《建筑节能诸论》PPT课件.ppt

,制冷空调节能技术 Energy-Saving Technology of Refrigeration and Air-Conditioning,21世纪高等教育建筑环境与设备工程系列规划教材,2,绪论,本课程讨论的对象和范围,本课程内容的安排,本课程的目的,本课程的要求,一、建筑节能的含义和意义,四、国内外建筑节能技术发展史概况,二、建筑节能的基本原理,三、制冷空调与节能的背景资料,五、我国建筑节能的目标与任务,六、我国建筑节能标准体系,3,本课程讨论的对象和范围,对象：工业制冷装置（不包括商用、家用）,范围：实际制冷空调装置的各个环节（包括装置设计、设备选择、操作调节、维护、技术改造管理）,本课程是空调制冷技术、制冷课程设计等课程的深入和拓展。,4,本课程的内容安排,制冷装置设计方面的节能（含设备选择）第1-4章,空调及热泵系统的节能 第5-7章,制冷空调装置节能改造技术 第8章,制冷空调装置运行调节、维护保养 第9-10章,节能体系的建设和管理 第11章,5,本课程的目的,了解：我国的能源政策、能源管理情况,掌握：制冷空调各环节优化方法、原理,掌握：提高效率（节能）的途径和措施,6,本课程的要求,课前预习,认真听课,做好课堂和课后笔记（课后复习）,认真完成作业,7,绪 论 要 点,一、建筑节能的含义、意义 BuildingEnergy-Saving（一）建筑节能的含义 提高建筑使用过程中的能源效率。为居住者提供卫生舒适的居住条件 建筑的能源使用效率=所消耗的能源量 当代的建筑能耗主要包括采暖、通风、空调、热水供应、照明、炊事、家用电器等的能源消耗。,8,（二）建筑节能的意义 不仅提高了建筑物在使用期间的能源利用效率，降低了大气污染，减少了CO2排放量，而且是改善建筑室内热环境、提高居住水平的措施之一。,9,二、建筑节能的基本原理（一）建筑能耗的成因与建筑节能的任务 照明能耗 采暖空调能耗:E=Q/EEREER：Energy Efficiency Ratio，能效比任务：1.改善建筑环境，提高居住水平 2.提高建筑的能源利用效率，节能减排,10,（二）建筑节能的气候适应性1.建筑起因于气候2.建筑热工性能与气候密不可分3.建筑设备的性能和能耗大小与气候紧密相关节能建筑的气候适应性能主要表现为：对恶劣气候的抵御性能对良好气候的亲和性能对天气变化的应变性能,11,（三）建筑节能的社会适应性1.建筑节能的社会性2.建筑节能与社会生活和工作模式紧密相关3.建筑节能依赖于全体社会成员的科技水平中国：分气候区制定建筑节能标准,12,（四）建筑节能的整体协调性建筑节能是一个复杂的大系统，其框架结构：规划设计 技术系统 施工 技术经济系统 使用 市场经济系统 经济系统 政府财政系统 民间非赢利资金系统建筑节能体系 立法系统 法律行政系统 执法系统 行政服务系统 社会舆论 社会文化系统 文化教育 生活服务,13,工程技术上的人工制冷空调，就是利用一定的装置（制冷装置），消耗一定的能源，强制地使某一对象（空间或物体）的温度，低于周围环境介质的温度，并维持这个低温的过程。随着制冷空调技术应用的日益广泛，制冷空调装置消耗的能源也在迅速增加。因此。制冷空调装置的节能正在引起人们越来越广泛的重视。,三、制冷与空调节能的背景资料,14,建国以来，我国能源工业得到巨大发展。2007年，我国一次能源生产总量23.7亿t标煤，是改革开放初的3.8倍，约占全球能源生产总量的14%。2008年底电力总装机达到7.92亿千瓦，仅次于美国1。但是，我国的能源形势仍然十分严峻。到2007年，中西部地区还有1000万多人口没有用上电1。2008年，全年共有22个省级电网出现电力紧张或拉限电情况1。能源短缺一直是制约我国经济发展的一个重要因素。