第一部分 工业节能
第一章 工业节电
第一节 照明系统节电
据有关资料统计,目前我国照明所消耗的电能约占电力总消耗量的1/6,而工业照明是照明耗能的大户,且以低效照明为主,节能潜力很大。 采用高效节能电源
光源是能量转换成光的器件,是实现照明节能的核心。高光效光源主要是指气体放电灯,在亮度相同情况下,气体放电灯比白炽灯节电70%~80%;一般白炽灯的寿命只有1000小时左右,而气体放电灯的寿命可高达5000~10000小时以上。气体放电灯包括:低压气体放电灯,以荧光灯为代表;高压气体放电灯,主要为高压钠灯和金属卤化物灯。目前工业照明中采用的高效节能光源主要有节能灯(又称三基色紧凑型荧光灯)、高压钠灯和金属卤化物灯。
荧光灯 管径在26mm以下的细管径荧光灯,如T5等,是荧光灯中的主流产品,比管径为38mm以上的粗管径荧光灯如T12等更省电、亮度更高,由于其汞用量小,更有利于环保。稀土三基色荧光粉灯比普通卤磷酸钙粉荧光灯光效更高、显色性更好、使用寿命更长、光衰更小,但价格相对来说比较昂贵。三基色紧凑型荧光灯(又称节能灯CFL)是低层车间和多层工业建筑最佳的光源选择,目前在多层工业建筑的车间如电子产品、仪器仪表生产、玩具生产、服装加工、实验室、控制室等空间环境主要采用这种节能光源。
金属卤化物灯与高压钠灯 这两种光源统称高强度气体放电灯(HID)。金属卤化物灯的特点在于高光效,显色性好;高压钠灯的最大特点是光效更高,寿命更长,但缺点是显色性差。这两种电光源目前主要应用于大型机械、发电、水泥、钢铁、冶金、石化等大型工业生产车间。
表1
适合工业照明的节能电光源性能比较
光源种类 自镇流式汞灯 大功率节能灯 (三基色紧凑型荧光灯CFL) 高压钠灯 金卤灯 光效(lm/W) 30-60 50-80 50-120 50-120 平均寿命(h) 10000 8000 22000 20000 节能情况 耗电 有一定 节能效果 节能量大 节能量大 初始投资 廉价 较少 略贵 略贵 综合成本 高 较高 低 低 适用厂房范围 应用范围较广 低空间厂房 高空间厂房 高、低空间厂房 在工业照明中,应优先选用高强度气体放电灯(高压钠灯和金属卤化物灯),尤其是金属卤化物灯是光色和显色指数要求较高的仪表装配车间、机加车间、汽机房运转层等工业厂房的首选光源。当一种光源不能满足色温或显色性要求时,可采用两种光源的混光光源,混光光源能充分发挥高强气体放电灯的优点为,达到节约能耗、提高照度、改善光色的照明效果。 采用节能的照明电器附件
工业照明中建议使用低损耗、性能优的光源电子附件包括电子镇流器、电子变压器、电子触发器等。
高效节能气体放电灯都要使用镇流器。目前采用的镇流器主要有电感镇流器和电子镇流器两种。从节能的角度来看,电子镇流器比电感镇流器用电少,但是存在使用寿命短、经济性不高的缺点。
表2 各种荧光灯镇流器性能比较
类别 性能 自身功率(W) 光效比 成本回收年限 连续使用寿命(年) 36W/40W 传统电感镇流器 9 0.95-0.98 —— 10 36W/40W 节能电感镇流器 4-5.5 1.02-1.05 2.16 10-20 36W/40W 国产标准电子镇流器 ≤3.5 1.10 9.22 2-4 采用高效率、配光合理的照明灯具
在工厂照明中优先采用抛光铝材料制成的灯具,在灯具外形上宜选用介于深照和广照之间的宽口灯具,不应选择单抛物面反射型,因为这样会将大部分的光能反射回灯泡,引起电压上升和功率增加,缩短灯寿命。同时减少采用格栅灯具照明。因为格栅灯具的效率较低,大部分低于60%,使用一段时间后效率会更低,而开敞式灯具的效率为75%左右,在对眩光无特殊要求或要求不高的情况下,应尽量不采用格栅灯具照明。 采用合适的照明方式
在充分了解厂房的工艺布臵、空间内各部位对的照度的不同要求的情况下,一方面,综合利用一般照明加局部照明的混合照明方式:在有特殊要求的场所设臵局部照明如工厂的检验、划线、钳工台及机床照明等,既能节电,又能达到较高的照度要求,也避免了因亮度分布不均而影响视觉功能的弊端;另一方面,充分利用自然光,正确选择自然采光:在厂房建筑中,窗户的配臵应使用最大量的阳光,从多点而不是一点射入厂房;有条件的企业在厂房建设时可在屋顶一些采光瓦,充分利用自然光,最大限度减少照明用电。 采用合理的控制手段
必要情况下实行照明分区或采用多开关控制,每个开关控制的灯数宜少些。控制开关的种类根据需要可以是一般的,可以是非电阻式调光的,也可以是时控、声控、光控或触摸开关等。同时,加装智能控制装臵,不但可控制电压,而且可控制灯的亮度、开关时间等;对工厂户外的道路照明应实行自动控制和半夜灯控制。采用照明系统节电器,可相应降低灯具的端电压,自动调节。在照明配电线路上加装电压稳压装臵来控制电压,不但可以节省电压升高所多消耗的电能,而且可以保护灯具,延长灯具的使用寿命。
合理的供电方式和线路选择
照明线路的损耗约占输入电能的4%,影响线路损耗的主要因素是供电方式和导线截面积。因此,要采取三相四线方式供电,线路损耗小。选用线路不仅应考虑载流量和机械强度,还应从经济性角度出发,使照明线路电流密度远小于经济电流密度。 良好的日常维护管理
灯具清灰 灯具在使用一段时间后,表面会积许多灰尘,特别是工作环境较差时,光源及反射罩等附件积灰更严重,这将严重影响灯具的发光效率及灯具的使用寿命,根据积灰的程度不同,光通量会减少20%-70%。
更换光源 用电管理
用便于维护、清洁的新型灯具更换老式或损坏的灯具。 分区域分别进行装表计量和考核用电,能有效地节约用电。
第二节 空调系统节电
空调系统是工业企业重要的耗能设备,其能耗一般占工业总能耗的20%-40%,大量空调系统存在着30%以上的节能潜力,降低空调能耗刻不容缓。中央空调系统主要能耗设备一般包括空调主机、水泵、末端设备等。其中空调水系统的能耗又占整个空调系统总能耗的60%以上,是空调节能的主要内容。
采用蓄冷技术
采用蓄冰空调 蓄冰空调是再冷式冰蓄冷空调,利用昼夜峰谷负荷的差值进行夜间蓄冰白天放冷调节,平衡电网负荷,节省运行费用,又可节能。可应用在制药、食品加工、啤酒工业、奶制品工业等用冷量大、绝大多数空调负荷集中在白天的制造业;另外,还可以应用在现有空调系统能力已经不能满足负荷需要,而需要扩大供冷的企业,这样企业可以不增加主机,改造成冰蓄冷系统最有利。
设置冷冻水池 一般的冷冻水池主要功能是起缓冲和补充水作用,有的系统无水池,只有小的膨胀水箱。在冷冻机能力有余量,且冷冻水池可以有一定容量的情况下,可利用峰谷电电价差,在谷电时段几台冷冻机满负荷运行,使水池中存有较低温度的冷冻水,水池所蓄的冷量在峰电时段释放,以减轻冷冻机的负荷,可以节省较可观的电费。
如涉及到空调系统新建或改扩建项目时,应考虑充分发挥冷冻水池的功能,首选考虑较大容量的地下水池,水池上方又可以绿化,其次考虑谷电蓄冷,再次可以充当一部分消防水池等功能。 定期清洗空调
定期清洗空调水系统
主要是对冷凝器、蒸发器、盘管、冷却塔和其他换热器进行清洗。当水
系统运行一定时间后,由于杂质、油污等会吸附在换热器的内外表面,使换热器的换热能力下降,冷水机组的降低、出力不足。定期对换热器进行清洗,可提高换热能力,提高冷水机组的和出力,同时也可延长设备的使用寿命。
定期清洗空调风系统
主要是对空调箱、风机、盘管、过滤器、凝水盘、风口等进行清洗。这
些设备运行一定时间后,表面积灰较多,导致换热能力下降、阻力增加、微生物细菌繁殖污染空气等。定期清洗空调的风系统,不但可减少系统阻力、提高换热能力,节省电力,而且可以减少空气污染,改善空气质量,有益健康。
采用变频技术
使用变频水泵 空调系统中水泵耗电量非常大。一般情况下,空调水泵占空调耗电量的15%-30%,所以水泵节能非常重要。通常,水泵是按负荷最大时进行设计,并且留10%-20%设计余量,然而实际上绝大部分时间空调是不会运行在满负荷状态下,存在较大的富余,而水泵不能随负载变化做出相应调节,出现“大流量,小温差”现象,造成电能的浪费。使用变频水泵可以实现节能。变速调节不但可保证水泵在高效区运行,效率最高,能量损失最少,而且能根据不同的需求,柔性调节水泵运行功率,使水泵在满足需求的情况下,消耗的电功率最匹配、最节能。同时也是目前水泵节电中采用最普遍、最有效的一项措施。
当水泵并联运行时,要根据冷却水进出口温差大小来控制水泵运行台数,几台并联泵最好大小搭配,根据需求负荷变化而运行不同规格的水泵,实现水泵节能运行。如果同时对水泵进行变频控制,效果更佳。
空调风柜风机变频 通常风柜都是采用控制冷水阀或风阀开度来调节室内温度,存在较大的节流损失。采用变频风机或对普通风机加装变频控制,通过改变送风量来调控室内温度,不但可以大幅减少送风机的动力消耗,还可减少阀门调节带来的节能损失。变风量空调系统与一般定风量系统相比,能更有效的调节局部区域的温度,实现温度的独立控制,避免在局部区域产生过冷或过热现象。
使用变频压缩机
变频压缩机是转速恒定的压缩机而言,通过一种控制方式或手段使其转速在
一定范围内连续,能连续改变输出能量的压缩机。变频压缩机可根据空调系统末端负荷的变化自动调节转速,在部分负荷下其效率显著提高,节能效果明显。 加装空调群控系统
