可再生能源建筑应用技术课件.ppt

1、主主 要要 内内 容容应用类型应用类型2 2推动政策推动政策3 3 1 13 3 3 3关键技术关键技术地源热泵技术地源热泵技术3 3 太阳能和自然通风太阳能和自然通风国家、重庆市对可再生能源建筑国家、重庆市对可再生能源建筑应用的推动应用的推动n 财政部、住房和城乡建设部与2009年7月联合出台了 可再生能源建筑应用可再生能源建筑应用城市城市示范实施方案示范实施方案 加快推进加快推进农村地区农村地区可再生能源建筑应用的实施方案可再生能源建筑应用的实施方案国家推进可再生能源建筑应用n 中央财政对于示范城市予以专项补助。基准为每个示范城市5000万元。n 目前，重庆市以被确定为“可再生能源建筑应用

2、全国示范城市”，并获得专项财政补助资金7000万元。包括重庆大剧院等5个国家级示范项目和希尔顿体育度假中心等5个市级示范项目。可再生能源建筑应用城市示范实施方案国家推进可再生能源建筑应用批次批次示范示范 项目数项目数总示范面积总示范面积（万（万m2）总峰瓦值总峰瓦值（KWp）第一批25232.07 888.9 第二批57793.74 2195.6 第三批1301411.35 194.8 可再生能源建筑应用示范项目统计表国家推进可再生能源建筑应用n 国家重点扶持的应用领域 农村中小学可再生能源建筑应用 太阳能浴室满足生活热水需求；实施太阳能、浅层地能采暖工程解决中小学校采暖需求；建设太阳房提供教

3、室供暖。县城（镇）、农村住宅、卫生院等公共建筑可再生能源建筑一体化应用应用技术应用技术补助标准补助标准地源热泵技术60元/平方米一体化太阳能热利用15元/平方米分户太阳能浴室、太阳能房新增投入的60加快推进农村地区可再生能源建筑应用的实施方案国家推进可再生能源建筑应用国家推进可再生能源建筑应用n 工作内容工作内容：研究先进成熟的可再生能源应用组合技术和可再生能源系统与建筑衔接技术，在达到一定规模的建筑和试验性建筑中进行工程示范。n 目的目的：通过开发应用及示范，完善可再生能源与建筑集成技术，编制相关技术文件。实现可再生能源与建筑集成技术的产业化，提高可再生能源在降低民用建筑能耗中的贡献率。“十

4、一五”国家科技支撑计划“可再生能源与建筑集成技术应用示范工程”重庆市推动可再生能源建筑应用n 重庆市自2006年开始组织实施水源热泵，土壤源热泵等可再生能源建筑应用试点示范工作。建成多个可再生能源建筑应用试点项目，共计面积约5000平方米，项目运行良好，起到很好的示范作用。2007年我市开始大规模实施可再生能源建筑应用工程示范，示范面积近50万平方米，获国家补助资金3908万元。2009年经批准成为国家可再生能源建筑应用示范城市，要求实现可再生能源建筑利用达到每年300万平方米。重庆市推动可再生能源建筑应用n 2007年，为推进可再生能源建筑应用工作，市建委发布了重庆市可再生能源建筑应用示范工

5、程管理办法（渝建发2007105号）。n 市建委联合市财政局发布了重庆市可再生能源建筑应用示范工程专项补助资金管理暂行办法（渝财建2007427号），明确了可再生能源建筑应用的经济激励措施和工程管理要求，建立并实施了可再生能源建筑应用推广制度。重庆市推动可再生能源建筑应用n 2008年，正式颁布实施的重庆市建筑节能条例 第十条：对具备可再生能源应用条件的新建(改建、扩建)建筑或者既有建筑节能改造项目，应当优先采用可再生能源；第三十条：市、区县人民政府应当从节能专项资金和有关专项资金中安排专门经费，用于支持可再生能源在建筑中的应用；第三十二条：市、区县（自治县）人民政府应当引导金融机构对既有建筑