,15,然而，我国的人均能源资源拥有量远低于世界平均水平。2007年发布的中国的能源状况与政策白皮书指出，中国拥有较为丰富的能源资源，但人均能源资源拥有量较低。其中，煤炭和水力资源人均量相当于世界平均水平的50%，石油、天然气人均量仅为世界平均水平的1/15左右。并且，我国的能源资源的地域分布明显不均，80%的能源资源分布在西部、北部地区，而60%的能源消费在经济比较发达的东部和南部地区。因此，形成了西煤东运、北煤南运的巨大运输压力。煤炭运量占铁路运量的40%。,16,在能源短缺的同时，我国又存在着能源有效利用率低的矛盾。能源利用率是指实际有效利用的能量与能源所具有的能量之比值。是衡量能源利用水平的综合指标。我国的能源利用效率目前仍然很低，比以发达国家为主要成员的经济合作与发展组织（OECD）国家落后约20年，利用效率落后10个百分点2。可见，我国有极大的节能潜力。,17,能源不仅是资源问题，同时与环境问题紧密联系。能源的生产利用对当地的环境和全球大气环境会产生重要的影响。尤其是我国发电以煤炭为主，2010年燃煤的发电量占73.68%。据测定，燃烧一t煤平均排放CO2490kg，排放粉尘13.6kg，SO214.8kg3。由于大量燃烧煤，我国SO2和CO2排放量已经分别居世界第一位和第二位，面临巨大国际压力。因此，节能的同时也在保护我们的生存和发展环境。,18,显然，我国人均能源资源占有量少，能源产地远离消费地区的基本情况无法改变。要保证我国国民经济持续发展，单凭加速投资于能源生产设施是不可能实现的。这不仅因为我国能源资源有限，而且能源开发投资大、时间长，短期内很难有持久的大幅度增加，同时还受到运输和环境的制约。例如，不论是一个大型煤矿或一个相当规模的油田，一个大型水电站或一座核电站，从勘探、设计到建成投产，一般都要810年，甚至10年以上。因此，应当节流与开源并举，节能是缓解我国经济发展中能源供需矛盾不可缺少的措施。同时，节能还具有节约资源保护环境的重要社会效益。,19,节能的中心思想是：采用技术上可行、经济上合理，以及环境和社会可接受的措施，提高能源效率，更有效地利用能源。中国经济未来能否保持快速增长，一个重要的先决条件就是能源供应是否充足。国家“十二五”规划纲要明确规定，“十二五”期间单位国内生产总值能源消耗降低16%，单位国内生产总值CO2排放降低17%4。,20,制冷空调是耗能大的行业之一。目前广泛采用的压缩式制冷装置消耗大量的电能。2002年，我国冷冻空调设备用电负荷已占到电力总负荷的20以上6。我国许多城市夏季空调耗电量超过总用电量的407。因此，制冷空调节能已经在我国节能工作中具有举足轻重的地位。制冷空调的节能包括了制冷空调装置的设计、操作调节、维护管理及技术改造各个环节。有些人认为，节能只是节省部分的能源，减少一点运行费用，意义不太大。调查表明，设计不合理、操作管理不善的制冷空调装置，其能耗水平可比节能的装置高23倍。因此，制冷空调节能的效益是相当可观的。经济和社会效益？,21,制冷空调与节能的背景资料,制冷空调在现代社会中应用日益广泛，消耗大量能量。,2003年，全国空调总耗电量是400亿度；其中，华东电网的空调负荷超过了30%,全国空调夏季耗电量几乎是整个电力系统耗电量的1/3，这也是造成一些地区在夏季用电高峰出现电力系统不堪重负、以至拉闸限电的原因之一。中国家电研究院副院长吴尚杰 2009年8月,22,制冷空调在社会中应用的规模，仅以北京为例，2004年7月电网瞬间负荷已上升到943万千瓦，其中空调等降温用电占北京地区电力总负荷的40左右。2007年夏季北京地区最大用电负荷达到1300万千瓦，其中空调负荷约为490万千瓦，占到总负荷的38。厦门在2003年8月空调制冷用电占总负荷的32。