可再生能源的优缺点
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可再生能源的优缺点范文第1篇
【Abstract】 The effect of energy saving of water-loop heat pump system which is used in HVAC system is preferable when there is plenty of remainder heat in the building.The heating-peripheral is boiler in water-loop pipeline of traditional water-loop heat pump system,the energy is not utilized absolutely or the waste air occurs in boiler.hence,we should purse new recycled resourse to replace the traditional heat source.I will discuss the actuality,prospect,principle,advantage and disadvantage of recycled energy in water-loop heat pump system briefly in the following paper.
【keywords】 energy saving;recycled resource;water-loop heat pump system
【关键词】 节能；可再生能源；水环热泵
中图分类号 TU831 文献标识码 A
前言
水环热泵空调系统可利用的外部能源有太阳能、水（井水、河水、湖水、海水）、土壤能、空气等。这些能源具有资源无限、可以再生、与生态环境和谐的特点。因此提出可再生能源水环热泵空调系统对解决暖通空调的能源与环境问题有长远的战略意义。
上世纪50年代以来国外就有很多把可再生能源作为低位热源应用到水环热泵当中，其中土壤源作为水环热泵的低位热源是在二战以后就引起人们的重视，20世纪70年代末至80年代美国和欧洲一些国家对土壤源水环热泵进行各种理论和试验研究，瑞典早在20世纪70年代末就开始生产专供冬季采暖的土壤源热泵机组并已商品化［1］。我国的暖通空调工作者近年来对土壤源水环热泵开展广泛的理论和试验研究。水源热泵在欧美国家的建筑中也已经有30年的历史了，日本早在1932～1955年间就装设35座深井水为热源的水环热泵系统［2］，近年来，在我国黄河流域和北方地区开始广泛采用以井水源热泵冷热水机组作为冷热源的空调系统，我国的青岛还曾提出建造以海水为低位热源的大型热泵站的方案。我国的太阳能资源十分丰富，居世界第二位，年日照时间大于2000小时的地区占全国面积的2/3，处于利用太阳能较有利的区域。哈尔滨工业大学、天津大学曾进行过太阳能水环热泵系统的模拟研究。在空气源利用方面进来我国也进行了双级耦合水环热泵空调系统的研究和应用，这种系统就是利用空气/水热泵和水/空气热泵的耦合，把空气/水热泵作为水环热泵的辅助热源。
20世纪80年代初，我国一些外商投资的项目中开始采用闭式环路水环热泵空调系统，20世纪90年代水环热泵空调系统在我国得到广泛的应用。据统计，1997年国内采用水环热泵空调系统的工程共52项［3］，到1999年，全国约有100个项目，2万台水源热泵机组在运行［4］。进入21世纪水环热泵将得到新的兴旺发展，同时21世纪人类也面临着能源问题的严重压力，为此我们有必要研究探讨新型可再生能源在水环热泵中的应用。
水环热泵及可再生能源在水环热泵中的应用
1.1 传统水环热泵空调系统的组成
热泵是一种利用高位能使热量从低位热源（低温热源）流向高位热源（高温热源）的节能装置［5］。那么所谓的水环热泵空调系统是指小型水/空气热泵机组的一种应用方式，既用水环路将小型水/空气热泵机组（水源热泵机组）并联在一起，构成以回收建筑物内部余热为主要特征的水泵供暖、供冷的空调系统。该系统于20世纪60年代在美国加利福尼亚州出现，故也称为加利福尼亚系统。该系统于1955年在美国申请专利，很快传遍美国并早已商品化［5］。
在夏季建筑物的内区和周边区都供冷的情况下建筑物内部的余热通过水/空气热泵机组由水环路散发到室外。首先，室内侧的空气与制冷剂换热（此时室内换热设备为蒸发器）使空气冷却下来，热泵机组里的制冷剂通过压缩机后进入循环水和制冷剂侧（此时的换热设备为冷凝器）此时制冷剂把热量传到循环水中。在冬季建筑物内区需要供冷而周边区需要供热，内区排向循环水中的热量就可以通过循环水带到需要供热的周边区从而达到节能的目的。但是往往在冬季内区向水环路中散发的热量小于周边区需求的热量，使循环水的温度逐渐降低，当温度小于13℃时就需要外加的辅助热源向循环水加热以补充周边区的热需求。而夏季由于热泵不断把室内的热量散发到循环水中，循环水的温度就不断升高，当循环水温升高到32℃时就需要辅助的散热设备向外界排热以保持循环水温在13℃～32℃范围变化。传统的散热和加热设备是冷却塔和锅炉（燃油、燃煤、燃气、电热锅炉）。采用这种高位能（电、燃气、油等）通过锅炉转变为循环水的低位能，再有室内水/空气热泵提升后向室内供热的方式不符合按质用能的原则，是对能源的极大浪费。
1.2太阳能水环热泵空调系统
太阳能是21世纪人类可期待的能源，我国的的太阳能资源又十分的丰富，因此把太阳能应用到水环热泵空调系统中就有着非常广阔的前景。在水环热泵空调系统中主要是将太阳能代替传统的锅炉等辅助加热设备。太阳能水环热泵空调系统又分为闭式和开式两种， 在闭式系统中当冬季水温低于13℃时就利用太阳能热水系统通过板式换热器对循环水加热。开式系统又包括三个子系统，既太阳能集热系统、水环热泵空调系统、热水供应系统。三系统通过建筑物的消防水池为蓄热水池连接起来。这样可以解决太阳能的间歇性和不稳定性。当循环水温高于32℃时打开冷却塔散热，当循环水温低于13℃利用蓄热水池中的水作为循环水给系统供热。
1.3 土壤源水环热泵空调系统
