導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇簡述可再生能源的特點，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

關鍵詞：

可再生能源；建筑設計；利用

面對有限的能源資源，近年來我國多次強調可持續發展戰略的要求，促進能源資源的節約，以適應社會經濟發展的需要。因此，建筑行業在未來的建設發展中要合理運用可再生能源，提高資源的利用率，進一步促進建筑質量的提高，增強建筑企業在行業中的競爭力。

1.綠色環境建筑的必要性

綠色環境建筑是以節約能源為目的在建筑特點上進行綠色建設，它需要結合是市政的基礎設施建設，利用環保材料或循環利用建筑中的廢料和部分家庭廢料，綠色環境建筑重點是保護環境，避免建筑工程中出現可能會對環境造成危害的問題，如建筑施工中的廢料、粉塵，容易造成水污染、大氣污染，對人們的生產生活造成危害。可再生能源在建筑行業中的運用，充分體現著我國可持續發展在經濟建設中的運用，它使得綠色建筑規劃與生態環境保護緊密結合，建筑企業需要不斷通過創新研究，加強可再生能源在建筑行業中的有效應用，促進綠色建筑的不斷發展。因此，綠色環境建筑可以改善建設施工中的環境質量，提高人們的生活質量，而且對室內環境也有著顯著的進步[]。

2.建筑設計中可再生能源的具體應用

2.1太陽能

太陽能是太陽所釋放出的輻射能，太陽能一般情況下會轉化為化學能、熱能以及電能，人們在日常生活中可以用太陽能進行照亮、提供熱能。首先，建筑設計中太陽能資源的利用主要是太陽能轉化為熱能。太陽能轉化為熱能是通過太陽集熱裝置吸收太陽能輻射，而吸收的太陽能輻射就轉化成了熱能，這種利用現代科技的轉化能源一般是提供給家庭用戶的熱水、空調、取暖器或溫室栽培等，為居民的日常生活提供便利。其次，太陽能轉化為電能。太陽能轉化為電能有著兩種轉換形式，一種是光熱發電，利用光熱電的能量轉化形勢，一種是光伏發電，這主要是運用太陽能電池把太陽能直接轉化成電能。如某市小區大量使用太陽能，居民通過薄膜電池與太陽能電池享有太陽能提供的優勢，該地區的知名太陽能公司為我國提供數量繁多的太陽能產品，運用到建筑行業中，促進建筑行業經濟效益的提高。太陽能產品廣泛運用在建筑設計中，設計師不僅要設計出外形美觀的太陽能產品，而且要加強產品對太陽光的采集和利用，同時注重排水與熱能輸送管道的保溫性能，促進太陽能在建筑設計中的廣泛應用。最后，太陽能轉化成化學能。它是指太陽能把水進行直接分解，產生氫氣與氧氣，而氫氣屬于清潔的可再生能源。太陽能轉化為化學能也有著一定的發展，它可能會成為我國未來太陽能轉化的主要形式[]。

2.2風能

風能就是指空氣在流動中產生的能量，目前風能的資源是無比巨大的，它有著儲備量多、廣闊的分布區域以及能源的清潔性，在人們的生產生活中有著廣泛的應用。目前我國對風能的運用成熟度也較高，在電網不發達的地區，通過風能進行發電能夠很好地解決當地人們的用電問題。建筑設計中要對風能進行合理有效的利用，就需要建筑設計師詳細考察與分析當地建筑工程所具有的風力資源，保證風力發電的可行性，并且設計風力發電對象要美觀，因風力發電機與其他發電機的不同，在風力發電機安裝時一般在建筑的頂部，以此來保證建筑與發電機之間的協調性。

2.3地熱能

地熱能是通過地源熱泵器在地下表層抽取適宜溫度的熱源并加以利用，是有效運用地表的可再生能源。地熱能在建筑設計中的應用，主要是把地下水、地表水甚至一些工業廢水與生活廢水等中的熱量運用到建筑的空調系統，這就需要運用現代地源熱泵技術。地源熱泵技術有兩種形式，土-氣型是提供給人們地熱的能量；水-水型主要是進行制冷作用。建筑設計中運用地熱能要注重選擇合適的地點，防止建筑與熱源相距甚遠，從而影響地熱源的效果，而如果要促進地熱源的高效，就需要花費人力、物力以及財力，這樣違背了我國建筑行業的可持續發展。而且由于地熱能所處的地質環境較為復雜，就需要建筑設計師注重建筑地基的考察，了解建筑所在地區的地質結構特點，保證建筑設計中高效的地熱能資源的運用。例如長沙市建筑行業中對地熱能的有效利用，長沙市屬于長江以南的地區，地下水以及地表水豐富，因此長沙市的地熱能是充足的，在進行建筑設計時，地熱能源的應用不僅保障人們的日常生活，而且充分實現地源熱泵技術的現實意義，并且通過電能合理的轉化成其他能源，提高電能資源的利用率。

2.4生物質能

生物質能是屬于新型可再生能源，目前生物質能的潛力發展大，自然界中的生物質能對人們的日常生活有著很大的促進作用，它體現在農村沼氣的運用、城市垃圾焚燒發電、種植能源作物等。建筑設計中對生物質能的應用主要是提供熱能。城市的垃圾焚燒要想符合排放的要求，就要增加成本，制約著城市經濟的發展，所以針對燃燒發電的垃圾可以運送到專門的發電廠進行集中處理，如果居住在建筑規模較大的住宅區，居民可以進行自己的垃圾焚燒設備建設，使得垃圾焚燒后產生的熱量能夠供應自己的需求。因此，生物質能運用到建筑設計中能夠為居民生活提供便利。

3.結語

綜上所述，建筑行業中可持續發展理念的不斷深入，促進可再生能源在經濟領域的廣泛應用，體現著可再生能源在我國未來經濟發展中有著重要的作用。因此，建筑設計師要全面考察建筑工地，根據建筑地點的地質結構，選擇科學合理的可再生能源并加以利用，建筑企業要認真創新與研究可再生能源，促進可再生能源在整個建筑規劃中的應用。

作者：梅建華 單位：南通源誠建筑設計有限公司

篇2

【中圖分類號】P754.1 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672—5158（2012）08—0242-02

在利用資源過程中，人們發現有一些資源可以多次利用，稱之為可再生能源，典型的如水資源；而有些能源則不可多次保用，稱之為不可再生能源，這些資源非常多，如當下與人們生活息息相關的煤炭資源、石油資源。這些資源碳排放量比較高，推動了溫室效應的形成，對人們生活的負影響大。所以，在維護人們生活水平和發展的前提下，通過調整能源結構可以減少碳排放，提高人們生活質量，也能促進社會經濟的更為健康迅速的發展。

1.中國能源結構簡述

1.1 中國能源結構變化

自改革開放以來，中國能源產業得到快速發展，能源產業充滿活力，基本滿足了國民經濟發展的要求。根據統計數據，1995年，我國一次性能源生產量為12萬噸標準煤，而2010年這個數字便增長到28萬噸。在能源生產結構中，煤炭生產占能源生產總量的約80%，原油生產占到了近10%，水電、核電以及其它能源點到了4%左右，天然氣為5%左右。進入新世紀，中國新能源和可再生能源發展迅速，特別是以水利資源為代表的可再生能源發展很快。與此同時，中國對能源的消費量也隨著經濟的不斷高速發展而在不斷攀升。根據2011年的數據來看，煤炭消費量下降到總消費量的67%左右，石油消費量由于汽車的普及上升到24%，核電發電比例上升到4%，水電利用相對下降。

1.2 中國能源結構的特點

中國的能源結構具有以下三個方面的特點：

第一，能源供給與能源消耗不對稱。

在80年代，由于剛剛實施改革開放，我國的能源供給量超過了當時能源需

求量，其主要現象有當時煤炭發電廠的倒閉。到了90年代，我國經濟連續多年保持較快發展，使得有時能源供給小于能源消耗，主要表現為居民用電的快速增長所帶來的拉閘限電。90年代末和2 1世紀初期，為了應付不斷增長的用電需求，國家興建了如三峽大壩等水利工程，從某種程度上講，極大的緩解了用電需求，但是近些年來一些地方經濟的高速發展對能源需求量的突然增加，使得能源供給已時常不能滿足人們的生產、生活需求。

第二，煤炭在能源生產和消費結構中所占的比例很高。

如上面所講，中國的煤炭生產一直為60%以上，同時，優質能源如天然氣比重卻一直沒有明顯的增長。特別是一些清潔能源，諸如水電、核電、風能和太陽能還處于起步階段，發展較為緩慢。由于煤炭的生產比例很高造成了人們對煤炭能源的消耗一直維持在70%以上。除此之外，工業對能源的需求量最大，造成的污染也是最為嚴重，而人均用電量也隨著人們生活水平的提高不斷上漲。1995年人均生活用電為300KG的標準煤，而到了2011年這個數字便上升到了545KG標準煤。

