基于能值分析的红壤侵蚀区农业循环经济研究

为探究农业循环经济在土壤侵蚀区的适应性与发展潜力,选取福建省长汀县典型农户循环经济(模式Ⅰ)及传统类型(模式Ⅱ)进行能值流动比较,并运用净能值产出率(EYR)、能值投资率(EIR)环境负载率(ELR)、可持续性发展指数(ESI)、能值投入密度及能值反馈率指标进行评价.结果表明:模式Ⅰ的EYR、EIR、ELR分别是模式Ⅱ的4.15倍、1.13倍和0.15倍,模式Ⅰ经济发展程度相对较高,对环境的依赖相对较弱;从可持续性指数方面可得出,模式Ⅰ与模式Ⅱ的能值ESI分别为6.85,0.26,表明模式Ⅰ具有活力与发展潜力,模式Ⅱ属于消费型经济系统,不具有可持续性;模式Ⅰ的能值投入密度为1.90E+12 sej,高于模式Ⅱ的1.66E+12 sej,模式Ⅰ开发程度和集约化程度比模式Ⅱ高,结构较为合理;模式Ⅰ能值反馈率为4.3%,具有一定的主动调节、组织能力.因此总体上说,红壤侵蚀区循环经济模式具有更高的经济效益和环境效益,可推动当地农户可持续发展.     

基于能值分析的LID可持续性评价

明确不同LID(低影响开发,Low impact development)的可持续性是实现LID优化配置的关键。选取2014年汉中市兴汉新区雨水管理系统工程采用的5种LID实践:雨水花园、生态草沟、屋顶绿化、人工湿地和透水铺装,采用能值分析方法,通过能值产出(Y)、可更新百分比(PR)、能值产出率(EYR)、环境负载率(ELR)和环境可持续指数(ESI)5项指标,分析其建设期和运营期的各种能值投入,评价其可持续性。结果表明,建设期所有LID的可持续性较差,运营期由于LID能够产生多种生态系统服务能值,增加了其持续性。比较而言,雨水花园和生态草沟的可持续较高,其次是屋顶绿化和人工湿地,透水铺装的可持续性最低。     

能值分析在贻贝养殖生态系统的应用

以能值理论为基础,选择舟山市东极贻贝养殖生态系统为研究对象,在定量分析贻贝养殖生态系统的物质流和能量流的基础上,通过建立能值评价指标体系,综合评价东极贻贝养殖对环境的影响及其可持续性。结果表明:东极贻贝养殖生态系统的太阳能值转化率TR为3.35E+09sej/g,环境负荷率ELR为0.45,能值产出率EYR为3.22,能值投入的生产效率PEEI为9.60E-10g/sej,系统可持续发展指数ESI为7.16。最后将其与其它四种养殖系统进行比较,分析得出贻贝养殖生态系统能值产出率和可持续性均较高。     

一种生物柴油生产体系的能值分析及新能值指标的构建

对一种以植物油为原料采用酯交换离心机分离连续生产生物柴油的CD-工艺方法生产生物柴油的体系进行了能值分析.该系统产出的生物柴油能值转换率为(8.60E 05)seJ/J,该结果验证了在目前条件下自然过程的能源生产效率要高于工业过程的观点.但笔者认为传统能源的能值转换率会增大,而新能源的会减小,两者会越来越接近.针对新能源生产的特点,构建了能值补益率(EAR,emergy assisted ratio)、可再生能值率(RER,reproducible emergy ratio)和温室气体能值率(GGER,greenhouse gas emergy ratio)等3个新指标,其中能值补益率等于政府(或非政府组织)补贴货币的能值除以总产出能值,该值用来衡量政府(或非政府组织)对该产业的扶植力度;可再生能值率的数学表达式为RER=(ESR×EYR)/(EIR×ELR),用来衡量系统可再生性;温室气体能值率的数学表达式为GGER=(碳税×碳量×货币能值)/燃料能值,用来衡量燃料燃烧后对大气中温室气体能值的贡献率,该三项指标分别为0.65、0.06和0.13,生物柴油的温室气体能值率仅为石化柴油的1/5左右,非常有利于减小温室效应.原有能值指标体系中能值投资率(EIR,emergy investment ratio)、环境负荷率(ELR,environment load ratio)、净能值产出率(EYR,emergy yield ratio)和能值自给率(ESR,emergy self-support ratio)等4项分别为3.57、3.55、3.68和0.22,前3项指标均明显优于生物乙醇生产系统,说明该生物柴油生产系统具有相当大的优势.随着生物柴油生产系统产能的扩大和优化,环境负荷率等指标会进一步降低,系统的可再生性会日益明显,最后从能值角度对生物柴油的其他优点进行了阐述.     