土壤源水环热泵空调系统就是利用地下埋管换热器作为辅助热源的水环热泵空调系统。地表浅层是一只巨大的太阳能集热器，它收集约47%的太阳能［1］，尽管其中有一半能量以长波的形式辐射出去，但剩余的能量也十分丰富。在缺乏地下水或者利用地下水源不经济的地区这种形式尤为显得可观。该系统有两个环路组成，即一次环路、二次环路。当冬季周边区供热量大于内区向二次环路中排热量时，至到二次环路温度降低13℃时开启二次环路从土壤中吸收热量以保证环路水温。当夏季机组都处于制冷工况时，机组向二次环路中不断的放出热量，至到温度达到32℃时开启一次环路，此时一次环路向土壤中散热，以保证整个系统的水温。
1.4 井水源水环热泵空调系统
根据地下水循环系统和水环热泵空调系统水环路（建筑物内循环水环路）是否分隔开，可以分为闭式和开式二种。闭式就是通过板式换热器把地下水环路和建筑物内循环水环路分开，如图1.4.1所示；开式就是直接把地下水和室内的小型水/空气热泵机组连接起来，如图1.4.2所示。之所以应用地下水作为低位热源是因为地下水终年基本水温维持在一个固定的范围内，是很好的天然热/冷源。
在闭式系统中，夏季制冷工况运行时当水环热泵循环水温度高于32℃时打开井水源循环系统，二者通过板式换热器把热量散发给地下水。冬季当水环热泵循环水系统的水温低于13℃时打开井水源循环水系统，二者通过板式换热器把地下水的热量传给室内循环水以保证室内循环水的温度。开式系统同闭式系统原理相同，不同的是开式系统中室内的水环热泵循环水就是直接应用地下井水。（附加我国不同地区深井水温度如下表）
东北北部 中部 南部 华北 华东 西北
深井水温（常年） 4℃ 8℃～12℃ 12℃～14℃ 15℃～19℃ 19℃～20℃ 18℃～20℃
1.5 双级耦合水环热泵空调系统
该系统是空气/水热泵和水/空气热泵机组的结合供暖，与传统的水环热泵空调系统相比，差异在于是用空气/水热泵机组代替传统系统中的锅炉。
夏季制冷工况运行：当水环热泵空调室内循环水系统的温度高于32℃时打开冷却水系统，室内循环水系统和室外开式冷却塔系统循环水通过板式换热器实现散热的。冬季制热工况运行: 当循环水温度低于13℃时带开室外的空气/水热泵机组，此设备也是通过板式换热器把热量传给室内循环水系统以达到加热循环水的目的。
可再生能源在水环热泵应用中的优缺点
2.1 太阳能在水环热泵空调系统应用中的优缺点
优点：①我国太阳能资源丰富可用空间大。②太阳能水环热泵拓宽了水环热泵空调系统的应用范围，使内部余热小或无余热的建筑物也可以运用该系统。③用消防水池做蓄热池既节省投资又解决了太阳能的不稳定性，同时多余热量还可以供生活用水。缺点：①太阳能热水供应不足或阴天时需要设置辅助加热器。②夏季仍需冷却设备
2.2 土壤源在水环热泵空调系统应用中的优缺点
优点：①地表浅层土壤源是一个巨大的太阳能集热器，蕴含巨大天然能量。②省去传统的辅助加热（锅炉）和散热设备（冷却塔）。缺点：占地面积大，如果埋设浅了土壤温度和受热特性易受季节等因素影响，深埋时施工要求和钻井费用高。
2.3 井水源在水环热泵空调系统应用中的优缺点
优点：①我国大部分地区常年地下水温度保持稳定，冬夏均可利用。②省略辅助加热和散热设备节省投资。缺点：①钻井时费用高，抽水井和回灌井的维护要求高。②在采用开式系统时管道容易堵塞和腐蚀。
2.4 双级耦合水环热泵空调系统的优缺点
优点：①空气的利用没有污染，有利于实现能源、供暖、和环境的协调发展。②有利于降低室外大气温度避免“热岛效应”的产生。缺点：①整个系统仍需要冷却设备。②在我国北方寒冷地区冬季空气/水热泵机组容易结霜。
可再生能源在水环热泵空调系统中应注意的问题
3.1 太阳能水环热泵利用方面
①太阳能的利用具有间歇性和不可靠性，因此设计水环热泵空调系统时应设置蓄热曹。②可以将太阳能和其他热源共同作为热泵的低位热源使热泵的低位热源多元化，例如将太阳能与土壤源结合。③太阳能是稀薄的能源，在地球表面上的能源密度极低，因此利用太阳能与目前所利用的矿物能相比需要较大的设备投资。
3.2 土壤源水环热泵利用方面
此系统最关键的就是土壤源热交换器的埋设问题，在使用该系统前首先应对现场进行勘测，先确定热交换器是采用竖井还是水平方式布置，其次应考虑建筑物的高度，最后还应考虑垂直式或水平式热交换器的预定位置［6］。地下埋管设计中应注意几个问题：①土壤的传热性能取决于土壤的热导率、密度和比热容。②地下埋管换热器中各管内水流量要分配均匀。③注意换热器的承压问题，尤其是垂直埋管，设计中应注意系统最下端管道的静压在管路最大额定承压范围之内。④注意管沟回填材料的使用。⑤地下埋管换热器的最小埋设深度也应在冻土层以下。
3.3 井水源水环热泵利用方面
该系统最大的问题就是地下水的回灌, 回灌一般都存在堵塞问题，也就是说不能100%的回灌，究其原因有如下几点：一、悬浮物堵塞，因此回灌前要控制悬浮物的含量。二、微生物的生长，因此要回灌前去除水中的有机质或进行消毒杀死微生物。三、化学沉淀，在碳酸盐地区加酸改变PH值防止化学沉淀生成。四、气泡阻塞。五、粘性颗粒膨胀或扩散，在水中可注入氯化钙来解决。另外腐蚀和水质问题也是普遍存在的问题。
3.4 双级耦合水环热泵利用方面
该系统目前主要存在的问题就是北方寒冷地区冬季室外温度过低造成室外的空气/水热泵机组压缩比过大问题，压缩比过大最终导致供热量急剧减小，系统性能系数变小。另外北方寒冷地区冬季室外的空气/水热泵机组也存在结霜问题。
结束语
能源和环保是人类生存和发展的两大主题，是全球关注的问题。进入21世纪人类面临着的是常规能源的过度消耗与枯竭，可再生能源的利用就显得尤其宝贵。可再生能源在水环热泵空调系统中的应用达到了即节能又保护环境的目的。是新世纪我们应该大力探讨研究和应用推广的新型节能措施，但对于目前设计和施工过程中存在的技术难题应该深入研究，本文就太阳能、土壤源、井水源、双级耦合水环热泵空调系统的理论给予了介绍，加深了对这方面理论理解的同时也为更深一步研究试验奠定了理论基础。
通过上述我们应该根据当地自然条件和建筑物的实际情况，经过多方的实际经验和模拟理论分析选择利用那种可再生能源的水环热泵空调系统。
参考文献
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[2] 蒋能照.空调用热泵技术及应用[M].北京：机械工业出版社，1997.
[3] 汪训昌.水环热泵系统的热回收特性及其设计方法[C]. 殷平.空调设计（1）.湖南：湖南科学技术出版社，1997：61-72.
[4] 谢汝庸.我国水源热泵机组应用的现状与发展[C].现代空调（2）. 北京：中国建筑工业出版社，1999：66-77.
