|
熱迪-REDI太陽(yáng)能熱水工程效益分析
[摘要] 分析了太陽(yáng)能熱水工程熱水供應(yīng)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益,認(rèn)為太陽(yáng)能熱水工程熱水供應(yīng)系統(tǒng)年運(yùn)行能耗費(fèi)低,節(jié)能效果十分明顯，是綠色無(wú)污染的熱水供應(yīng)系統(tǒng)。
[關(guān)鍵詞] 太陽(yáng)能 熱水工程
一、工程概況
我國(guó)太陽(yáng)能資源十分豐富,全國(guó)有三分之二以上的地區(qū),年輻射總量大于502萬(wàn)kJ/m2,年日照時(shí)數(shù)在2 000h以上。太陽(yáng)能熱水工程目前的技術(shù)較為成熟、成本相對(duì)低廉。太陽(yáng)能熱水工程熱水供應(yīng)系統(tǒng),具有較好的經(jīng)濟(jì)性,節(jié)能效果十分明顯,故所提供的熱水既可用于淋浴又可用于生活洗刷,是一種理想的熱水供應(yīng)系統(tǒng)。以下通過(guò)吉林大學(xué)中日聯(lián)誼醫(yī)院內(nèi)科樓的實(shí)際工程對(duì)太陽(yáng)能熱水工程構(gòu)成的熱水供應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行效益分析。本工程選用太陽(yáng)能熱水工程構(gòu)成太陽(yáng)能熱水供應(yīng)系統(tǒng),有輔助電加熱,以滿(mǎn)足穩(wěn)定地提供熱水的需要。內(nèi)科樓建筑面積16400m2,需要供應(yīng)熱水的面積為14000m2。該項(xiàng)目原設(shè)計(jì)為蒸汽爐加熱，換熱器換熱進(jìn)行熱水供應(yīng)系統(tǒng)。根據(jù)環(huán)保要求和現(xiàn)在科學(xué)技術(shù)發(fā)展,太陽(yáng)能技術(shù)應(yīng)用較為廣泛，經(jīng)過(guò)討論、考察、研究，最后采用太陽(yáng)能作為熱源替代原熱水供應(yīng)方案。
二、經(jīng)濟(jì)效益分析
太陽(yáng)能熱水工程每年所獲得的熱量為Q，它可由下式進(jìn)行計(jì)算:
Q=βEηsF（1-1）
式中β—太陽(yáng)能輻射全年可利用系數(shù)，與當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c(diǎn)、太陽(yáng)輻射特點(diǎn)、大氣透明度等因素有關(guān)，一般取β=0.58;
E—太陽(yáng)能輻射總量，kJ/(m2·a)，每個(gè)地區(qū)所處緯度不同其輻射總量也不同；全國(guó)各地太陽(yáng)年輻射總量中值為5×106kJ/m2·a。
ηs—太陽(yáng)能熱水工程的熱效率，與太陽(yáng)能集熱器的特性、熱水的使用情況有關(guān)，一般取ηs=0.5;
F—太陽(yáng)能熱水工程采光面積，m2。
本工程采用的熱水器的單根采光面積為0.078m2，每組太陽(yáng)能熱水工程的根數(shù)為24，則每組熱水器的采光面積為1.872 m2;則每組太陽(yáng)能熱水工程所獲得的熱量為:
Q=0.58×5×106×0.5×1.872
=2.7×106 kJ/a
如果這部分熱采用電加熱，則消耗的電量為：
n=Q/ndq0 （1-2）
式中nd—電加熱的效率，一般取0.9;
q0—電的發(fā)熱值,一般為3595kJ/kw·h
n=2.7×106/0.9×3595
=838kw·h
利用太陽(yáng)能熱水工程供應(yīng)熱水每年節(jié)約的費(fèi)用為:
n0=nx（1-3）
式中x—電價(jià)，現(xiàn)電價(jià)為0.45元。
n0=nx=838×0.45=377元
根據(jù)太陽(yáng)能熱水工程投資回收期限的長(zhǎng)短，可以判斷該太陽(yáng)能熱水工程的經(jīng)濟(jì)性。投資回收期限為：
t=y/n0（3-3）
式中y—為每臺(tái)太陽(yáng)能熱水工程的總投資。
本課題采用的24根管的熱水器每臺(tái)初投資為2700元，則回收年限為：
t=y/n0=2700/377=7.17年
然而熱水器的壽命為15年～20年。同時(shí)我們應(yīng)該看到節(jié)省能源，保護(hù)環(huán)境給我們帶來(lái)的潛在價(jià)值是不可估量的。
如果這部分熱量采用燃煤來(lái)?yè)Q取，則需要消耗掉的煤為：
G=2.7×106×0.24/7000=93 kg/a
如果由燃煤鍋爐提供熱水，再由換熱器換熱，則真正用掉的煤為:
G`=93/0.6×0.8=194 kg/a
