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主题:【翻译】可再生能源--消除温室效应 1序 -- hwd99

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家园 7 取暖和制冷 本章将研究我们在控制家庭或办公室温度方面

7 取暖和制冷

本章将研究我们在控制家庭或办公室温度方面消耗的能量,还包括加热或冷冻食物、饮料、衣服和碗碟等。

民用热水

家庭使用热水主要包括洗浴、淋浴、洗碗和洗衣服,与个人生活方式有关。我们来估算一下洗澡需要的能量。

澡盆的体积约50cm×15cm×150cm=110升。假设温度是50℃,房间温度是10℃,水的热容量是4200J/L/℃,因此,加热水升温40℃消耗能量是:

4200J/L/℃×110L×40℃≈18MJ=5kWh

因此,洗一次这样的澡,需要消耗能量5kWh,而洗一次淋浴,需要用水30L,消耗能量1.4kWh。

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图7.2 洗澡用的热水

电水壶和电热炉

英国作为现代文明国家,使用230V民用电。我们可以使用电热壶加热水,功率是3kW,有些国家使用110V电压,加热需要两倍时间。

这里假设一个家庭有2人,每天使用电水壶加热20分钟,平均消耗能量1kWh。电炒锅功率与烤面包器相同,都是1kW,电功率较大的电热板是2.3kW。如果每天使用电炒锅1小时,消耗能量是1kWh。

微波炉的功率标注在前面板上,例如900W,但实际消耗功率是1.4kW。如果你每天使用20分钟,消耗能量是每天0.5kWh。

通常烤箱功率是3kW。如果您每天使用半小时,能耗是每天1.5kWh。

通常烤箱功率是3kW。如果您每天使用半小时,能耗是每天1.5kWh。

设备 功率(kW) 每天使用时间 h/d 每天消耗能量 kWh/d

烹饪

电水壶 3 1/3 1

微波炉 1.4 1/3 0.5

电炒锅 3.3 1/2 1.6

电烤箱 3 1/2 1.5

清洗

洗衣机 2.5 1

烘干机 2.5 0.8 2

碗橱烘干机 0.5

洗碗烘干机 0

洗碗机 2.5 1.5

制冷

电冰箱 0.02 24 0.5

冰柜 0.09 24 2.3

空调 0.6 1 0.6

烘干衣服和碗碟

洗衣机、洗碗机和转筒式干燥机的功率都是2.5kW。洗衣机需要使用80L水,如果设置温度是40℃,约需要1kWh能量加热。如果使用家用热空气烘干机,需要消耗能量1.5kWh

根据以上估算,总计每人需要消耗12kWh能量用于热水。

家庭和办公室取暖

是否需要更多功率用于建筑物取暖?估算每天用于取暖的方法是假设使用人们熟悉的电取暖器,功率是1kW,冬天每个人都需要一个电取暖器,每天消耗24kWh,但是夏天不需要。因此,平均估算,每个人每天需要消耗12kWh能量用于取暖。但大多数人需要更多能量,用于同时保持数个房间温度,如厨房、客厅、走廊和浴室等。因此,可能消耗的能量是这个数字2倍:每人24kWh。

对应技术部分第E章包括更详细的建筑物取暖能耗清单,还包括如何关闭空调、使用双层玻璃等节省能量方法。

室外取暖和其他奢侈消费

现在有一个趋势是在室外使用天井加热器,功率是15kW。如果每天使用2小时,就会每天消耗30kWh。

还有一个消费是使用电热毯,功率是140W,使用一小时,消耗0.14kWh。

制冷

电冰箱

我们不仅使用热水和热空气控制我们周围环境,而且使用电冰箱。平均功率18W,每天消耗0.5kWh。

空调

一些国家气温超过30度,空调是必不可少的,消耗的能量也非常大。本书主要讨论英国能耗,在制冷空调方面消耗能量很少,如下图

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图7.8 英国剑桥2006年气温,摄氏度,红色是日平均,蓝色是半小时平均

使用空气源热泵比较经济。窗式电空调功率式0.6kW,制冷功率是2.6kW。假设每天使用12小时,每年使用30天。平均计算,每天消耗能量是0.6kWh。

本章估计制冷能耗为每人每天1kWh,包括空调和冰箱。此外,食品运输过程中,常常需要冷冻,我在第15章估算其能耗。

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图7.10 1993-2005年我家累计天然气消耗 ,单位是1000kWh,线上数字是每天消耗数据,单位kWh/天

取暖和制冷合计

粗略估计,每个人每天用于家庭、工作和烹饪等方面制热和制冷方面能耗是37kWh(12热水,24热空气,1制冷)。

上述估计与实际比较相符,或者稍低。例如,我家12年消耗的天然气,平均到每天是40kWh。我认为,我是一个相等节俭的人,虽然不太关注能量消耗。第21章将阐述我主意到能耗时,削减了多少能量。

因为制热是能耗的主要部分,我们来比较一些国家统计资料。2000年平均家庭用于空间加热、热水、烹饪能耗是每天每人21千瓦时。在服务中心是8.5千瓦时。在工作场所,剑桥大学在2006-2007年间是每个人16kWh。总计是21+85+16≈45kWh/d/person。这个结果与我们的估算相近。

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图7.11 加热和冷却能耗为37kWh/天,加入到能源消费和供应清单


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