加装空调群控系统可以实时监测空调系统各设备的运行情况,方便地控制面积较大工业厂房里众多数量空调设备的启停,提高空调系统的运行管理水平。同时系统可根据末端负荷及系统运行工况合理调节空调主机、水泵、冷却塔等设备的启停时间和运行台数,使系统保持在较高的能效下运行,实现系统综合节能。 加装水力平衡装置
水力输送系统如果缺少压力调节装臵,会造成系统局部水压不平衡。为保证需求,不得不提高水泵的扬程来克服系统的最大阻力,增加了水泵的电能消耗。如果将产生水力不平衡的管道加装压力平衡装臵,并加以调节,即可降低水泵的扬程,从而降低电耗。 控制冷冻水进出口温差
一般情况下,制冷主机的出水设计温度为7℃,用户可以根据需求自行设定制冷主机运行时的出水温度。在满足室内空气品质要求的前提下,提高主机出水温度可以提高主机的运行能效,降低产生单位冷量所消耗的电量,实现主机节能。通常,出水温度每提高1℃,主机能效可提高3%-5%,节能效果比较明显。 减少风机电耗
空调系统中风机包括空调风机以及其他送风机、排风机,这些设备的电耗占空调系统耗电量比例较大。减少风机能耗除定期清洗过滤器外,定期检修、定期检查皮带是否太松、工作点是否偏移、送风状态是否合适等,可以达到节能的目的。 管理节能
日常管理的节能措施包括:加强对空调操作人员的培训,提高管理人员素质,懂得根据室外参数的变化进行合理而有效的调节;在过渡季节,应尽量采用室外新风的自然冷却能力,节省人工冷源的
冷量;有较大的发热源的空调区域,在无法消除发热源的情况下,减少其所产生的热量是减轻空调负荷的主要途径,局部排风、岗位送风、与周围隔离等都是行之有效的措施。在满足直接生产需求的前提下,随季节变更合理调整室内温、湿度设定值,在制冷时,应尽量控制在生产所规定温度的上限,并将办公区域空调温度应控制在26℃左右,对一般中央空调系统来说,温度调节1℃,可节电6%左右。
第三节 电机及拖动系统节电
选用高效节能的电动机
一般电动机常年运行,其效率高低直接决定其耗电多少,例如:一台45千瓦电机效率提高1%,年节电近4000千瓦时。Y系列电机比JO系列电机效率平均高1.5%左右,而高效电机比Y系列电机效率还要提高3%左右,所以企业在淘汰、更新、调换电机时,就应优先选用YX、YE、YD、YZ等系列的高效电机以及稀土永磁电动机,节电效果明显,一般1-3年内可收回全部更新电机的投资。 加装变频控制器
全世界的用电量中有60%左右是通过电动机来消耗,变频器在提高电动机电能利用率上有很大的作用。它主要用于交流电动机的变频调速,它的电源主电路AC-DC-AC的方案,它利用电力电子技术,通过改变频率,输出高质量的电能,提高能源利用效率,消除有害的高次谐波和电压波动,达到节能目的。
控制三相异步电动机的空载
一般异步电动机的额定电流和空载比例为2:1和4:1之间,电动机转数越高,其比例越高。电动机额定功率与空载时功率也在此比例之中,所以控制电动机的空载是电动机最有效的节电措施。 选用高效风机、水泵
传统型风机、水泵的效率一般在60%-75%左右,而高效风机、水泵的效率一般在85%左右,选用高效风机、水泵一方面可以较大幅度提高效率,节省电力,另一方面在满足需求的同时,可以减少其匹配电动机的功率,降低电力负荷需求。 加强风机、水泵的运行管理
风机、水泵在工厂用电设备中量大面广,同时也是管理较薄弱的设备。风机、水泵负荷在额定功率附近时效率最高,约为70%左右。但大部分风机、水泵的运行负荷都较小或负荷频繁变化,所以运行效率一般都低于50%。还有一种情况是配臵偏大的风机、水泵时,即出现“大马拉小车”现象,使其一直在低效区运行。另外一种情况是虽然在高效区运行,但其所做的功并非全是有效功,即它们所做的总功中只有一部分是实际需求的,而另一部分属于无用功。以上几种情形在工厂是比较普遍存在的,如果加强风机、水泵的运行管理,节电潜力巨大。采用变频调速、永磁调速等先进电机调整技术,改善风机、泵类电机系统调节方式,逐步淘汰闸板、阀门等机械节流调节方式,节能效果也较好。
第四节 供配电系统节电
选用节能变压器
高能耗配电变压器主要是指:SJL、SL7、S7等系列变压器,其铁损、铜损都比目前广泛使用的S9系列变压器高出很多,如S7与S9相比,铁损高出11%,铜损高出28%。而新型变压器,如S10、S11变压器比S9还要节能,S11型变压器空载损耗比S9型变压器平均下降30%,负载损耗平均下降15%。以1000K/VA变压器为例,按运行10年一半时间满载一半时间空载计算,S11型变压器节约电量约
20367千瓦时;SH11型非晶合金变压器与S11型变压器负载损耗接近,但空载损耗下降60%,尤其适合于用电峰谷差大的企业。变压器一般使用寿命长达几十年,用高效节能型变压器替代高能耗变压器,不但可提高能源转换效率,而且在寿命期节能效果相当可观。 选用合适容量的变压器
尽量选用低损耗、高效节能变压器;根据负载情况,选择合理容量的变压器,避免“大马拉小车”,有效减少电能损耗,一般变压器平均负载系数应大于70%,当平均负载系数经常小于30%时,应酌情调换小容量变压器等;对变压器负载进行无功补偿,提高负载功率因数,可以提高变压器输送有功功率的能力,降低线路损耗;合理配臵负载,尽量减少变压器的运行台数。 将功率因数控制在最佳范围
按规定月平均功率因数不得低于0.9,低于0.9则按规定的百分数与用户的总电费相乘来增加电费,功率因数越低,增收的百分数越大;高于0.9则按规定百分数减收用户电费,但减收的百分数比增收的百分数相应要小,当功率因数在0.95-1时,减收的百分数一直为-0.75%,而不再提高了。
用户的月平均功率因数一般控制在0.9-0.95左右比较适宜,最好不要大于0.95,一方面0.95以上奖励百分数不变,而补偿电容的增加会使用电增加;另一方面要考虑当负荷突变下降时,会造成无功倒送的可能,因为无功电表对正向或反向的无功电量都是累计计量的,因此反而会降低用户的功率因数。
合理进行无功补偿
工业大部分电力负荷如电动机、变压器等属于感性负荷,在运行过程中需向这些设备提供相应的无功功率。在电网中安装并联电容器等无功补偿设备以后,可以提供感性负载所消耗的无功功率,减少电网电源向感性负荷提供、由线路输送的无功功率,由于减少了无功功率在电网中的流动,因此可以降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗,提高电源的利用率,最终达到节约用电的效果。常用的无功补偿方式包括:
(1)集中补偿,即将电容器接在变电所的高压或低压母线上,电容器组的容量按配电所的总无功负荷来选择。其优点是:电容器利用率高,能减少电网和用户变压器供电线路的无负荷;缺点是不能减少用户内部配电网络的无功负荷。
(2)分组补偿,即将电容器分别安装在各车间配电盘的母线上,可与工厂部分负荷的变动同时投入或切除。其优点是电容器利用率较高且补偿效果也较理想(比较折中)。
(3)无功就地补偿,即将电容器直接接在用电设备附近,与用电设备同时投入运行和断开。适合用于低压网络,其优点是补偿效果好,缺点是电容器利用率低。
企业应根据实际情况进行合适的无功补偿,对于较大容量机组、低压供电线路长、末端负荷大、大功率设备多、负荷较集中的企业采用无功就地补偿方式,节电效果更佳。采用智能型动态无功补偿装臵能发挥最佳效果,节假日时,由于用电负荷较低,当负荷低于20%时自动补偿装臵将停止运行,会造成月平均功率因数低于标准的情况,建议把自动控制改为手动控制,或从自动补偿中移出一部分电容作为固定补偿。
提高负载的自然功率因数
提高自然功率因数,可从源头上减少无功功率,一般从以下几方面着手:
(1)电动机负载应与容量相匹配,减少电动机无功消耗,防止“大马拉小车”现象;
(2)实际负载只是电动机负载的30%左右时,启动、运行时应采用减压启动、运行,如三角形与星形切换;
(3)避免电机或设备空载运行;
(4)选用高效设备或自身有无功补偿装臵的设备; (5)调整生产班次,均衡用电负荷,提高用电负荷率; (6)改善配电线路布局,避免曲折迂回等。 加强契约用电负荷(MD)管理
契约用电负荷管理分为被动管理和主动管理。被动管理是指在一定范围内申请契约负荷来满足需要的管理。但被动管理只避免了增收基本电费,并未有效控制基本电费。主动管理是指采取相应积极措施后,每月根据企业实际合理的负荷需求来申请契约负荷的管理。契约用电负荷管理的根本目的就是降低企业用电的平均单价。 利用峰谷电价省钱
峰谷电价制定的基本原则是在用电高峰期鼓励电能生产抑制电能消费,在用电低价期鼓励电能消费抑制电能生产。一般来说,峰期电价和谷期电价能够相差3-5倍。工业企业要充分利用峰谷电价政策进行错峰避峰。
第五节 空压机系统节电
加强对空压机的管理
适当调整空压机出口压力 当空压机出口压力远大于用气设备的使用压力时,使用前就减压,会造成压缩空气品质下降及能量损失,因此,应按用气设备的使用压力适当调整空压机的出口压力,既满足了使用需求,又可降低空压机的负荷,节省电能。
定期检查压缩空气管网 压缩空气管网焊接、连接处,容易产生压缩空气泄漏。特别是较老的管线中因法兰连接处密封圈腐蚀而泄漏、焊接处锈蚀,废弃管路漏气较易发生,应对这些部位定期检查,及时消除泄漏点,以防浪费压缩空气。
控制空压机进风温度
进风温度越高,空压机制气效率就越低,电耗就越高,特别在夏季高温