本工程使用的太陽(yáng)能熱水工程臺(tái)數(shù)為76臺(tái)。則燃燒掉的總煤量為：
194kg/a×76=14735kg/a=14.7T/a
由此看出,消耗燃料的數(shù)量是驚人的。燃料燃燒的同時(shí)還會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定影響。
三、環(huán)境效益分析
環(huán)境效益對(duì)人類(lèi)社會(huì)活動(dòng)的環(huán)境后果的衡量。由于人類(lèi)的生活和生產(chǎn)活動(dòng)必然會(huì)引起環(huán)境發(fā)生各種各樣的變化，這些變化對(duì)人類(lèi)的繼續(xù)生存和社會(huì)的持續(xù)發(fā)展的反作用是不相同的，因此人類(lèi)需要從自然、經(jīng)濟(jì)、人文等多種角度對(duì)人類(lèi)活動(dòng)可能導(dǎo)致的環(huán)境變化進(jìn)行綜合評(píng)估和衡量。環(huán)境效益有正效益，直接效益和間接效益之分。環(huán)境效益是經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的基礎(chǔ)，經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益則是環(huán)境效益的后果，三者互為條件，相互影響，是辯證統(tǒng)一的關(guān)系。人類(lèi)的使命就是要尋求出使這三者得以統(tǒng)一的活動(dòng)方式和內(nèi)容，即能使社會(huì)不斷進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展、環(huán)境日益改善的措施和方案。
另一方面環(huán)境效益指對(duì)大氣的污染程度下降,二氧化氮是氮氧化物的一種,在大氣中濃度較高,同二氧化硫一樣,也有自然來(lái)源和人為來(lái)源。除自然來(lái)源的二氧化氮外,能導(dǎo)致環(huán)境污染的主要來(lái)自于燃料的燃燒,據(jù)估計(jì)，全世界人為污染源每年排出的氮氧化物大約為5300萬(wàn)噸。吸入的二氧化氮可對(duì)肺組織產(chǎn)生強(qiáng)烈的刺激作用和腐蝕作用,從而引起肺水腫。呼吸系統(tǒng)有問(wèn)題的人如哮喘病患者,較易受二氧化氮的影響。
顆粒物是煙塵、粉塵的總稱(chēng)。有天然來(lái)源,如風(fēng)沙塵土等造成的顆粒物;也有人為來(lái)源的顆粒物,如工業(yè)活動(dòng)等。由于顆粒物可以附著有毒金屬、致癌物質(zhì)和致病菌等,因此其危害更大?？諝庵械念w粒物又可分為降塵、總懸浮顆粒物和可吸入顆粒物等。
二氧化硫是城市中普遍存在的污染物?？諝庵械亩趸蛑饕獊?lái)自火力發(fā)電及其他行業(yè)的工業(yè)生產(chǎn),比如固定污染源燃料的燃燒、小型取暖鍋爐和民用煤爐的排放等來(lái)源。二氧化硫是無(wú)色氣體,有刺激性,在陽(yáng)光下或空氣中某些金屬氧化物的催化作用下,易被氧化成三氧化硫。三氧化硫有很強(qiáng)的吸濕性,與水汽接觸后形成硫酸霧,其刺激作用較二氧化硫強(qiáng)10倍，這也是酸雨形成的主要原因。造成大氣污染,將人們生存環(huán)境變?yōu)榉浅毫拥脑搭^之一是燃煤之后的產(chǎn)物。人類(lèi)要想健康生存,必需要保護(hù)環(huán)境、愛(ài)護(hù)環(huán)境,所以新型環(huán)保太陽(yáng)能熱水工程的應(yīng)用研究不僅是節(jié)省資金的投入,其長(zhǎng)期的環(huán)境效益是不可估量的。
四、結(jié)語(yǔ)
太陽(yáng)能熱水工程熱水供應(yīng)系統(tǒng),具有很好的經(jīng)濟(jì)性,年運(yùn)行耗能費(fèi)低,遠(yuǎn)低于常規(guī)熱水系統(tǒng),節(jié)能效果十分明顯,而且太陽(yáng)能是無(wú)污染能源,是一種取之不盡、用之不竭的綠色能源,這是其他能源所無(wú)法比擬的,在環(huán)境污染日趨嚴(yán)重的今天,這一點(diǎn)尤為重要。因此,太陽(yáng)能熱水工程熱水供應(yīng)系統(tǒng)是一種理想的熱水供應(yīng)系統(tǒng)，值得大力推廣應(yīng)用。
參考文獻(xiàn):
[1]張吉光楊晚生等:太陽(yáng)能熱水工程熱水供應(yīng)系統(tǒng)的應(yīng)用與分析[J].給水排水,2001(7):69
[2]黃飛陶進(jìn)慶:太陽(yáng)能熱水工程節(jié)能效益和環(huán)境效益淺析.新能源.2000（2）:12～14
|
