严寒地区空气热源土壤蓄热热泵供暖系统可行性分析

《严寒地区空气热源土壤蓄热热泵供暖系统可行性分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、哈尔滨工业大学工学硕士学位论文第1章绪论1.1课题背景及研究的目的和意义1.1.1能源环境现状分析能源是国家经济和社会发展的基本支撑，人类赖以生存的基础。但是，人类的进步带来了巨大的能源消耗，特别是化石能源，它对人类社会经济发展和对环境的影响也越来越显著。国外调查结果表明，世界石油已探明储量为1400亿吨，每年产量按34亿吨计，仅够开采41年，到2038年全世界将面临石油耗尽的局面。全球探明可采煤炭储量10316.1亿吨，人类已经意识到化石燃料的使用是有限的，所以解决能源问题迫在[1-2]眉睫、势在必行。我国是世界最大煤

2、炭生产国和消费国，2007年煤产量达1292.1Mt，占世界煤[3]炭总产量的28.6％，占中国一次能源产量的69.5％，详细能源见表1-1。同年煤[4]炭消费量达1579Mt，却占世界煤炭总消费量的31.0％。据估计，我国煤炭剩余可采储量为900亿t，可供开采不足百年；石油剩余可采储量为23亿t，仅可供开采143[5]年；天然气剩余可采储量为6310亿m，可供开采不过32年。所以，从长远来看，能源的不足是制约我国发展的至关重要的环节。与此同时，人类同样面临着由于使用化石能源而带来的环境问题：燃烧含硫的煤炭和石油产生的大

3、量二氧化硫形成了危害巨大的酸雨，致使地球植被破坏，农业减产，土壤沙漠化等；化石燃料燃烧产生包括致癌物质在内的许多有害物质也会造成一些疾病的产生。为了中国的可持续发展，大力发展可再生能源，替代部分化石能源，是势在必行的。表1-12007年中国和世界能源消耗对比世界能源产量中国总产量（Mt）所占比例（%）总产量所占比例（%）煤炭3177.528.61292.169.5原油3952.835.6366.219.7天然气2637.723.865.13.5水能、风能、核能1331.212.0135.77.3总计11099.31001

4、859.1100而在能源消耗中，建筑能耗在社会总能耗中占有较大比例，对于不同发展状况-1-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文的国家和地区，其占有的份额也有一定差别。据统计，西方的发达国家建筑能耗占[6]全国总能耗的30～40%，而建筑能耗在我国却为总能耗的27.6%。随着我国经济的飞速发展，生活水平的不断提高，将更为重视居住环境的质量和舒适性问题，建筑能耗所占的比重也将节节攀升，人们也将增强对该问题的重视程度。据同济大学龙惟定教授估算，到2020年，我国建筑能耗总耗电量将比三峡电站34年的总发电量还要多，据某研究报告统计，我

5、国北方用于冬季采暖所消耗的能源是全国建筑消耗能源总量中比例最高的，达到40%，假如以现在的建筑供暖能耗为依据，到2020年如果按照标准煤统计新增加用于供暖的能量将达到1.4亿t/a，同时用电量达到[7]4000亿～4500亿kWh/a，这将对我国的能源供应产生巨大的压力。为此，大力开发利用新能源对将来可持续发展是十分必要的，也是必须认真考虑的。我国的新能源资源十分丰富，发展新能源对于国家能源安全、环境保护都具有极为深远的意义。而对于建筑行业，太阳能、地热能、空气能等可再生能源受到高度关注，并在很多国家中已得到极其广泛应用

6、。目前可再生能源发展已经逐步得到国家的重视，在2008年可再生能源利用量约占我国一次能源消费总量的9％，随着新能源利用技术的发展，所占的比例也将逐年增大，根据国家发改委编制的《可[8]再生能源中长期发展规划》可知，在2020年前该比例将增至16%。国家政府逐渐放宽新能源利用方面政策，并投入大量人力物力用于新能源技术的推广应用，随着经济的发展能源消耗与日俱增，节能减排必将成为我国新时期的首要任务，新能源的开发和利用一定会稳步、快速地向前发展，同时也对全球经济和生态环境做出了巨大的贡献。1.1.2课题研究的目的及意义能源是我

7、国经济能够持续发展，人民生活水平提高的关键因素。随着我国经济的发展，建筑能耗呈逐渐上升的趋势，将不断加大我国能源消费压力，制约着国内经济的持续发展，所以降低建筑能耗、提高能源利用率已经摆在一个十分重要的位置。建筑能耗主要包括采暖空调能耗、建造能耗和生活能耗三方面，其中采暖空调能耗占比例最大。而严寒、寒冷地区，特别是我国北方，采暖耗能占全国城镇总能耗的40%左右，面对如此大的能源消耗量，这方面节能降耗已经刻不容缓，因此，[9]研究供热、供暖系统的节能措施非常必要。新能源包括太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能，如果能将其

8、部分用于供热、供暖，不但可以节省大量的一次能源，并对环境无污染。其中，我国的地热能源丰富，地表浅层土壤能够蓄存较多的太阳能辐射能量，比例高达47%，它犹如-2-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文一个体积无限的蓄热集热器，储存的能量比全世界每年能源消耗总量的500倍还多[10]。而且，它受地域的影响因素较小，资源丰富、取之