季节,进气口应采取遮阳措施,尽量降低空压机进气温度。 对用气终端进行漏气检查
一般来说,企业终端用气点都比较多,且漏气较多。一、是用气终端设备密封圈易损坏;二、是由于现场噪声大,很难发觉漏气;三、是由于管理不严,致使空气阀门常开,非正常使用时常漏气等。所以加强用气终端的使用管理、加强漏气检查,是减小压缩空气消耗,节约电力的有效措施。 不同压力等级的设备巧供气
当各种用气设备所需压缩空气的压力相差较大且有相当用气量时,应根据使用压力不同,分别供给相应压力的空气,避免用同一管路高压供气、低压设备再减压使用,造成高压空气减压使用。只有在用气设备的使用压力较低,而用气量很少时,可以考虑用高压空气供应。当用气设备的使用压力较高,且用气量很小时,就应考虑单独供气,不应提高整条的压力等级,再经减压供给用气量大的其他用气设备,从而避免较大的能源浪费。 发挥储气罐的缓冲功能
储气罐的主要功能是起缓冲作用,用气设备的用气不均衡必然导致压缩机的工作负荷不断变化,这不但影响压缩机的工作效率和使用寿命,而且有时会供气不足,影响生产,所以一般除了在空压机房设臵储气罐,用气负荷变化频繁的情况下,应尽量选择大容量的储气罐,用来调节各平衡供气能力。 利用空压机生产的“废热”
空压机在制气过程中,压缩机耗的功转为气体内能,使空气压力增大,温度升高,因而使压缩机温度升高产生大量热量,而这些热量不要及时排放,否则影响压缩机正常工作,这些热量通称为废热,如果附近对热源有需求,如热水、热空气等,则可以通过热交换器把空压机产生的废热转换成可以利用的热源,一举两得,节约能源。 合理设置空压机供气方式
遵循以下原则:相同用气压力等级、用气点集中适宜于空压机集中供气。用气压力等级大、用气点较分散适宜于压缩机分散(就地)供气。 空压机的选用
优先选择有待机功能的空压机,减少空压机空转时间
一般的空压机空转时,虽然不做功,功
率消耗却为额定功率的1/3,且影响压缩机使用寿命。选择有待机功能的新型空压机,将在负荷很低时,压缩机停止运行,只是控制电路部分带电工作,此时的功耗很低,只有几十到几百瓦,一旦有负荷需求时,压缩机马上正常工作,不仅省电而且对压缩机有保护作用。
选择不同容量搭配或一台有调速功能的空压机
第六节 注塑机系统节电
随着经济的发展,塑料的应用领域日益拓宽,塑料加工业不断壮大,塑料加工业的主要设备——注塑机,也随着塑料应用领域的拓宽而迅速增加。由于注塑机生产工艺的特殊要求,注塑机在使用过程中存在着很大的能源浪费,注塑机节能意义重大,可降低企业成本,提高产品竞争力。 采用油泵马达变频节能技术
液压油泵的用电量占整个注塑机用电量的80%以上,所以降低其耗电量是注塑机节能的关键。采用油泵马达变频节能技术,自动采集注塑机本身的工作压力和流量信号同时输入给变频器的模拟量输入端,并进行分析和计算,同步控制变频器运行,从而准确地调节油泵的转速,通过控制油泵电机的转速,使油泵的供油量与注塑机的工作流量需求相一致,在保证系统压力稳定的前提下,将注塑机原有的溢流现象控制到最小状态,油泵的实际流量正比于电机的转速,油泵的输出功率因此也正比于电机的转速,从而大幅度节约电能消耗,根据塑料制品和工艺要求的不同,节能效果从35%-70%不等。 采用优良的炮筒保温措施
通过对注塑机炮筒加保温隔热棉,可以减少热量耗散,增加干燥效果,如果采用进口玻璃纤维保温材料做成的保温隔热棉,不仅可耐高温,还可以节电30%,但也增加了设备维修难度(的加热片属于易耗品,需经常更换)。同时,加了保温棉以后“温冲效应”比较明显。到目前为止,推广得比较少。
采用炮筒电磁加热技术
电磁加热技术把注塑机炮筒加热系统的加热片更换成电磁感应式的方式加热,与现有传统的电热圈加热方式相比,具有节约电能和降低环境温度、加热迅速、温度控制实时准确、使用寿命长、维护简单、安全可靠等特点。采用电磁感应加热方式可以解决环境温升的现象和提高热效率,因为加热线圈和料筒之间没有直接接触,是通过磁场磁力线使金属料筒自身发热,在料筒外部可包裹一层隔热保温材料,以减少热传导损失,提高热效率。 加强设备维护
当注塑机的油泵有内泄的时候,容易产生回流,增加能耗;同时液压系统密封不严,也会增加系统无端的能量损耗。因此要定期对注塑机进行设备维护和保养,及时更换元器件。
第二章 工业节水
据有关资料统计,工业取水量占全国总取水量1/5。由于工业用水量和废污水排放量大、供水比较集中、节水潜力相对较大且易于采取节水措施,因此,工业用水是节约用水的重点。
工业节水是指通过加强管理,采取技术上可行,经济上合理的节水措施,减少工业用水量和取水量,提高用水效率,合理利用水资源的过程和方法。
第一节 工业节水设备
工业生产用节水器具与设备涉及范围很广,多数生产用节水器具和设备与生产装臵很难分开。我国于2001年和2003年分别公布了两批国家鼓励发展的节水设备(产品)目录,其中主要工业节水设备有: 换热设备
微循环导热油加热成套设备 以下锅炉)加热的生产工艺。
内展翅片换热器
与常规的换热器相比节水率87%,体积小25%-50%,热效率高32%(可达
82%)。适用于水冷却气(汽)体工艺。
空冷型(水-空)换热器 以空气作为制冷剂,节水效果显著。适用于出口水温与干球温差大于15℃的闭路循环场合。
中央液态冷热源环境系统热能采集设备 不耗水,消耗1KWH电,提供相当于14400KJ的热量。适用于各类型建筑物及工矿企业厂房、办公楼的供暖、空调和生活热水。
冷却塔系统产品
(1)流线型系列逆流冷却塔:单塔处理水量为500-4500m3/h; (2)吊装式系列逆流冷却塔:单塔处理水量为1000-5000m3/h; (3)横流混装式系列冷却塔:单塔处理水量为1000-5000m3/h; (4)横流薄膜式系列冷却塔:单塔处理水量为4500m3/h; (5)横流点滴式系列冷却塔:单塔处理水量为500-5000m3/h;
(6)干湿智能绿色冷却塔:比现运行湿式开式冷却塔节水90%,节电85%,适用于办公楼等建筑物的制冷空调系统的散热。
(1)、(2)、(3)、(4)、(5)适用于炼油、化工、化肥、电力、冶金、纺织行业循环冷却水处理。 污水处理及再生利用设备
双速曝气转刷 适用于城市及工业给水、污水处理。 微过滤法深度处理污水及中水回用装置 居民卫生用水。
气浮水处理成套设备 净化处理。
污水净化车
可处理含油废水、乳化液、切削液、电镀废水、印染废水、含酚废水等。适用于
适用于处理皮革工业废水;电镀工业废水;印刷电路板废水;
造纸、印染、电镀、制革、油漆、食品等废水处理和含藻地表水净化处理。
含重金属离子废水处理成套装置 无机化工行业工业废水。
用于4T蒸汽炉,日可节水90T以上。适用于相当于蒸汽(4T及
适用于工业循环水系统、基建用水、生活区的绿化及
适用于造纸、印染、电镀、制革、油漆、食品等废水处理和含藻地表水
中空纤维超滤膜组件 适用于化工、医药、饮料行业。
电子线路板漂洗废水回收设备 经混凝、过滤、吸附、离子交换处理后,使废水的水质达到自来水的标准,循环利用。适用于主要污染物质为Cu2+、Ni2+等废水。
膜生物反应器 适用于工业有机废水处理。
压力过滤器 适用于钢铁行业浊环水系统;再生废水回用处理或其他水的过滤。 组合式污水处理及再生利用装置 化学水处理设备
纯水处理(ED、RO、EDI、MB)成套设备 处理。
凝结水回收成套设备 冷凝水回收设备 过滤及清洗设备
自清洗滤水器 适用于冶金、石油、化工、食品、制药、造纸、制糖、化纤、热电厂、供水厂、大型空调制冷系统、空压机、氧压机冷却水以及乳化液再生和废油过滤处理等,还可用于冶金工业给排水系统如连铸、高炉、热轧用水系统、各种加热炉、炉前精炼、炉内监测、乳化剂系统以及封闭的水循环系统。
微电脑控制蒸汽清洗机 海水、苦咸水利用设备
膜法海水淡化设备 适用于沿海城市、地区及海岛居民生活用海水处理。其他海水、苦咸水利用设备还有:板式(水水)换热器、反渗透海水淡化装臵、电渗析苦咸水淡化装臵、反渗透苦咸水淡化装臵、海水淡化装臵、海水输送设备及管线的防腐产品铝硅联合缓蚀剂等。 节水监测、监视仪器
余氯监测控制仪
适用于水处理消毒及高层供水消毒。
透光率脉动絮凝检测仪 适用于水处理、环境保护在线检测。 流动电流混凝投药测控仪 适用于给水混凝投药监测的控制。 冷凝密闭回水自动控制系统 水资源管理系统
适用于回收冷凝水及冷却水再次利用的控制。
IC卡水表 适用于城市、农村、工厂、学校、家庭等。
适用于城市和农村水资源管理。
清洗车辆(小轿车)用水量小于2L/辆。水循环利用率大于70%适用
于清洗车辆、机械产品、宾馆、酒店、居室墙、地砖等油污。
适用于蒸汽冷凝水回收。
适用于生产中采用蒸汽作为加热介质的供热系统。
适用于电子、制药、电镀、涂装、饮料等行业的纯水
适用于生活污水和工业废水处理及再生利用等。
第二节 工业节水途径
用水管理
用水管理是工业节水一个重要的环节,只有加强企业用水管理,才能合理使用水源,取得增产又节水的效果。
建立用水管理机构和制度 为了加强企业用水管理,必需建立必要的机构和用水管理制度,指定专人管水,对用水进行考核并制定必要的奖惩制度,积极创建节水型企业。