可再生能源的优缺点范文第2篇
关键词：气候变化；能源系统；能源供给侧；能源需求侧
中图分类号：F206 文献标识码：A 文章编号：1671-0169（2014）01-0041-06
气候变化是当前国际社会普遍关注的全球化重大问题。许多观测资料表明，地球正在经历以全球气候变暖和极端气候事件频率/强度增加为主要特征的气候变化问题。气候变化正成为～种缓慢发生的灾害，给人类社会带来严重影响，其潜在损失给世界各国提出了适应气候变化的要求。
有关气候变化影响的研究，主要集中在由气候变化带来的一般性物理影响，包括作物生长和虫害、径流量及水资源短缺、疾病与健康、生态系统、动物迁移等。对能源系统与气候变化之间的关系，更多的研究关注“能源消费对GHG排放及气候变化问题”，而对能源部门的气候变化易损性研究并不多，且大多仅着眼于能源系统一个方面。从能源供应链不同层次的视角，Schaeffer等对目前能源系统的气候变化易损性问题进行了总结和归纳；Mideksa等综述了气候变化对电力市场的影响；从区域的视角，Wil-banks研究了气候变化对美国能源生产和使用的影响；Ebinger归纳了能源部门适应气候变化影响的若干关键问题；Yau等则综述了气候变化对热带地区商业建筑和技术服务的影响。
本文以气候变化对能源系统的影响为主题，对近十几年来的最新国际文献进行全面的综述及展望。在阐述主流研究问题的同时，归纳比较了其中的关键研究方法及各自优缺点。最后根据目前研究的特点，提出了可能的发展方向。
一、气候变化对能源需求侧的影响研究
气候变化对能源需求端影响的研究广泛关注气温变化对建筑/居民部门能源需求，尤其是电力需求。这是因为，气温升高趋势导致冬季更为舒适而夏季更为不适，进而使取暖需求降低，制冷需求增加，取暖制冷又大多由电力支撑。McGilligan等指出建筑部门是容易受到气候变化尤其是全球变暖挑战的部门。IPCC第三次评估报告将气候变化对建筑部门的影响总结为“电力需求增加，而能源供给可靠性降低”。
许多学者针对不同国家、地区，探讨了气候变化/CO2浓度增加对能源需求/消费的影响，其中大多数研究针对取暖制冷能源需求。如Bhartendu等用回归方法估算了在大气中CO2浓度增加一倍情景下，美国安大略省的冬季取暖和夏季制冷带来的能源需求变化。Baxter等采用能源终端利用模型估计了到2010年全球变暖的两种情景下，美国加利福尼亚州的能源消费和用能峰值变动情况。Ruth等综合气候因素和社会经济因素，研究了气候变化对美国马里兰州能源需求的影响，并依据HadCM2提供的温度情景进行预测，指出经济因素的影响要大于气候因素。Mirasgedis等利用PRECIS（Providing RegionalClimates for Impacts Studies）模型得到气候参数情景，进一步建立了希腊气候变化对电力需求的影响模型，并用模型预测未来气候情景下电力需求的变化口妇（如表1所示）。
从表1中可以看出，气候变化对能源需求影响的研究结果差异较大，主要是因为：（1）研究对象的不同；（2）研究方法的区别；（3）预测情景的选取不同。这说明，为了解气候变化对一个国家或地区能源需求的影响，不能直接挪用其他国家或地区的研究结论，而应该采用合适的研究方法并根据预设的气候变化情景开展特定国家或地区的研究。
二、气候变化对能源供给侧的影响研究
气候变化对能源供给端的影响研究中，大多是围绕可再生能源的开发利用，主要研究由气候因子变化所造成的能源资源禀赋以及生产能力的改变。可再生能源生产受气候条件影响比化石能源更大，因为这种“能源”与全球能量守恒及所导致的大气流动柏关心。因此，未来全球气候变化将对可再生能源供给产生较大影响。
Pasicko等研究了气候变化对克罗地亚太阳能、风能和水能的影响，其气候情景数据来自全球气候模型ECHAM5-MPIOM和区域动态降尺度气候模型RegCM，在IPCC未来气候情景A2（2011-2040和2041-2070）基础上得比结论：气候变化对克罗地亚沿海及濒临区域可再生能源的影响最大，其巾第一阶段风速预计增加20%，将使风力发电增产一倍，对光伏发电的影响为中性，2050年以后水电生产预计将减产10%。Pryor等综述了气候变化对风能的影响，并得出结论：有时气候变迁可能会使风能产业受益，有时则对风能发展有负面影响，具体地，（1）对风力资源（风力强度和风力资源变化）的影响；（2）对风力农场运营维护及涡轮设计的影响，包括极端风速/狂风、冰冻、海面结冰/永动等因素的影响。
巴西的能源供给很大程度上依赖于可再生能源资源，2007年可再生能源占总能源生产的47%，所以巴西可再生能源的气候变化易损性问题引起较多关注。De Lucena等分析了在一系列长期气候预测排放情景下（IPCC的A2和H2），巴西水电生产和液态生物燃料生产的易损性，结果表明最贫穷地区的能源易损性逐渐增大，生物燃料（尤其是生物柴油）和电力生产（尤其是水电）将受到负面影响。他们还通过模拟IPCC的A2和B2情景下的风力条件，分析了全球气候变化对巴西风力发电潜力的可能影响。其中，巴西的降尺度风力预测数据源自由Hadley中心开发的PRECIS模型。
三、现有研究方法
很大比例的研究均涉及以不同气候情景来分析能源供需的变化。因此，下面分别就气候情景预测方法和供需影响评估研究方法来论述现有的关键研究方法。
（一）气候情景预测方法
目前IPCC气候情景是应用最为广泛也较为权威的温室气体排放及气候变化情景。IPCC致力于开发大气海洋一般循环模型（General Circulation Model，GCM），可以预测较高精度的5*5经纬度格点气候模式，主要包括英国的HadCM3、美国的PCM、加拿大的CGCM2。IPCC根据不同的社会、人口、环境、技术和经济发展轨迹，开发了四组全球范围内的排放预测情景（如表2所示）。
由于气候变化对能源的影响研究基本上集中于局部区域或城市尺度，非全球尺度，而IPCC提供的预测情景难以直接应用手微观区域范围，因此，需要得到降尺度的气候情景。从现在文献来看，降尺度气候变化情景预测方法大致可以分为两类；动态降尺度方法和统计降尺度方法。其中，动态降尺度方法主要指的是应用区域气候模型（Regional Climate Model，RCM）来分解气候情景，如美国的NARCCAP项目，欧洲的PRUDENCE和ENSEMBLES模型。统计降尺度方法则主要是通过运用大尺度气候资料和局部区域气候变量间的实证关系函数，推测区域未来气候情景。动态降尺度在理论上优于统计降尺度，并且即使无法获取区域地表观测变量，也可以应用于任何区域地点，但缺点是计算量大且对计算机的要求很高。统计（实证）降尺度方法不需要诸如地标山川、粗略地图等额外数据，但需要气候原地数据，相对RCM来讲，计算成本小。