,23,北京持续高温天气 电网负荷创历史新高2010年07月05日20:09中国新闻网,中新网北京7月5日电(记者 于立霄)5日下午北京大部分地区最高气温升至37，城区达到了38到40。持续的高温天气导致北京用电负荷不断攀升，达到了1435.4万千瓦，创出最大负荷历史最高纪录。这是因为，连续的高温天气导致以空调为主的降温负荷快速增加，降温负荷占到电网最大负荷的35%左右，达到了500万千瓦左右。7月29日，北京电网最大负荷达到1666万千瓦。,24,电力形势,据报道，全国出现拉闸限电的地区：2004年的26个省级电网 2005年的12个省级电网 2006年的8个省级电网2008年1月，17个省(区、市)级电网 造成电力紧张的诸多原因中，空调用电的大幅度增长不可忽视，仅家用空调一项年耗电量就为400亿千瓦时以上，超过电网负荷的30%。能源短缺一直是制约我国经济发展的一个重要因素。,25,因制冷空调耗电量不断上升，节能已成为世界制冷调行业热点。本课程应运而生，原因,我国能源形势不容乐观 从1993年起，我国已成为能源净进口国。从2001-2007年，虽然中国能源生产持续增长，但其增长速度小于能源消费的增长速度。因此能源缺口不断扩大。能源短缺将严重制约我国经济的发展，影响我国经济的安全。,制冷空调在现代生产和生活中的应用日益广泛 制冷空调用电的大幅度增长，是造成电力紧张的重要原因。,市场经济使竞争加剧 要求提高生产效率、降低成本。,26,能源参考资料,我国是一个人口众多、资源相对不足的国家。1997年，我国探明的人均能源资源占有量约为世界平均水平的1/2，石油只相当于1/10。2000年，人均电量1038千瓦时，约为世界平均水平的1/3，还不到发达国家水平的1/10。,27,2008-8情况,据新华社2008年8月7日报道，中国目前电力形势严峻，该形势已引起方方面面高度关注。目前，国家电网等已全面行动起来，全力应对电煤供需矛盾所造成的不利局面，确保奥运保电任务和迎峰度夏工作的顺利完成。目前，山西、河南、湖南、辽宁等地，不同程度的缺煤限电相继出现；7月29日，火电大省山东电力最大缺口达到1,022万千瓦，接近全省电力需求的1/3。,28,2008年上半年全国电力形势时间：2008-8-20,虽然全国电力供需总体平衡，但部分地区电力供需形势比前两年严峻，缺煤停机和缺电问题较为严重。,上半年，全国共有22个省级电网的局部地区和部分时段出现短时电力紧张或拉限电情况。雨雪冰冻灾害期间，全国尖峰负荷最大电力缺口在4000万千瓦左右。3月份以后全国最大电力缺口在1700万千瓦左右。,29,预计2008年下半年，电力供需在装机规模和输配规模稳步增长的良好情况下，电力装机短缺的局面已经基本消除，全国电力供需形势总体基本平衡，个别省份略有紧张。由于目前电煤供应及其运输严重制约电力供应能力，全国电力平衡较为脆弱，制约因素较多。迎峰度夏期间夏季高温负荷与其它因素叠加，造成全国电力供需形势总体偏紧。下半年，全国范围内最大电力缺口在1500万千瓦左右。,30,我国新增发电装机总量继续保持了每年1亿千瓦左右的超高速增长。到2009年4月，全国发电装机总量已经突破了8亿千瓦。仅次于美国，位居世界第二。,31,电监会:全国电力缺口预计超过1000万千瓦,记者从国家电监会获悉，随着夏季来临，全国多个沿海发达地区用电偏紧，全国电力缺口预计超过1000万千瓦。与之同时，电监会出台电力供需及电煤供应监测预警管理办法，明确“煤炭库存”、“拉闸限电的电网总数”都进入监测范围。其中规定，“如果拉限负荷的省级电网数超过10个”将进入全国电力供需、电煤供应预警状态。,电监会2010-5,32,新华社电 2011年05月24日,迎峰度夏安全生产电视电话会议上，国家电监会总监谭荣尧表示，6月份全国将进入用电高峰，预计高峰时段全国最大电力缺口将达3000万千瓦左右。