2.中國能源結構的國際比較

在改革開放初期到21世紀，中國經濟一直保持著10%以上的增長速度，經濟的快速發展伴隨著是能源需求的不斷攀升。特別是現代化工業體系的建立和完善，以及汽車等為代表的工業崛起，對能源需求量增加的同時，也改變和優化著中國的能源結構，其中煤炭需求相對下降明顯，而石油需求上升較快。但是，與國際發達國家相比較，差距還非常的明顯。如下兩表：

從表1和表2，能源生產和消費的國內外比較來看，總體上，中國能源生產和消費結構

與國外發達國家存在著非常大的差距，以煤炭生產和消費為主是中國的主要特點。能源消費中的煤炭消費比重遠遠超過英國、美國、加拿大、日本這四個發達國家。而石油和天然氣的比重又遠遠小于這四個國家，只相當于他們的1/2到1/3。

從現實情況來看，中國石油資源相對匱乏，約50%左右的國內石油消費依賴于進口，這種趨勢還將會隨著人民生活水平的提高而愈演愈烈。非煤炭能源中，水電、核電、風能和地熱能有等可再生、清潔能源比重很小，具有很大的開放利用空間。

3.中國能源結構優化對策

3.1 制定能源結構優化方案，促進技術創新

制定優化能源結構的具體方案，鼓勵采用新技術、新方案，確定實施目標、方案、步驟、重點等。積極促進可再生能源的開發利用，特別是對水能、太陽能以及核能，制定與之配套的可供實踐操作的具體方案，加強政府對能源產、供、銷的監管力度，引導電力企業技術創新的興趣，提高其生產效率。

3.2 調整產業結構，促進新興產業的發展

促進第三產業的發展，減少和限制高耗能、高染污行業的投資建設。對于一些化工、金屬冶煉行業進行產業結構優化升級，提高其對資源的利用率。努力發展電子信息、生物醫藥、新能源等戰略性新興產業，促進產業結構不斷優化升級。此外，我們也必須建立能源生產和消耗的污染權使用和交易制度，調動人們降低對煤炭能源的依賴性和促進實際節能減排行為。

篇3

前 言

盡管建筑領域的日益繁榮推動了社會經濟的發展與進步，可是也導致了環境問題層出不窮，為了保護人類賴以生存的地球，當前世界各國都在倡導低碳經濟、低碳建設。為了順應時展的要求，關注自然環境的改善措施，基于低碳背景下的建筑設計變得相當必要。

1 低碳背景對建筑設計師的要求

1.1 擁有高度的環保意識與低碳理念

在整個建設活動中，建筑設計師是最主要的牽頭人，所以在建筑設計中，其必須將環境問題與生態責任考慮其中。因為生態環境的承受力與支撐力并不是無限制的，所以人工建筑環境應當與自然生態環境盡可能地達到和諧統一。人類最早來源于自然，所以其核心的建筑理念應當是回歸自然，而并非是過度地浪費與損毀自然資源，以謀求自身的過度奢華與舒適，如果人類對自然的作用力超過了自然的承受力，那么勢必會遭到大自然的報復。因此，建筑設計師開展建筑設計時必須擁有高度的環保意識與低碳理念，以求得人與自然的和諧統一。

1.2 擁有強烈的責任意識

建筑設計是一種邏輯過程，其創作前提是對眾多矛盾予以分析，所以建筑設計應當以尊重自然為前提，遵循“天人合一”的設計理念。為此，建筑設計師必須擁有強烈的社會責任意識，盡可能使人工建筑與自然生態和諧統一。同時，由于建筑還是大眾文化的一類，為了文化的傳承與積淀，體現建筑的民族特色與內涵，建筑設計師還應當擁有一定的文化理念，如此才能使建筑文化永遠傳承下去。

1.3 擁有厚實的環境知識基礎

建筑不僅是一種技術，而且還是一種藝術，一種歷史的積淀與傳承，可見，建筑學是融合了多個學科知識的學科。總的來說，科學與技術是推動建筑持續健康發展的助力。不同時代、不同地域，其建筑風格與理念都不盡相同，因此要基于低碳背景去進行建筑設計，必須對當前的社會環境、自然生態以及科學技術進行全盤把握，擁有厚實的環境知識基礎，如此才能真正建設出具備時代特征、基于時代特點的建筑佳品。

2 基于低碳背景下的建筑設計策略

2.1 建筑地址選擇

2.1.1 依托城鄉生態，構建山水人居

基于低碳背景下的建筑設計所遵循的設計理念應當是人與自然和諧統一，建筑設計師應當深入研究人與動植物之間的關系，按照建筑設計所需的實際要求，使生態環境與人工建筑環境完全融合，如此一來，不但能延長建筑的使用壽命，而且還可提高人居環境水平。

2.1.2 結合城市規劃，提升建筑生存空間

由于碳排放量影響著城市的形態結構，所以城市空間當前朝著緊湊型模式發展。近幾年，人們經過一定的研究，發現碳排放量和土地的使用之間存在著正相關的關系，一旦過于限制土地的使用，居民生活所排放的碳含量就會大大降低。同時，由于拆除建筑會形成許多的建筑垃圾，另外目前所使用的建筑材料大都具備著極低的可回收性，如此一來，大大增加了碳的排放量。因此，在選擇建筑地址時，必須充分考慮城市規劃內容，盡可能確保建筑物擁有較長的使用壽命。

2.2 建筑體形選擇

基于低碳背景下的建筑設計，對于建筑體形有一定的要求，只有對建筑的體形及平面形式采用合理的設計，才能達到既通風，又少耗損能源的目的，如此，才能真正體現出低碳理念。地域不同，建筑存在樓層數量差異，對于環境的影響都大不相同，因此，在建筑設計中必須遵循建筑與室內設計相融合的設計理念，盡可能采用那些性能好、能耗低且使用壽命長的建筑體形，以便降低建筑施工中各類資源的耗損量，增強對環境保護的保護程度。

2.3 建筑材料選擇

在整個建筑活動中，建筑材料所耗損的能源最高、排放的碳含量最大，可謂是環境污染的源頭。當前市面上所銷售的許多建筑材料都將導致環境問題的產生，比方人造板材具備著相當高的甲醛量，空氣中多數氡氣都來自于加氣混凝土的使用，這些物質不但形成各種環境問題，而且還對人體健康形成負面影響。因此，在選擇建筑材料時應當多選用那些“綠色材料”，比如工業化成品、可回收循環再利用的材料等，盡可能不去選用那些具備高能源的建材，如此便可使空氣中的碳排放量大大減少。

2.4 建筑性能選擇

在建筑設計中，對于建筑性能的選擇通常采用保溫性能設計，這一性能設計通常分為四類：①只使用一種材料使建筑擁有保溫性能，這種材料擁有相當高的保溫性能，且無需顧慮承重需求，因此許多建筑都采用這一保溫性能設計方式；②既考慮保溫性能又兼顧承載能力，在這樣的保溫設計中選用的保溫材料通常具備高耐久性，擁有相當小的導熱系統，而且還能達到承載的要求；③對于保溫性能的設計采用混合方式，不僅考慮承載及外墻結構，而且還增設保溫層，以確保獲得最理想的保溫效果；④對建筑局部區域進行單獨地保溫性能設計，這種設計主要是為了防止建筑中某些區域產生“冷橋”情況，以確保建筑的整體保溫效果。

2.5 建筑能源選擇

基于低碳背景下的建筑設計必須盡可能地使用可再生能源，比如風能、太陽能等。在建筑設計中，如果一b追求使用傳統的不可再生能源，那么空氣中的碳排放量將不斷增長，環境問題將層出不窮，最終對人居環境與人體健康都會形成極大的負面效應。當前，我國許多建筑設計師進行建筑設計時都會盡可能地考慮選用可再生能源所轉換的適合使用于建筑建設的能源去取代傳統的不可再生能源，如此一下，將大大降低空氣中的碳排放量，真正實現基于低碳背景的建筑設計。可見，對于建筑設計而言，在能源的選擇上選用那些可再生可循環利用的能源有著相當重大的意義。

3 結束語

總的來說，建筑設計師進行建筑設計時必須針對當前世界發展的具體形勢，結合本國的國情與地域特點，取材選址都盡可能地考慮到原生態性以及地域性，選用綠色建材，采用可再生能源，力求將空氣中的碳排放量降到最低，同時還需考慮地域文化背景，以求真正建設出低碳背景下的山水人居城，使人類與自然真正達到和諧統一。

篇4

1概述

電力電子技術是近年來開始流行的一種新技術，它能夠將多種電力電子器件進行集成，大大地減少了器件的體積，而且集成之后的電子器件工作效率更高，工作頻率可以由傳統的10kHz提升到數千Hz。此外，電力電子技術使得電子器件的操控更為簡單方便，從之前的半控型，改進至現在的全控操作，功能大大加強，而且電力電子技術可以利用軟開關技術，實現對變換器的控制，從而提高變換器的運行效率。電力電子技術的這些獨特技術特點，使得它一經推出，就在電網系統中得到了很好地應用，極大地提升了電網的運行效率與節能效果。