加强用水计量 完善企业用水计量体系,生产用水和生活用水要分类计量,主要用水车间和主要用水设备都应该装配水表;定期进行水平衡测试,经常进行查漏维修维护工作,制定企业合理的用水指标,以便于检查管理,也使水的使用者能做到心中有数,切实做到节流的作用。
建立用水技术档案 包括各种水源(自来水、地下水、地表水及其他水源)的水量、水质和水温参数;供水管网图;排水管网图;水表配备系统图;供水、用水、排水状况统计明细表等。并对工厂车间或工段各种用水和排水进行合理地分门别类,对工厂各处的排水要做到清浊分流,分别经过各自的管道或渠道,进行排放、贮留、处理或回用,对水的二次利用从而达到节水的目的。
开展节水宣传 采用各种形式,开展广泛、深入、持久的节水宣传教育,使职工树立正确的用水观念,自觉节水。 工艺节水
工艺节水是在工业生产过程中,通过改革生产方法、生产工艺和设备或用水方式,不用或减少生产用水的一种节水途径,是在提高水的重复利用率的基础上更高一级的节水途径。目前正在推广的节水工艺有:水冷变气冷、干式除灰与干式输灰(渣)、高浓度灰渣输送、冲灰水回收利用、干法收尘净化技术、燃气-蒸汽联合循环发电、洁净煤燃烧发电、融熔还原等非高炉炼铁工艺、干熄焦或低水分熄焦工艺、炼油加氢精制工艺、尿素生产CO2和NH3、汽提工艺、甲醇生产低压合成工艺等。
无水生产工艺 无水生产是指产品在生产过程中无需用水的生产方法、工艺或设备。在所有的节水方式中,无水生产是最节水的,是节约工业生产用水的理想状态。目前无水生产工艺主要有:无水造纸、无水印染、无水电镀、无水混凝土养护、无水洗车、耐高温无水冷却装臵等。
少水生产工艺
一是通过改变工艺流程,循环用水或重复用水。如在工业生产中,为了保证产品的质量,往往需要对成品或半成品进行多次洗涤以去除,如果采用正流洗涤将使用水量大,而采用逆流洗涤方式则能节水,此外,提高洗液温度、加强机械振荡、强力冲洗和强力喷射等也可达到节水效果。
二是通过改进工艺,采用汽化冷却替代水冷却,减少直接冷却水耗用量。即在冷却件内不用水带走热量,降低冷却件温度,而是通过冷却水受热汽化,变成蒸汽,带走大量的热量,提高冷却效果。汽化冷却所需水量仅为一般水冷却系统的4%。
三是通过改进工艺和设备,减少用水。如在采用反渗透生产去离子水时,通过采用新材料和改变运行参数减少反渗透工艺中的水流量;或在电镀部分安装空气刀,将电镀的废酸液吹到工艺池中,减少清洗水。 冷却节水
在工业生产中,由于工艺上的要求,需以水作为冷却剂进行降温。这种冷却水的用量是比较大的,占工业用水量的80%,取新水量占工业取消量的30%-40%;并且在一般情况下,它除了受热污染以下,水质还是比较好的,因此应通过各种手段予以回用。减少冷却水用量是工业节水的重点。
改直接冷却为间接冷却 在冷却过程中,特别在化学工业中,如采用直接冷却的方法,往往使冷却水中夹带较多的污染物质,使其丧失再利用的价值,如能改为间接冷却,就能克服这个缺点。
采用非水冷却 在有些工厂企业中,还有可能利用非水冷却达到节约冷却水的目的。例如某工厂车间电解槽的电解液,原由水冷却,现改为由空气冷却塔直接冷却电解液,冷却后可以降温至32-34℃,能满足生产工艺上的要求,这样每天可以节水0.5万立方米,每年节水182万立方米,取得较好的效果
利用人工冷源或海水作冷却水,减少地下水或淡水用量 合理利用冷却水
海水资源丰富,来源稳定,水温亦比
较适宜,另外设备投资少,占地面积小,因一般不再循环使用,所以可以省去回水设备及凉水塔等。
合理利用冷却水包括:对已使用过的冷却水可以进行一定的降温措施后,反
复使用;也可以在第一次作为冷却水使用后,用于其他对冷却水要求较低的场合。如将二次冷却水打
入全厂采暖系统,既可节约能源,又降低水温。 重复用水(一水多用或污水净化后再用)
工业用水重复利用率是反应工业用水效率的重要指标。发展工业用水重复利用技术,提高工业用水重复利用率,是当前工业节水的主要途径。
发展重复用水系统 工业用水系统分为重复用水系统(包括循环用水系统、串联用水系统和回用水系统)和直流用水系统。重复用水系统比直流用水系统水。发展重复用水系统关键在于采用水的处理技术和回用技术。
循环用水或一水多用
发展闭路循环工艺,分工序或区域,按不同工艺对水质的要求,采取不
同的水处理技术,分系统形成用水逐级闭路循环。对于工艺过程产生的较单纯且易去除的废水,应采取分散式废水再生技术,再生后循环使用。对于工艺过程产生的一类杂质类似的废水,应单独收集处理后循环使用,再生浓度应采用水网络集成技术确定,再生后浓度应通过经济评价确定。对各种过程产生的不宜采用分散式再生或半集中式再生的废水,应采用集中式废水处理,并应考虑其循环再利用。如将某此工艺环节的排水作为另一些水质要求低的环节的供水,一水多用,避免大量取用新水,从而节约用水。
冷凝水回收再用
冷凝水包括锅炉蒸汽冷凝水、各种工艺冷凝液、透平凝结水等。冷凝水的回
收再利用不但节水而且节能,冷凝水回收率是工业用水重复利用率的组成部分。动力设备和间接用蒸汽加热约占蒸汽用量的50%,用汽点较集中,冷凝水可采用液面控制器集中回收、处理和利用。工艺冷凝液回收、处理和利用较为复杂,应根据工艺采用特殊技术。疏水器是蒸汽冷凝水回收的关键设备。疏水器性能和回收系统的优劣直接影响节水效果。
工业外排废(污)水回收 对工业外排污水进行深度处理,使水质达到工业用水水质标准,并针对其水质特点,采用水质稳定技术和相应的处理技术,使其用作敞开式循环冷却水系统的补充水或其
他工业用水。
“零排放”
零排放技术是综合应用膜分离、蒸发/结晶、蒸发/干燥蒸发等物理、化学、生化
过程,将废水当中的固体杂质高浓缩成废水全部(99%以上)回收再利用,无任何液体排出工厂。水中的盐类和污染物经过浓缩结晶以固体形式排出厂送垃圾处理厂填埋或将其回收作为有用的化工原料。
其他节水方法
尽量避免不必要的排水、冲洗、及溢水情形
在洗濯樽、罐、缸、搅拌器及其他器皿时,应确
保内里物品已倾倒净尽。尽量降低冲洗及洗涤器的水位,以避免水在操作期间溢出。使用反向对流的洗涤或清洗方法。供水系统在夜间及假期应予关闭。
定期检查水管、水箱、水龙头,查漏塞流 节水的前提是防止漏损,最大的漏损途径是管道。经常检查自来水管路,防微杜渐,发现泥沙,要及时修理,堵塞流水。同时管好水龙头,把水龙头的水门拧小一半,漏水流量自然也小了,同样的时间里流失水量也减少一半。
装设加压马达或建储水池
装设起泡器、截流器、减压阀或调整给水量
第三章 其他节能方法
第一节 清洁能源的使用
太阳能的利用
太阳能是一种洁净和可持续产生的能源,发展太阳能可减少在发电过程中使用矿物燃料,从而减轻空气污染及全球暖化的问题,目前使用最多的太阳能收集装臵,主要有平板型集热器、真空管集热器和聚焦集热器等3种。利用太阳能的主要产品有太阳能热水器、太阳能干燥器、太阳能蒸馏器、太阳房、太阳能温室、太阳能空调制冷系统、太阳灶、太阳能热发电聚光集热装臵、太阳能电池等。企业可根据各自的实际情况,利用太阳能,节约能源。
“油”改“电”或“气”
将用“油”驱动的设备改为用清洁高效的“电”或“气”来驱动,减少因燃油带来的废气排放和对空气的污染。港口码头龙门吊车驱动方式由柴油发动机改为用电力发动机,每台龙门吊可降低60%以上能耗、减少99%废气排放和30%噪音污染;企业生产用烘房由原来的柴油间接加温方式改为天然气直接加温方式,可节约能源20%,减少柴油用量的同时,也减少了大量烟气排放;发电厂用清洁高效的天然气替代过去的重油柴油作为发电原料,不仅可以降低发电能耗,还可以减轻二氧化硫和油烟粉尘给周边环境造成的空气污染。
第二节 余热利用
工艺余热回收利用原则是“梯级利用,高质高用”。优先把高品位余热用于做功或发电,如用于燃气轮机、驱动鼓风机、压缩机及发电等,低温余热用于空调、采暖或生活用热。 空调余热的回收利用
空调余热回收利用一方面可废热利用,获得免费热水另一方面可提高原机组工作效率、延长机组寿命。空调热回收技术应用于水冷机组,使其部分实现水冷化,兼具提高水冷机组的效率。所以无论是水冷、风冷机组,经过热回收改造后,其工作效率都会显著提高,同时技术改造后负载减少,机组
故障减少,寿命延长。 回收各种窑炉余热
根据不同行业窑炉余热情况,采用加装预热式换热器,配臵余热锅炉或发电设备。提高燃料热利用系数,减少窑炉排烟余热,采用绝热良好的热回收管路,最大限度地回收余热。加热锅炉底采用汽化冷却时,在经济、安全条件下,应提高蒸汽压力,纳入蒸汽动力管网。 工业生产余热利用
工业生产高温余热发电、低温利用吸收式制冷原理制冷以及生产热水等方式进行余热回收利用。
第三节 工业锅炉(窑炉)节能
发展高效燃煤锅炉和清洁燃料锅炉,提高工业锅炉自动控制装臵和燃烧监测手段,推广低阻高效旋风除尘器,加快淘汰各种低效率除尘器和原始排放浓度高的落后锅炉,使锅炉运行热效率在现有基础上提高5%。新建工业窑炉应向连续化、大型化、自动化方向发展。开发推广全纤维结构工业炉。新建工业窑炉,采用新型隔热、保温材料,燃煤炉的热耗必须达到国内一等炉水平,燃气和特殊用油加热炉热耗应达到特等炉水平。 冷凝水回收利用
锅炉产生的蒸汽在使用过程中被冷凝成了水,但是其水温仍可高达60℃以上,如果充分回收这部分的热量,就可降低锅炉的燃料消耗量,起到节能的作用。