基于能值分析的山西省生态经济系统可持续发展评价

本文采用奥多姆(Odum H T)的能值分析方法,针对山西省2000年～2016年生态经济系统的主要能值投入与产出、运行效率以及环境负荷作了系统分析,并通过构造生态经济系统能值评估体系分析区域实体经济发展的整体趋势及可持续性.结果表明:山西省经济发展状况仍然十分滞后,主要由于工业与煤炭资源息息相关,产业单一,抗风险能力差.从2000年到2016年,可更新资源能值量基本保持在3.56E+22sej,无显著变化差异;人均能值量从1.94E+15sej提升到2.66E+15sej;环境负荷率(ELR)从0.77提升到1.74;生态经济系统能值投资率从0.59提升到1.07.能值可持续指标从3.44降到1.10,可持续性有所改善.     

基于能值分析的株洲农业生态经济系统综合研究

运用能值分析方法,对株洲市2001-2008年农业生态系统的能值投入产出、运行效率、ELR、ESI进行定量分析,构建能值指标体系.结果表明:株洲农业生态系统主要依赖于人力,尚处于从传统农业阶段向现代农业阶段转变的过渡时期;研究区农业生态经济负载率低,资源环境压力在逐渐加大,资源空间利用未达到优化配置.为促进株洲农业的可持续发展,应根据农业的需要合理调整农业产业结构,使农业生态经济系统可持续发展.     

垃圾处理的能值分析

采用能值分析方法,对处理垃圾的几种常见方式进行了分析,并对其系统的能值投资率(EIR)和能值产出率(EYR)进行了计算．结果表明,填埋及沼气发电、焚烧发电的EYR稍大于1,堆肥系统的EYR小于1．填埋及沼气发电、焚烧发电虽然显示出一定的应用前景,但它们的EYR还偏小,这说明目前我国垃圾处理系统的运行还离不开政府的支持与新技术的应用．堆肥系统的EYR较小,但由于它的EIR也较低,可以以较低的社会能值投入达到垃圾处理的目的,因此目前暂时也有它存在的价值．     

基于能值的海岸带生态修复成效评估——以鹦鹉洲湿地为例

鹦鹉洲湿地自建成以来已开展了连续5年以上的实地调查和监测,结合长期监测数据构建科学系统的修复成效评价体系对海岸带生态修复工程的评估具有重要的参考价值.采用能值分析方法,通过实地调研、科学监测和查阅文献,搜集所需相关数据,构建了湿地生态系统能量分析结构图和能值指标体系,对自然资产、生态服务等主要能值指标进行了分析,并比较了不同修复时期湿地的功能表现.研究结果表明:2021年,鹦鹉洲湿地自然资产总能值为8.92×10¹⁶ sej,相当于能值–货币价值22.47万元,湿地生态服务总能值为8.88×10¹⁷ sej·a^-1;实施生态修复后,鹦鹉洲生态质量明显改善,其自然资产和生态服务能值分别是修复前的5.01倍和5.73倍;鹦鹉洲湿地生态系统的能值自给率(emergy self-support ratio, ESR)为0.47,能值产出率(emergy yield ratio, EYR)和能值可持续指数(emergy sustainable index, ESI)分别为28.29和25.03,表明湿地产出效率高且可持续发展空间较...     