2電力電子技術的需求

2.1優化電網及保障大電網安全方面

微電網較之傳統電網一大變化在于反應和適應能力的優化，而這種變化正是通過電力電子技術來實現的。目前我國的電力電子技術在HVDC、FACTS等領域已形成創新突破點，通過提高輸配能力和加快故障檢修時間等途徑初步實現電網適應性優化。但是目前的技術進步。還不能完全覆蓋我國國情下微電網建設對電力電子技術的需求。例如，我國目前電網存在架構薄弱、電網結構復雜、運行數控化程度低、對極端天氣的抵抗能力弱等問題，反映在實際輸配中即輸電和配電領域都存在亟待解決的問題。還需進一步依靠電力電子技術的調控能力，強化電網結構，加大靈活輸配電力方面的研究，建設真正擁有“自愈”能力的微電網，朝著互聯大電網的方向發展。

2.2促進可再生能源有效利用方面

東北、華北、西北是我國陸上風能和光伏發電資源主要的分布區，預計2020年發電將分別達到100~150GW、20GW的規模，這種規模大且分散的可再生能源所固有的不確定性對電網安全運行提出了更高的要求。要大力發展可再生資源發電，提高清潔能源在全國范圍內發電總量中的比重，首先要解決的難題就是需要進一步提高即時控制力和預控能力，提高所建設的電網對于新能源、清潔能源發電電能的容納性，這就進一步體現了對電力電子技術發展的需求。

2.3改善電網電能質量與電力市場方面

科學技術進步帶來精細化用電設備對電能質量的要求。電能質量已經成為電力領域受到廣泛關注的問題之一，目前，風電場和光伏發電站等相對火力發電等傳統發電方式較為領先的清潔電能的并網，在提高電網建設可持續水平的同時，對電網質量也造成了影響。如何使用電力電子技術來提高電能質量，如何改善整體電網優化程度，是電力市場對供給提出的現實詰問。

2.4保障電網電力電子裝置可靠性方面

現階段還沒有健全的針對大規模電力電子裝置的可靠性、經濟性評估的完整體系。評價大規模電力電子裝置時電網的容納性也是一個新的課題，筆者認為需建立電力電子技術模擬平臺，通過模擬挖掘此類裝置的運行特性和規律，提高裝置和電力系統的耦合能力從而提高運行可靠性。

2.5節能減排技術研究方面

隨著環境污染問題越來越嚴重，節能減排是各大企業應該重視的重要內容，電力企業也是如此。近年來我國對清潔能源的需求逐漸增加，也隨之提高了對環境的要求，所以需要通過電力電子技術來解決這一問題。

3電力電子技術在微電網中的優點

3.1優化電網、保障安全

全球范圍來看，電網的穩定性和一定的智能化是不斷追求和發展的大趨勢，要在運用電力電子上取得更好的成果。總體上來說，電網的整體是向著自動化和智能化發展，可以自動實現某些特定功能，在情況發生時，微電網可以根據預案及時排除險情，對情況進行及時示警。要在電網建設和智能網絡應用上去更多的關注整個的微電網建設，更多的從目前的技術出發，滿足群眾需要的基礎上進行更好的優化。

3.2對資源配置進行合理優化

我國雖然有著豐富無污染能源，但是受自然因素等多方面的限制，能源開發起來難度較大，因此能源問題解決起來存在較大問題。為了緩解能源危機，人們提倡在發展微電網時加強對可再生能源的利用，利用風能以及太陽能一類的可再生能源具有一個典型的特征就是利用點分散，且電網運行的穩定性大大降低，因此在建設微電網的過程中，要將這些可再生能源的收集與調度作為重點，這就需要電力電子技術提供支持，提升電網的適應性，實現可再生能源的大規模利用。

4電力電子技術在微電網中的應用

4.1能源的轉化

隨著能源危機以及環境污染的加劇，人們對低碳經濟有了全新的認識，希望對自然界中的可再生清潔能源進行利用，降低生產生活中的能耗，減輕對生態環境的破壞，能量轉換技術逐漸發展起來，并得到了全社會的認可。根據我國微電網的發展藍圖來看，光電能和風能一代系統需要實現大型存取自適應的要求。當前我國對風能發電的研究已經取得了一定成果，其中應用比較廣泛的就是間歇式能源控制技技術，主要就是對具有間歇性質的風能進行收集和控制，一方面是避免能源被浪費，另一方面是提升電網配電、供電的穩定性，盡量不受這種間歇性的影響。為了加強對能量轉換技術的應用，提升微電網的適應性，我們應該根據實際需要和技術特征重新調整電源結構，對風能以及太陽能等一類能源進行有效控制，使實體電網具備更強的操控能力，優化電力資源的配置，使新能源發電步入正軌，實現電網運行動態控制。

4.2控制靜止勵磁

在對靜電勵磁控制方面，因為除了大型的發電設備以外，它還能被應用于風力發電方面，針對電力電子技術中的變速恒頻勵磁，它的相關控制在風力發電機中具有重要的作用。并且，在相應的控制技術下，晶閘管整流技術也得以開發，得以廣泛應用，它不僅結構性能簡單，在成本年開發上的資金投入極少，而且，它的優勢還有可靠性低等多方面，這是使得它能夠被長久使用的重要支撐，從而能夠從經濟上得以節省，在一定意義上實現了可持續發展。它已經被人們大力應用于較為大型的發電機組等方面的運行，提高了工作速度，加大了工作效率，使其擁有了較好的發展前景。

4.3FACTS技術在微電網的應用

我國能源的資源與需求逆向分布明顯，對線路的輸送能力要求高；同時還需要解決系統振蕩、電壓不穩定等問題。而FACTS技術因其控制調節能力及兼容能力，提供了解決這一問題的可能。FACTS技術是指結合現代控制技術、可增強系統穩定性的新技術。

4.4電網的協調控制

當前，微電網的發展趨勢就是讓區域性電網和總電網之間在各個水平上相互協調控制連接，那么這就必須要應用更多先進技術以及靈活的操作模式（例如動態無功補償、電流控制、網絡重構等）。讓微電網更經濟、更牢固的一項技術就是FACTS技術，在未來的電網運行中很多關鍵突破點都需要多功能復合型的FACTS設備，例如進行靜態轉換器的配置，這是以全系統綜合信息為基礎的協調控制技術，為微電網結構的堅固提供重要的幫助。

4.5電能質量技術

我國工業電能質量技術應用范圍較為廣泛，并開展了相應的電能質量提升技術的研究，但是核心技術問題目前尚未得到解決。電能質量技術的應用，要求建立科學的電能質量等級劃分及相應的評估體系，在這個課題中，要充分重視從經濟角度出發做出的分析結果，在評估縱向技術等級的基礎上，采用雙向評估，不能忽視橫向經濟效益的情況，實現微電網與經濟效益的并行發展。在微電網中應用，電能質量技術主要技術包括電氣化鐵道平衡技術、自適應無功補償技術、直流有源濾波器技術、統一電能質量控制器等。

5結束語

綜上所述，電力電子技術在微電網中的優點有：優化電網、保障安全，對資源配置進行合理優化。文章主要從能源的轉化和存儲、控制靜止勵磁、FACTS技術在微電網的應用、電網的協調控制與電能質量技術這幾個方面探究了電力電子技術在微網中的應用。

參考文獻：

[1]馬俊超，孔飛，賀凡波，等.一種含光伏電源的微電網系統能量管理策略[J].電力電子技術，2012，46（10）：2-5.

[2]周冰，白建成，蔡蓉，等.微電網半實物仿真平臺的設計和實現[J].電力電子技術，2013，47（2）：38-40.