（二）供需影响评估研究方法
从目前文献来看，评估气候变化对能源供需影响的研究方法大致包括三类：热平衡模拟法、度日回归的计量方法和能源生产仿真模型。
1.热平衡模拟法。热平衡模拟法以能量平衡和热传导为基础，建筑物参数（窗体材料等）、住户参数以及气候参数为主要指标，用仿真软件来模拟天气变化对建筑物热量收支及能耗的影响。如Roetzel等用建筑模拟软件EnergyPlus，模拟了希腊雅典不同的建筑设计方案和居住人数情景下，IPCC气候变化A2情景（2020，2050，2080）对单元办公室舒适度和能源消费的影响。Xu等利用降尺度的GCM气候数据预测了2040、2070、2100年加利福尼亚建筑能源消费，研究发现：制冷技术条件若保持不变，在IPCC最差的碳排放情景（A1F1）下，加利福尼亚一些地区未来100年制冷用电将增加50%；在IPCC最可能情景（A2）下，制冷电耗将增加25%。仿真软件是EnergyPlus和DOE-2.1E，模拟方案包括16种不同的商业建筑原型。热平衡模拟法的优点在于不需要详尽的能源消费或能源需求的实地数据，减轻了数据收集负担。但其缺点是软件内部参数较多，模拟较为复杂，系统性差，仿真结果与实际建筑能效结果可能出现不一致。
2.度日回归的计量方法。基于度日（冷度日和暖度日）指标的计量经济学回归方法是气候对能源需求侧的影响评价研究中最常采用的研究方法类型，这方面的研究始于1980年代后期。度日是研究气温与能源消费之间关系时最常用到的一种时间温度指标，是指日平均温度与规定的基准温度间的实际离差。为了研究方便，度日又分为：采暖供热度日（Heating Degree Day，HDD，简称热度日）和制冷降温度日（Cooling Degree Day，CDD，简称冷度日）。凡是平均温度低于基础温度的均计入热度日数，而高于基准温度的均计入冷度日数。基准温度由人为设定，一般取18℃作为人体最舒适温度。将冷度日和暖度日作为回归元引入能源供需回归模型中，即为最常见的度日回归的计量方法。度日计量回归模型由于方法简单、适用性强、结果稳健等得到广泛应用，但其缺点在于需要收集大量的时间序列数据作为变量条件。
3.能源生产仿真模型。能源生产仿真模型主要用于气候变化对可再生能源生产影响的研究中，一般将气候因子变量作为原始输入变量，进而利用降尺度方法得到对机组运行起作用的有效气候因子，最后由产量仿真模型进行模拟。如De Lucena等胡在分析巴西水电生产和液态生物燃料生产的气候变化易损性时运用了能源生产仿真模型。首先，由大尺度GCM模型预测得到目标年的天然降雨量，然后用统计降尺度方法ARMAl2季节调整模型预测得到局部盆地详细的水流量信息，两者结合预测水电机组注入水流量，最后以此作为输入变量输入到能源生产仿真模型来预测水电产量。
四、当前研究特点及未来发展方向
（一）供需预测研究中存在较多的不确定性问题
由于气候变化是较长期的影响和反应过程，考虑气候变化影响的能源供需预测研究的预测范围大多是几十年甚至上百年。不同的气候情景直接影响预测结果，而未来温室气体排放总量、大气温室气体浓度和全球气候变化均存在较高的不确定性，这直接导致能源供需的长期预测结果同样存在不确定性。例如，水电生产取决于水流量和全年不同时间的变化，长期趋势预测不会捕捉到这样详细的信息。此外，能源生产与使用除受气候变化的影响外，还会受众多其他因素的影响，如经济增长模式、土地利用、人口增长、技术水平、社会和文化差异等。因此，目前气候变化对能源系统影响的预测研究还仅仅是方向性和趋势性的情景分析，而非准确的预测结果，更加确定性的预测是未来研究中的重要问题。
（二）气候变化影响研究较多，适应性研究较少
在已有文献中，有关气候变化对能源系统影响的研究探讨较多，而专门针对能源系统适应气候变化的研究较少。如果包括气温升高和极端气候事件增多的气候变化事实无法避免或快速减少，而通过适应措施能够有效降低其潜在的负面成本，那么，提高能源系统的气候变化适应性问题就显得尤为重要和紧迫。例如，改进建筑防护标准以适应可能出现的暴雨现象，提高风机的耐狂风、耐永冻性能，开发设计智能电网以适应气温变化带来的用电峰谷等重要措施均可提高能源系统的适应性。因此，为有效适应气候变化，实现可持续发展，在脆弱性研究基础上的适应性研究尤为重要。有关能源系统对气候变化的适应性是未来的重要研究方向。
可再生能源的优缺点范文第3篇
随着经济的发展，人们节能、环保意识的日益提高，人们迫切的寻找新的节能环保型空调形式。地（水）源热泵作为一种节能、环保的绿色产品适应能源可持续发展战略要求，在中国必将有广阔的应用和发展前景。
2 热泵的概念
简单说来就是从低温热源吸热送往高温热源的循环设备。
以消耗一部分低品位能源（机械能、电能或高温热能）为补偿，使热能从低温热源向高温热源传递的装置。其实质是借助降低一定量的功的品位，提供品位较低而数量更多的能量。由于热泵能将低温热能转换为高温热能，提高能源的有效利用率，因此是回收低温余热、利用环境介质（地下水、地表水、土壤和室外空气等）中储存的能量的重要途径。
3 热泵的工作原理
热泵中的制冷机在蒸发器中蒸发吸取自然水源或大气中的热量，经压缩后再冷凝器中放出热量 加热供热系统的回水，然后由循环泵将水送到热用户做采暖或热水供应等；制冷机在冷凝器中凝结成饱和气体经节流降压降温进入蒸发器，蒸气吸收热量，气化为干饱和蒸气，从而完成一个循环[1]。
4 地源热泵研究现状
1912年瑞士H. Zoelly首次提出利用土壤作为热泵系统低温热源的概念。上世纪50年代，该技术引起普遍关注，随着后来爆发的能源危机欧美等国相继加大了该技术的投入。建立和完善了相应的理论，改进了相关部件等材料，推广了改技术的应用。
在国内，1989年当时山东青岛建筑工程学院在国内建立了第一台地源热泵系统的试验台；1996年天津商学院也开始了地源热泵系统的研究；1998年重庆建筑大学建成了包括浅埋竖埋管换热器和水平埋管换热器在内的热泵系统；1998年青岛建工学院建成了聚乙烯垂直土壤源热泵系统；湖南大学1998年建成了水平埋管土壤源热泵系统；1999年同济大学建成了垂直土壤源热泵系统。这些系统为我国推广土壤源热泵奠定了基础。从2000年开始，北京、沈阳、长春、济南、温州、重庆、米泉已建立了一系列土壤源热泵系统的示范工程。土壤源热泵系统越来越多地被房地产商所关注和采用。
5 地源热泵发展的优势
5.1 建筑节能的客观需要
建筑能耗目前占到全社会总能耗27%左右，其中建筑物供热制冷的能耗大概占到整个建筑能耗的60%左右，因此，如何在改善建筑热舒适性的条件下降低采暖制冷能耗是建筑节能工作中的重点[2]。地源热泵作为一种建筑物供热制冷新技术可以通过消耗少量的电能或热能来有效地利用地热能达到这样的目的。