“今年是近几年电力供需形势最为紧张的一年，电力缺口总量可能超过历史上最严重的2004年。”国家电网公司副总经理帅军庆预测，仅国家电网负责的26个省份经营范围内电力缺口就将达到3000万千瓦左右，其中，京津唐、河北、上海、江苏、浙江、安徽、湖南、河南、江西、重庆等10个省级电网将出现电力供需紧张局面。若各方情况加剧，电力缺口将达到4000万千瓦左右。,33,尽管我国是世界第五大产油国，但还是不能满足国内的需求。据深圳特区报（2004.04.06）报道，2003年中国石油需求的35%依赖进口。国际能源署（IEA）估计，到2030年中国的石油进口比例将高达84%,我国煤炭资源虽然比较丰富，但探明程度很低，开发、运输、利用难度很大；同时，据统计，2005年我国煤矿总生产能力减少约5700万吨/年；据估计，2015年全国煤矿总生产能力减少约1.12亿吨/年；2030年全国煤矿总生产能力减少约3.14亿吨/年。因此，必须下大力气调整能源结构、节约能源、提高能源效率，这是实施可持续发展战略的重要途径。,34,中国已成为世界能源生产大国,我国自然资源占世界第7位，能源资源占世界第3位，能源生产为世界第3位，能源消费占世界消费总量的10.9%，居第2位。,1997年，我国原煤产量13亿吨，居世界第1位，占世界煤炭总产量的29.5%；发电量达1134.2kWh(仅次于美国)，居世界第2位；原油产量0.16亿吨，居世界第5位；天然气产量227亿立方米，居世界第18位。,2005年，我国原煤产量突破21亿t，原油产量达1.81亿t，发电装机达到5亿千瓦，天然气490亿立方米。2009年，我国原煤产量29.6亿t。,35,中国已成为世界能源生产大国,36,我国人均能耗水平低,我国一次能源消费量已超过俄罗斯，居世界第2位。但人口过多，人均能耗水平很低。1998年，中国(不含香港、台湾、澳门地区)能源消费量为13.6亿吨标准煤，占世界消费总量的10.9%，居世界第二位。但是，1998年我国的人均能源消费量还仅为1.165吨标准煤，居世界第89位。2004年我国总用电量为21735亿千瓦时，按13亿人口计，人均用电量仅1671.9千瓦时，而世界人均年用电量 2400千瓦时。（2006年人均用电量为2149千瓦时）。,世界人均能源消费水平大约是2.4吨标准煤，2006年我国约为世界平均的79%。,37,2001年发达国家人均用电量,2001年，挪威人均用电量最高，为24960千瓦时，瑞典为15590千瓦时，芬兰为15220千瓦时，美国为12220千瓦时，比利时为7820千瓦时，日本为7690千瓦时。欧洲平均为6500千瓦时。我国2001年人均为1094千瓦时。,38,2007年我国人均生活用电量到达273.09千瓦时，是1977年的21.77倍。到2003年底，我国边远地区还有29000个村庄，近700万个农村家庭，约占全国3.55%（4600万）的人口没有用上电。,39,我国的发电装机容量,经济发展对电力的需求高，需要发电装机容量多，说明国家的经济实力强。因此，发电装机容量可以反映一个国家潜在的经济实力。1978年我国发电装机容量占全球总发电装机容量的比例不到3%，2008年已超过15%。早在1995年我国发电装机容量已跃居世界第二，仅次于美国。全国总装机容量在2010年末达到了9.5亿千瓦，美国大约是11亿千瓦。预计，2020年我国将会超过美国。,40,人均用电的发展与差距,（美国人均用电量 1996年=12309；2006=13515千瓦时）,41,2006年全球人均电耗比较排行,42,我国电力工业发展速度,电力工业在过去五年实现了跨越式发展，“十一五”期间新增加的电力装机容量超过了4.3亿千瓦。