房贷计算器首页 房贷计算器

8 可再生能源利用

8.1 一般规定

8.1.1 根据2008中国能源统计年鉴,2007年底,我国商品能源消费总量为26.5583亿吨标准煤,生活消费商品用能2.6790亿吨标准煤。其中,农村地区生活消费商品用能约为1亿吨标准煤,沼气、秸秆、薪柴等非商品用能约为2.6亿吨标准煤,如果全部转化为商品能源,则农村地区生活消费用能将达3.6亿吨标准煤,占全国商品能源消费总量的13.6%。
    我国广大农村地区存在丰富多样的能源资源,并且具有地域性、多能源互补性等特点。全国2/3地区太阳能资源高于Ⅱ类,具有理想的开发利用潜力。农村是生物质能的最主要产地,在经济发达地区,农村的秸秆、薪柴、粪便等生物质能源丰富,规模开发的潜力极大。我国农村地域广泛,地热能资源丰富。为降低建筑能耗,减少生活用能,提高农民生活水平,既要节流,又要开源,所以,应努力增加可再生能源在建筑中的应用范围。在技术、经济和资源等条件允许的情况下,应充分利用太阳能、生物质能和地热能等可再生能源来替代煤、石油、电力等常规能源,从而节约农村居住建筑供热供暖和生活用能,减轻环境污染。
    可再生能源技术多样,各项技术均有其适用性,需要不同的资源条件和技术经济条件。因此,可再生能源利用时,应做到因地制宜,多能源互补和综合利用,选择适宜当地经济和资源条件的技术来实施。如在西部太阳辐照条件好的地方,以太阳能利用为主,其他可再生能源为辅;而在四川、贵州等太阳能资源贫乏地区,生物质能丰富的地区,可以生物质能为主;而在经济发达地区,可以尝试利用地热能作为农村居住建筑供热空调的能源。

8.1.2 太阳能利用技术包括太阳能光热利用和太阳能光电利用。限于经济条件和生活水平的制约,太阳能光伏发电投资高,运行维护费用大,因此,除市政电网未覆盖的地区外,太阳能光伏发电不适宜在农村地区利用,而太阳能热水在农村已经普遍应用,尤其是家用太阳能热水系统。太阳能供暖在农村已经实施多项示范工程,是改善农村居住建筑冬季供暖室内热环境的有力措施之一。因此,在农村居住建筑中,太阳能利用应以热利用为主,选择的系统类型应与当地的太阳能资源和气候条件,建筑物类型和投资规模等相适应,在保证系统使用功能的前提下,使系统的性价比最优。

8.1.3 本标准所指的生物质资源主要包括农作物秸秆和畜禽粪便,不包括专为生产液体燃料而种植的能源作物。生物质资源条件决定了本地区可利用的生物质能种类,气候条件和经济水平制约了生物质能的利用方式。结合我国各地区的气候条件、生物质资源和经济发展情况,适宜采用的生物质能利用方式见表6。

表6 各地区适宜采用的生物质能利用方式

地区 推荐的生物质能利用方式
东北地区 生物质固体成型燃料
华北地区 户用沼气、规模化沼气工程、生物质固体成型燃料
黄土高原区、青藏高原区 节能柴灶
长江中下游地区 户用沼气、规模化沼气工程、生物质气化技术
华南地区 户用沼气、规模化沼气工程
西南地区 户用沼气、生物质固体成型燃料、生物质气化技术
蒙新区 生物质固体成型燃料、生物质气化技术


8.1.4 地源热泵系统是浅层地热能应用的主要方式。地源热泵系统是以岩土体、地下水或地表水为低温热源,利用热泵将蓄存在浅层岩土体内的低温热能加以利用,对建筑物进行供暖空调的系统。由水源热泵机组、地热能交换系统、建筑物内系统组成。根据地热能交换系统形式的不同,地源热泵系统分为地埋管地源热泵系统(又称土壤源热泵系统)、地下水地源热泵系统和地表 水地源热泵系统。
    地埋管地源热泵系统(图17)包括一个土壤地热交换器,它是以U形管状垂直安装在竖井之中,或是水平地安装在地沟中。不同的管沟或竖井中的热交换器成并联连接,再通过不同的集管进入建筑中与建筑物内的水环路相连接。北方地区应用时应特别注意防冻问题。


图17 地埋管地源热泵系统示意

    地下水地源热泵系统(图18)分为两种,一种通常被称为开式系统,另一种则为闭式系统。开式地下水地源热泵系统是将地下水直接供应到每台热泵机组,之后将井水回灌地下。闭式地下水地源热泵系统是将地下水和建筑内循环水之间用板式换热器 分开的。深井水的水温一般约比当地气温高1℃~2℃。我国东北北部地区深井水水温约为4℃,中部地区约为12℃,南部地区约为12℃~14℃;华北地区深井水水温约为15℃~19℃;华东地区深井水的水温约为19℃~20℃;西北地区浅井水水温约为16℃~18℃,深井水水温约为18℃~20℃;中南地区浅井水水温约为20℃~21℃。地下水地源热泵系统应用时,应确保地下水全部回灌到同一含水层。


图18 地下水地源热泵系统示意

    地表水地源热泵系统(图19)分为开式和闭式两种形式。开式系统指地表水在循环泵的驱动下,经处理直接流经水源热泵 机组或通过中间换热器进行热交换的系统;闭式系统指将封闭的换热盘管按照特定的排列方法放入具有一定深度的地表水体中,传热介质通过换热管管壁与地表水进行热交换的系统。地表水地源热泵系统应用时,应综合考虑水体条件,合理设置取水口和排水口,避免水系统短路。


图19 地表水地源热泵系统示意