篇5

1光伏工程項目概述

1.1建筑工程中光伏發電系統的簡述

目前，在建筑工程當中，光伏發電系統主要有兩種形式：將太陽能直接轉化成電能和將太陽能轉化成熱能后再將其轉化成電能[1]。a)對于第一種形式來說，主要是以光電效應為基礎，通過太陽能電池將太陽能轉化成電能，在這個過程中，太陽光照照射到太陽能電池的二極管上，二極管會自動將太陽能轉化成電能，并產生一定流量的電流。一般來說，將太陽能電池串、并聯，從而形成電池方陣應用于建筑工程中；b)對于光能、熱能和電能之間的轉換過程來說，太陽能照射到太陽能集熱器上，通過將其轉換成熱能，再利用汽輪機的運動來變為電能，換句話說，這種轉化形式與普通火力發電形式類似，因此一般不使用在建筑中。根據太陽能轉化原理不同，將光伏發電系統分為獨立光伏發電系統和并網光伏發電系統兩種形式。獨立光伏發電系統主要由蓄電池、光伏元件和控制器構成，適合于沒有電的偏遠地區，但由于這個系統極易受周圍環境和氣象影響，在應用中存在不穩定性等問題，因此在系統供電過程中應當添加儲能裝置和管理裝置。并網光伏發電主要由光伏陣列和光伏并網逆變電源組成，其中光伏陣列由太陽能串聯或并聯而形成，用來將太陽能直接轉化成電能；而光伏并網逆變電源則負責將太陽能電池產生的直流電轉化成與電網同頻的交流電，并將其并入供電電網中。

1.2光伏發電技術在建筑工程中的應用

在建筑工程中，光伏建筑一體化成為光伏應用的重要形式，通過將光伏發電技術與建筑工程相結合，實現光伏發電技術由小規模研發產品發展為大型發電技術應用，不斷擴大光伏發電技術應用市場。當前，在建筑工程當中，光伏發電技術應用有兩種形式：a)BIPV建筑一體化。這是新提出的概念，主要是在建筑物維護結構中鋪設光伏列陣，將太陽能轉化成電能，從而建成綠色環保建筑，這是當前非常具有前景的一種技術；b)光伏與建筑相結合的形式，包括建筑物與光伏系統結合和建筑與光伏器件結合：(a)在光伏系統應用建筑的過程中，主要是將組裝好的光伏組件安裝在建筑物屋頂上，建筑物起支撐作用，從而使光伏列陣能夠與蓄電池、控制器等裝置相連接，這種方式在建筑工程中應用非常普遍；(b)與光伏系統相比，光伏組件與建筑結合形式比較高級，對光伏組件的要求也比較嚴格，不僅要滿足光伏功能，還應作為建筑的基本構件，符合建筑的基本功能要求[2]。總之，建筑光伏發電系統有效利用了建筑屋頂的面積，減少了多余的土地占地，不僅降低建筑能耗，還緩解了電網高峰時期用電。此外，由于光伏發電系統具有綠色環保功能，無需消耗不可再生燃料，也不會產生噪聲和污染物，因此在建筑物中得到廣泛應用。要非常注意的是，要保證光伏發電系統安全穩定運行，需要定期對其檢查和維修，如設備組件破損、電池電壓穩定性等，一旦發現問題，就要及時檢查維修。一般來說，在光伏工程項目中，需要對其三個月一小檢、每半年一中檢、一年一大檢，不斷提高光伏發電系統運行效率，使其時刻保持在最佳發電狀態[3]。

2光伏工程項目承包管理特點

2.1光伏工程項目的風險因素復雜

在光伏工程項目中，由于工程造價比較高，相關利益人多，而且非常容易受到周圍環境影響，因此在建設中存在非常復雜的風險因素。a)在光伏工程項目的建設過程中，由于光伏發電設備位于建筑物屋頂，長期暴露在自然環境當中，但太陽能電池的抗擊能力非常低，因此自然災害風險貫穿于項目建設和運行始終。一旦發生自然災害，將會造成不可挽回的經濟損失，其后果是無法估計的；b)由于中國光伏工程項目起步較晚，光伏發電技術也處于初級發展階段，因此技術風險是當前面臨的主要問題之一，并且影響非常廣泛。一般來說，光伏工程項目建設看似非常簡單，但其中涉及的技術非常復雜，需要綜合衡量建筑物、運行環境和運行效果等多種因素，要滿足其在露天環境中的使用年限；c)由于光伏工程項目中的各種設備成本比較高，質量參差不齊，因此前期資金投入很大，回收周期非常長，使各個階段都面臨成本風險。鑒于此，在建設光伏工程項目過程中需要建立完善的評價體系，通過評價各種風險，不斷提高企業競爭力，實現光伏發電技術在建筑市場中的廣泛應用。

2.2承包商的影響程度大

近年來，隨著建筑工程項目逐漸由粗放型向現代項目管理轉換，國內外承包商不斷進入建筑市場當中，也使光伏工程項目在建設過程中受到承包商的影響非常大。a)承包商工程質量存在問題，主要包括材料不合理利用、以次充好，施工技術不規范，因此建設單位在與承包商簽訂合同時，需要明確指定材料質量，嚴格把好材料關，并通過制定相關施工制度，約束承包商的不良施工行為；b)承包現場管理人員和技術人員素質不高，缺乏責任承擔意識，建設單位應當在簽訂合同過程中約束施工隊伍質量，防止不良施工隊伍進入。此外，要與承包商建立共同理念，承擔相應責任義務；c)承包商工期拖延問題，為防止產生這種問題，建設單位制定嚴格的現場監督檢查制度，并實行激勵、懲罰措施，使承包商在規定日期內完工，一旦發生工期拖延問題，建設單位要與承包單位及時溝通交流，通過相應協調溝通，從而最大程度減小因工期拖延而帶來的損失。

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一、建筑暖通空調節能設計的原則

1、動態性原則。暖通空調節能的設計中，需要綜合考慮多項因素的影響，所以在優化設計中提出動態性原則，不斷改進節能的設計，促使暖通空調達到節能的標準。暖通空調的動態設計決定了節能的效果，促進暖通空調節能設計的發展。

2、技術性原則.技術性原則是暖通空調節能設計的根本，通過技術改進暖通空調的設計，促使其具有最大化的節能效益。暖通空調設計中的技術性原則，可以在根本上找出設計中消耗比較大的點，進而依照節能的要求，優化改進設計方式，發揮技術性原則的指導性。

3、控制室內空氣品質。通風量大是暖通節能空調的設計趨勢，解決空氣質量是最重要的問題。因此，對室內氣流進行合理的排風、進氣，對室內空氣質量進行提高，不僅保障了室內空氣質量，而且達到了節能目的。

二、建筑暖通空調節能設計中存在的問題

1、規劃設計不夠嚴格。暖通系統的設計缺少嚴格的規劃也是節能設計的一大問題。設計方案不符合相關法律規范及節能環保要求，隨意性大。在空調系統的選擇上不夠嚴謹用心，在無競爭壓力的環境之下，設計人員的設計方案缺少提升的空間。在設計方案的選擇上缺少科學的比較，使設計方案本應達到的節能效果大打折扣。

2、節能意識不強。部分設計師缺乏與時俱進的思想，節能意識不強。作為暖通空調的設計者，其設計思路和設計結果將直接影響系統的節能效果，但設計人員在開展設計工作時始終保持傳統的設計理念，以設計的準確性和可行性為標準，對節能環保的要求持漠視態度，缺乏追求環保節能的責任感，使得建筑暖通空調設計的節能效果難以保證。

3、可再生能源的利用率低。可再生能源的空調系統可以大大降低能耗，但實際的設計方案卻常常忽略了這一方面，對可再生能源的利用率較低。一方面相關研發部門對可再生能源的發掘力度不足，使暖通空調設計的選擇范圍受限；另一方面技術的提升速度緩慢，使可再生能源的運用缺少技術支持，能源難以被有效地循環利用，造成能源浪費，影響暖通設計節能功效的實現。

三、加強建筑暖通空調節能設計的措施

1、提高設計人員的節能意識。暖通空調是否可以到達節能標準與設計人員的設計方案有很大關系，只有設計人員樹立起了節能意識才能將其體現在設計方案當中，使每個環節的設計都體現出對環保節能的追求。建筑行業也應該加強管理，建立起針對設計人員的制約體制，使他們的節能意識不斷增強。作為設計人員也要不斷提升自身素質，以節能環保為己任，在保證設計準確無誤的基礎上，將節能要求、環保理念融入到設計當中。

2、科學規劃設計方案。設計方案優劣將對暖通空調的節能狀況產生直接影響。（1）保證暖通設計方案不能違背相關法律規范，同時，還要與環保標準相契合。（2）設計方案要保障水電氣的正常供給，能夠及時應對突況，在此基礎上選擇擁有高能效比的暖通空調設備。（3）要使暖通空調設計領域形成競爭氛圍，督促設計人員投入足夠的精力，促使更優質的節能設計方案出爐。（4）在選用設計方案時要進行科學公平的比較，找出具有最佳節能效果的設計方案，同時，還要將投資成本、后續維護成本納入考慮之中，最終敲定暖通空調的設計方案。

3、提高設計人員的綜合素質。要實現暖通空調的節能設計，必須要對設計人員的綜合素質有所要求。作為設計者首先要具備暖通空調設計的專業知識和技能，在節能意識的指導下，開展暖通系統的設計工作。另外，設計人員還應該具備實踐能力，從實踐中獲得提升節能效果的經驗。只有同時擁有設計理論知識與工作實踐能力，才能不斷進行節能參數的合理優化，使實際節能效果與設計方案的預期效果相符合，避免資源浪費。設計人員要隨時與施工人員進行溝通，及時發現設計中的不足或漏洞，做出相應的調整。暖通空調的設計者要定期參加相關專業的培訓，保證知識常新，保證暖通系統的節能效果最佳。