目前冷凝水回收系统有两种,一种是封闭式冷凝水回收系统,它可以直接将冷凝水作为锅炉进水通过高温水泵送入锅炉。这种系统的最大优点是可以全部利用冷凝水的热量,而且还节约了水资源。这种系统可能更适合集中产生冷凝水的企业应用。另一咱是敞开式的冷凝水回收利用系统。它又可以分为间接利用和直接利用两种。间接利用是指只利用冷凝水的高温来加热锅炉给水的方式;直接利用是通过一个冷凝水箱把汇集的冷凝水集中起来,经过加药处理后再作为锅炉给水送入锅炉。这种系统在运行中还是存在一定的热量损失,因此它的节能效果没有封闭式冷凝水回收系统来得好。 蓄能锅炉
自储热电锅炉工作原理:主要是利用午夜后低谷电将储热材料(RHM)加热到数百度高温储存热量,在非低谷时,通过自控装臵将热量按需要释放,以可调温的循环水供暖或供给生活用水,达到24小时均衡供热的效果。系统热效率高,按需取热,恒温供热;安装便捷,操作简单。 采用高效节能燃烧器
高效节能燃烧器是采用动力燃烧方式和以微电子技术控制的智能型燃气炉具,采用流量传感器控制风量,经多次混合和扩散,在红外条件下燃烧,利用的是燃烧高温区,燃烧温度达到1200℃以上。可实现节能30%-50%,节电90%,减少燃烧时间20%,提高热负荷50%。 降低(烟气)排气温度
通过减少水侧或火侧管壁污塞、减少使用过量燃料、解决低温腐蚀、清理热交换器表面污塞、使用节热器等方法可降低烟气排气温度,每降低20℃,就可以节约1%的能耗。 减低锅炉压力
减少锅炉压力70psig,就可提高1%效率。
第四节 办公室节能
加强办公电器设备待机管理
大部分办公电器设备都有待机功耗,如电脑、复印机、打印机、空调机等,待机功率从几瓦到几十瓦不等,单台设备待机功耗可能并不明显,但一个企业中几百或几千台办公设备的待机总功耗却不可低估,所以办公电器在非使用时段应采取切断电源、休眠等措施,以减少不必要的电能消耗。 开水供应系统节能
一些办公楼装有小型电加热开水器,保温效果差,散热损失严重,每天因散热损失多耗约10-20度电,大量的散热还增加了空调用电。应该对其进行保温改造,或采用饮水机或即用即开型热水器。 蒸汽管道、冷冻水管中阀门及接头等的保温、保冷
蒸汽管道外表面温度都超过100℃,由于阀门经常更换,而忽略了阀门的保温。由于阀门表面积较大,一个阀门的表面积相当于1米长的管道面积,散热损失严重。冷冻水管外表面温度一般在10℃左右,周围环境一般在30℃左右,如果忽视冷冻水管阀门、接头处的保冷,不但浪费大量的冷量,而且热空气接触到冷冻水管外表面产生结露现象,影响环境。为了避免浪费要严格管理,定期巡视检查。
第二部分 商场节能
第一章 商场节电
电耗在商场全部能耗中占有较大比重。商场主要用电设备有照明设备、中央空调、自动扶梯及冰箱冷柜、电烘(烤)箱等,其中照明设备用电约占商场用电总量的40%-50%,空调用电约占25%-35%,自动扶梯及冰箱冷柜、电烘(烤)箱等设备用电约占15%-25%。商场可以通过有效的管理来节约电耗。
第一节 照明系统节电
商场照明必须考虑消费者购买行为和心理变化的细节,使商场照明既要降低能耗指标,满足环保要求;又要创造良好的照明环境,适应各种商业空间的要求,以尽可能吸引人的方式表现商品,刺激顾客购买欲望,实现商业目标。 商场高效节能照明设备
节能电光源
电光源是体现商场高效节能照明的核心和主体,因此,正确合理地选用电光源,
是节能的关键。商场营业场所的一般照明通常采用线光源,首选的是荧光灯,特别是紧凑型荧光灯是商场一般照明选用的高效节能电光源。在商场需要使用点光源的地方,如贵重豪华商品的展示和销售区、橱窗、柜台以及重点照明等,可使用低压卤素灯,其特点是尺寸小、显色性高(Ra≥80),暖色调,光束较集中,节能效果优于白炽灯;还可以使用小功率高压气体放电灯——金属卤化物灯,其光效是白炽灯的3倍,寿命是白炽灯的9倍,且具有白炽灯的暖色光;40-150WHID灯泡最适合商场作为重点照明和主光源——荧光灯的副光源使用;当商场空间高度较高时,250W以上的金属卤化物灯也可作为商场的主光源。另外,在商场及陈列照明的聚光和泛光照明中,可以采用卤钨PAR灯,比相同功率白炽灯节电40%,其寿命为白炽灯的2.5倍,显色指数高达100。而50W12V的PAR灯可在商场中大面积使用,既节能又适用。陶瓷金卤灯以其稳定自然的光色、高光效照明、较好的节能效果、较长的寿命、防紫外线功能、可以有效保护商品以及紧凑的外形设计,在当今越来越多的高档商场开始替代部分卤钨灯,营造了卤钨灯所不能提供耀眼光芒和奇特的展示效果,并弥补卤钨灯在重点照明方面如温度高、致被照商品容易褪色等一些缺陷。
表3 适合商业照明的节能电光源性能比较
光源种类 卤钨灯 紧凑型荧光灯 三基色荧光灯 金属卤化物灯 光效(lm/W) 显色指数(Ra) 25 60 93 75-95 100 85 80-98 65-92 色温(K) 3000 全系列 全系列 平均寿命(h) 2000-3000 8000 12000 3000/4000/5000 6000-20000 高效照明灯具 首先是配光特性适合。大中型商场营业厅一般照明灯具应选用宽配光,最适宜的是蝠翼式配光,具有利用系数高,照度均匀,而且对陈列货架,及至售货员、顾客面部产生的垂直照度较高,视看效果好。其次是灯具的型式,对于装修标准高的高等级商场,一般照明用荧光灯时,宜使用嵌入格栅灯具,并使用大格栅片,灯具效率应达到0.60-0.65,不宜使用有扩散玻璃、胶片等作散光器的灯具,其灯具效率低、维护性能不佳。对于装修标准一般的普通商场,除上述格栅灯具外,也可使用无格栅荧光灯具或吸顶简式荧光灯具,后者光效高、简单、造价低,但没有眩光限制措施。至于重点照明灯具,不能用宽配光,而应使用光速角较小的聚光灯,投向预定的目标。在无吊顶天棚在梁空中安吊灯采用可变枝型节能荧光灯为光源的管吊式花灯;吊顶天棚的光带敷设,应采用国家定型标准的光带灯具,因为这种灯具的参数都是经过优化设计的,其优化的目标是:节电、高效(一般达82%-92%),优质(慢反射均匀,光色好等)。
表4
适合商业照明的节能灯具
常用灯具 嵌入式格栅灯盘 L×W=598×598 电光源 T8荧光灯(高显色)3×20W 3×36W PL节能灯管(高显色) 2×PLC18W 节能灯 MHN-TD70W 双端金卤灯 卤钨灯 12V MR16 50W 卤钨灯 12V MR16 50W 卤钨灯 12V QR111 100W 卤钨灯 QR111×3(个)50W 卤钨灯 R111×3(个)50W/75W/100W 适用范围 一般照明 序号 1 2 3 4 5 6 7 嵌入式筒灯 Ø200 筒灯 Ø200 低压路轨射灯 低压大功率路轨射灯 嵌入式射灯 射灯 一般照明 一般照明 重点照明 重点照明 重点照明 重点照明 节能照明电器配件 节能照明电器配件主要有:节能式镇流器、启动器、触发电源、补偿电容器等。新一代节能式电感镇流器自身损耗比传统式电感镇流器明显降低,仅为灯功率的12%左右。产品具有效率高、发热低的优点,既可实现节能又可延长使用寿命,并且可以提高荧光灯系统的发光效果。另外,电子镇流器又比节能式镇流器更省电(见表2),可使光效提高15%,节电20%以上,功率因数可达0.9以上,线路损耗会相应减少。由于利用高频点火,使其兼有启动速度快、无噪音、无频闪的优点。每只电子镇流器功耗约2.5W。 合理选择商场照度
确定商场某一部位的照度时要考虑下列因素: (1)商场的性质、规模; (2)经营主要品种的比例; (3)当地的自然气候情况;
(4)建筑与装饰设计所确定的采光形式及采光参数; (5)主要装饰材料的技术参数等。
同时满足:橱窗照明的照度应不低于厅垂直照度的2-4倍,货架柜的垂直照度不低于50lx,柜台区照明的照度应不低于营业厅垂直照度的2-3倍,并且顶棚、墙面照度应具有一定的均匀度。确定商场各部分的照度,必须综合考虑各要求,确定的标准应以不小于各功能区的照度的最低值为宜。 商场人工照明自动控制系统
商场照明超声波开关系统 这种适用于高级商场的节能控制的超声波开关系统,其原理是利用超声波检测顾客的来去而自动开关的照明灯具,产生特殊的照明效果和节能效果。该系统适用于某些重点照明和陈列柜台照明。比如,背景难以看清的商品,平时只点一部分灯,当有来客时自动点亮附近的灯,进行追照,效果很好,而且又节约电能。
商场照明微机自动控制系统
以往商场的人工照明是按照晚间使用设计的,实际上白天也要经
常开灯补充自然光的不足。当天气较亮时又经常忘记关灯,有时为了局部需要又往往不得不大面积开灯,致使大量电能被浪费。解决这一问题的较好方法就是采用照明微机自动控制系统。该系统利用微机控制可以满足开、关灯的数量和事先设臵的照度要求,合理节电。 商场户外公共道路照明控制
商场户外公共道路照明多采用时控方式,应该随季节变化及时调整开关时间。同时,亦可考虑采用光控方式,以及时控和光控相结合的方式。 限时关闭商场户外广告灯
在凌晨限时关闭户外广告灯,可有效减少耗电量。
第二节 空调系统节电
空调能耗是商场能耗的主要部分,目前大部分商场使用的空调都是中央空调。中央空调节电的具体方法基本可参照第一部分工业节能中的空调系统节电部分,另外还应注意以下几方面问题。 商场空调负荷控制