5.2 地源热泵自身优势
5.2.1 与其他传统空调相比
（1）利用可再生能源：属可再生能源利用技术
地源热泵从常温土壤或地表水（地下水）中吸热或向其排热，利用的是可再生的清洁能源，可持续使用。
（2）高效节能，运行费用低：属经济有效的节能技术
地源热泵的冷热源温度一年四季相对稳定，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，这种温度特性使得地源热泵比传统空调系统运行效率要高40%，因此要节能和节省运行费用40%左右。另外，地能温度较恒定的特性，使得热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性。在制热制冷时，输入1KW的电量可以得到5KW以上的制冷制热量。
（3）节水省地
1）以土壤(水)为冷热源，向其放出热量或吸收热量，不消耗水资源，不会对其造成污染。2）省去了锅炉房及附属煤场、储油房、冷却塔等设施，机房面积大大小于常规空调系统，节省建筑空间，也有利于建筑的美观
（4）环境效益显著
该装置的运行没有任何污染，可以建造在居民区内，在供热时，没有燃烧，没有排烟，也没有废弃物，不需要堆放燃料废物的场地，不会产生城市热岛效应，对环境非常友好，是理想的环保产品。
（5）运行安全稳定，可靠性高。
（6）一机两用，应用范围广
地源热泵系统可供暖、制冷，一套系统可以代替原来的锅炉加制冷机的两套装置或系统。
可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑，更适合于住宅的采暖、供冷。
（7）自动运行
地源热泵机组由于工况稳定，所以可设计简单系统，部件较少，机组运行简单可靠，维护费用低；自动控制程度高，可无人值守；此外，机组使用寿命长，均在20年以上。
5.2.2 各热泵间比较
下列举出了不同热源热泵的优缺点及适用范围。可以看出水源热泵和土壤源热泵比空气源热泵的优势在于更加节能环保。而水源热泵和土壤源热泵可以归结为地源热泵[3]。
水源充足的地区更适合采用水源热泵系统。
土壤源热泵 浅层底层土壤 1.节能、运行费用低；
2.一机多用，节约设备用房；
3.环保、零污染；
4.可再生能源。 1.地下埋管较困难、水平埋地管换热器占地面积大（约1.2m2埋地管/m2建筑面积；
2.增加了勘测及埋管的费用，初投资偏高。 适用于写字楼，宾馆客房，迎合，商场，学校，别墅，公寓等建筑。
地域广阔的地区更合集采用地源热泵系统，例如：建筑周围的足球场，停车场，大型广场等。
5.3 地源热泵在中国的发展前景
中国大部分地区冬冷夏热，即冬天需要采暖，夏季需要空调供冷。以前经济不发达，人们的生活水平低，在黄河以南地区不采暖，冬天挨冻，北方地区不用空调，夏季受酷暑煎熬。现在经济发达了，人们生活要求提高了，冬冷夏热地区既要采暖又要空调，所以供热空调产品市场潜力巨大。
传统的供暖空调方式是两套系统分别解决冬季供暖（如采用锅炉或集中热网）和夏季供冷（如分体空调机或中央制冷机），系统投资大，占地多。
尔地源热泵系统具有经济、节能、环保等多方面的优势，弥补了中国传统的供暖空调方式存在的问题，符合中国环境保护与能源节约的政策，所以地源热泵系统在中国具有良好的市场前景。从国家政策到地方政府，从私人别墅到普通住宅，中国地源热泵已然迎来了自己的黄金时代。据统计，在2011年中国地源热泵规模将达60亿，中国将逐渐步入中央空调节能时代。
6 结语
地源热泵技术将成为利用可再生能源的一个主力军，它已经在全国城市级区域逐渐推广应用，必将成为我国城市经济发展中的一个新的增长点；在节能减排、保护环境这样的大背景下，地源热泵由于其自身的节能、环保、经济等优势，成为空调发展的趋势。不过，地源热泵的广泛应用，还需要更多的各个专业各个领域的人来共同努力共同配合，从政府政策、主机设计制造、系统的设计和运行管理等各个方面都来共同参与。只有这样，地源热泵才能最大限度的发挥其作用，我国的地源热泵市场前景广阔，地源热泵产业会是非常有希望的产业。
参考文献：
[1]廉乐明，李力能，吴家正，谭羽飞．工程热力学（第四版）．北京：中国建筑工业出版社，1999．
可再生能源的优缺点范文第4篇
【关键词】 生物燃料 全球变化 多边 治理框架
各国政府均认同生物燃料是一种有潜力的化石燃料替代选择，其产业发展与减缓气候变化、繁荣农村经济、缓解全球和国家能源安全的联系已促动了主要国家在领域纷纷展开行动。但是，产量和贸易的迅速膨胀引起了许多环境和社会经济问题的争论。因此，检讨生物燃料产业发展的本质，探寻治理途径时不待我。
1. 生物燃料产业扩张：一种新的全球性变化
全球生物燃料生产从2000年到2009年已经翻了20倍，生产国从巴西一枝独秀扩展至美国、欧盟、中国等主要农业国，俨然成为了新能源产业中最具潜力、最重要的化石能源替代产品。尽管这番蓬勃景象一方面归功于生产效率的提高，原料作物种植扩张也“功不可没”，有越来越多的作物用于该产业生产。产业扩张带来了以下巨大影响：
1.1由生物燃料产业扩张引起的生态变化
对环境的影响是复杂的：生物燃料替代化石燃料、减少温室气体排放是快速扩张的根本动力。但是，仍要对生物燃料整个生命周期排放做出全面评估。比如，原料作物的生产使用化肥、杀虫剂，最后就在减少温室气体排放的同时消耗化石燃料。机器化大生产带来更多甲烷气体，而甲烷对全球变暖的作用远远大于二氧化碳。另外，土地使用目的的转变可能导致大量的温室气体排放。因此，关于排放平衡必须考虑整个生命周期。
单一种植原料作物带来生物多样性丧失、土壤质量下降、给水资源质量带来冲击，即使大多数作物可依靠降雨生长，但是当提高生产率成为优先选择的话，灌溉则会成为首选。最后，生物燃料生产有外来物种侵害原有生态的风险。
1.2由生物燃料产业扩张引起的社会经济变化
对农村经济的影响体现在包括国家、区域和全球的各个层面：
国家对该产业利润的保证使大量投资涌入种植业，尤其是以农业为主要支撑的发展中国家。这就促使农民成为农业工人，丧失对土地的传统控制权。虽然产业扩张确实增加了农村人口就业机会，但是劳动条件却不尽人意，劳动安全难以保证。
除了对农村本地的影响，生物燃料生产也打乱了粮食生产和供应。因为主要粮食作物既可以供人食用也可成为生产原料，因此全球粮食价格随需求大增而屡创新高。生产者虽可从中获利，但那些农村和城市的低收入者无法负担充足食物费用，恶化了全球粮食安全状态。
1.3由生物燃料产业扩张引起的南北关系变化