四、建筑暖通空調節能的優化設計

1、改進暖通空調的運行方式。隨著節能的發展，暖通空調優化設計中引入了變頻技術，其可根據室內的需要，自主調節暖通空調的運行方式。例如在辦公樓、商務類建筑內，暖通空調對變頻技術的應用較為廣泛，因為變頻運行狀態的暖通空調，實際消耗的功率遠低于傳統運行方式，可以節約30%～50%的能耗，所以變頻技術普遍應用在公共區域比較大的建筑工程內，目前逐漸推行到民用建筑工程內，目的是通過變頻式的運行方式，控制暖通空調的能源消耗，達到節能的目的。

2、積極推進新能源的應用。新能源是暖通空調節能的發展趨勢，近幾年，越來越多的新能源投入到工程項目中，如太陽能、地熱等，而且此類新能源具有可再生的特點。暖通空調節能設計中應該積極落實新能源的應用，采取新能源優化暖通空調的設計。建筑工程暖通空調設計中，比較常見的新能源是太陽能，例如：利用太陽能構建熱泵系統，用于降低暖通空調對傳統電能供熱的依賴性，同時體現太陽能資源清潔、無污染的優點，改善暖通空調的運行環境，既可以優化暖通空調的消耗，又可以減少運行中的污染，遵循節能的思想。

3、合理的選擇暖通空調系統的設計參數。室內溫度取值的高低與建造暖通空調系統的能耗密切相關，經調查研究表明夏季制冷條件下，室內溫度每升高1℃，能耗將會降低10%左右； 冬季制熱的情況下，溫度每降低1℃，能耗可減少8%左右。因此，科學合理地進行室內溫度計算取值能夠有效地降低暖通空調系統的能耗。我國《公共建筑節能設計標準》對一般民用建筑室內供暖和制冷設計計算溫度的取值標準進行了科學合理嚴格的規定，公共建筑夏季空調制冷不應低于25℃，居民建筑和辦公室室內冬季采暖溫度不得高于20℃。

4、控制暖通空調的新風環節。暖通空調的新風供應是能源消耗比較大的環節，如果暖通空調的新風量較大，直接加重了空調運行的負擔，促使大量的電能負荷投入運行，但是不能全部轉化成新風供應，由此增加了暖通空調的運行電量。暖通空調節能優化設計中，應該控制暖通空調的新風環節，主動調整新風與送風的比重，合理安排暖通空調的新風量，避免新風量供應中消耗過度的能源。

5、推進熱能回收再利用理念。暖通空調節能優化設計中可以發現，暖通空調的熱能可以實現再利用，提高熱能資源的利用效率。暖通空調運行中散發出諸多熱量，針對此部分熱能資源實行再回收設計，重新利用暖通空調的消耗熱能，避免暖通空調的熱能過度損失.

五、結束語

建筑暖通空調系統的節能在整個建筑節能中占重要地位，因此進行暖通空調的節能設計對于降低建筑物的能耗有著重要的作用。并且其關系到國家能源安全、資源消耗和環境污染，因此必須加強建筑暖通空調的節能設計。

參考文獻：

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0.前言

隨著能源結構的逐步調整，世界各國都把能源問題放到了關系國際民生的戰略位置。我國從可持續發展、人與自然相和諧的戰略高度，提出了新能源建筑的理念，提出要積極開發和推廣利用可再生能源，如風能、太陽能、地熱能等。太陽能作為最經濟、環保的能源之一將成為未來全球能源結構的主流方向。太陽能建筑作為一項生態環保的綠色技術，在倡導綠色能源、可持續發展的今天，值得大力推廣。

1.建筑節能的范疇

建筑節能，是指民用建筑在規劃、設計、建造和使用過程中，通過采用新型的節能電力電氣設備和新型墻體材料，執行建筑節能標準，加強建筑物用能設備的運行管理，合理設計建筑圍護結構的熱工性能，提高采暖、制冷、照明、通風、給排水和通道等電力電氣設備系統的運行效率，以及利用可再生能源，在保證建筑物使用功能和室內熱環境質量的前提下，降低建筑能源消耗，合理、有效地利用能源的活動。太陽能是典型的可再生能源，太陽能與建筑的結合體現在建筑的本體節能方面，但同時太陽能設備作為建筑設備的一種，在管理節能方面也具一定潛力。

2.太陽能建筑的概念

太陽能建筑（solar building），即用太陽能代替部分常規能源，為建筑物和居民提供采暖、熱水、空調、照明、通風、動力等一系列功能，以滿足或部分滿足人們生活和生產的需要。所謂太陽能建筑，其利用太陽能的最高境界是“零能耗”，即建筑物所需的全部能源供應均來自太陽能，常規能源消耗為零；從而真正做到環保清潔、綠色生態。

基于以上分析，太陽能建筑的特點可以概括為3條：（1）既舒適亦健康；（2）節約一次能源；（3）減少對環境的破壞和污染。

3.太陽能與建筑的結合中存在的問題及解決方法

太陽能建筑的宗旨是在不破壞建筑立面的前提條件下，注重太陽能系統的安全性、實用性和智能性。然而，在太陽能與建筑的結合問題上，目前仍存在諸多問題。

（1）太陽能產品制造商，往往只強調產品的功能，而忽視了建筑的特點與要求，使太陽能產品與建筑物成為兩個獨立的部分；這樣以來很可能會破壞原有建筑的整體外觀形象，進而破壞環境；而且目前的太陽能產品結構較單一，建筑設計師即使在設計中考慮使用太陽能產品，也很難將太陽能產品有機地融人到設計中，使太陽能產品成為建筑設計中的“雞肋”。

（2）建筑設計院，仍有不少建筑設計師缺乏綠色生態的理念，根本不考慮太陽能及其他綠色能源的使用，造成太陽能產品大都在建筑施工過程中臨時安裝，即“事后狀態”下安裝，結果影響到建筑群體，甚至整個城市的建筑風貌。

（3）政府規劃機構，往往不能夠將綠色環保的理念和相關政策很好結合。雖然很多地區已出臺12層以下民用建筑必須安裝太陽能熱水器的強制性政策，但由于其它相關配套設施、標準的不完善，尤其是太陽能施工驗收標準一塊，仍存在爭議點。在一定程度上影響了太陽能產品的生產，導致推廣效果不好、范圍不廣。

針對以上問題，解決方案如下：（1）太陽能產品的生產商應更多地了解建筑設計的需求，開發推出多款適合建筑結構利用的系列和型號；（2）建筑師在設計初期，即將太陽能系統包含的所有內容都當作建筑不可或缺的元素加以考慮，使之成為建筑組成的一部分；（3）加強太陽能產品生產商、建筑師、政府機構的交流與溝通，從設計階段即將太陽能產品與建筑真正的融為一體，并配以后期的政府激勵政策、規范的市場引導機制，太陽能產品一定可以在建筑節能中發揮更大作用。相信在各領域的合作之下，太陽能與建筑必將達到完美與和諧的統一。太陽能系統與建筑設計一體化的設計思路，也將得以持續和發展。

4.太陽能建筑的典型應用模式

太陽能的應用，從技術途徑看，主要分為光熱轉換技術和光電轉換技術；從具體應用范圍看，主要有太陽能熱水供應、太陽能地板采暖、太陽能溫水游泳池、太陽能空調、太陽能路燈等5大系列。目前我國的部分城市的小區已經率先采用太陽能熱水集中供熱系統，其承壓運行、分戶供水、智能化系統已成了住宅小區的新賣點。還有一些示范小區，利用太陽能的初期光電轉換，使小區的門樓牌、指示牌、警示牌等白天吸光，夜晚發亮，既方便住戶晚間出人，又節約物管費用。另外，據有關方面統計：用電熱水器洗澡的費用約為0.62元/次，而利用太陽能熱水器的費用則僅為0.31元/次。

5.太陽能建筑的應用前景

5.1應用空間大

我國具有豐富的太陽能資源，在正常發展和生態驅動發展兩種模式下，預測2050年我國太陽能利用在總能源供給中分別占4.7%和10%。目前我國裝有太陽能熱水器的太陽能建筑僅約占所有建筑的1%。

5.2環保節能

據有關專家的統計，建筑物的CO2排放量占全球總排放量的30%～40%。眾所周知，國家推廣太陽能的目的是為了環保節能，而環保節能在另外一層意義上說就是盡量減少CO2的排放。使用太陽能減少CO2排量與綠地吸收的效果相一致。據科學計算，可以總結出如下等式：1m=的太陽能集熱器“95.39kg標煤產生的熱量之70.11kg=19.475m2的草坪吸收力=0.779m2的落葉喬木吸收力=1.5m2的綠地吸收力。從以上數據，我們可以明顯地看出建筑應用太陽能的環保節能效應。

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1 概述

1.1 地源水環熱泵

地源水環熱泵空調系統是將淺表層地熱能利用技術與水環熱泵空調技術結合起來的系統。常規水環熱泵為調節水環內循環水的溫度需增加輔助冷源和熱源,如冷卻塔、鍋爐等,見圖1。地源水環熱泵則是用可再生的淺層地熱能替代了常規的輔助冷源和熱源,水環熱泵機組供冷時需排除的熱量通過地下環路排走,供熱時需補充的熱量通過地下環路補充,具有節能、環保的獨特優勢,見圖2。