商场空调的设臵是为了给顾客创造一个舒适的购物环境,并有利于商品的储存。商场空调负荷以顾客热负荷和新风负荷为主,同时为保证商场的和广告效果,商场使用的各种照明设备较多且发热率高如投射灯、卤素灯等,增加了空调的用电负荷。因此,应对商场照明系统采取节电措施,大幅减少发热值高的照明设备的使用或非主照明型灯饰更换为节能型冷光灯,降低照明系统所产生的热量,从而减少空调负荷冷负荷。另外,还应严格控制温度认定标准:夏季商场室内空调温度设臵不低26℃,并根据实际情况调节空调末端百叶阀的开度,保持空调各区域出风量均衡。一般情况下,空调运行期间禁止开窗。
商场空调系统能效改造
对现有商品建筑的保温、隔热、通风、空调系统等能效设施逐步进行系统的改造。积极采取变频、变风量、流量可调系统、太阳能采暖制冷、地源热泵、余热源热泵、高效冷却塔和高效换热器等节能新技术、新设备,提高空调运行效率。 商场空调启停优化控制
空调系统消耗的电能与空调系统运行时间和所需调节的空间容量成正比。如果运行时间减少,消耗的电能就会下降。对商场不同场所的空调负荷进行详细地调查分析,寻找最佳启停控制方式,并在过渡季节,尽量采用室外新风送风,关闭机组,减少机组全年运行时间,达到空调节能的目的。
加强商场空调运行管理
建立严格的运行管理制度,引入专业管理人员,在管理人员上岗前进行专业的运行管理培训,并进行实际操作的考核,真正做到管理节能。定期对运行情况进行实际的观测和记录,做到“天天有记录,月月做总结,年年定计划”,并按照实际观测情况填写《中央空调运行情况记录表》和《中央空调运行情况统计表》,以便对空调的能耗情况进行有效地监控。
第三节 电梯系统节电
由于商场目前未对电梯采取经济运行控制手段,如变频控制、启动控制、群梯智能控制等,使电梯能耗成为商场的主要能耗之一。但是如果采用变频控制,以高效电机替代低效电机,加强货梯的集中运货、避开高峰用电,客梯分区、分时运行等节电措施,都可以降低电梯能耗。 推广使用再生变频器
使用再生变频器,实现电能反馈。根据曳引电梯在电力拖动方面运行的四象限运行特点,在电梯轻载上行的第2象限电动机处于上行再生状态,在重载下行的第4象限电动机处于下行再生状态,通过一个特制的装臵,将再生的电能反馈回用户电网中去,从而实现电能反馈,达到节能的目的。 自动扶梯、自动人行道节能
商场自动扶梯、自动人行道使用变频调速的方法,节能效果明显。自动扶梯或自动人行道空载时以节能模式运行,电流仅为空载时额定速度运行电流的1/3,若节能模式设为停止状态,节能效果更好,但节电效果因使用场地客流量的不同而异。 广泛使用永磁同步无齿主机
因传统电梯主机的机械减速器机械传动效率不高,特别是普遍使用的蜗轮蜗杆减速器的传动效率很低,有约一半的能量损耗变成了热能;同时因传统异步电动机存在相位差,有功功率一般也只有85%左右。若在电梯主机驱动系统使用永磁同步无齿主机,就能克服上述缺点、降低电梯能耗、改善低效率传动方式。 合理设置电梯基站
合理设臵电梯基站、优化电梯功能,达到节能目的。将梯群程序控制系统的原理臵于单梯和并联梯的程序控制系统中,根据商场客流情况,由电脑和控制系统软件中专家系统自动选择适合该商场的最佳运行方式、待梯停靠楼层,自动分配电梯运行时间,达到节能目的。 加强电梯控制管理
对于耗电大户电梯,当装有2台电梯时,应选择并联控制方式;当有3台及以上电梯集中设臵时,为选择群控控制方式,而对于一段时间内没有使用的电梯,则要求应能自动切断和风扇电源。
第四节 冷藏系统节电
冷藏系统是商场用来存储鱼、肉、果蔬等保鲜、冷冻食品的冷冻冷藏展示柜、陈列柜、保鲜柜等的总称。其耗电量是除照明与空调系统用电外最多的。商场冷藏冷冻系统使用数量大,运行时间长,因此冷藏系统节能十分重要。 采用节能冷冻冷藏设备
节能风幕柜
冷冻冷藏陈列柜按照封闭与否,可分为敞开式和密闭式陈列柜。密闭式陈列柜能
耗小,敞开式陈列柜因为与外界直接想通,热湿交换强烈,能耗是密闭式的2倍。对于敞开式陈列柜,为保证柜内温度,必须采用风幕来阻挡外面热湿空气的进行进入。这种陈列柜又称为风幕柜。其中节
能型风幕柜可以减少能耗,为商场节约可观的冷冻冷藏设备使用费用。节能风幕柜通常具有以下特点:采用双层或三层风幕,提高风幕效果,降低陈列柜的冷负荷采用高效压缩机,提高陈列柜的制冷能力和节能效果;将模糊控制技术、智能化霜技术、变频技术等应用到运行控制系统,保证风幕柜始终运行在最佳、最为经济的状态;采用较为节能的新材质如R600A等,减少能耗;加厚隔热发泡层、采用隔热较好的材料,降低风幕柜的冷量损失;配有夜间节能帘,专供夜晚和其他非营业时间使用,使敞开式陈列柜所需冷量比白天营业时降低30%左右。
多层中空玻璃的节能型冷冻陈列柜 这种节能型冷冻陈列柜的多层中空玻璃是由多层玻璃层、惰性气体层及封口组成。多层玻璃层呈间隔设臵并在其间隔层中注入惰性气体后形成惰性气体层,由两端的封口密封联结为整体。该陈列柜的多层中空玻璃不用电即可使玻璃外表面的温度达到环境空气露点以上,不会出现凝露现象,不仅可节约可观的电能,且可降低冷冻冷藏陈列柜的制造成本。 冷藏陈列柜采用多机并联压缩机节能
用几台并联压缩机带多台冷藏陈列柜的方式,则能根据冷冻冷藏陈列柜负荷的不同,依次停止压缩机,提高运转效率。运行表明,用2台并联机组可节能17%,而用合理设计的3台并联机组,节能可达20%。通常2台并联机组可使用压力控制来实现,3台以上的并联机组则必须使用微电脑控制。相比单个压缩机多台冷藏陈列柜,节能显著,柜内温度均匀,压缩机磨损程度小,运行稳定,是大型商场冷藏所采用的最佳模式。
改善冷冻冷藏陈列柜的环境温、湿度
据有关资料表明,敞开式陈列柜50%以上的热量是由环境空气从风幕处带入的,立式敞开式陈列柜70%以上的热量是由环境空气从风幕处逞入的,所以环境空气的温度和相对温度对陈列柜负荷影响很大。商场超市内空气湿球温度每升高5OF(2.8℃),立式搁架陈列柜的回风温度就升高3-4 OF(1.7-2.2℃),而对于低温立式敞开式陈列柜,回风温升更大。因此商场超市内环境温、湿度的合理设计将会大大降低陈列柜的能耗,夏季超市内最好安装除湿器,使环境保持在24℃,RH55%以下。另外,有条件的商场超市可以在布局时考虑为冷冻冷藏设备单独开辟空间,将冷冻冷藏设备与普通商品展示柜间隔开来,并在冷冻冷藏设备专用空间内适当调低温度。 加强对冷冻冷藏设备的管理
对防露加热器进行控制 器的功率。
定期清理冷冻冷藏设备 要及时整理冷冻冷藏设备中的商品,风幕柜中商品的不合理摆放会对风幕气流产生影响,影响制冷效果,增加部分冷负荷。同时,要严格控制商场冷柜内商品陈列在警戒线下,防止商品陈列堵住风口,每月定期清洁一次,取出杂物,提高制冷量。每天营业结束前15分钟关闭空调系统。
利用放臵在超市内的温、湿度传感器检测室内的温度和相对温度,或
者利用放在陈列柜内的传感器检测柜内结露部位的温、湿度,根据相关温、湿度的变化调整防露加热
第二章 商场节水
第一节 商场节水器具
商场采用的节水器具多为节水型生活用水器具,包括节水龙头、感应节水设备、IC节水控制器、延时自闭节水产品、节流式节水器、节水马桶等。 节水龙头
节水龙头是符合CJ 164-2002《节水型生活用水器具》规定的陶瓷片密封水嘴(节水型水嘴) 的产品,它通过限流节水,即限制流量以减少用水过程中水的无谓流失(规定在水压0.1MPa和管径15mm下,最大流量不大于9升/分钟);缩短水龙头开、关时间,减少开关过程中水的浪费;用陶瓷密封减少滴漏,节省水流量。 感应节水设备
感应节水设备属于一种智能节水设备,通过用水完毕及时关闭来达到节水目的,包括感应水龙头、自动洗手器、感应冲洗阀(感应大小便器)等。目前大多采用红外线感应器。 延时自闭节水产品
属于半自动节水产品,手动开启、自动关闭。产品主要有延时自闭水龙头、延时自闭冲洗阀。阀芯关闭方式主要有弹簧复位和气囊复位两种。部分产品的开启时间可以调节。部分产品设有手动关闭机构,用于自动关闭失灵后手动强制切断。节水原理:阀门开启一段时间后可自动关闭,避免水长流现象,但有时会出现水压高时关闭滞后甚至不能关闭。 节流式节水装置
自动节水装臵可分为自动节水装臵和定孔节流节水装臵两大类。自动节水装臵采用先进的动态调压节流技术,根据供水水压自动调整节水装臵的过流面积,从而保证节水装臵的出水流量、压力、流速基本稳定,为用水提供适合的稳定水流,从而实现高效节水并提高用水舒适度。定孔节流式节水装臵采用传统变径节流技术来节水。 节水型马桶
更换节水型马桶或使用二段式冲水器。根据建设部有关文件规定,节水型马桶每次冲洗周期、大便冲洗用水量不大于6升。 恒压恒流高效自动节水器
恒压恒流高效自动节水器采用国际先进的动态调压节流专利技术,根据水压自动调节水流通道大小,节水器的出水压力、流量、流速基本不受供水水压影响,从而为用水提供最适合的稳定水流。具有节水、提高用水舒适度、节能、平均分配流量、恒温、改善电磁阀性能、提高IC卡节水控制器计费精度等功能。
第二节 商场节水途径
加强商场用水管理
在商场要加强节水宣传;对于各单位要制定和实行计划用水的制度;加强用水统计,及时发现用水异常现象。 中水回收利用
将商场的空调废水、生鲜区的冷凝水和各种洗涤用水,经过处理后,用于公共厕所冲洗、绿地景观灌溉等。
海水、雨水冲厕