6、节能改造、可再生能源在建筑中的应用、绿色建筑以及更低能耗建筑工程等项目提供支持建筑应用建筑应用可再生能源可再生能源的类型的类型n 可再生能源在建筑中应用主要是指利用浅层地能、太阳能、风能、生物质能等可再生能源解决建筑的采暖空调、热水供应、照明等能源消耗。常见的主要形式：n 建筑采暖、空调应用的主要形式建筑采暖、空调应用的主要形式之一地源热泵之一地源热泵浅层地热能的建筑应用地埋管地源热泵系统（土壤源热泵）地下水源地源热泵系统地表水地源热泵系统（江、湖水以及污水源热泵）常见的地源热泵形式有三种太阳能建筑应用n 太阳能供热水n 太阳能采暖n 太阳能空调n 太阳能光电技术与太阳能建筑一体化技术风能的建

7、筑应用n 利用通风技术改善室内舒适性穿越式通风和烟囱效应n 风能发电重庆重庆市可再生资源应用关键技术市可再生资源应用关键技术背景重庆市气候特点背景重庆市气候特点n 全国太阳能资源最少的地区之一。n 地域分布，东部地区较多,中西部较少。n 重庆市太阳能资源按照三、四类标准统计：各月份太阳能三等级内的天数及所占百分比各月份太阳能三等级内的天数及所占百分比各月份太阳能四等级内的天数及所占百分比各月份太阳能四等级内的天数及所占百分比太阳能背景重庆市气候特点春季风玫瑰图春季风玫瑰图秋季风玫瑰图秋季风玫瑰图全年风玫瑰图全年风玫瑰图夏季风玫瑰图夏季风玫瑰图冬季风玫瑰图冬季风玫瑰图 重庆地区风力资源概况重庆重

8、庆市可再生资源应用关键技术市可再生资源应用关键技术地源热泵技术地源热泵技术土壤源热泵技术要点n 传热介质通过竖直或水平地埋管换热器与岩土体进行热交换的地热能交换系统-地埋管地源热泵系统，又称土壤热交换系统。地埋管地源热泵系统的分类土壤源热泵技术要点n 资源勘查和工程勘测 地层构造、地下水渗流 岩土热物性、温度、换热能力 岩土换热测试仪地温巡检仪界面热响应测试现场土壤源热泵技术要点系统匹配重庆市土壤源热泵的应用条件n 地质构造 砂、泥岩为主，热物性好，钻孔难度小；基岩裂隙水较为丰富。n 地下岩土温度 地表10米以下约20，终年恒定；蒸发温度冷凝温度低，机组获得更高的工作效率。重庆市土壤源热泵系统

9、的能效重重庆庆市土壤源市土壤源热泵热泵系系统统的能效的能效地源地源热泵热泵地埋管面地埋管面积积因土壤不同而不同。因土壤不同而不同。地源地源热泵热泵系系统应统应高度重高度重视视土壤吸土壤吸热与热与放放热热的的平衡。平衡。重重庆庆地地区区岩土主要以致密性砂土以及岩石岩土主要以致密性砂土以及岩石类类岩土岩土为为主，主，热热物性物性较较好，好，导热导热系系数为数为2.02.02.55w/m2.55w/m。采用采用U U形形竖竖埋管所需地表面埋管所需地表面积约为积约为建筑空建筑空调调面面积积的的1/31/31/51/5。重重庆庆市地源市地源热泵热泵系系统统典型典型项项目目 人民人民银银行重行重庆营业庆营

10、业部新部新楼楼装机装机2台，合台，合计计冷量冷量502.5297kW；卫卫生生热热水水64.6kW60孔埋深孔埋深100m。祁年祁年悦诚悦诚南江地南江地质队办质队办公、生活公、生活楼楼 重重庆庆市地源市地源热泵热泵系系统统典型典型项项目目地表水源热泵技术要点地表水源热泵的技术要点n 水资源调查和工程勘察 水量、水温、水质全年变化规律 水资源的可利用程度 取水方式、取水条件水资源调查水资源调查地表水源热泵的技术要点n 地表水取水换热系统的设计 取水量确定 开式/闭式换热器选择 取水/回水位置及取水构筑物 水质处理方式 采用变水量设计取水系统 环境影响评估工程建筑取水口滨江路涵洞穿越滨江路的虹吸式