发展中国家相对发达国家可获土地数量较高、原料价格较低、劳动力成本低廉，被认为是最有潜力生产生物燃料。主要消费者却是发达国家，即便全球产量不断提高也无法满足发达国家的消费目标，进口需求便产生了。于是发达国家和发展中国家签订了许多相关贸易协定。这种供求关系的发生本应带来全球双赢局面，但是发展中国家生产大规模扩张却给自身带来了巨大挑战，包括森林退化、土地冲突、传统耕种方式的遗失等等。
发展中国家是该产业发展负面影响的主要承受者，但却没有充分机会参与全球治理议程。即使参与，也只是该国的大企业，而不是那些受实际影响的大多数人，这无疑增加了北方对南方国家的控制力。
2. 生物燃料治理框架现状与评价
2.1生物燃料治理现状
国家、区域、国际已出现了应对生物燃料影响并促进其可持续发展的政策和治理结构。
2.1.1国家生物燃料治理议程：以主要生产国为例
随着气候变化成为全球议程中的重大问题，许多国家构建了可再生能源战略，其中就包括生物燃料。使用生物燃料不仅能替代化石燃料和提高能源安全，更重要的是还可以扩大农产品的出路和收益。在此促动下，各国普遍采用的政策是颁布燃料混合国家命令、税收豁免、对农民或生产者直接支付、对进口产品适用关税壁垒。除此之外，主要生产国美国和巴西面对负面影响，也采取了有限的政策调整。
美国玉米业已饱受诟病，尤其是玉米乙醇生产：减排水平低；超大型农业公司的控制使小生产经营者无利可图；由于美国是世界玉米的主要供应者，对生物燃料的加大投入引起全球大宗食品的价格动荡。即便是这样，美国仍然一再提高燃料使用比例，要求到2017年生物燃料替代汽油消费达到20%，对加工商提供每加仑0.51美元的补贴，对进口燃料乙醇适用每加仑0.54美元的进口关税。虽然，新能源计划提倡木质纤维素乙醇技术的发展，但是美国近期对生物燃料的需求增长仍不可避免从传统生产中获得。
巴西是世界第二大生物燃料生产国。甘蔗乙醇转化率比玉米乙醇高。但种植园的迅猛扩张对亚马逊森林造成了负面影响；甘蔗乙醇的生产对水需求量较大；单一种植扩张也带来了严重的土地冲突。但巴西政府仍决定每年新建25个甘蔗乙醇生产厂。尽管计划逐年有所微调，但传统大型甘蔗生产仍然占据主要地位。
由此可见，可持续关注在美巴两国并不是最优先考虑事项。但是生物燃料净进口国和地区却对生产的可持续性进行了更为积极的应对，主要体现在欧盟及成员国。
2.1.2区域生物燃料治理议程
欧盟生物燃料治理分为成员国个别要求和欧盟共同要求。就成员国而言，英国和荷兰生物燃料标准最为典型，因此将从英、荷、欧三个方面分析区域治理工具。
生物燃料可持续性争议包括减缓气候变化，生物多样性保护，水、土壤、空气保护，土地所有权保护，劳工标准，社会经济发展和粮食安全7个方面。
关于减缓气候变化，三者要求类似：首先都禁止将高碳封存土地用于原料作物的种植。英国要求温室气体减排至少为40%，每年增加5%，但性质是建议式的；荷兰规定了最低30%的强制减排，到2017年逐步增加到80%-90%；欧盟强制性要求将最低减排量提高到35%。
关于生物多样性，荷兰和欧盟都禁止将具有高生物多样性区域用于生物燃料生产；英国禁止生产毁损以上区域即允许合法生产。荷兰要求要远离高生物多样性区域5公里以上。
关于水、土壤和空气保护，三者具有区别。英国要求没有土壤退化、污染或水资源耗尽或空气污染。荷兰要求实行最佳保护实践；遵守《斯德哥尔摩农药使用公约》或国内法；禁止生产焚烧。欧盟除了就国家保护措施进行年度报告外，无具体要求。
关于土地所有权，英国要求对土地权和当地社会关系没有负面影响。荷兰要求在土地原始使用者同意下谨慎使用土地；尊重原主人传统制度。欧盟仅要求进行年度报告。
关于劳工标准，英国要求对劳工权利和工作关系没有负面影响。荷兰要求遵守《普遍人权宣言》和关于跨国公司及社会政策的国际劳工原则。欧盟除了就《国际劳工公约》的国家授权和执行进行年度报告外，没有具体的要求。
关于社会经济发展，英国和欧盟仅要求就此履行年度报告义务。荷兰要求生物燃料生产必须利于当地繁荣；要求就生产影响当地人口和利于当地经济发展进行报告。
关于粮食安全，英国仅要求检测对粮食价格的间接影响。荷兰和欧盟除了就土地使用改变形式、土地和粮食价格影响进行报告外没有具体要求。
只有满足上述标准的产品才能计入欧盟2020年运输领域可再生能源10%的强制性目标，进而才会获得市场准入好处和税收豁免、直接支付等利益。欧盟在证明产品是否符合标准的问题上采取灵活做法，即权力下放到欧委会认可的自愿性生物燃料认证制度，认可时效为五年。可见，就世界最大的生物燃料进口市场的准入而言，得到具有资格的认证制度的认证是关键。截止2011年7月，有2BSvs、Bonsucro、Greenergy、ISCC、RBSA、RSB、RTRS七个生物燃料认证制度得到了欧委会的认可，此外还有18个认证机会等待欧委会的批准。
2.1.3国际生物燃料治理议程
和生物燃料多少相关的国际协定在各个领域早已出现，例如气候、能源领域。目前虽没有针对全球生物燃料挑战专门国际协定，但国际社会已开始以以下形式展开努力：
首先，联合国开发计划署（UNDP）、联合国环境规划署（UNEP）、联合国粮农组织（FAO）、联合国能源机制（UN-Energy interagency），在其报告和研究中均已提出生物燃料问题。但是，他们的行动大多仅局限于分析和建议，并没有就其各自的领域达成国际协定。国际能源署（IEA）以及经合组织（OECD）发挥了更为积极的作用，通过IEA生物能源部的第40工作组为生物燃料贸易认证构建了可持续性标准。
其次，新近建立的论坛和伙伴关系开始在生物燃料全球可持续发展崭露头角。最为典型的就是2005年发起的全球可再生能源伙伴关系。该制度目的是促进可再生能源的继续发展和商业化，支持更广泛的、符合成本效益的生物质和生物能源发展尤其是发展中国家。生物燃料国际贸易大幅增加，2007年巴西、美国、中国、欧委会等建立了国际生物燃料论坛。
最后就是专门针对生物燃料可持续性问题成立的、新的国际倡议，采取的形式是多利益攸关方组成的圆桌会议，讨论和构建可持续性环境和社会经济标准。但覆盖产品范围各有不同，例如责任大豆圆桌会议以及意图进行普遍适用的可持续生物燃料圆桌会议（RSB）。
2.2对目前治理框架的评价
随着全球生物燃料贸易的提高，作为主要进口者的欧盟国家生物燃料治理议程对市场准入和不同可持续性产品的竞争力影响在逐步提高，甚至成为了全球治理生物燃料的风向标。但是，从欧盟和成员的可持续性标准来看，主要局限于对生态环境的要求；像是当地经济发展、公平正义以及粮食安全等与发展中国家紧密相关的社会经济问题关注不够。而间接土地使用转化问题也被忽略掉，甚至都不存在报告制度。值得注意的是这些标准既适用于外国生产者也适用于欧盟国家，但制定决策时却没有主要供应国——发展中国家的参与，也就是发展中国家的观点和他们的关注没有得到体现。