根據低位熱源的不同又可分為土壤源水環熱泵空調系統、地表水水源水環熱泵空調系統及地下水水環熱泵空調系統三大類。

土壤源水環熱泵空調運行可靠,效率較高,但地下埋管投資較大,見圖3(a)。地表水水環熱泵空調系統利用海水、江河等地表水及污廢水等作為低位熱源,采用開式直接取水和閉式拋管換熱系統排熱和吸熱,投資較土壤源水環熱泵可減少,效率較之下降,見圖3(b)。地下水水環熱泵利用地下水作為系統冷熱源,其方式與地表水類似,但由于地下水資源開采受到限制,且回灌技術手段復雜,在一些地方采用受到一定限制,原理見圖3(c)。

1.2 地源水環熱泵系統特點

作為一種新型的空調系統型式,地源水環熱泵空調系統有著其固有的特點:

(1)高效、節能,余熱可直接回收。地源熱泵冷熱源溫度較為恒定,較之其他形式的空調系統可節能25%～30%,水環熱泵系統具有熱回收的功能,能充分利用建筑物內區的余熱,節約了能源。

(2)設計、施工方便,水環路系統無需保溫,無需集中機房,特別適合于舊建筑暖通空調系統的改造。

(3)水環熱泵機組還具有負荷調節能力強,使用靈活、能滿足用戶的局部空間、局部時段不同的使用要求的優勢。

(4)水環熱泵空調系統可采取計量末端機組的耗電量,循環水系統運行費用分攤的辦法來達到單戶計費的目的,計費方便、準確度高。

2 地源熱泵設計的關鍵

2.1 地源側設計關鍵

地源側設計關鍵是確定換熱管內流速,如管內流速過慢,則容易導致流體處于層流過渡區,換熱效果不佳,如若流速過大,比摩阻增大,導致泵耗過高。為掌握地源側換熱能力、流體流速與比摩阻之間的關系,本文摘取了地下環路換熱量與水流速關系試驗,同時查取相應比摩阻。該試驗控制機組出水溫度為17℃(上下浮動不超過1℃),共取一組管,7根豎直埋管,集水管管徑為DN32,豎直埋管為單U,管徑為DN25,通過閥門調節管內流速,同時觀察流量計與溫度測試探頭溫度,得到換熱量,試驗結果見圖4。

通過圖4所示,隨著管內流速的增大,地埋管單位時間換熱量也隨之增加,當流速v在0.5～0.6m/s之間時,換熱量約為25 kW,管徑d為25mm,液體運行粘度μ為0.805×10-6,則雷諾數Re=(vd)/μ,計算結果為13000～15000之間,已屬于旺盛紊流狀態,此時比摩阻為30 Pa/m。當流速在0.6～1.0m/s的范圍內,換熱量增加比較緩慢,換熱量在25～27 kW之間,流速較之0.5～0.6m/s提高了近10%,但此時比摩阻為110 Pa/m,增加了近3倍。當流速在1.0～1.3m/s的范圍內,換熱量在27～35 kW之間,換熱量曲線逐漸走平,這時繼續增加流速換熱增加效果已不明顯,且比摩阻在不斷增大。

通過以上分析,地下環路設計應保證管內流速保持紊流狀態,流速不應低于0.5m/s,考慮運行的經濟性,設計流速應保持在0.5～0.7m/s。

2.2 水環熱泵側設計關鍵

2.2.1 機組形式選擇

水環熱泵機組形式很多,按照是否集中可分為分離式和集中式,按照安裝位置可分為吊掛式和立柜式,可根據房間不同功能需求進行選擇,選擇原則見表1。

表1 水環熱泵機組適用場合的簡單比較

適用場合層高是否帶衛說明

客房、辦公室、包廂低是造價較高,制冷劑易泄漏

辦公室、小會議室、大堂、商鋪/否造價較低,安裝簡便

商場、大餐廳、大會議室、舞廳、大堂高/造價較低,可不設獨立新風,做好消聲

舒適性較低或有機房的建筑//造價較低,但需要大量機房面積

2.2.2 機組噪聲控制設計

由于水環熱泵壓縮機安裝在室內,噪聲控制顯得尤為重要。水環熱泵噪聲主要來源為熱泵機組內部的壓縮機和風機,機組低頻噪聲較高,通過多項示范工程實踐,設計應做到以下幾點:

(1)機組位置。機組最好布置在吊頂內,避免在人員區。

(2)風系統的消聲處理。機組與送風口之間應盡量避免設計成直管段,適當的彎頭有利于消聲;盡可能采用吸聲效果好的風道材料。

(3)機組的吊裝方法。機組的吊桿采用橡膠減振墊與機組連接,并采用減振吊架，同時需確保機組保持一定的水平度,防止壓縮機因為傾斜而加劇振動。

(4)風管、水管的連接形式設計。風管和水管與機組的連接均應采用柔性連接以避免由于機組的振動而引起風管和水管的共振。根據實際工程經驗,由于帆布軟接頭不利于隔聲,建議風管柔性接頭不采用帆布軟接頭。

2.3 水環路系統設計關鍵

2.3.1 輔助設備選取

(1)輔助散熱設備。夏熱冬冷地區冷熱負荷極不平衡,夏季空調負荷約為冬季空調負荷的2倍以上,若按照冬季負荷設計地源側,則輔助散熱裝置的選型要能負擔起供冷工況下超過地熱交換器能力的那部分散熱量。另外,輔助冷熱源可以防止熱力不平衡的發生。一般采用的輔助散熱裝置是冷卻塔。ASHRAE在1995年給出了其推薦的輔助散熱裝置選型設計方法(其主要是計算確定作為埋管輔助散熱設備的冷卻塔容量的),公式如下:

Q=Q1-Q22×H ours

式中:Q―輔助散熱裝置的設計放熱量;

Q1―設計供冷月散熱總量;

Q2―通過熱交換器排放到土壤或地表水中的設計供冷月散熱量;

Hours―設計供冷月的小時數。

(2)輔助加熱設備。目前常用的輔助加熱設備有鍋爐、低溫水源熱泵機組、水水換熱器、汽水換熱器等,由于部分采用天然熱源(可再生能源),輔助熱源的選用應按照以下步驟選用:①計算建筑熱負荷;②在最不利工況下天然熱源可提供的熱量;③將建筑熱負荷減去天然熱源可提供的熱量乘以供熱系統平均COP-1除以供熱系統平均COP(此比值約為0.7),即為加熱設備的容量。

2.3.2 水溫控制策略

普通水環熱泵環路內水溫一般控制在15℃～32℃,但是對于地源水環熱泵系統,為更大程度的利用可再生能源,可適當降低環內溫度,一般可控制在10℃～32℃(目前超低溫水環熱泵機組可實現5℃～8℃運行)。

排熱控制:(1)水溫不高于32℃時,可直接采用天然冷源(地下埋管、地表水)進行冷卻; (2)水溫高于32℃時,可開啟循環水泵,利用自然對流排熱;(3)水溫高于35℃時,可開啟低速風機,水溫繼續升高,則開啟高速風機。

加熱控制:(1)當環路水溫高于10℃時,利用天然冷源進行冷卻; (2)若環路水溫低于10℃時,開啟加熱設備,高于12℃時,關閉加熱設備。

3 水環路變流量運行與控制

由于水環熱泵負荷調節范圍較廣,最低可達到設計水流量的10%甚至以下,在小負荷下也保持機組經濟運行。但必須采取以下措施: (1)各臺水環熱泵均設置二通閥,與機組聯動; (2)水環路循環水泵的啟停與二通閥聯動,系統中只要有二通閥處于開啟狀態水循環就要投入運行; (3)水環路水泵根據壓差進行臺數和變頻控制; (4)水泵應根據負荷特性合理搭配。

3.1 水泵的合理搭配

水泵搭配設計關鍵是防止變速后水泵頻率與隔振裝置頻率發生共振及防止管路特性變化后的水泵進入喘振區(該點可由設備廠商校核)。水泵合理搭配設計方法為:

(1)進行水泵合理搭配前應掌握建筑的負荷情況,設計最小負荷率;

(2)根據最小負荷率計算水泵變頻后的頻率,與隔振裝置固有頻率比較,應大于隔振裝置固有頻率的2.5倍以上。如未達到2.5倍以上,則重新設計,減少每臺水泵流量,直到滿足條件;

(3)工程中為了減少泵數量,可設置多臺大泵帶一臺小泵,一方面滿足低負荷運行時系統要求,另一方面防止低負荷狀態開啟大泵造成共振和運行費用的增加。

3.2 循環水泵的合理控制

(1)主循環水泵應連續運行,當系統缺水時,備用水泵投入運行;如果繼續缺水,應停止系統運行進行檢查,直至手動復位為止。

(2)循環水泵應與水環熱泵機組連鎖。可在各功能區設置現場控制器,當此功能區水環熱泵機組啟動打開電動二通閥時,將信號傳至現場控制器,現場控制器將信號傳至水泵,水泵首先啟動小流量泵,該泵啟動后由壓差控制閥決定轉速,隨著投入的水環設備不斷增加,系統供回水壓力不斷減小,水泵轉速提高,當小泵達到工頻狀態后,壓差繼續減小,則關閉小泵,開啟大泵,直到水泵完全開啟按工頻運行;反之,水泵按逆向順序關閉。