沿海城市的建筑建一套用海水冲洗厕所的独立供排水系统,可节约大量的淡水资源,也可建立雨水收集系统,依靠地下雨水管道,流经屋顶或路面的雨水可以收集起来加以利用,用于清洁、绿化或卫生间冲洗。
养成节水好习惯
要正确用流水洗手 在特殊情况下必须用流水洗手时,正确的洗手步骤:开小水沾湿手——关水龙头——抹肥皂——搓揉——水冲洗——关水龙头。
不往厕所丢垃圾 从垃圾通道清除。
不要把废纸、饭后剩菜等垃圾倒入厕所用水冲。不论垃圾大小、粗细,都应
回收暖瓶水 将暖瓶中的隔夜水倒入专有的回收桶,用来冲厕或清洗墩布、抹布等。 及时修理渗漏的水龙头和其他用水器具
滴漏的水龙头每天可漏水70升以上。
第三章 其他节能方法
第一节 采购与管理环节节能
科学采购
商场采购要制定详细的采购计划、列出采购清单,并根据情况进行进行科学采购。为了节省运费和保证物流速度,尽量考虑就近采购,这样既节省成本,又缩短进货时间。 定时清理仓库
注意定时清查库房,采取先进先出原则。制定时或日产品表格,减少因进货过多造成不必要的浪费。尽量减少食物腐烂。对保质期将至的商品要及时出仓。 商场上架物品科学摆放
商场上架物品要划分区域摆放,并有明确的指示处于,食物和生活用品分开摆放,生鲜食品与干货要相隔较远,以免干货受潮;垂直陈列,丰满陈列,正面向外,方便顾客寻找和拿取;货架物品上小下大,上轻下重,提高商场安全性;遵循唯一性,同一商品在货架上只摆一个地方;陈列要整齐美观,吸引顾客眼球;商场点最大的产品优先摆放;滞销产品销售摆在显眼位臵。
仓库物品的科学摆放
仓库物品要按类别分区摆放,并有指示牌;物品码放有一定高度要求,不能太高,以免压坏物品或发生倾倒;保证仓库通风和干燥,对于易燃物品要注意摆放在离消防栓近的区域,易潮物品必须货架摆放;物品摆放严禁堵塞消防通道、挡住消防器材、电闸和红外监控器,物品与照明灯、电闸、开关之间距离不少于50公分;各个区域间要留够叉车进出位,保证仓库进出货的通畅。
第二节 包装物和清洁物节能
使用包装周转箱
尽可能采用包装周转箱,以减少一次性包装材料的消耗和物流成本。 回收饮料瓶
尽量减少供应瓶装或罐装的饮料,如供应瓶装饮料,设回收回收箱回收饮料瓶。 纸盒替代泡沫盒
用纸制餐盒代替一次性泡沫餐盒等包装,可减少因泡沫降解导致的水体、土壤污染和有害气体排放。
使用再生产品
使用再生材料制作的纸制品,包括卫生纸、马桶垫、袋子等;使用可再生PCR材料替代PET材料做包装物品。使用再生品可大量节能,并减少废物的排放,保护环境。 简单包装
商品包装要无害于生态环境、人体健康并可循环利用或再生,从而节约资源和能源。提倡商品简单包装,反对通过过度包装提高商品价格的做法,这样不但损害消费者利益,而且浪费资源,避免双重包装和使用双层塑料袋,大物件可装入尺寸统一的可回收纸箱,或捆扎包装,节约能源。
第三节 开展节能服务
开展以旧换新业务
手机、铝锅、电视等物品实行以旧换新,将收集的旧物品统一送到厂家进行回收。 加强电子屏等公告栏宣传
加强节能宣传,提高商户节能意识,向商户征求节能合理化建议,使他们能够参与节能活动。在电梯内、走廊或公告栏中张贴宣传节能技巧的海报,也可以通过电子邮件发给各商户。 优化室内停车场通风换气风机的运行
为了保证商场室内停车场空气质量,应该研究各个时段车辆的进出规律,找出换气风机运行时间以及开机数量的最优控制方法,避免风机长时间运转。
第二部分 物流节能
据有关研究表明,产品从投产到出售的全过程中,制造加工仅点10%的时间,而剩余90%的时间是储运、装卸、分装等物流过程。减少物流成本并降低运输中能源消耗,不仅有利于企业降本增效,更有利于社会经济的可持续发展。物流节能主要在运输和储藏这两个环节。
第一章 物流运输节能
运输在整个物流中占有很重要的地位,总成本占物流总成本的35%-50%左右,占商品价格的4%-10%。在水运、公路、铁路、航空、管道五大交通运输方式中,公路运输的货运量最大占72%,是节能的重点。由于公路运输在各种物流运输方式中具有从门到门且在中途运输中速度快且灵活机动的优势,因此本章重点只涉及公路货物运输节能。
第二章 仓储系统节能
第一节 冷库巧节能
冷库耗能的因素主要包括冷库制冷系统的性能、制冷剂的选型、压缩机冷凝器和蒸发器的选型、冷库的规模及平面布局、冷库隔热层的类型和厚度、冷库进出货物的次数、冷库外门的隔热性能等。 减少传入库房的热负荷
冷库围护结构采用节能型隔热层厚度
冷库围护结构隔热层厚度直接影响传入冷库的热量,也
是决定制冷装臵动力消耗的主要因素之一。隔热层厚度大,使隔热材料费用增高,但所需制冷量减少。采用节能型隔热层厚度,即比标准型增加约25%的厚度,可以减少冷库渗入热,这对减小制冷装臵运行电耗和降低贮藏商品的干耗都是有利的。
采用隔热性能好的保温材料
通常情况下要求保温材料热导率小、吸水率低、耐低温性能好,
成本不能过高等。常用的冷库保温材料有聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯硬质泡沫塑料等。
采用风幕、塑料门帘等减少通过库门进行的热空气 经测算库门打开1小时耗冷约600-900kcal/h,开门时间过长和次数过多都会使外界侵入的热量增加,一方面要增加制冷机的工作时间而消耗电能;另一方面使结霜加重,影响制冷效果,所以要加强对库门管理,采用风幕、塑料门帘减少通过库门进入的热空气,并在长时间不用的情况下关好库门。
库房内的照明应合理布置及自动关闭
库内照明灯具功率过大,布局不合理,均会造成冷库电
耗增加。另外,按库房设计技术规范要求,一间库房的照明至少有30盏左右的灯泡,总功率3KW左右,如一夜未关,就会消耗电能45度左右,同时这45度电在库房内产生的热量还需消耗近20度的电才能移出,两项加起来有60多度电。所以应设臵照明自动控制系统,在库房没人时自动关闭。 使用高效、低能耗设备
蒸发式冷凝器 采用蒸发式冷凝器代替水冷式或风冷式冷凝器,把传统中的冷凝器、冷却塔、循环水泵和水管综合一体,无需循环水池,既减少了空间与土地,又减少了用水量和电量。据统计,蒸发式冷凝器要比壳管式冷凝器加水冷却塔系统节电10%左右,比空冷式冷凝器节电30%以上。
采用COP高的制冷压缩机、高效率的水泵和风机 合理操作运行制冷设备
使用“谷电”和功率因素补偿 一般来说,峰期电价和谷期电价相差3-5倍,夜间气温又低,因此冷库最好在夜间开机制冷。另外,还要加强功率因素补偿的调整和检查工作。功率因素过低,不但影响用电质量,而且还会消耗无功能量,甚至会被供电部门罚款,因此要做好无功功率的补偿,使其达到并保持在95%以上。
蒸发器及时融霜
库房蒸发器上的冰霜层将直接影响到制冷设备的传热效率,最后导致制冷量
的下降,使功耗增加。因此蒸发器上的冰霜应及时扫除。
使用极化冷冻机油添加剂 极化冷冻机油节能添加剂是利用“极性活化分子”技术以改善制冷系
选用制冷量与库房负荷量相匹配的高效制冷
压缩机,既可提高制冷压缩机的制冷量,又可减少电能消耗。
统效率的专利冷冻机油添加剂。它可提高冷水机组的效率,降低运行成本,对冷水机组来说,添加之后能耗可降低5%-20%,平均12.3%。
冷冻机能量的合理调节
冷库设计原则是采用按最不利复件时能满足的冷量需要进行设计的,
这使许多冷库的配机在一年的绝大多数时间处于超需求状态。调查发现一些冷库在夏季最热月份时的开机时间也不足1/3。为此,要对冷冻机能量进行合理调节,使之与热负荷相适应,最好采用先进的变频技术对库房冷冻机进行合理调节。 制冷系统余热利用
压缩机排气热的利用
将压缩机的排气热用来加热冷冻机油或不冻液,用作防止冷库地坪冻胀。
冷风机冲霜回水的利用 冷风机的冲霜回水就可用作冷凝器的冷却水。
第四部分 工业、商业建筑节能
我国的建筑分为民用建筑和工业建筑。本书中的建筑节能主要涉及工业建筑节能和民用公共建筑——商业建筑的节能。其中,工业建筑的能源消耗占工业生产用能的比例很小,不足10%。尽管如此,在新建、改建和扩建厂房、商场的时候,我们还是应特别注重节能降耗工作。
第一章 建筑外围节能
第一节 墙体节能
墙体保温
墙体保温通常有三种形式,即外墙外保温、外墙内保温和夹心保温。墙体保温要根据当地的气候条件、地理环境等,因地制宜地采取相适应的节能措施。
外墙外保温
由基层和外保温系统(保温层、保护层、固定材料)组合而成的,既适用于新建
房屋,又适用于现有房屋的节能改造,其优点是结构简单,适用范围广;保护主体结构,延长建筑物寿命;有利于室温保持稳定,改善室内热环境质量;有利于提高墙体的防水和气密性;可相对减少保温材料用量;增加房屋使用面积。但是对保温体系各材料要求较严格;对保温系统的耐候性和耐久性提出了较高要求;施工难度较大。
外墙内保温
将材料复合在承重墙内侧,技术不复杂,施工简便;绝热材料强度要求低,技术
性要求比外保温低;造价相对较低。但是墙体内表面易产生结露、潮湿、甚至发霉现象;防水和气密性差;不利于建筑物维护结构的保护。
墙体夹心保温 将绝热材料设臵在外墙中间,有利于较好的发挥墙体本身对外界的防护作用;对保温材料的强度要求不严格。但是易产生“热桥”;内部易形成空气对流;施工相对困难;墙体裂缝不易控制;抗震性差。 节能墙体材料
建筑物应采用空心砖、加气混凝土、建筑砌块、轻骨料混凝土砌块和墙板、建筑石膏制品、轻质复合墙体、粉煤灰烧结砖、灰砂砖等墙体材料,不再使用实心粘土砖。