似乎国际治理议程给参与性带来了一些新的变化，但也有自身弱点：
首先，不同国际生物燃料治理议程仍局限在自己业务范围内处理环境和社会经济影响。国家合作多集中于研究和技术发展，而不是应对扩张带来的更为严重的粮食安全影响。
其次，通过给当地提供能源生产和供给的方式来促进当地发展，这种生物燃料发展的替代模式几乎被这些治理议程所忽略，即他们主要以生物燃料贸易为预设前提而展开谈判。
第三，有些国际议程如IEA、OECD具有明显的发达国家倾向，当然会以它们的能源需求为优先考虑，因而主要关注发展中国家的出口为导向的生产，而不是发展中国家的当地需求。而全球生物能源伙伴关系也代表主要国家团体利益。甚至像RSB由多利益有关方组成的圆桌会议也不对称地给来自工业部门和发达国家的参与者更多的关注和投票权。21位RSB发起委员中仅有5位来自发展中国家，而这5位代表中有3位代表了像巴西的甘蔗联盟这样的工业团体利益。很明显利益受到主要影响的大多数人并没有能充分表达意见。
最后，现有的国际行动没有形成多层次、协调统一、相互支持、相互影响的治理方式。许多国际倡议或国际行动虽然博兴，但十分分散，关注自己覆盖的争议领域，并在其框架下的国家行动仍被符合本国利益的议程所主导。这种情形实际导致生物燃料问题仍然是“无治理领域”，试想有各自利益的国家和企业一旦发生纷争，将如何公正、合理的解决争议？
3. 新多边生物燃料治理框架愿景
3.1建立新多边生物燃料治理框架的原因
目前生物燃料治理制度无论从国内还是从国际层面都无法满足治理需求，建立新多边治理框架的迫切需求和原因有以下几点：
第一，该产业发展的主要推动力均具有重要的全球要素和关联。可再生能源替代化石燃料就是由《联合国气候变化框架公约》促动的。化石燃料的可用竭性是一个全球难题，而动荡的国际关系又是国家追求能源安全的巨大障碍。生物燃料农业尤其在发展中国家又是由发达国家的消费目标促发的出口繁荣所驱动的。以上每个环节都具有“全球烙印”。
第二，生物燃料生产带来的环境影响是无法依靠个别国家得以解决的。该产业对气候变化、对水等自然资源的需求以及对土地使用改变的累积作用都具有明显的全球关联。
第三，个别国家解决生物燃料扩张带来的社会经济影响能力有限，比如对农产品市场和全球粮食安全的影响。
第四，生物燃料的争论从一开始出现就具有南北关系的特性，是以一方的主要社会、政治和环境利益为代价而使另一方获利的问题。
第五，关于生物燃料生产存在许多相互冲突的观点和看法，因此不仅需要有效的治理框架，更需要体现公平、合法性、责任性、代表性的统一治理制度。
以上各个方面均体现了建立全球生物燃料治理框架的必要性，但这里的全球性并不意味着所有国家都就此进行谈判，但至少是一个与现有治理框架不同且能够反映生物燃料产业核问题的不同视角，能通过多边平台包括国家和非国家参与者构建的负责而合法的方式进行治理和调控。那么，这种新多边治理框架究竟应该具备怎样的条件和内核呢？
3.2新多边生物燃料治理框架的建构
3.2.1多边生物燃料治理框架应具备的基本特征：多部门、多层次和多参与者治理
生物燃料产业发展并不仅是一种能源战略，它和粮食、农业、贸易、气候和生态保护等多方面都具有重大关联，而这些领域都有各自的政策制度。因此气候谈判、可再生能源议程、全球贸易和农业发展、保护生物多样性和生态系统战略均涉及到了生物燃料问题。以上不同领域的各自政策必须避免冲突、寻求协调，这就需要多部门协调来应对生物燃料治理。
其次，生物燃料治理需要多层次协调。如果没有国家、当地政府以及当地生产者的协助多边框架很难成功，这也是目前国际相关治理制度的欠缺。这种协调既要体现在国际政策的成功执行上，比如认证计划的实施，也要体现在不同层面的规制活动上。
第三，不同参与者和平行决策体系间的协调也是必要的。这会减少重复劳动、避免政策冲突，比如生物燃料治理政策和WTO规则之间的冲突，多参与者治理意味着允许各种主体使用有效参与资源。
3.2.2新多边生物燃料治理框架的制度设计：趋利避害
虽然需要进一步协调不同产业部门、参与者和治理层次，但是何种制度设计才能最好发挥功能却是一个大问题。从实现的可能性出发，有两种路径可以选择：
第一种，在某一类宽泛的领域建设治理制度，能源和农业领域可供选择。
在能源领域探讨生物燃料治理制度的优势是能够很容易地将该问题并入可再生能源政策；能够让业界对照其他生物能源对液态生物燃料做出评估。弱点是由于目前与能源相关的、行之有效的政策制度本身就十分分散，加之联合国相关机制治理权力也十分有限，新建立的国际可再生能源机构（IRENA）固然令人欣慰，但是像巴西、中国等这些主要生产国尚未加入，因此治理很难从全球能源制度中获得有益的制度支持；加之，如果国家将生物燃料单纯看作是国家能源安全问题，由于敏感性，将会使多边谈判变得异常艰难；最后由于生物燃料是由许多作物提炼而来，因此对农业部门的影响也举足轻重，将其作为能源问题处理自然会导致对粮食安全、农村地区和土地政策的影响关注不够。
在农业领域处理生物燃料问题最大的优势是可以借助FAO现有的各种制度；可使业界更加关注粮食和农村发展问题；也会从国际农业协定中最终获利。但是国际农业贸易谈判频频陷入僵局，这必将阻碍该产业的可持续发展；也会割裂生物燃料与可再生能源政策的联系。
第二种不同的制度设计路径就是将生物燃料作为独立的焦点问题进行制度设计，而此种方式根据所设计的制度框架以生物燃料问题的一个方面还是多个方面为治理对象分为单一框架和复合并行框架。不论是单一政策框架还是符合政策框架同样各具优、缺点：
在有效性方面，复合型平行框架更有利于不同政策工具的创新、彼此竞争和实践检验；在公平性和权力分配方面，复合平行框架更易于禁止权力集中，并且在一定程度上会增加发展中国家在决策中的影响力。缺点就是遵守和执行成本较高。
而单一框架由于设定的制度具有很强的针对性和局限性，因此遵守和执行成本较低；所设定的单一规则更容易和像WTO这样的现有国际规则协调一致；也更易于吸收多参与者的集中关注并利用他们可提供的资源。缺点是过分支持某类参与者的风险过高；灵活性和调节性较差；由于会吸引更多的参与者，因此达成一致意见就更为困难。
综上，新多边生物燃料治理框架是一个开放性议题，只有把握住合理合法内核，比较各种选择路径的优缺点，在实践中逐步探索。
参考文献：
[1] Patrick Lamers. International Bioenergy
Trade-A Review of Past Developments in the Liquid Biofuel Market[J].Renewable and Sustainable Energy Reviews， 2011（11）：2655-2676.