基于能值理论的水泥企业可持续性评价

高能耗高污染的水泥生产在增加经济效益的同时也带来了沉重的环境负担,严重影响了水泥行业的可持续发展.将能值理论引入水泥制造工业,综合经济要素、资源要素和环境要素对水泥生产系统进行可持续性评价.以Odum能值分析理论为基础计算若干个能值指标,通过与钢铁工业园及全国综合系统的能值指标相比较,表征水泥企业的运行特征,度量其发展的可持续性.研究结果表明,水泥企业经济发展程度较低下,对环境的依赖程度非常高,其可持续发展水平仅稍好于钢铁工业园.建议通过工业废弃物替代矿物原料、利用余热发电等必要的技术手段,提高水泥生产的生态效率,提升发展的可持续性.     

太阳能增压喷射制冷系统能量分析与(火用)分析

为探索太阳能增压喷射制冷系统性能进一步提高的方向和方法,建立了系统的能量模型与(火用)模型,对系统的热力学性能进行了计算分析。采用R245fa为工质进行计算分析。结果表明:系统机械性能系数随着压缩机压比的增大呈先增大后减小的趋势,压比为1.45时达到最优值,热性能系数与(火用)效率随着压比增大而增大;系统的机械性能系数随着发生温度的升高呈先增大后减小的趋势,当发生温度为79℃时,达到最优值9.13,热性能系数与(火用)效率随着发生温度的升高而增大;冷凝温度升高时,机械性能系数、热性能系数与(火用)效率均减小;蒸发温度升高时,机械性能系数和热性能增大,而(火用)效率减小。系统中(火用)损失最大的部件是集热器和喷射器。因此,采用合理的运行参数、提高集热效率和喷射器性能是提升系统性能的关键。     

福建生态经济系统的能值分析及可持续发展评估

运用能值理论与方法,对福建省1981-2004年的净能值产出率、能值投入率、人均能值用量、能值货币比率、能值使用强度、电力能值使用量比例、环境负荷率、可持续发展能值指数和人口承载量等9个指标24年来的变化趋势进行了分析,并对各项能值指标2010年的数值进行了预测.结果表明:(1)24年来福建的能值投入率、人均能值用量、能值使用强度、电力能值使用比例不断上升,能值货币比率则持续下降,表明福建省经济得到了巨大的发展;(2)24年来福建省净能值产出率、可持续发展能值指数不断下降,环境负荷率不断升高,说明福建经济的发展是以资源大量消耗和环境破坏为代价而取得的;(3)按各项能值指标的变化趋势曲线对2010年福建省各项能值指标预测表明,若按以往发展模式,福建省产品竞争力将下降,资源环境压力过大,生态经济系统的功能将退化或散失.     

空调能效比和季节能效比的分析

针对空调节电问题，通过统计数据和测试数据分析了我国空调产品能效比的基泰情况以及我国国家标；隹中规定能效比值与国外相关标准的差距，指出了我国能效水平提升具有很高的潜力、根据季节温度分布，分析了房间空调器的季节能效比以及冷水机组的综合部分负荷值，得出能效比和房间空调器的季节能效比以及冷水机组的综合部分负荷值对空调节能有同等重要的作用，季节能效比和综合部分负荷值的应用对节电有利．     

热泵型空调机组室外机制冷剂侧换热与流动

针对热泵型空调机组室外机换热面积通常大于室内机换热面积的特点,对室外机换热面积变化对其换热量及机组性能系数的影响进行了研究。分别在制冷和制热工况下测试了室外机沿制冷剂管路管壁温度。在此基础上,建立了室外机传热和制冷剂流动计算模型,并对以R22为工质的一机组进行了实例计算。结果表明：制冷剂在冷凝器和蒸发器内的相变过程均为非定温过程,但温度变化较小,且供热时作为蒸发器的室外机的压降大于制冷时作为冷凝器的室外机的压降。当室外机换热面积远大于室内机换热面积时,室外机换热量和机组性能系数均随换热面积的减小而减小,但减小的幅度远较换热面积减少的比例小得多。且在制热工况下的影响远小于制冷工况。     

