节能技术-热能(二)

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1、节能技术热能（二）一、几句有用的话1、“国家节约能源法”关于节能的定义是：加强管理，采取技术上可行、经济上合理以及环境和社会可以承受的措施，从能源生产到消费的各个环节，降低消耗，减少损失，制止浪费，更加有效合理的利用能源。2、严济慈说：所费多于所当费所得少于所可得3、吴仲华说：分配得当、各得所需、温度对口、梯级利用。4、能量包含数量和质量两个含义。二、重点分析几个专题一、回顾几句有用的话1、“国家节约能源法”关于节能的定义是：加强管理，采取技术上可行、经济上合理以及环境和社会可以承受的措施，从能源生产到消费的各个环节，降低消耗

2、，减少损失，制止浪费，更加有效合理的利用能源。2、严济慈说：所费多于所当费所得少于所可得3、吴仲华说：分配得当、各得所需、温度对口、梯级利用（中国能源问题及其科学技术解决的途径）。4、能量包含数量和质量两个含义。5、结构节能、技改节能与运行管理节能并重。二、重点分析介绍几个节能专题序言压力MPa温度℃卡诺η%锅炉η%汽机η%发电、厂用电η%发电η%1.018033.185738316.43.534050.687758728.710.054062.790789039.6专题一、科学用能和分布式能源系统一、复习热力学第二定律热力学

3、第一定律阐明能量转换时的守恒性；说明了能量的数量属性；热力学第二定律阐明能量转换时的方向性。说明了能量的质量属性，能量是有品位的。卡诺循环效率说明，热能温度高可以产生的有用功就多，质量就高：η=1-T低/T高以发电厂为例:可见，仅用热力学第一定律热量平衡的方法衡量热效率，是不完善的；只有最大限度地梯级利用才是能源利用完善性的可比尺度。就如一棵大树完全制作成了筷子或牙签，还是先做梁柱，边角料再做筷子或牙签，质量利用是重要的；然后边角料全用尽，这就是梯级用能、科学用能。来看一个温度链：热利用方式利用温度℃卡诺循环效率%热设备、发电

4、厂效率%输送效率%总效率%工业供热冷气25044.0759029.7目前火力发电/热电冷气联供60066.4759044.8燃气蒸汽联合循环发电/热电冷气联供130082.5759055.7二、梯级利用的第一步：热、电、冷、气联供热、冷、气本质上都是供热，如3.0MPa,仅234℃；发过电（目前可以利用到600℃）再供热用尽，这些电几乎是“白”得的。三、梯级利用的第二步：一般燃料可到1400～1600℃。燃气蒸汽联合循环发电—热、电、冷、气联供，目前可以利用到1200～1400℃，热利用最完善。同样用卡诺循环效率来看：可以提高

5、20%的能源利用率。燃气（燃油）蒸汽联合循环发电，在国外普遍采用，因为世界大多国家燃料结构是以石油和天然气为主；而我国是以煤为主燃料（占80%），需组成煤气化—燃气蒸汽联合循环。煤的大型、高效气化有一定的难度，但并非不可攻克，中国理应作出贡献。四、梯级利用的第三步：分布式能源系统从能源供应的源头看：燃气蒸汽联合循环发电—热、电、冷、气联供系统，热利用已经相当完善了；而能源的供应环节还有潜力——输送效率问题。燃气轮机技术的进步，使它的效率与规模已关系不大，那么燃气蒸汽联合循环发电就可以建在负荷中心。这就是分布式能源系统，实践可以

6、有20%的节能率，称分布式能源系统为第二次能源革命或第二代能源系统。我国必须尽快走煤的气化这条路，否则就等于承认我们的能源利用效率永远低于国外20%～35%。专题二、热泵一、原理热泵就是空调、制冷机或冰机。制冷机由压缩机、蒸发器、冷凝器、减压阀等组成。蒸发器和冷凝器，一个制冷（吸热、冷端)，一个制热(放热、热端）。冷和热都是能量，两者都应该得到利用。制热时，它的制冷端吸热，到制热端放热，好像是热量被电力的打压过程，于是被称为温度倍增器、热泵……。如图：家用空调在夏季和冬季的工作原理图，冬季就是空气源热泵；一般企业用制冷机（冰机

7、）工作原理图，把热水利用起来就是水源热泵；二、制冷机的COP值制冷循环是逆向卡诺循环，循环效率常称为循环性能系数、制冷系数、能效比、COP值。蒸发器和冷凝器的温差越大，耗功越多。一般蒸发器蒸发温度每下降1℃，它的制冷量在同输入功率的情况下下降～3％；而冷凝器冷却水温度每降低1℃，制冷机组的制冷量可同输入功率的情况下增加～1.3%左右。所以：空冷机组COP为2.0～3.0，水冷机组COP4.0～5.5，水热泵（水源热泵）COP为3.0～4.0。三、应用冬季家用空调取暖，就是空气源热泵，比电加热取暖效率提高2倍以上；工业高温热泵，

8、原工业制冷机冷凝器水温30～40℃难于再利用，高温热泵可达60～80℃，可以再利用了。应用例一：某厂车间四季需要降温，而老化室需要升温，可以如图，一举两得，不足部分再辅以电加热；应用例二：恒温恒湿空调，需要先降温调湿，再升温调温。可以用一台热泵，一举两得：应用例三、制冷机冷热