即在过去五年当中我们增加了4.3亿千瓦，这是什么概念？在这个期间淘汰了7000万千瓦左右的老旧机组，小机组。加上已淘汰的7000万千瓦，实际上我们建了5亿千瓦电厂。这意味着过去五年（2006-2010年）我国的电力装机容量超过了前55年装机容量总和，这个增长速度非常惊人。,43,能源与环境问题紧密联系,能源的生产、利用对环境会产生重要的影响。尤其是我国发电以煤炭为主，2001年燃媒的发电量占78.4%。据测定，燃烧一吨煤平均排放CO2 490kg，排放粉尘13.6kg，SO2 14.8kg3。由于大量燃烧煤，当前我国二氧化硫和二氧化碳排放量已经分别居世界第一位和第二位，面临巨大国际压力。因此，节能的同时也在保护我们的生存和发展环境。,44,大量燃煤使环境污染严重,空气污染成为困扰中国城市的主要问题 我国1/3的城市人口不得不呼吸被污染的空气；酸雨的影响面积已占到国土面积的1/3;世界上10个污染最严重的城市，中国占了5个,SO2排放量 1997年为2346万吨，居世界第1位；2001年为1948万t，居世界第一位；我国单位GDP排放SO2分别是日本、德国、美国的60倍、26倍、8倍,CO2排放量 中国是世界上仅次于美国的CO2排放量大国；有报道：中国2006年的CO2排放总量已超美国列世界第一。也有报道，2010年超过美国。,45,能源运输压力大,中国煤炭生产基地远离煤炭消费中心（80%的能源资源分布在西部和北部地区，而60%的能源消费在东部和南部地区），形成了西煤东运、北煤南运、煤炭出关的强大煤流；不仅运量大，而且运距长。,46,能源供应安全问题,石油短缺是中国能源安全问题中的核心问题。,中国1993年起成为石油净进口国，2003年我国石油净进口量已经超过100Mt。,2003年中国地质科学院研究：到2020年，中国需要进口的原油和天然气，将分别占国内消费量的70%和50%。,据美国能源部预测，2020年，中国对外石油依存度将高达60%；而国际能源机构（IEA）预测为76%。,47,2008年我国石油对外依存度升至51.3%来源：证券时报 2009年02月11日,日前全国能源工作会议上透露的数据显示，2008年，我国原油产量1.89亿吨，同比增长1.07%。2008年我国国内石油需求仍保持较快增长，全年石油表观消费量达38965万吨，同比增长6.5%；石油净进口19985万吨，同比增长12.5%；石油对外依存度进一步上升，达到51.3%。,48,原油对外依存度,2010年，我国原油从海外进口2.4亿吨，我们在本国内生产了2亿吨，对外依存度已经接近54.5%。,49,我国中长期能源发展战略,节能优先战略,优化能源结构,发展清洁煤技术,保证能源供应安全,提供优惠政策推动可再生能源发展,多数国家已完成煤炭时代石油时代的转换。正石油、天然气时代过渡。,50,国家能源局孙勤副局长 在第十一届国际能源论坛上的主旨发言 2008年4月22日 罗马,在上个世纪100年的时间里，占世界人口15%的发达国家陆续实现了工业化和现代化，促进了经济和社会的繁荣，但消耗了全球60%的能源和50%的矿产资源。进入新世纪的100年或更长时间，包括中国、印度、巴西等在内的占世界人口85%的发展中国家，将陆续实现工业化和现代化。,51,发电的单位煤耗,我国大力推动技术进步，发电能耗也大大降低了。目前每发1度电供电煤耗从370克标准煤下降到现在平均340克标准煤，下降了30克。听起来30克非常少，但是全国装机和每年发电量很大，1度电少1克就意味着节约360万吨煤炭。,52,制冷空调应用情况参考资料,进入90年代以来，随着经济发展和生活水平提高，空调开始进入许多城市的商场、办公室、会议室、旅馆、饭店、车站、影剧院等公共建筑以及居民住宅。