在建筑中积极利用新能源,能够很好地减少建筑的能耗。通常,建筑使用的新能源技术包括太阳能、地热能、风能等。同时,这些新能源技术有的可以直接应用到建筑建造中,有的则需要结合多个建筑进行应用,以便形成片区中局部新能源系统。这些新能源技术通常有以下几个方面。
(一)太阳能制冷
太阳能制冷的方法有多种,如压缩式制冷、蒸汽喷射式制冷、吸收式制冷等。压缩式制冷要求集热温度高,除采用真空管集热器或聚焦型集热器外,一般太阳能集热方式不易实现,所以造价较高;蒸汽喷射式制冷不仅要求集热温度高,一般说其制冷效率也很低,为0.2%~0.3%的热利用效率;吸收式制冷系统所需集热温度较低,大约70℃~90℃即可,使用平板式集热器也可满足其要求,而且热利用较好,制作容易,制冷效率可达0.6℃~0.7℃,所以一般采用也多,但设备庞大,影响推广。
(二)太阳能热水器
太阳能热水器是太阳能热利用中具有代表性的一种装置,它的用途广泛,形式多样。最常见的一种太阳能热水器是架在屋顶的平板热水器,常常是供洗澡用的。其实,在工业生产中以及采暖、干燥、养殖、泳池等许多方面也需要热水,都可利用太阳能。太阳能热水器按结构分类有闷晒式、管板式、聚光式、真空管式、热管式等几种。
(三)太阳房
太阳房是利用太阳能采暖和降温的房子。人们的生活能耗中,用于采暖和降温的能源占有相当大的比重。特别对于气候寒冷或炎热的地区,采暖和降温的能耗就更大。太阳房既可采暖,也能降温,最简便的一种太阳房称为被动式太阳房,建造容易,不需要安装特殊的动力设备。比较复杂一点,使用方便舒适的另一种太阳房称为主动式太阳房。更为讲究高级的一种太阳房,则为空调制冷式太阳房。
(四)太阳能热发电(www.xing528.com)
太阳能热发电是太阳能热利用中的重要项目。太阳能热发电是利用集热器把太阳辐射能转变成热能,然后通过汽轮机、发电机来发电。根据集热的温度不同,太阳能热发电可分为高温热发电和低温热发电两大类。按太阳能采集方式划分,太阳能热发电站主要有塔式、槽式和盘式三类。
(五)地热发电
地热发电是地热利用的最重要方式。高温地热流体应首先应用于发电。地热发电和火力发电的原理是一样的,都是利用蒸汽的热能在汽轮机中转变为机械能,然后带动发电机发电。所不同的是,地热发电不像火力发电那样要备有庞大的锅炉,也不需要消耗燃料,它所用的能源就是地热能。地热发电的过程,就是把地下热能首先转变为机械能,然后再把机械能转变为电能的过程。要利用地下热能,首先需要有“载热体”把地下的热能带到地面上来。目前能够被地热电站利用的载热体,主要是地下的天然蒸汽和热水。按照载热体类型、温度、压力和其他特性的不同,可把地热发电的方式划分为蒸汽型地热发电和热水型地热发电两大类。
(六)地热供暖
将地热能直接用于采暖、供热和供热水是仅次于地热发电的地热利用方式。因为这种利用方式简单、经济性好,备受各国重视,特别是位于高寒地区的西方国家,其中数冰岛开发利用得最好。该国早在1928年就在首都雷克雅未克建成了世界上第一个地热供热系统,现今这一供热系统已发展得非常完善,每小时可从地下抽取7740吨80℃的热水,供全市11万居民使用。此外,利用地热给工厂供热,如用作干燥谷物和食品的热源,用作硅藻土生产、木材、造纸、制革、纺织、酿酒、制糖等生产过程的热源。目前世界上最大两家地热应用工厂就是冰岛的硅藻土厂和新西兰的纸浆加工厂。中国利用地热供暖和供热水发展也非常迅速,在京津冀地区地热利用已成为较普遍的方式。在北京东南城区、小汤山和良乡地区地热资源早已经全面开发利用。
(七)风力致热
“风力致热”是将风能转换成热能。目前有三种转换方法。一是风力机发电,再将电能通过电阻丝发热,变成热能。虽然电能转换成热能的效率是100%,但风能转换成电能的效率却很低,因此从能量利用的角度看,这种方法是不可取的。二是由风力机将风能转换成空气压缩能,再转换成热能,即由风力机带动离心压缩机,对空气进行绝热压缩而放出热能。三是将风力机直接转换成热能。显然第三种方法致热效率最高。风力机直接转换热能也有多种方法。最简单的是搅拌液体致热,即风力机带动搅拌器转动,从而使液体(水或油)变热。“液体挤压致热”是用风力机带动液压泵,使液体加压后再从狭小的阻尼小孔中高速喷出而使工作液体加热。
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