第六章工程伦理应用——暖通空调

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其它产业 59%
冷热源 53%
土木 冷媒
5%

16%
风机 17% 二次泵 9%
日本建筑业CO2排放量在总量中的比例 空调系统与空调建设期年间CO2排放
在暖通空调节能领域,可通过以下三个途径实现CO2的减排:
(1)采用高效节能的空调冷热源方式和空调系统的运行方式 (2)在空调系统中,应兼顾热舒适、室内空气品质(IAQ)和 节能的要求 (3)采用CO2排量小的能源,包括扩大新能源的应用范围
2、利用新能源
太阳能利用:太阳能热发电、太阳能光伏发电、太阳热水器、被动式 太阳能建筑、太阳能吸收式制冷、太阳能干燥和太阳灶
地热能利用:高温地热能发电、地热采暖供热和热水供应、地源热泵 和地道风系统
风能利用:风力发电、风光互补、自然通风等 生物质能:沼气、压缩成型固体燃料、气化生产燃气、气化发电、生
24.71% 34,572
27.37% 26.82%
27.45%
26.15% 34,902
35,037
35,800
28.0% 27.0% 26.0% 25.0% 24.0% 23.0%
1996
1997
1998
1999
2000
2001
建筑使用能耗的构成 采暖空调 热水供应 电气照明 炊事
各部分所占的比例
能源资源开发难度较大
与世界相比,中国煤炭资源地质开采条件较差,大部分储量需要井工开采,极少量可供 露天开采 石油天然气资源地质条件复杂,埋藏深,勘探开发技术要求较高 未开发的水力资源多集中在西南部的高山深谷,远离负荷中心,开发难度和成本较大 非常规能源资源勘探程度低,经济性较差,缺乏竞争力。
随着中国经济的较快发展和工业化、城镇化进程的加快,能源需求不 断增长,构建稳定、经济、清洁、安全的能源供应体系面临着重大挑 战,突出表现在以下几方面: 资源约束突出,能源效率偏低
中国优质能源资源相对不足,制约了供应能力的提高 能源资源分布不均,也增加了持续稳定供应的难度 经济增长方式粗放、能源结构不合理、能源技术装备水平低和管理水平相对 落后
能源消费以煤为主,环境压力加大
煤炭是中国的主要能源,以煤为主的能源结构在未来相当长时期内难以改变。 煤炭消费是造成煤烟型大气污染的主要原因,也是温室气体排放的主要来源 随着中国机动车保有量的迅速增加,部分城市大气污染已经变成煤烟与机动 车尾气混合型。
产燃料酒精、热裂解生产生物柴油等
建筑设计
建筑设备 建筑节能的途径
建筑使用者
新能源利用
*
建筑设计与气流
三、建筑环境与设备工程节能技术
在建筑能耗中,采暖和空调能耗占主要的比例,一般为50%~70%。
补修2%
住宅新增 改筑 5%
非住宅运 用耗能8%
住宅运用 耗能 12%
土木工事 8%
非住宅新 增改筑6%
三、暖通空调工程师责任意识
质量生命意识 经济效益意识 社会责任意识
工程伦理在暖通空调工程中的应用——建筑节能
一、中国能源状况与政策
1、能源的种类:
一次能源与二次能源 一次能源:煤炭、石油、天然气 二次能源:电力、蒸汽
可再生能源与不可再生能源: 可再生:太阳能、风能、地热能、水能 不可再生:煤炭、石油、天然气
(三).热泵的分类
按驱动动力:电力驱动压缩式热泵 燃气热泵(内燃式、外燃式) 吸收式热泵
按低温热源:空气源 地表水源热泵(江、河、湖、海) 地源热泵(地下水、土壤)
二、建筑节能
建筑能耗包括建材生产能耗、建筑施工能耗和建筑使用能 耗,其中建筑使用能耗占80-90%。 建筑使用能耗主要包 括采暖、通风、空调、照明、炊事燃料、家用电气、热水 供应等。
在全世界的能源消耗中,无论是发达国家还是发展中国家, 建筑能耗在总能耗中的比例都是很大的,约为20%~40%。 因此,世界各国又都将建筑节能工作作为节能工作的重点
第六章 工程伦理的应用——暖通空调工程
一、暖通空调工程的特点
暖通空调工程活动是人的一种具有价值性与目的性的、对自然的一 种建造性实践活动。暖通空调工程的应用体现了人的生存能力的扩 展与人性的展示,是人的本质力量的体现与物化。暖通空调工程首 先是一种人类的活动,是人的创造性工作的结果。
暖通空调工程的特点 第一,社会性。工程的社会性体现在工程往往对社会的经济、政治 和文化的发展具有直接的、显著的影响和作用。同时,工程建设本 身需要大量的人员。 第二,综合性。需要运用多学科知识,需要多个专业的配合,工程 的实施需要多个环节。 第三,实践性。需求来自于实践,在实践中不断取得创新和发展。
市场体系不完善,应急能力有待加强
中国能源市场体系有待完善,能源价格机制未能完全反映资源稀缺程度、供求关系 和环境成本 能源资源勘探开发秩序有待进一步规范,能源监管体制尚待健全 煤矿生产安全欠账比较多,电网结构不够合理,石油储备能力不足,有效应对能源 供应中断和重大突发事件的预警应急体系有待进一步完善和加强。
暖通空调工程的作用 生产生活所需的人工环境控制——改善了人类的生活品质,扩展了 人的生存和活动空间,提高了人类抵御自然力的能力,对人类文明 进步、文化发展做出了巨大贡献。
存在的问题:消耗资源,污染环境
二、暖通空调工程中的伦理关系
1、工程中的人际正义问题 同代人之间的分配正义 代际之间的分配正义——可持续发展 2、工程中的人与自然的关系 生态公正 3、好的工程与坏的工程 工程的人本性 工程的经济性 工程的完整性 工程的公正性 工程的生态性
在各种能量转换装置中,热泵的效率是最高的
2 1.8 1.6 1.4 1.2
1 0.8 0.6 0.4 0.2
0
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高温热源
冷凝器