11、取水某工程取水某工程取水地表水源热泵技术要点目的内容与土壤源热泵一样，检测计量非常重要取水换热系统的能耗绝对不可忽视重庆市地表水源热泵的应用条件n 总量大 重庆地域内水资源总量年均超过5000亿m3，由长江、嘉陵江、乌江等流经重庆地区的入境水形成的地表水约 4600亿m3，大小水库、湖泊众多，全境分布。n 利用便利 水资源分布广，主要城镇区均有分布。用能建筑取水距离近，利用成本低。重庆市地表水源热泵的应用条件n 温度适宜 两江重庆段夏季水温21-29，冬季在9-16，属于适合于水源热泵运行范围，有利于水源热泵机组运行及获得比较高的运行效率。重庆市地表水源热泵的应用条件冬季重庆段长江温度与下游城

12、市对比夏季重庆段长江温度与下游城市对比 重庆两江水水温冬季温度显著高于，夏季显著低于长江流域的典型城市，更具作为浅层地热资源利用的优势。重庆市地表水源热泵的应用范例n 已已经经投入投入运运行的：秀山行的：秀山县锰县锰都大酒店都大酒店 彭水彭水乌乌江明珠大酒店（空江明珠大酒店（空调调面面积积11816m11816m2 2 水水源源热泵热泵机机组组冷量冷量约为约为1350kW1350kW）n 正建正建设设具有示范意具有示范意义义的：洪崖洞的：洪崖洞水源水源热泵热泵机机组组冷量冷量约为约为3560kW3560kW热热水机水机组热组热量量为为644.7kW644.7kW重重庆庆市、市、国内国内水源水源

13、热泵热泵系系统统典型典型项项目目重重庆庆市水源市水源热泵热泵空空调调系系统统利用典型利用典型项项目目 重重庆庆江北城江北城CBD中心中心计划计划服服务务面面积积332.3万万m2，已建成，已建成2#站服站服务务184.3 万万m2（夏季取水（夏季取水12000 m3/h、水、水温温26.2（24.7）,冬季冬季6500 m3/h，水，水温温9.3(10.3),其中大其中大剧剧院空院空调调面面积积近近7万万m2。2.瑞安化瑞安化龙桥龙桥B3/01地地块块（嘉陵江水湖水）水（嘉陵江水湖水）水源源热泵热泵机机组组冷量冷量约为约为10550kW，在建。，在建。重重庆庆市、市、国内国内水源水源热泵热泵系

14、系统统典型典型项项目目 水源水源水源水源热泵热泵空空调调系系统统利用典型利用典型项项目目上海世博上海世博会会世博世博轴项轴项目目 黄黄浦江水，装机浦江水，装机5台，合台，合计计冷量冷量1740kW；冬季供冬季供热热10600kW。特点：特点：黄黄浦江水江直浦江水江直进进机机组组，江水，江水8月平均月平均温温度度30.3（黄黄浦公浦公园园江中）；江中）；1月平均月平均温温度度6.0（黄黄浦公浦公园园江中）。江中）。水源水源热泵热泵系系统统典型典型项项目目上海世博上海世博会会世博世博轴项轴项目目 水源热泵系统典型项目水源热泵系统典型项目上海世博会世博轴项目上海世博会世博轴项目 水源热泵系统典型项目

15、水源热泵系统典型项目上海世博会世博轴项目上海世博会世博轴项目（机房）（机房）2.2 水源热泵系统典型项目水源热泵系统典型项目上海世博会世博轴项目（取水设施）上海世博会世博轴项目（取水设施）重庆市地表水源热泵系统的能效污水源热泵n 污水源热泵也是水源热泵的一种，利用污水（生活废水、工业温水等），借助热泵循环系统，为建筑物提供采暖用热源和空调用冷源。n 目前污水源热泵有城市原生污水源热泵和污水源热泵站污水源热泵的应用问题 原生污水的附着、堵塞和径流量稳定性问题；污水在污水厂的加热处理与热泵利用污水温降的矛盾；水质处理和堵塞腐蚀问题同样是最大的难点原生污水源热泵是利用了城市污水，就地进行能量转换的供