,1997年，每百户家庭空调普及率北京为35%，上海为50%，广州为55%。2001年，家庭空调普及率北京为90%，广州为100%，上海100%。,2004年，中央空调的普及率南方为60%70%，长江流域大城市为40%50%，华北地区大约为20%30%。,53,制冷空调的水平是一个国家现代化的重要标志。在现代社会中，从国民经济各个行业到建筑水利、医疗卫生、日常生活等各个方面，制冷空调都是必不可少的。没有制冷空调，就没有现代社会。美国工程院2000年评出20世纪20项对人类社会和生活影响最大的工程技术成就，制冷空调技术就是其中的一项。,54,1997年11月，我国颁布了“中华人民共和国节约能源法”，1998年1月开始施行。,注意：节能不仅是用户的要求，更是社会的要求!,55,酒店 35-181 元/m2年写字楼 26-142 元/m2年商场 31-109 元/m2年,三城市的空调实际能耗情况（北京上海长沙）（2005年6-10月，调查300多家结果）,事实表明，设计不合理，操作管理不善的制冷装置，其能耗水平可高23倍。节能的效益相当可观。,56,我国的节能法规形势,能源和节能已经引起我国高度重视。2005年6月成立了以国务院总理温家宝为组长的能源领导小组。2005年7月国务院颁发“关于建设节约型社会当前重要工作的通知”。2006年3月23日，全国人大财经委员会节约能源法修订起草组在北京正式成立。修订后的节能法将一改以往的务虚、软性特点，有望成为一部可操作性强、约束力强的硬性法律。,57,国家“十一五”规划纲要把节约资源作为基本国策，明确规定“十一五”时期单位GDP能耗降低20%左右作为约束性指标4。2006年9月，国务院以国发200628号文印发了国务院关于加强节能工作的决定，要求从战略和全局的高度，充分认识加强节能工作的极端重要性和紧迫性。,58,中华人民共和国主席令第七十七号中华人民共和国节约能源法已由中华人民共和国第十届全国人民代表大会常务委员会第三十次会议于2007年10月28日修订通过，现将修订后的中华人民共和国节约能源法公布，自2008年4月1日起施行。中华人民共和国主席胡锦涛2007年10月28日,中华人民共和国节约能源法-2007,59,节能减排统计、监测及考核实施方案和办法,2007年11月17日，国务院批转了国家发展改革委、统计局和环保总局制订的节能减排统计、监测及考核实施方案和办法。这标志着节能减排目标责任制进入了落实阶段。依据实施方案和办法，将严格实施节能减排目标责任评价考核，实行问责制和一票否决制。,60,小 结,我国拥有较丰富的能源资源，但人均能源资源拥有量较低。其中，煤炭和水力资源人均量相当于世界平均水平的50%，石油、天然气人均量仅为世界平均水平的1/15左右。我国的能源资源的地域分布明显不均，80%的能源资源分布在西部和北部地区，而60%的能源消费在经济比较发达的东部和南部地区。我国的能源利用效率目前仍然很低，比以发达国家为主要成员的经济合作与发展组织（OECD）国家落后10个百分点2。可见，我国有极大的节能潜力。,61,建国以来，我国能源工业得到巨大发展。但能源形势仍然十分严峻。到2007年，中西部地区还有1000万多人口没有用上电1。能源短缺一直是制约我国经济发展的一个重要因素。能源的生产利用对当地的环境、全球大气环境会产生重要的影响。由于大量燃烧煤，我国SO2和CO2排放量已经分别居世界第一位和第二位，面临巨大国际压力。因此，节能的同时也在保护我们的生存和发展环境。,62,制冷空调是耗能大的行业之一。目前广泛采用的压缩式制冷装置消耗大量的电能。2002年，我国冷冻空调设备用电负荷已占到电力总负荷的20以上6。我国许多城市夏季空调耗电量超过总用电量的407。因此，制冷空调节能在我国节能工作中具有举足轻重的地位。,