节能并不是简单地节约能源,而是采取技术上可行、经济上合理以及环境和社会可接受的一切措施,更有效地利用能源。换句话说,节能更多意义上讲求的是追求能源效率。能耗太高、效率太低既有技术上的原因,也有思想观念上的桎梏。前者以发展中国家为主。以我国为例,1990年,吨钢能耗为1034千克煤当量,接近于国际先进水平(629千克)的2倍;水泥熟料能耗为每吨185.4千克煤当量,而国际先进水平为100.6千克煤当量;合成氨能耗为每吨1290千克煤当量,国际先进水平为930千克煤当量。后者则集中表现在发达的工业化国家。一些发达国家的人们奢侈地消费能源的观念是极为有害的。美国只有世界人口的1/25,但却消耗着世界能源的1/3~1/2,如果全世界的人都按照这一水平来消耗能源,那么地球上的传统能源早已枯竭,而难以为继。因此,一种新的资源伦理观念将在人类社会中牢牢地树立起来。
对于工业化国家来说,重要的是,提高能效不应以显著地改变人类目前的生活方式和经济运行体系为前提,这可以说是一种积极的态度。因此,在人们的居住、交通、旅行,享受食品方面所得到的服务应该和以前一样,只不过更为经济而已。这就为未来的房屋建筑、家用电器、城市交通和通讯带来了挑战,提出了更高的要求。例如,未来的房屋要求具有极好的密闭性能和良好的机械通风系统,这使得房屋供暖、制冷方面的能源需求有可能降至零。家用电器——电冰箱、空调机、热水器、电灯等的能耗也将大幅度降低。城市交通也将更多地采用高度发达的铁路和公共交通系统耗能极低的小汽车。计算机控制的送货服务和通讯手段的日趋完备,既可以提高工作效率又可以提高生活质量。
工业方面,不断提高能源效率的要求也会使之发生显著变化,但这是极其有益的变化。高效电弧炉替代平炉炼钢将减少1/2的能耗;电机设计和维护方面的重大改进所得以节省的电量可以使全世界少建数百座大型发电站;热电联产能够将整座工厂的能效提高到90%甚至更高。
从某种意义上讲,节能本身就是一种能源,而且,这种能源对合理利用自然资源和保护环境具有重要意义。因此,世界各国都不遗余力地研究、开发节能技术,采取各种政策措施,发展并鼓励使用节能产品。
对于广大的发展中国家来说,他们所面临的挑战是必须尽快跟上发达国家的步伐。然而,他们的经济基础和技术水平明白无误地显示出他们的困难所在。当然,他们没有像工业化国家那样陷入与石油、天然气和煤炭等相依为命的境地,也可能使他们更为轻快地而不必背着许多包袱进入下一个新能源世纪。对于他们来说,希望就是太阳能、生物质能新技术和节能新技术。
一场能源革命将会极大地改变整个世界的面貌,过去是如此,今后仍将如此。人们想象当中的未来世界应该是一个更多安全、更多方便,而更少污染、更少浪费的更有效的世界。在建设未来世界的过程中,能源革命——以洁净能源为主导的能源生产和消费将是最重要的动力因素之一。
节能是采取技术上可行、经济上合理以及环境和社会可接受的一切措施,来更有效地利用能源。我国在80年代中期就提出了能源开发与节能并重的方针。
节能新技术种类较多,这里只列举部分技术:
余热回收利用技术余热是指在某一热工过程中未被利用而排到周围环境中的热能。按载体形态可将余热分为固态载体余热、液态载体余热和气态载体余热。据统计,我国各行业余热占其燃料消耗总量的17%~67%,其中约有60%可以回收。余热回收利用技术主要包括热电联产技术、热泵技术、热管技术。
高效低污染工业锅炉技术我国90年代初使用的工业锅炉40余万台,产生蒸汽约为98万吨/时,平均热效率仅65%,耗煤3亿吨,造成严重的环境污染。因而发展高效工业锅炉技术意义重大。
利用工业余热节能是大有前途的