16、暖空调系统。污水与其他设备或系统不接触，污水密闭循环，不污染环境与其他设备或水系统。污水源热泵站是利用城市处理后的污水，使用大型的热泵机组制备热水，通过城市供热管网向用户供热的热力站。重庆市污水源热泵的发展潜力n 重庆市污水资源量大而稳定。主城区居住人口约700万，居住密集。主城区生活污水在2007日排放量达178.7万吨。污水温度受气候影响小，具有冬暖夏凉的特性。温泉水资源蕴藏面积达10000多平方公里，主城都市圈约为5000平方公里。在世界上，只有被誉为“温泉之都”的匈牙利布达佩斯可以与重庆相比拟，温泉废热值得关注。n 重庆的温泉资源极为富集，且品质优良地下水源热泵n 地下水水源热泵系统就

17、是抽取浅层地下水（100米以内），经过热泵提取热量或冷量，使水温降低（提取热量时）或升高（提取冷量时），再将其回灌到地下的热泵系统形式，用于为建筑物提供采暖用热源和空调用冷源。单井取水单井取水双井回灌双井回灌单井回灌单井回灌地下水源热泵系统的应用问题n 地下水水质对设备和系统的影响；地下水水质的基本要求是澄清、水质稳定、不腐蚀、不滋生微生物或生物、不结垢等。n 能否保证抽取地下水的完全回灌；过度的地下水开采导致地面下陷等严重问题 避免灌到地下的水很快被重新抽回，使系统性能恶化。n 避免对地下水的污染 地下水水源热泵系统对于水系统的水质处理提出了新的要求。重庆市地源热泵展望重庆重庆市可再生资源应

18、用关键技术市可再生资源应用关键技术太阳能及自然通风太阳能及自然通风太阳能应用技术要点 如果效率低到5，则在重庆、广州使用的意义就更不大了日照区代表城市水平面年平均太阳辐射量（MJ/m2）能耗回收期(年)I拉萨75504.55.6II北京60505.67.0III广州48007.18.8IV重庆37759.011.2效率按8计，未考虑副产物四氯化硅的影响不同区域代表城市光伏应用能耗回收期对比n 投资与产出比 高度309米，71层，建筑面积21万平方米 采用的可再生能源技术：3000 m2 光伏板，安装在东、南、西垂直立面上 4个风力涡轮发电机安装在四个结构洞里(1.4亿元特殊结构)广州珠江城大楼

19、工程太阳能应用技术要点收益与付出（设计方数据）n 获得的可再生能源的量 峰值发电量=光伏板 300 kW +风力发电机46 kW=324 kW 设计方案估算最大全年发电量 30万 kWh，约为该建筑年耗电量的 1%，每年节省电费 24万元。n 光伏板的成本为 3000万元，风力发电机728万元，总成本3728万元n 关键点：根本就不是“节能建筑”！太阳能应用技术要点屋顶遮阳外立面太阳能技术应用要点可获得政府补贴！低技术途径，在任何评价体系中都得不到鼓励。充分考虑技术使用的合理性，不盲目使用。风力资源应用技术要点n 建筑区域规划中考虑通风小区内部风速度场竖直等值线分布图小区建筑物对空气流畅影响区域图小区风场水平方向矢量图 营造通风良好的区域环境有利于污染物扩散 营造通风良好的区域环境有利于改善室外热湿环境，减轻城市热岛风力资源应用技术要点n 建筑设计中充分考虑通风 设置合理的通道形成“穿堂风”有必要设置机械辅助通风 同过通风手段有效减少空调的使用时数机械辅助通风系统烟囱效应通风系统老虎窗的通风应用双层围护结构太阳能在通风中的应用太阳能通风井 通风墙体实例图 考虑重庆高温季节与太阳能丰富季节同期的特点，可利用太阳能进行辅助通风太阳能通风井