热泵系统中,由于冬季从大地中取出的热量在夏季得到补偿,因而使大地热量基本平衡。虽然我国在开展土壤源热泵系统的研究与应用方面起步较晚,但由于其技术有着节能、环保和可持续发展的优点,我国地源热泵系统的研究和开发市场也日趋活跃,它将成为中小型生态建筑空调冷热源合理、可行的选择方案之一。
3、海洋能在空调制冷的应用
海洋能通常是指海洋本身所蕴藏的能量,它包括潮汐能、波浪能、海流能、温差能、盐差能和化学能,不包括海底或海底下储存的煤、石油、天然气等化石能源和“可燃冰”,也不含溶解于海水中的铀、锂等化学能源。海洋能利用的主体是利用海洋能发电,其技术已日趋成熟。海洋是地球气候和淡水循环的天然调节源,其容量巨大,与大气、陆地间通过水汽等方式不断进行能量和物质循环,是一个天然容量巨大的低位冷热源,为人类制冷供热提供了良好的条件,海水热泵是一个很好的选择。这种热泵冬天从海水中汲取热量;夏天,则用海水作为冷却水。
四、结束语
综上所述,在空调制冷中应用可再生能源,对当前紧迫的能源浪费、环境危机以及人类可持续发展都有着不可忽视的积极作用。但可再生能源在空调制冷中的多个细节,还有较多可以进行优化和改善的空间。可再生能源是否能够优化制冷设备的自身性能,是保证制冷空调中可再生能源的持续应用的必要条件。因此,提升可再生能源的制冷质量、在保证设备成本质量的情况下最大限度压低设备成本,进而达到可再生能源全面普及的基本目标。
参考文献
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