电子电力技术电子电力技术在工业、交通运输、通信、家用电器等领域有广泛用途,可以省工、节能,并实现精巧、高精度、快响应。电子电力技术是节能的利器。例如,风机、水泵的阀门调节改为交流调速控制,可节电30%~40%;采用电子变频器和新型荧光粉的高效荧光灯,节电率可达80%。据有关部门估计,我国推广应用电子电力技术,每年可节电400亿千瓦时。
高效电动机技术它是采用新材料和改进设计,具有低损耗、高效率因素的电动机技术。电动机占我国总用电量的60%,推广应用这项技术效益巨大。
高效节能照明技术它是采用高频镇流器降低灯的耗电率,采用稀土荧光粉吸收紫外线并变为可见光,提高发光效率。例如,用节能灯代替白炽灯可提高效率50%~80%。
远红外线加热技术它是利用远红外辐射元件发出的远红外线,使被加热物体吸收,直接转变成热能的一种加热方式。例如,在远红外辐射电暖器内使用的乳白石英玻璃管,能够吸收电热丝发射的可见光和远红外光,使石英玻璃中的晶格振动,产生远红外辐射。由于人体和衣服对远红外光有较强的吸收特性,所以能立即转化为热能进行取暖。
电热膜加热技术它是将电子电热膜直接制作在被加热体的表面上,当通电加热时,热量会很快传给被加热体。电热膜加热效率达85%,而普通电热丝加热效率仅40%。
当今世界各国十分重视节能。国际能源界有人将节能称为第五能源,与煤、石油及天然气、水电、核电四大能源并列。节能新技术的发展前景十分诱人。
1.变频技术,2.LED节能灯,3.太阳能光伏,4.节能变压器等。
一、新型建筑节能材料种类
主要包括新型墙体材料,保温隔热材料,防水密封材料,陶瓷材料,新型化学材料,装饰装修材料以及各种工业废渣的综合利用等。
二、各类新型建筑节能材料具体介绍
1、新型墙体材料
就其品种而言,新型墙体材料主要包括砖、块、板等,如粘土空心砖、掺废料的粘土砖、非粘土砖、建筑砌块、加气混凝土、轻质板材、复合板材等。
2、保温隔热材料
保温材料和隔热材料统称绝热材料。
常用保温隔热材料分类:矿物棉、岩棉、玻璃棉(是以岩石、矿渣为主要原料,经高温熔融,用离心等方法制成的棉及以热固型树脂为粘结剂生产的绝热制品。),泡沫塑料及多孔聚合物,膨胀珍珠岩及其制品,硅酸钙绝热制品,各种复合保温隔热材料等。
保温隔热材料的应用:
(1)主要应用于建筑物墙体和屋顶的保温绝热;
(2)热工设备、热力管道的保温;
(3)冷藏室及冷藏设备上也大量使用。
3、防水密封材料
防水材料是建筑业及其他相关行业所需要的重要功能材料,是建材工业的一个重要组成部分。随着我国国民经济的快速发展,工业建筑与民用建筑对防水材料提出了多品种高质量的要求。
4、节能门窗和节能玻璃
建筑门窗和建筑幕墙是建筑围护结构的组成部分,是建筑物热交换、热传导最活跃、最敏感的部位,是墙体失热损失的5-6倍。门窗和幕墙的节能约占建筑节能的40%左右,具有权其重要的地位。
5、太阳能综合利用
太阳能是人类可以利用的最丰富、最洁净、最理想的能源,随着太阳能光电转换技术的不断突破,在建筑中利用太阳能成为了可能。
智力游戏棒: 此智力游戏棒构造简单,加上几个乒乓球就能做成各种智力比赛回用具,效果答很好。 选取一只工程用的透明塑料管(内直径5cm、长1米),管的一端加工出螺纹,套上盖子。另一端钻四个小 孔,绑两条弹性较好橡皮筋(见图3),使用时,手拿带螺纹盖子一端,使带有弹性橡皮筋的圆孔对准乒乓球一按,利用橡皮筋的弹性来拾乒乓球,可连续使用,直到装满乒乓球,再将它倒出来。 利用智力游戏棒可作多种游戏,比如把乒乓球标上数字,运算符号,在50m远处放上这些乒乓球,在起跑点设置块黑板,上面写上一道计算题,让小同学手拿“智力游戏棒”快速跑过去,按上地面乒乓球,使乒乓球排成黑板计算题的算式和结果又跑回来。这样既提高了体能素质,又培养了学生思维能力。 智力游戏棒不仅适合中小学,而且在乒乓球队训练场地 也可利用它来捡拾乒乓球,不仅省事,也免去弯腰的麻烦见图<3>