节 流
缩 机

蒸发器
低温热源
热泵机组的能量转换,是通过消耗一定的辅助能量(如电 能),由环境热源中吸取较低温热能,然后转换为较高温热能 释放至循环介质中成为高温热源输出
整个热泵装置所消耗的能量仅为供热量的三分之一或更低, 这也是热泵的节能特点
通过水循环系统的流向切换,或者工作介质流向的转换,夏 季可实现制冷,冬季可实现制热
中国政府正在以科学发展观为指导,加快发展现代能源产业,坚持节约 资源和保护环境的基本国策,把建设资源节约型、环境友好型社会放在 工业化、现代化发展战略的突出位置,努力增强可持续发展能力,建设 创新型国家,继续为世界经济发展和繁荣作出更大贡献。
中国能源战略的基本内容是:坚持节约优先、立足国内、多元发展、依 靠科技、保护环境、加强国际互利合作,努力构筑稳定、经济、清洁、 安全的能源供应体系,以能源的可持续发展支持经济社会的可持续发展。
具体应用方式举例:地源热泵
一、地源热泵原理 二、地源热泵的应用背景 三、地源热泵设计应用要点 四、学校开展的有关工作
一、地源热泵应用原理
(一)热泵原理
所谓热泵,实际上是制冷循环 的逆循环,即是一种利用高位 能使热量从低位热源流向高位 热源的节能装置;利用热泵, 可以把不能直接利用的低品位 热能(如空气、土壤、水中所 含的热能,太阳能,工业废热 等)转换为可以利用的高位热 能。
常规能源与新能源: 常规: 煤炭、石油等 新能源:太阳能、地热能、风能、核能

污染型能源和清洁型能源:污染型能源 包括煤炭、石油等,清洁型能源包括水 力、电力、太阳能、风能以及核能等
中国能源资源特点:
能源资源总量比较丰富
中国拥有较为丰富的化石能源资源。其中,煤炭占主导地位。2006年, 煤炭保有资源量10345亿吨,剩余探明可采储量约占世界的13%,列世界 第三位。已探明的石油、天然气资源储量相对不足,油页岩、煤层气等非 常规化石能源储量潜力较大。中国拥有较为丰富的可再生能源资源。水力 资源理论蕴藏量折合年发电量为6.19万亿千瓦时,经济可开发年发电量 约1.76万亿千瓦时,相当于世界水力资源量的12%,列世界首位
热泵是一种高效节能的建筑物空调冷热源装置,利用热泵可 实现建筑物的冬季供热和夏季供冷,或单独实现供热的功能。
(二) 热泵性能的评价标准
夏季: COP