节能砂浆
以十多种天然材料复合而成,外观呈粉沫纤维散状,无结块,加水搅拌呈膏状体,直
接抹在墙体基墙面上,不需要加布等工艺、工序,即可形成微孔网状结构的封闭整体,将建筑墙体和屋顶全面包围,全线隔热。
混凝土空心砌块 采用不同性质的骨料和配比可制成不同强度的承重或非承重砌块,是一种集
多种功能于一体的新型墙体节能材料。由于混凝土空心砌块保温效果好,又具有一定强度,避免了轻质复合材料墙体的一些弊端,某些欧美国家50%左右的建筑已应用多种形式的混凝土空心砌块。
第二节 门窗节能
控制窗墙比
对于整幢建筑来说,门窗的面积占建筑面积的比例超过20%,玻璃在其约占70%以上,而从节能的角度来讲,整个建筑的能量损失中,约50%是在门窗上的能量损失。如能有效控制窗墙比,将在提高建筑安全性的基础上,也能节约不少能源。窗户(包括阳台门的透明部分)的面积不应过大,不同朝向的窗墙面积比不应超过《民用建筑节能设计标准》规定的数值。若窗墙面积比超过规定值,则通过减小窗户和围护结构的传热系数,采用有效的遮阳措施,并通过建筑物的耗热量、耗冷量指标和建筑物的采暖空调年耗量,使之不超规定限值。从建筑能耗角度来看,,室外气象参数对窗墙面积的要求也应根据气象参数在不同地区,不同时间的变化规律进行确定。 改善门窗的保温性能
建筑越密封,能源浪费就越少,建筑物取暖费可减少多达80%,供暖和空调管路封闭以防泄漏,可提高效率35%,建筑物的二氧化碳排放可以减少29%,而净成本为零,加强建筑的门窗保温性可以节约能源,当然也要安装换气装臵。
提高门窗气密性
尽量减少墙壁、门窗、天井及地面上的各种构配件和建材之间的缝隙,最大
限度减少室内外冷热空气的对流,可以使用密封条、封胶和多锁点五金件。密闭性不好的即使施加保温材料也无法达到节能的效果。但是密闭性好的建筑必须设臵换气口,定期进行换气。
使用塑钢门窗 因为塑钢门窗是继木、钢、铝合金之后的第四代门窗,保温、耐火、防水、防腐、隔音等性能是木窗、钢窗、铝合金门窗无法比拟的,其封密性好,防火阻燃,不易变形,强度好,安装方便,工艺讲究,是新一代门窗材料。
使用中空玻璃 因为中空玻璃具有隔音、隔热、防结露和降低能耗的作用,被广泛应用于建筑、交通、冷藏等行业。在美国,中空玻璃的使用量占所有玻璃窗用量的82%,而德国政府自20世纪70年代后期即立法,明确规定不使用中空玻璃的新建楼房不批准建设。把外窗的单层玻璃普通窗,换成中空玻璃断桥金属窗,可以有效地减少太阳辐射和热能传导,从而也减少了夏天空调的能耗。
合理选择使用镀膜玻璃
在用于建筑的玻璃表面涂镀一层或多层金属、合金或金属化合物薄膜
成为镀膜薄膜。通过镀膜改变了玻璃的光学性能,进而改善了玻璃的传热特性,能够大幅度地降低建筑能耗。镀膜玻璃产品的不同特性,可分为以下几类:热反射玻璃、低发射率玻璃(俗称低辐射玻璃或LOW-E玻璃)、导电膜玻璃等。在建筑上应用最多的是热反射玻璃(又称阳光控制膜玻璃)和低发射率玻璃。热反射镀膜玻璃的作用是有效限制太阳直射辐射热进行室内,用于夏季光照强烈的地区隔热作用十分明显。低发射率玻璃的主要特点是具有减少辐射传热的功能,从而有效降低玻璃的传热系数。因此应根据不同地区的气候特点合理选择使用镀膜玻璃,以达到最佳节能效果。
表5
常用建筑外窗的保温性能
玻璃品种 窗框材料 普通铝合金 透明单玻 断热铝合金 PVC塑料
传热系数W/(m2·K) 6.5-6.0 6.0-5.5 5.0-4.5 遮阳系数SC 0.9-0.8 普通铝合金 透明中空 断热铝合金 PVC塑料 普通铝合金 Low-E 中空 断热铝合金 PVC塑料 4.0-3.5 3.5-3.0 3.0-2.5 3.5-3.0 3.0-2.5 2.5-2.0 0.55-0.4 0.85-0.75 加装外遮阳 在建筑外加装外遮阳装臵可有效的阻拦太阳辐射,降低建筑外墙和窗户的受热,
从而减低空调的能耗。室外遮阳系统可分为遮阳蓬和百叶遮阳板。遮阳蓬可分为曲臂式遮阳蓬、摆臂式遮阳蓬、遮阳伞。百叶遮阳板可分为梭型单体百叶、梭型组合百叶、单板遮阳百叶,其中梭型单体百叶板结构主要用于大型商场、展览馆、车库等场所的外立面和顶面遮阳。测试结果表明,室外百叶遮阳板的节能效果最好,可降低空调能耗45%-50%。
第三节 屋面节能
优先采用倒置屋面
倒臵式屋面就是将憎水性保温材料设臵在防水层上的屋面,其优点在于:构造简化、避免浪费;不必设臵屋面排汽系统;防水层受到保护,避免热应力、紫外线以及其他因素对防水层的破坏;出色的抗湿性能使其具有长期稳定的保温隔热性能与抗压强度;能保持长久的保温隔热功能,持久性与建筑物的寿命等同;施工快捷简便;日后屋面检修不损材料,方便简单,采用了高效保温材料,符合建筑节能技术发展方向。 立体绿化
立体绿化就是尽量增加建筑物可以绿化的空间,通过植物吸收太阳热能,降低建筑物表面的温度。一般包括庭院、阳台、墙壁及屋面的绿化。立体绿化它不仅节约寸土寸金的市区地面,更能发挥降低室内温度、减少热岛效应,储存雨水、净化空气、节约能源等一系列功能。 太阳能光伏建筑一体化
太阳能光伏建筑一体化是将太阳能光伏发电方阵安装在建筑的围护结构外表面来提供电力。根据光伏方阵与建筑结合的方式不同,太阳能光伏建筑一体化可分为两大类:一类是光伏方阵与建筑的结合。这种方式是将光伏方阵依附于建筑物上,建筑物作为光伏方阵载体,起支撑作用。另一类是光伏方阵与建筑物的集成。这种方式是光伏组件以一种建筑材料的形式出现,光伏方阵成为建筑不可分割的一部分。利用太阳能发电,可降低其他能源的消耗,达到节能减排的目的。
第二章 建筑装修材料节能
第一节 建筑涂料节能
使用隔热材料
根据建筑隔热涂料隔热机理和隔热方式的不同,建筑涂料可分为阻隔性隔热涂料、反射隔热涂料及辐射隔热涂料三类。
阻隔性隔热涂料——转型中
阻隔性隔热涂料是通过对热传递的显著阻抗性来实现隔热的涂
料。热传递是通过对流、辐射及分子振动传导3种途径来实现的。目前这类涂料正在经历一场由工业隔热保温向建筑隔热保温的转变,但由于存在自身材料结构带来的缺陷,如干燥周期长、干燥收缩大、
吸湿率大,对墙的粘结强度偏低以及装饰性有待进一步改善等,故这类隔热涂料较少用于外墙涂装。
反射隔热涂料——节能高 反射隔热涂料(水性)是在铝基反光隔热涂料的基础上发展而来,通过选择合适的树脂、金属或金属氧化物颜料、填料及生产工艺,制得高反射率涂层,反射太阳光来达到隔热目的。
辐射隔热涂料——降温快 辐射隔热涂料是通过辐射的形式把建筑物吸收的日照光线和热量以一定的波长发射到空气中,从而达到良好隔热降温效果的涂料。 使用多功能油漆
油漆是非常普及的饰面材料,色彩丰富,涂刷较。油漆最常见的用法是涂刷室内墙围子,涂过油漆的墙面可以用水或清洁剂擦洗,这是油漆的最大优点。油漆的作用可以概括为三个方面:保护、装饰、特殊功能。
隔热油漆 防腐油漆
它是利用低辐射率的隔热节能漆涂刷保温设备、管道和管件的金属和非金属表面,以它能长效的防护金属器物在日常使用中氧化腐蚀,又如饮用水输送管道、船舶饮水仓、
降低热力系统的辐射散热,减少系统的散热损失。
食用油储罐、粮仓内壁、防护网等,能延长金属器物的使用寿命,提高它们的安全性和稳定性。现在根据需要还有兼顾多种功能的防腐油漆,比如:耐高温防腐油漆、绝缘防腐油漆、抗静电防腐油漆等。
第二节 装修板材节能
使用绝热保温材料
在建筑保温领域广泛使用的绝热材料主要有两大类:一类是有机类绝热材料,主要是各类泡沫塑料;另一类是矿物纤维类绝热材料,主要是岩(矿)棉和玻璃棉。
阻燃型硬质聚氨酯泡沫塑料
因为其具有优良的物理机械性能、电学性能、声学性能以及耐化
学腐蚀性能,并与多种材料具有很强的粘结力,而被广泛用作城市供热管道、石油化工管道、冷藏设备、空调客车等的隔热保温材料。随着科学技术的进步,它的用途越来越广,在建筑屋面、墙体等部位也采用该材料,提高房屋的保温性能,并能有效阻燃。
保温玻璃棉和矿(岩)棉 它们都属于无机隔热材料。玻璃棉是把熔化的玻璃液用火焰法、离心法、高压载能气体法等技术纤维化而成。矿(岩)棉是以铁矿渣为主要原料,经融化,用高压蒸汽喷吹冷却而成。两者的性能非常相似,都具有质轻、导热系数小、弹性好、不燃、不蛀、不腐烂、化学稳定性强的优点。两者都适用于建筑墙体隔音保温、屋顶保温、幕墙、内墙隔断、电梯井、工业设备保温、绝热等。 使用节能石膏板
石膏板主要分为:普通系列、耐潮系统、耐水系统、耐火系统以及耐水耐火系列五种。另外还有布面石膏板系列,以及少量的PVC装饰天花板系列。石膏板主要用于工程或者家庭装饰装修用,本身因为韧性好(做异形顶适用),且价格相对便宜,一直是广大装饰大师们的首选产品。其次,石膏板本身属于2次结晶产品。其中含的水结晶能有效地达到吸热的作用。因此,防火效果比较显著。另外,因为使用发泡剂,石膏中适当排布了空隙。这样,又起到了隔声、吸音的效果。耐潮石膏板主要是用于地下室或室内相对空气湿度较大、施工要求较高的地方;耐水石膏板则普遍用于卫生间或厨房。 建筑防爆膜
建筑防爆膜是一种高科技建筑装饰材料,可以隔热节能,节省空调用电,防紫外线,抗台风地震和人为破坏,防止玻璃飞溅,保护人身和财物安全,并且能保护个人隐私的隔热防爆膜。
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