由佩尔优公司首任蓄冷总工程师徐威先生主持研究开发、具有自主知内识产权的“大温差水容蓄冷中央空调蓄冷系统”是目前世界上最先进的水蓄冷系统,其所有指标都超过了美国、日本等发达国家类似系统的技术水平。目前我国大温差水蓄冷中央空调蓄冷系统都是采用我公司的发明专利(专利号:ZL97116453.3)技术实现的,其中多数项目是由我公司以合同能源管理的商业模式建设而成。
蓄冷空调即是在夜间电力低谷时段开启制冷机系统,将电力以冷量的形式储存在蓄冷设备内,而在白天电力高峰时段再将所储存的冷量释放到空调系统中去的技术。蓄冷空调技术,从宏观上来讲,它能平衡电网的负荷,移峰填谷,充分发挥电站的发电效率,节能减排;从空调用户的角度来讲,又可以充分利用不同用电时段的电价差,节省大量的运行电费。
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汽车节油技术随着能源的日渐紧张和对环境保护的日益迫切,节能工作更加深入;同时,由于工业生产上经济效益需求的提高,作为降低作业成本的直接有效措施,节能工作也应更前进一步。尤其对我国这样一个发展中的大国来说,如何有效地利用和节约资源,使之更好地适应国民经济持续、快速、健康发展的需要,已成为我国一项重要的战略问题。目前,节油技术在汽车设计、制造以及使用方面已得到了广泛的应用,并朝着多元化的趋势发展。 一、节油技术的分类与实施 1.优化设计燃烧系统 内燃机技术的发展在很大程度上与燃烧技术的发展密切相关。燃烧室结构是影响燃烧过程的主要因素,它涉及到活塞顶和缸盖的形状,火花塞的位置,进、排气门的尺寸和数量,以及进气口的设计等一系列问题。设计者对燃烧室形状、燃烧室布置以及喷射系统进行了优化设计,具体目标是: a)在全部工况下都能实现快速、稳定、连续的燃烧; b)在油门全开时有高的容积效率; c)由燃烧室壁传走的热量损失少; d)排放污染物低; e)抗爆燃性能好。 2.采用电子点火系统 一些现代新型汽油机已越来越多地采用优化的电子点火系统,代替了传统的分电器,最佳点火角可以根据发动机工作范围及一些附加要求(如排放、爆燃界限或驾驶性能等)计算出来,以实现点火提前角的多维优化调节。 燃烧稀混合气是改善火花点火式汽油机燃油经济性,降低CO排放量,特别是使NOx排放符合法规要求的另一有效途径,同时也能放宽所用汽油的种类。但使用稀混合气会降低火焰传播速度,因此,要对传统的结构进行改进,以使混合气加速燃烧。目前主要采取的措施有:高能点火系统、空气喷射燃烧系统、火焰喷射燃烧系统以及分层燃烧等。 3.优化供油系统 现代内燃机向着提高比功率、改善燃油经济性和符合环境保护法规的方向发展,使供油系统有了以下几种发展趋势: a)采用增压技术。这样不仅能提高发动机升功率,还能降低燃油消耗和有害排放物。 b)改善燃油经济性。为达到这一目的,车用柴油机越来越多地采用直喷燃烧系统,并要求较高的喷油压力和喷油率。 c)精确控制喷油过程参数。随着电控技术在供油系统中的广泛应用,实现了内燃机在每个工况点上对喷油过程参数(喷油定时、喷油率、持续时间)的控制,从而达到了最低油耗,控制了排放污染和噪声污染,使供油系统达到最佳化。 4.