制冷量 机组输入功率
= Ql W
冬季: COPh

制热量 机组输入功率
= Qh W
一次能源利用率
PER

冷量或者热量 折算的一次能源消耗量
=COP
万吨标煤 160,000 140,000
建筑能耗 138,948 138,173
能源消费总量
建筑能耗比例 百分比
30.0%
132,214 130,119 128,000 130,297 29.0%
120,000 100,000
80,000 60,000 40,000 20,000
0
33,468 34,137 24.09%
建筑节能的途径
1、减少能源总需求量 据统计,在发达国家,空调采暖能耗占建筑能耗的65%。目前,我国的采暖 空调和照明用能量近期增长速度己明显高于能量生产的增长速度,因此, 减少建筑的冷、热及照明能耗是降低建筑能耗总量的重要内容,一般可从 以下几方面实 1.1 建筑规划与设计 面对全球能源环境问题,不少全新的设计理念应运而生,如低能耗建筑、 零能建筑和绿色建筑等,它们本质上都要求建筑师从整体综合设计概念出 发,坚持与能源分析专家、环境专家、设备师和结构师紧密配合。 1.2 围护结构 建筑围护结构组成部件(屋顶、墙、地基、隔热材料、密封材料、门和窗、 遮阳设施)的设计对建筑能耗、环境性能、室内空气质量与用户所处的视觉 和热舒适环境有根本的影响。一般增大围护结构的费用仅为总投资的3%~ 6%,而节能却可达20%~40%。通过改善建筑物围护结构的热工性能,在夏 季可减少室外热量传入室内,在冬季可减少室内热量的流失,使建筑热环 境得以改善,从而减少建筑冷、热消耗
建筑节能的意义
我国每年新建房屋面积高达17-18亿平方米,超过所有发达国家每年建成建 筑面积的总和。我国既有的近400亿平方米建筑,仅有1%为节能建筑 单位面积采暖所耗能源相当于纬度相近的发达国家的2~3倍
建筑耗能总量在我国能源消费总量中的份额已超过27%,逐渐接近三成。 建筑节能是贯彻可持续发展战略、实现国家节能规划目标、减排温室气体的 重要措施,符合全球发展趋势。
65%
15%
14% 6%
建筑节能,在发达国家最初为减少建筑中能量的散失,现在则普遍称为 “提高建筑中的能源利用率”,在保证提高建筑舒适性的条件下,合理 使用能源,不断提高能源利用效率。
建筑节能具体指在建筑物的规划、设计、新建(改建、扩建)、改造和 使用过程中,执行节能标准,采用节能型的技术、工艺、设备、材料和 产品,提高保温隔热性能和采暖供热、空调制冷制热系统效率,加强建 筑物用能系统的运行管理,利用可再生能源,在保证室内热环境质量的 前提下,减少供热、空调制冷制热、照明、热水供应的能耗。
人均能源资源拥有量较低。
煤炭和水力资源人均拥有量相当于世界平均水平的50%,石油、天然气人 均资源量仅为世界平均水平的1/15左右。耕地资源不足世界人均水平的 30%,制约了生物质能源的开发。
能源资源赋存分布不均衡
中国能源资源分布广泛但不均衡。煤炭资源主要赋存在华北、西北地区,水力资源主要 分布在西南地区 石油、天然气资源主要赋存在东、中、西部地区和海域 中国主要的能源消费地区集中在东南沿海经济发达地区,资源赋存与能源消费地域存在 明显差别 大规模、长距离的北煤南运、北油南运、西气东输、西电东送,是中国能源流向的显著 特征和能源运输的基本格局。
1.3 提高终端用户用能效率 高能效的采暖、空调系统与上述削减室内冷热负荷的措施并行,才能 真正地减少采暖、空调能耗。
1.4 提高总的能源利用效率 从一次能源转换到建筑设备系统使用的终端能源的过程中,能源损失 很大。因此,应从全过程(包括开采、处理、输送、储存、分配和终 端利用)进行评价,才能全面反映能源利用效率和能源对环境的影响。 建筑中的能耗设备,如空调、热水器、洗衣机等应选用能源效率高的 能源供应。 例如,作为燃料,天然气比电能的总能源效率更高。采用第二代能源 系统,可充分利用不同品位热能,最大限度地提高能源利用效率,如 热电联产(CHP)、冷热电联产(CCHP)
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