節能技術及其在現代生活中的作用

節能技術及其在現代生活中的作用
圖片: bioenergyconsult.com
分享

節能技術被理解為旨在減少每單位產出或每單位能源消耗(熱能或電能)的材料和能源消耗的各種生產和家庭過程。

原則上,有兩種節能方式:要麼減少非再生能源(天然氣、煤炭、石油)的消耗,要麼更有效地利用它們。

讓我們考慮一下最大規模的經濟活動部門,其中節能技術的引入尤其重要。這些是工業、建築業和家庭。

節能技術在生產上的應用實務

傳統上,冶金、化工和機械工程消耗的物質和能源資源最多。任何製程流程有效性的標準就是其效率指標。

主要損失有:

  1. 任何機械能轉換系統運作過程中產生的摩擦損失。
  2. 熱損失,即多餘的資源被用來對環境進行非生產性加熱。
  3. 長距離傳輸大量電力過程中產生的電力損耗。
  4. 旨在將一種能量轉化為另一種能量的設備中的磁損耗。
Energy saving technologies
圖片: alliance-allice.com

同時,隨著單體功率的增加,其損耗程度也隨之增加。由於傳統能源更多用於冶金工業的運營,能源消耗的增加往往伴隨著環境狀況的惡化。

為了降低冶金能耗,採用以下措施:

  • 擴大二次原料及生產廢棄物的使用;
  • 利用電腦技術優化冶金設施的管理;
  • 以提高運作效率為特點的設備。

化學工業正在以類似的方式引入資源節約型技術。在金屬加工中,主要使用無廢棄物技術:例如,塑性變形製程越來越多地優於機械加工(產生大量切屑),在冷狀態下,廢棄物量極少。

超導體-高效能能源新材料
超導體-高效能能源新材料

節能技術在大規模生產的產業中尤其大力發展。一個例子是汽車或引擎的生產。現代節能技術伴隨著新車誕生的整個鏈條——從設計(在開發過程中充分考慮了車輛運動阻力因素)到以最高生產率和品質進行的組裝操作。

在生產節能引擎時,會考慮引擎負載、最小廢熱和廢氣、最大效率,對於內燃機,也考慮燃料的最佳化學成分。

建築節能新技術

設計和建造住宅和公共建築時,應充分考慮非生產性損失的成本。

Energy saving technologies
圖片: aceee.org

他們之中:

  • 空間加熱過程中的損失。
  • 建築物屋頂的熱損失。
  • 建築物外表面與環境之間的熱交換過程控制較弱,尤其是在寒冷季節。
  • 空調效果不佳。

俄羅斯最有前途的節能建築技術是冷凝塗層模組的安裝。這些設備提供更高的燃燒效率 – 從 89% 到 97%,被認為是使用氣體燃料的最有效的加熱和通風方法。

冷凝裝置安裝在屋頂上,也提供有效的通風。這些設備包含輔助熱交換器。透過此熱交換器的廢氣將其溫度降低至水蒸氣冷凝的溫度。這使得設備能夠回收潛熱,否則這些潛熱會損失到廢氣中。

可再生能源是人與自然的必然妥協
可再生能源是人與自然的必然妥協
現代節能技術在暖氣設備的選擇上也得到了不斷的發展。例如,採用節能技術的紅外線加熱系統可將單位能耗降低70-75%,而自動化系統則可保持場所內最佳的相對空氣濕度。目前,此類節能供暖技術主要應用於低層建築。

建築物、街道和其他設施的照明系統的設計和安裝的特點是在建築中更大規模地實施節能技術。 LED燈在這裡有一個明顯的優勢:它們的光通量比相同功率的白熾燈高出85%。未來幾年,LED 的功率密度預計將翻倍,從目前的每瓦 125-135 流明增加到每瓦 230 流明。

從現代節能技術的角度來看,更有前景的是感應照明的使用。與白熾燈相比,無極燈的效率大約是白熾燈的四倍,使用壽命也比白熾燈長 40 倍以上。

聚落節能減排的主要方向與方案

資源和節能技術對於私人住宅尤其重要,只有透過合理使用才能確保節省材料成本。

Energy saving technologies
圖片: constellation.com

私人住宅引進節能技術的主要方向是:

  • 牆壁的有效隔熱以及在建築中使用高熱容量的材料。
  • 降低安裝空調系統時的能源成本。
  • 使用熱泵進行單獨供水,提高效率。
  • 盡可能使用採用再生能源的發電廠:風能、太陽能、地熱水等。

合理利用資源和節能技術的一個例子是空調系統中冷卻劑的冷卻過程。現代冷水機的特點是冷凝器和蒸發器的數量增加,壓縮機可讓您改變驅動速度並控制空調的功率。

綠色氫—未來的能源?
綠色氫—未來的能源?

能源效率流程和節能技術在家庭管道中的作用是巨大的。尤其是雙沖水馬桶和無水重力小便池可省水高達30%。重要的是,雙沖水裝置是沖水閥的一部分,可以輕鬆安裝在現有的管道裝置上。

無水小便池無需沖水裝置即可運作。使用可更換的濾芯代替傳統的排水管,其中包含用作密封劑的獨特液體。密封液起到氣密屏障的作用,防止室內異味減弱。它保留在濾芯中,因此無水小便器每年大約清潔 3-4 次,從而顯著節省能源。

考慮到節能技術的重要性,制定了廣泛採用節能技術的計畫。因此,已開發國家高達31%的物質和能源資源損失發生在工業,28%發生在物流,22%發生在家庭部門,19%發生在建築業。

有關節能技術的有趣事實

  • 丹麥的人均節能技術使用水準位居世界第一。因此,該國多達三分之一的電力是由風力發電廠產生的。
  • 全球工業能源消耗的 35% 用於黑色金屬和有色冶金。
  • Oak Ridge 和通用電氣開發了一種新型家用冰箱,它使用特殊磁鐵來製冷。這種冰箱利用磁熱效應,透過改變磁場來實現材料溫度的降低或升高。具體能耗降低37-40%。