降低机械损失 汽车的机械损失主要包括运动部件摩擦损失和驱动功率损失,这两大类损失约占总机械损失的90%以上,为此,汽车设计者在降低运动副的摩擦系数和提高传动效率方面做了许多工作,即主要通过减少活塞组、曲轴与连杆、配气机构、传动系统、各驱动装置的机械损失来实现。另外,使用时在润滑油中添加各种减摩剂,也可使各运动副摩擦系数降低。目前使用的减摩剂主要有二硫化钼、石墨和有机钼、有机硼、GRT、YGC节能减摩剂等,还有一些摩擦改进剂,如磷酸脂、硫磷酸钼、油酸环氧脂等。 5.采用新材料 为适应汽车轻量化的要求,轻金属和非金属材料在汽车制造上的使用量逐年增长,特别是轿车发动机更甚,这样可有效地改善车厢布置,缩小汽车外形尺寸。目前,在汽车制造上主要使用了一些高强度低合金钢、铝合金、镁合金、塑料、陶瓷以及一些纤维强化材料。随着新材料、新工艺的不断发展,一些汽车已开始用铝和其它轻质材料制造保险杠、车厢、车架纵梁、飞轮壳、油箱等,从而使汽车的有效负载能力有了大幅度的提高。资料表明,车重减轻10%,油耗可减少8%-9%,在同样的加速性能下,单位燃油的行驶里程可延长10%左右。 6.改善车厢的空气动力性能 通常汽车速度越快,空气阻力也越大,从而消耗在克服空气阻力上的功率也就越多。在一般车速行驶时,发动机功率的20%—30%消耗于空气阻力。所以,无论是对轿车,还是对载货汽车来说,都应在车体设计上尽可能地减少空气阻力,主要采取的办法是: a)设计合理的车身外形。对发动机、前保险杠、水箱、翼子板、挡风玻璃、车门、车身、车尾形状进行空气动力学优化设计,使整车综合性能达到最佳。 b)加装导流装置。通常在车身上加装导流板、导风罩等,目前还在一些小轿车上加装了防止因空气浮力而引起汽车牵引力不足的压风板,在大型货车上使用了装在牵引车项上的导风板及装在牵引车与半挂车之间的导风罩等。 7.减少滚动阻力 发动机输出功率的约30%-40%用于克服轮胎的滚动阻力,在平整路面上,轮胎的滚动阻力由轮胎空气阻力、轮胎变形阻力、轮胎与路面间的滑动阻力三部分组成,其中变形阻力占滚动阻力总值的90%以上。目前广泛采用了子午线轮胎,它的滚动阻力系数要比一般斜交线轮胎低25%—30%左右,而且其弹性好,运动阻力小,在使用中节油效果明显。为了更大范围地减少滚动阻力,轮胎正朝着高气压比、无内胎化方面发展,并取得了一些积极的进展。 8.广泛使用汽车诊断与检测技术 现代技术特别是微电子技术极大地促进了汽车诊断与检测技术的发展,实践证明,如能及时地借助诊断设备对汽车状态进行诊断,使汽车技术状况经常保持良好,对于节约能源、环境保护和交通安全具有重要意义。 用现代方法对汽车诊断时,可以在不解体整车的情况下,用专用仪器设备检测出汽车相关总成和机构的参数、曲线或波形,为进一步分析、判断汽车状况提供原始数据,然后再通过计算机进一步对这些数据进行分析、判断、贮存、处理,从而对汽车技术状况作出正确的结论。可以说,检测控制自动化、数据处理自动化是汽车诊断与检测技术的发展方向。 资料表明,如能定期诊断汽车废气,并及时对汽车排放加以限制,可使被查汽车油耗降低5%左右;相反,点火系如在有故障的情况下工作,则油耗最大可超过标准的80%左右。 9.汽车柴油机化 通常柴油机的热效率要比汽油机高许多,如能广泛地使用柴油机,将会节约大量燃料。柴油机的优点还在于它可以使用纯度比较低、价格比汽油便宜的柴油作燃料。据统计,将汽油机转换为柴油机,每升燃料的行程里程平均可增加35%,同样质量和功率相同的柴油机与汽油机相比,油耗下降15%-25%。因此,各汽车制造商都积极地增加柴油车的比重,可以预测,将来会越来越乡地在载货汽车、小客车和小轿车上采用柴油机。 