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浅谈低碳、零碳和负碳小城镇化建设的解决方案
 

给各类新建、改建、扩建工程或项目提供节能与环保技术支持和咨询,代理或协助各类企业新投资项目“环境影响评价”能源审计”等的审批、监测和验收工作,不时研究和开发节能、环保新产品,一家集节能与环保技术和产品研发、设计、咨询、制造、销售、服务于一体的现代化高新技术企业。

北京中凯环能高科技有限公司,专门从事各类企业节能和环保技术研发、应用的专业型高科技公司。

2013年6月26日在第十二届全国人民代表大会常务委员会第三次会议上,国家发展和改革委员会主任徐绍史受国务院委托,向全国人大常委会演讲了国务院关于城镇化建设工作情况的演讲》演讲中指出:城镇化是现代化的殊途同归,转变发展方式、调整经济结构、扩大国内需求的战略重点,解决农业农村农民问题、促进城乡区域协调发展、提高人民生活水平的重要途径。

一边是城镇化是现代化的殊途同归,一边是乡村PM2.5引起的雾霾迟迟不肯散去而必需大力治理,那么,如何在PM2.5治理的同时保证城镇化建设的高质量,城镇化建设中前瞻性地综合治理PM2.5?由此,北京中凯环能高科技有限公司在低碳小城镇、零碳小城镇和智慧型小城镇建设做了深入研究,并提出了整体系统性解决方案。

该低碳小城镇的用能方案采取集中与户用相结合,因地制宜、优势互补的原则。其中:太阳能集热板、地源热泵、空调等供热系统,以小城镇或小区为单位进行集中控制和供应,解决居民生活用热水、空调、采暖需求;风能发电和太阳能光伏一体化发电均采用集中供应方式,自建微型电网,将风能、太阳能所发电能存储到蓄电池中,然后通过微型电网输送到各用户,多余电能通过逆变器输送到国家智能电网;风能发电、地源热泵、太阳能集热板、光伏发电等通过智能控制系统,进行统一调配和控制。

该系统包括:太阳能集中供暖与地源热泵、空调联合应用系统;风能与太阳能联合发电系统;综合控制系统;负荷系统等四大系统。具体用能规划方案如图1所示。

毛细管技术源自德国,一种室内环境控制技术。九十年代中期柏林许多工程项目应用到这一技术,为德国的节能环保技术发展做出了贡献,目前在欧洲市场仍有一席之地。人体的热舒适取决于人与室内空气间的对流和人与室内四壁之间的辐射所保持的一种热湿平衡,毛细管网栅系统空调末端技术采用自然手段维持室内热舒适环境恰恰满足了人体的这一需求。

采用3.40.55mm或4.30.8mm塑料毛细管组成间隔为10mm~30mm网栅,犹如人体中的毛细管,起到分配、输送和收集液体的功能,网栅中的液体流动速度和人体毛细管中血液的流动速度基本相同,都在0.05~0.2m/之间。塑料毛细管网栅系统空调末端液体流动示意如所图3所示。

毛细管网栅系统空调末端铺设在房间顶棚、墙壁和地板内。由于毛细管网栅间隔非常小,能够使房间顶棚或地板温度基本均匀一致。这种情况下,传热为辐射热60%对流热40%形式使得该种制冷或供暖形式等同于自然界物体间的动态热平衡规律,以及人体与周边的换热比例,这一静态换热和自然温暖的环境使人体感到非常舒适,身体感到温度比室温高2~3℃,不会发生惯例空调由于满足制冷量或制热量带来的高风速吹风感和相应的干燥感,相对低的空气流速实现了完全的恬静制冷”相对于平均环境辐射的室内空气温度偏高,对人体呼吸器官的健康有利,减少了风湿病和呼吸道疾病患病几率,带有露点检测装置的温控面板可以灵敏地控制室内的温湿度,给人更加舒适的感觉。毛细管网栅系统空调末端与室内人体换热示意如图4所示。

毛细管网栅系统空调末端在冬天供热时,管网中流动的热水,系统内水温只需28~32℃的低温热水。该情况下,吊顶外表温度为27℃。

由此可见,毛细管网栅系统空调末端可以与热泵、太阳能很好地结合起来,夏天供冷时采用地下水源的低温水,冬天采用太阳能热水,大大减少了其他二次能源的消耗。毛细管网栅系统空调末端天棚和地板供热与制冷示意如图5所示。

与激进空调相比,满足室内舒适性情况下,激进空调系统通常无法满足空间占用面积小以及节能二者兼顾的效果,而毛细管网栅系统新技术有效解决了这一难点,实现了空调系统的真正优化。

夏季运行时,高温湿润新风在全热回收单元中以溶液为媒介跟回风进行全热交换,新风被初步降温除湿后进入除湿单元进一步降温除湿,达到送风状态点,溶液吸收水蒸气后浓度变稀失去吸水能力,须进入再生单元进行浓缩。热泵循环的制冷量用于降低溶液温度,以提高除湿能力和对新风降温,冷凝器排热量用于浓缩再生溶液,能源利用效率极高。

冬季运行时,切换四通阀改变制冷剂循环方向实现空气的加热加湿功能。低温新风在全热回收单元与回风进行全热交换,预处置后进入加湿单元升温、加湿,调湿溶液释放水分后被浓缩,进入除湿单元吸收排风中的水分以循环使用。

 
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