(3)正常情況下,可利用時間控制器使主循環泵和備用泵交替運行以延長泵的使用壽命。

4 水環熱泵計費設計

水環熱泵系統中沒有了集中用電的大戶“冷水機組”,主要的用電為末端機組。通過單獨的電表計量(而非通過冷量統計來間接分攤主機用電量),由用戶負擔空調的電費(另外僅分攤極少量的循環水系統的電費),減少了物業管理的負擔,以及用戶間因使用不均而產生的計費糾紛。

水環熱泵空調系統屬于集中分散式系統,輔助加熱裝置、排熱裝置及循環泵、冷卻泵集中設置(中央水泵站),制冷制熱及空氣處理采用分散在各空調區域的水空氣熱泵機組,熱泵機組的水源被封閉在一個雙管的水環路中,熱泵機組將系統中的循環水作為吸熱(熱泵工況)的“熱源”或排熱(制冷工況)的“熱匯”,形成一個以回收建筑物內部余熱為主要特點的空調系統。水環熱泵空調系統中主要的能量轉換在空調區域內的水環熱泵機組中實現,空調費用的計量分兩部分,一部分直接計量水環熱泵機組的耗電量,另一部分根據水環熱泵機組的耗電量對中央水泵站部分的公共耗電量予以分擔。

水環熱泵空調系統計量方便準確,同時具有一些其它空調系統所無法比擬的優點,非常適合在大型高檔出租型商務寫字樓中應用。

5 體會

1）目前國內居住建筑大多采用分體空調，能效低，改善小環境的同時破壞了大環境。而且，分體空調室外機的放置常常給建筑外立面帶來不利的影響。從理論上分析，集中供冷如采用土壤源熱泵空調的能效比可以達到5.3左右，而目前大部分采用的分體空調的能效比只能達到3.0，考慮集中供冷需要損耗的輸送能耗，集中空調的能效仍然遠大于分體空調。集中空調在居住建筑的應用前景可觀。

2）空調冷熱源采用地源（土壤源）熱泵機組，根據負荷配置土壤換熱器，利用低谷電價的優勢，采用冰蓄冷系統，符合可靠、經濟、環保、先進的原則，符合國家倡導的節能減排政策，優先利用了可再生能源。可再生能源集中空調在居住建筑的應用前景可觀。

3）暖通設計時，計算出準確的空調逐時負荷至關重要。居住建筑負荷的確定一直是困擾設計的一個難題，筆者通常可以通過空調負荷計算軟件確定建筑物的負荷，但由于居住建筑的特殊性，計算出來的負荷和實際運行的情況相差較大，因為居住建筑的負荷與人的生活習慣、入住率等很多因素有關，因此確定住宅的負荷僅通過軟件計算是不夠的，還應對成熟社區進行調查統計。

4）地源（土壤源）熱泵機組項目設計中應注意采用土壤熱平衡措施。設置土壤溫度數據采集系統，通過空調系統運行模式控制，保持室外地埋管區域土壤經過空調一個冬夏季運行后的溫度與土壤原始溫度一致。夏熱冬冷地區，冷熱累計負荷相差較大，為保證土壤熱平衡的需要，夏季須考慮輔助冷卻塔等設備來消除多余的熱量。

5）居住建筑集中空調系統的室外管線較長，采用同程或異程系統應作技術經濟比較確定，為降低輸送能耗，建議采用大溫差系統。

6）地源熱泵蓄冷系統中的自動控制系統必不可少，而且要優化。只有合理、科學的自控系統才能實現運行能效的最大化。

7）集中空調在居住建筑中的應用離不開計費系統。當住戶享受集中空調帶來的舒適時，科學的計費會讓他們感到物有所值，集中空調才能多年運行下去。否則，使用費用的不合理分擔會讓住戶放棄使用集中空調，轉而重新購置分體空調，這將是社會財富的一大浪費。

參考文獻

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經歷了二十多年的風雨洗禮，太陽能熱利用行業真正的成熟期即將到來。說它是正午的太陽，可能會有人質疑，但我們通過理性的分析就能看到屬于太陽能的黃金期即將到來。2010年以來，以低耗能、低污染為基礎的綠色經濟模式是全球發展的大趨勢，這當中又以用之不竭的太陽能新能源發展潛力最佳。

近年來，我國經濟迅速發展，人們生活水平顯著提高，對生活熱水、采暖等的需求越來越高。由于常規能源的短缺、價格的大幅波動和對環境保護造成的壓力，在一定程度上促進了滿足這些需求發展。在此背景下，國內一批有實力的太陽能熱水企業，紛紛投入大量資金開拓大型太陽能集熱工程和采暖工程市場。

2 奇威特太陽能產品的發展情況

奇威特集團致力于太陽能產品自主研發和生產的高科技企業，擁有完善的市場運營系統，強大的企業綜合實力。集團成立于2005年11月，注冊資金3067萬元，是專業從事新能源產品研發、生產、銷售、服務的高科技企業。擁有現代化廠房及辦公建筑8萬余平方米，總資產達6億元。可年產電空調主機設備100，000臺套，燃氣空調10，000臺套，集熱器20萬平方米，真空管100，000根。太陽能中央空調系統5，000套（20KW/標準套）；太陽能熱泵中央熱水系統20，000套（10T/標準套），太陽能熱泵中央采暖系統10，000套（40KW/標準套），太陽能鍋爐系統500標準套（700KW/標準套）設計年產值達50億元。

奇威特努力踐行“同呼吸，共節能”的社會使命，專注太陽能、空氣能、地能等新能源在制冷制熱生活熱水領域的有效利用，努力成就世界新能源利用領域的科技創新。公司創造性地開發了地源熱泵系統、空氣源熱泵熱水系統、頂板輻射制冷、地板采暖等系統，達到了國際先進水平。并先后與全球二十余家大學及研究機構合作，開創性的研發成功太陽能中央空調系統、太陽能熱泵（S.A.P）中央熱水系統、太陽能熱泵（S.A.P）中央采暖系統和太陽能鍋爐系統等尖端新能源產品，大大拓寬了人類對太陽能的應用范圍，必將蔭及子孫、惠及萬代。

3 奇威特太陽能產品四大核心技術

3.1 中高溫槽式集熱技術

3.1.1 簡介

太陽能集熱器（solar collector）（圖1）是在太陽能熱系統中，接受太陽輻射并向傳熱工質傳遞熱量的裝置。集熱器主要由聚光鏡、集熱管、跟日裝置、機架四部分組成。屬聚光型集熱器。

3.1.2 特點Features

（1）領先全球的聚光型中高溫槽式集熱器。

（2）全自動逐時追日系統。

（3）獨特的抗風、沙、雪、冰雹設計。

（4）超高的集熱溫度，最高可達300余攝氏度。

（5）太陽能專用反射鏡面，強度高于汽車專用玻璃。

3.1.3 基本參數（表1）

3.1.4 技術性能

吸收率≥92%

發射率

綜合集熱效率65%

3.1.5 槽式集熱與同類聚光型集熱器對比

（1）槽式聚焦：利用槽式聚光鏡，直接將太陽光反射到位于鏡面焦點處的集熱光，將內部傳熱物質轉化為蒸氣。

（2）塔式太陽能聚焦：將吸收到的太陽能射線集中到塔中，對傳熱工作物質加熱進而發電。

（3）碟式光熱：利用拋物面反射鏡，將入射太陽光聚集到集點上，焦點處旋轉的斯特林發電裝置進行發電。

（4）菲涅爾式光熱：工作原理類似槽式光熱，只是采用菲涅耳結構的聚光鏡代替拋面鏡。這使得它的成本相對低。

3.2 吸收式熱泵技術

3.2.1 簡介

吸收式熱泵機組通過200℃左右的介質驅動天然混合工質MR717經過冷凝、節流、蒸發、吸收過程，吸收空氣中的熱量實現制熱循環（圖2）。

3.2.2 特點

（1）超高的制熱效率，最高可達2.0，必將使吸收式得到重新重視。

（2）超高溫制熱：在環境溫度43攝氏度的情況下依然正常制熱。

（3）超低溫制熱：采用吸收式的制冷技術和專利的GARX循環技術，使得空調熱泵在-30℃依然正常高效制熱。

（4）完美的融霜技術：保證客戶端穩定熱量的輸入，50%的熱量足以將冰霜清理干凈。

3.2.3 基本參數（表3）

3.2.4 技術性能

COP=2.0（熱水工況）

COP=1.8（采暖工況）

COP=1.6（空調工況）

3.2.5 吸收式制冷與蒸氣壓縮式制冷的比較（表4）

3.3 中高溫相變蓄能技術

3.3.1 簡介

通過相變材料無機熔融鹽獲取能量同時兼顧顯熱變化，實現150-300℃蓄放熱的過程。蓄熱單元由三部分構成：蓄熱材料、整機封裝、換熱器。相變材料為無毒、無腐蝕性的新型復合相變材料。