二、节油技术的合理选用 节油技术的选用除了按照效费比这一综合经济性指标衡量其选用是否合理外,还可从以下几方面选择。 1.按功效选用 根据节油技术的功效选择适当的节油技术,如在节省柴油方面,苦发动机工作以重负荷为主,可选用重负荷工况区段节油效果好的项目,如乳化柴油、惯性增压等。若发动机工作以中轻负荷为主,则可选用整个工况区段都具有节油效果的节油技术,如磁化柴油等。 如果从提高发动机功率角度选择。可选用惯性增压、磁化柴油、进气喷水等。如果从环保要求选择,可选用磁化柴油、乳化柴油等。 2.按季节选用 高温、干燥的季节,可选用能够强化冷却的一些节油技术,如进气喷水、乳化柴油等,而在低温、潮湿的季节,则不宜采用上述技术。 风冷发动机、废气涡轮增压柴油机往往热负荷高,发动机容易过热,影响工作效率和可靠性,可选用有强化冷却作用的节油技术。 城市内的汽车对排放污染要求较高,其发动机可选用减少排放污染效果突出的节油技术,又由于汽车对防火安全要求较高,可选用具有一定安全防火作用的节油技术(乳化柴油等)。 一些发动机自身具有一些不足的工作特性,可有针对性地选择节油技术补偿其不足。 3.按地域选用 不同的地域特点,导致不同的甚至相反的节油技术选择。这主要表现在南方的炎热和北方的寒冷上南方温度高,一些兼有强化冷却作用的节油技术效果较好;而北方寒冷,则宜选用具备预温加热的燃油系统。这不仅可以收到节油的良好效果,还可解决发动机的高温散热不良或低温起动困难的问题。 4.提高驾驶员的技术水平 提高驾驶员的技术水平也是降低汽车燃油消耗量的重要途径之一,据测定,驾驶技术高的驾驶员比一般水平的驾驶员可平均节油8%-10%。主要应从以下几个方面注意: a)保持合理的行车速度; b)冷车起动时避免延长发动机升温时间; c)避免不必要的怠速运转; d)行驶中应尽量避免突然加速和减速; e)正确掌握变速时机; f)正确使用空调制冷系统。 汽车制造商在对发动机和底盘零部件等进行综合优化设计研究的同时,也在积极地研究和开发各种代用燃料,研制各种新型的发动机。我们相信,随着新材料、新技术的发展,并通过广大汽车设计、制造人员的不懈努力,汽车节能技术必将有一个更大的发展和提高。
随着发动机技术的不断完善,现在的节能减排是一个很大的课题攻破。
汽车节能减排主要在动力系统,其新技术分为两类,一类是传统内燃机技术的改进,一类专是时下热门的新能源汽车技属术。
传统内燃机,包括汽油机和柴油机,其能量利用率只有30%左右,还有很大的潜力可挖。汽油机技术包括,缸内燃油直喷,分层燃烧,贫燃技术,增压技术,可变进气歧管等都可以节能并减排,催化剂等的利用,可以减排。柴油机目前的新技术是高压共轨。
新能源,主要包括相对洁净的天然气发动机,以及加上电机的混合动力技术,还有就是电驱动汽车。天然气技术很多城市的出租车都在采用,混合动力比亚迪的F3DM也比较成功,根据电动机的大小,有弱混、中混和强混之分。
重点是电驱动汽车,以前的称呼是电动汽车,现在业界的新归类是电驱动,包括燃料电池驱动汽车、插电式电驱动汽车、增程式电动汽车。电驱动汽车是今后的发展主要方向。
除了动力系统之外,新材料的应用,使得车辆的小型化与轻量化成为可能,也是节能减排的一条有效路径。
节能减排,顾名思义就是节约能源的消耗,减少对环境有害的物质排放,在减排专中尤以属减少温室气体(二氧化碳为主)的排放,所以各国提出发展“低碳经济”,低碳经济是一种可持续发展的经济,通过研发新技术,推广使用各类工业节能产品,可以有效治理并促进温室气体的回收和再利用,持续减少温室气体的排放,促进经济的健康发展。