[2] Thomas Vogelpohl. The Institutional sus-
tainability of Public-private Governance Arrangements-the Case of EU Biofuels Sustainability Regulation[C].The Lund Conference on Earth System Governance， Berlin 2012.
可再生能源的优缺点范文第5篇
摘要:太阳能 光热系统 实例简析
中图分类号： TK511文献标识码：A 文章编号：
太阳能热利用是可再生能源技术领域商业化程度最高、推广应用最普遍的技术之一，我国太阳能热水器平均每平方米每年可节约100-150公斤标准煤。20多年来，太阳能热水器在我国得到了快速发展和推广应用，目前我国家用太阳能热水器产量占世界第一位。
深圳市地处南海之滨，属南副热带季风气候，夏长冬短，夏无酷暑，冬无严寒。深圳市年平均气温为23.7℃，最低气温为1.9℃，最高气温为37.1℃；全年平均总太阳辐射量为5225MJ/m2，年日照时数1975.0小时，年日照百分率为47％，属太阳能资源中等类型区。其中5～9月份太阳辐射总量占全年的48％，7月份日照总量最大，月总辐射量为588.6 MJ/m2，2月份日照总量最小，月总辐射量为293.4 MJ/m2。全年约80％的白天具有采集太阳热能的条件，太阳能利用自然资源优越。以下将以具体工程来说明太阳能热水器的优势。
1.工程概况：
本工程地处深圳市福龙路西侧，总占地面积60，900m2总建筑面积238，908m2 ，由11栋高层住宅、部分多层住宅、裙房商业、地下车库等组成，最高一栋建筑高度为64.9m，为一类商住楼。其中多层住宅、高层塔楼屋顶复式、公共酒楼及恒温泳池需要热水供应。
2.太阳能热水器系统简介
太阳能热水器就是吸收太阳的辐射热能，加热冷水提供给人们在生活、生产中使用的节能设备。它是我国太阳能热利用中最为成熟和最为先进的产品。为百姓提供环保、安全、节能、卫生的新型热水器产品。
2.1太阳能热水系统主要设备选型：
太阳能热利用系统中，接受太阳能辐射并向水传递热量的部件，称为太阳能集热器。目前主要有平板型、全玻璃真空管、真空热管三种太阳能集热器，各种太阳能集热器各有优缺点，分别适用不同的地区、不同的用途，性能价格比也不同。
2.1.1平板型太阳能集热器
・优点：金属管架结构，热效率高，产热水量大，可承压，耐空晒，水在铜管里加热，质量稳定可靠，免维修，15年寿命。
缺点：无抗冻能力，适合于广东、福建、云南、广西、海南等冬天不结冰地区。
・规格：1x2平方米，无云天气产60℃热水量：70-140kg/平方米
・特性：高吸收率：as≥90%，低发射率：∑h≤10%，日平均热效率：∏d≥55%，抗台风、抗直径35mm以下冰雹冲击。
1m2太阳能热水器技术参数
2.1.2全玻璃真空管太阳能集热器
・优点：全玻璃真空管太阳能集热器有一定的抗冻能力，适合在冬天气温为0℃到-20℃的地区使用。
・缺点：不承压，使用时不能缺水空晒，否则容易爆裂玻璃管。在安装2-3年后，管内水结垢现象严重，影响热能吸收。
・规格：有多种规格可供选择，无云晴天产55℃热水量：70―130kg/平方米。
・ 特性：高吸收率：as≥90%，低发射率：∑h≤8%，日平均热效率：∏d≥50%，抗台风、抗 直径35mm以下冰雹冲击。
2.1.3真空热管太阳能集热器
热管造价高，性价比差，只适合寒冷的北方。
平板型和真空管太阳能集热器价格比较如下：平板型太阳能集热器每平方米约800元，真空管每平方米约1000元。深圳地区平板型太阳能集热器与真空管太阳能集热器虽各有利弊，但均可采用。
3.几种加热设备技术经济比较（60℃）
见经济技术比较表。
技术经济比较表：
从表中可见，太阳能热水器的运行成本为零，其次是热泵的运行费用，电热棒运行成本最高。由于深圳太阳辐射较强，全年几乎均可通过太阳能热水器提供热水，而且电热棒造价成本较低，因此本项目住宅部分选用太阳能热水系统电热棒辅助加热设备。
4.太阳能热水系统的热量计算和基本选型
用户为多层住宅，高层塔楼屋顶复式，按每户4人、110L/人.天考虑，则每户热水耗热量及热水量为：
Qd=24*(4*110*4187*1*(60-10))/86400=25.6kw
Qh=(5.12*4*110*4187*1*(60-10))/86400=5.46kw
Qrd=25600/(1.163*1*(60-10)=440L/d
Qrh=5460/(1.163*(60-10)*1) =93.9L/h
5.太阳能热水系统设计
5.1系统工作原理
本工程采用自然循环式制热水供应系统。
太阳能热水系统由本小区生活用给水泵组供应冷水，当热水箱水位下降时浮球阀打开，冷水经太阳能集热器加热后，回到热水箱；通过反复自然循环直到整个水箱水体被加热至60℃左右，热水箱内的热水经热水管道向住户供水热水。当太阳光较弱无法提供足够热量时，电热棒开关打开加热水箱内的水至60℃左右。
7.主要设备、构筑物及技术参数
7.1多层住宅
家用太阳能热水器共28套
7.2高层住宅屋顶复式
家用太阳能热水器共46套
8.造价及运行维护费用分析
・造价估算：74×7000＝518000元
・水价：3.9元/吨
・每吨热水单价：
太阳能热水器：3.9*1.1=4.29元
电热水器：（3.9+42.7）*1.1=51.26元
热泵：（3.9+8.4）*1.1=13.53元
燃气热水炉：（3.9+25.6）*1.1=32.45元
燃油热水炉：（3.9+23.7）*1.1=30.36元
・费用比较：
按74×4＝296人计，每人热水耗量110L/天，一年按300天计算，则全年所用热水量为：296*110*300/1000=9768吨
・与电热水器相比则全年可节省运行费用：（51.26-4.29）*9768＝458802.96元。
・与热泵相比则全年可节省运行费用：（13.53-4.29）*9768＝90256.32元。
・与燃气热水炉相比则全年可节省运行费用：（32.45-4.29）*9768＝275066.88元。
・与燃油热水炉相比则全年可节省运行费用：（30.36-4.29）*9768＝254651.76元。