3.3.2 特點

（1）顯熱儲能與潛熱儲能共同使用。

（2）蓄能密度大，體積小。

（3）儲能溫度可達300℃，相變溫度點可調。

（4）模塊化設計。

（5）經濟儲能天數3天。

3.3.3 技術性能（表5）

3.3.4 技術性能

總儲能密度： 415KJ/kg

3.4 多能源交互節能控制技術（圖3）

3.4.1 簡述

多能源交互節能控制技術集成了槽式太陽能集熱追日控制、吸收式冷機控制、吸收式熱機控制、蓄能器控制、備用能源控制等功能單元。多能源交互節能控制技術經過Modbus標準協議與各個功能單元通訊，命令并交換信息，實現了太陽能鏡場的自動追日、冷機模塊式分組工作、熱機模塊式分組工作、備用能源及蓄能器適時投入補充等功能，自動完成了系統的供冷、供熱及生活熱水供應，提供了一個安全、舒適、高效的環境。

3.4.2 特點

（1）自動判斷天氣情況，實現能源全自動管理。

（2）先進的時空算法，追日裝置精確地追蹤太陽軌跡，高效收集太陽能量。

（3）冷熱機組無級變頻能量調節，實現模塊化調節功能。

（4）適時顯示系統運行參數，控制運行狀態，自動計算能源曲線。

3.4.3 能量交互使用模式（圖4）

4 奇威特四大太陽能系列節能系統產品

4.1 太陽能空調系統（圖5）

特點：太陽能直接驅動，專供建筑采暖、制冷、集中熱水。

4.2 太陽能熱泵（SAP）中央采暖系統（圖6）

特點：太陽能直接驅動，專供單體建筑采暖、集中熱水。

4.3 太陽能熱泵（SAP）中央熱水系統（圖7）

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一、建筑節能現狀

建筑物在使用的過程中需要大量的能源供應，如果利用效率過低，就會造成資源浪費。目前，我國建筑消耗的能源很高，而且利用效率低，建筑能耗占到社會總能耗的四分之一，而且單位建筑的能耗是發達國家的數倍，嚴重影響社會的可持續發展。墻體保溫能力差、氣密性不足、空調系統效率低等問題在我國當前建筑中普遍存在。

隨著社會的發展，能源問題日益嚴重，節能環保受到全世界的重視，建筑節能也受到廣泛關注。重視建筑節能設計，要從可持續發展戰略出發，加強建筑圍護結構的隔熱性氣密性，充分利用可再生能源，降低建筑材料的能耗和對環境的污染，提高能源利用效率。

二、建筑節能設計措施

建筑節能設計要以所處地區的氣候、環境條件為基礎，結合建筑技術、建筑局部氣候和能源的利用進行建筑設計，做到夏季隔熱防曬、利用自然能源降溫、提高空調系統的效率，冬季保溫、減少熱損失、利用自然能獲得熱量，總體上減少對環境的破壞和能源消耗。

首先從建筑總體設計出發，結合當地氣候特點，借助氣候優勢節約能源、預防不利的氣候因素減少能源消耗。

（1）科學合理規劃建筑布局。建筑設計布局要充分利用夏季的盛行風降低溫度，同時要避免冬季盛行風帶來的不利影響，把建筑的采光、保溫、防曬、通風等綜合考慮，合理安排建筑的布局與朝向。

（2）控制建筑的體形系數。建筑外墻接觸空氣的面積與建筑的體積之比就是建筑的體形系數。一般來說，建筑的體形系數越大，能耗就越高。因此，在進行建筑節能設計時，要合理控制體形系數，避免建筑存在過多的凹凸而增大體形系數，導致能耗增加。

（3）控制建筑的窗墻比。建筑的外部窗戶總面積與建筑外部墻體總面積的比值就是窗墻比。窗戶與外墻體的熱工性能差別很大，雖然窗戶總面積很小，但是外窗的得失熱量卻接近外墻得失熱量的一半，因此根據不同地區的氣候差異合理控制建筑的窗墻比能有效節能。例如在嚴熱干燥的地區，降低窗墻比，能夠有效降低室內溫度，增加室內空氣濕度；在冬冷夏熱的地區，增加建筑的窗墻比，可以在夏季利用窗戶通風降溫，冬季可以利用窗戶獲得更多太陽輻射能量。

第二從建筑的細節構造設計出發，充分利用墻體的保溫、隔熱、遮陽能力，提高建筑的自然通風能力，改善建筑內部的氣候微環境。

（1）外部墻體的保溫、隔熱和遮陽。墻體自保溫技術正在快速發展，是今后節能墻體發展的趨勢。外墻保溫技術能使建筑物內部溫度保持穩定，減小室外溫度對室內的影響，也有助于建筑主體結構避免產生冷熱橋。目前常用的建筑保溫材料主要有保溫砂漿、聚氨酯、聚苯板以及墻體自保溫等。其中，保溫砂漿、聚苯板的保溫性能較差，但是目前在市場上比較常見；聚氨酯有較好的保溫性能，但常見的聚氨酯材料并不能用于復雜墻體的保溫；保溫砂漿與聚苯顆粒混合使用適合用于外墻保溫。目前市場上最新型的聚氨酯噴涂保溫材料，能夠提供很好的保溫效果，而且使用方便，適用于比較復雜的外墻保溫。外墻體的遮陽通常用于對溫度要求較高的墻體，在前提外部鋪掛板材遮陽，避免陽光直射墻體，同時墻體與板材之間的空隙中的空氣流動能夠帶走部分熱量，起到很好的遮陽隔熱效果。

（2）門窗的保溫、隔熱和遮陽。外墻的門窗在冬季容易散失熱量，在夏季不能阻擋太陽輻射進入室內，大大增加建筑能耗。在合理控制門窗比外，還要提高門窗的保溫、隔熱和遮陽能力。如選用多層中空的門窗材料，加強門窗與墻體的氣密性，增強外墻門窗的遮陽能力，設計遮陽門窗，防止太陽輻射直接進入室內。

（3）屋頂的保溫、隔熱和遮陽。建筑屋頂在夏季受到大量太陽輻射，頂層室內溫度受影響程度高，而冬季屋頂又有大量熱量散失，增加建筑能耗。目前，屋頂蓄水和屋頂種植來調節溫度的措施很受歡迎。

（4）自然通風。實現自然通風的方法有兩種，熱壓與風壓，二者是聯系的、相互影響補充的。其中風壓帶來的自然通風主要是利用建筑外部環境和迎風面，合理布局建筑的位置、走向，要有利于通風，可以實現很好的自然通風效果。

第三從環境資源的利用技術出發，科學高效利用太陽能、地源熱泵等節能技術，充分利用可再生能源。

（1）利用太陽能。太陽能綠色無污染、可再生，我國大部分地區太陽能豐富，開發潛力大。合理利用太陽能，可以有效降低建筑能耗，減少污染。

（2）采用地源熱泵技術。冬季使用熱泵機組可以從地下水體、土壤等地源中獲得熱量，然后向建筑物供暖；夏季使用熱泵機組可以從室內吸收熱量，然后轉移到地源中，可以使建筑物內降溫，同時室內的熱量也可以釋放到地源中貯存起來作為冬天取暖時的熱源。

第四從新型建筑材料出發，選擇新型節能環保的材料、可循環利用的材料，達到節能環保的目的。隨著國家的建筑節能政策的推廣實施，居住者對建筑的要求不斷提高，尤其是對熱環境的要求，同時保溫建筑材料發展快速。保溫材料的發展方向主要有：

（1）多功能復合化。每種材料都有自己的優缺點，多功能復合化的材料能有效克服單一材料的不足。

（2）綠色化。當前社會注重節能環保綠色無污染，保溫材料綠色化是必然的發展趨勢。

（3）輕質化。一般來說，一種材料的密度越小其保溫隔熱性能就越好，低密度、輕質化的材料能有效減輕建筑的負擔。隨著輕型房屋的發展，輕質化的保溫材料也越來越受歡迎。

三、結語

建筑節能設計涉及很多方面的問題，是一個系統的工程。全面的建筑節能設計不僅要從建筑總體設計、細節構造設計、環境控制技術和建筑材料選擇四個方面入手，還要考慮建筑結構、經濟水平等因素，從整體上綜合設計，使建筑設計的方方面面都體現節能的原則，建設與經濟水平相適應的低成本、高效率節能建筑。

參考文獻：

[1]李曉華.淺談節能技術在建筑中的應用[J].佳木斯大學學報，2009.

[2]郭芳.我國建筑節能的現狀和發展途徑[J].福建建材，2008年05期.