Two Village Ecosystems in the Upper Minjiang River, China: A Comparison of Emergy Flow

By using the concept of emergy and method of emergy analysis, this paper has studied two mountain settlement (village) ecosystems in two aspects: input and output of energy in the agro-systems and the use of fuel energy. The result reveals that the settlement agro-system in the valley of Minjiang River is better in both structure and function than that at the so-called half-high mountain. The former one is higher than the latter one regarding such indices as emergy yield ratio, labor productivity of emergy and emergy sustainable index, but lower than the latter one regarding environmental loading ratio. In terms of fuel emergy, the settlement in the valley enjoys more diversified sources and is less depending on bio-energy while the settlement at the half-high mountain has only one source (i. e. fuel wood), much depending on bio-energy, may exert a greater pressure on environment.     

Investigation into the energy consumption of a data center with a thermosyphon heat exchanger

A data center test model was used to analyze the energy dissipation characteristics and energy consumption of a data center.The results indicate that adequate heat dissipation from a data center cannot be achieved only from heat dissipation through the building envelope during Beijing winter conditions.This is because heat dissipation through the building envelope covers about 19.5% of the total data center heat load.The average energy consumption for an air conditioner is 4 to 5 kW over a 24-h period.The temperature difference between the indoor and outdoor air for the data center with a thermosyphon heat exchanger is less than 20°C.The energy consumption of the thermosyphon heat exchanger is only 41% of that of an air conditioner.The annual energy consumption can be reduced by 35.4% with a thermosyphon system.In addition,the effect of the outdoor temperature on the en-ergy consumption of an air conditioner is greater than the indoor room temperature.The energy consumption of an air conditioner system increases by 5%to 6%for every 1°C rise in the outdoor temperature.     

一种新型芯片冷却构思的实验研究——利用蒸汽压缩空调系统降低计算机机箱环境温度以冷却芯片

提出通过降低计算机机箱内整体冷却空气温度达到热管理．类似日常生活用的普通空调，提出一种整体式中尺度空调系统来调节计算机内温度，并在实验原型上做了大量概念性的实验．结果表明，计算机机箱内环境空气温度可以从54．7℃降低到32．7℃．说明此种方法可以在不改变计算机任何部件的情况下大大提高计算机系统的冷却效果，为热管理设计的这一特定中尺度空调机非常经济且易操作，在计算机产业上将会得到广泛的应用．如同空调系统的末端一样，此整体式空调机可同时拥有多个蒸发器以带走多个发热元件产生的热量；蒸发器还可以直接扣在中央处理器（CPU）和显卡等芯片的表面以冷却芯片．本文提出的主动冷却系统在调节局部热环境时可灵活调整．例如如果空气冷却系统中有两个蒸发器时，就可用一个冷却机箱内环境温度，另一个直接扣在CPU上．本文提供的概念有望为个人笔记本电脑、台式机和大型计算机提供一种高效的冷却方法，也可应用在其他产热率较高的很多场合．     

空调卧室空气环境的数值模拟

用CFD方法模拟了空调卧室内制冷制热运行时3种不同的住宅空调模式(包括普通窗式空调器、分体机及具有引入新风的热回收装置的窗式空调器)分别位于高位置和低位置时室内空气温度及流速、有机污染物(甲醛)浓度及CO2的分布,并进行比较.结果表明,空调器的类型、位置及新风量对空气环境影响较大.夏季制冷运行时,带热回收装置的窗式空调器置于低位置时可以获得良好的室内流场分布,稀释和携带走室内的CO2和污染物;而该装置置于高处时,流场结构不合理;其它空调模式下由于没有引入新风,产生室内污染物堆积.冬季制热运行与夏季制冷运行时的结论相同.     

余热驱动冷管组合式吸附空调的制冷特性

以小型运输车船驾驶室空调为应用背景,设计并建造了余热驱动的冷管型组合式吸附空调系统.针对单台组合式吸附空调器进行了一系列的性能试验.研究分析了组合式吸附空调器在不同热源温度、环境温度、冷媒配风量和循环周期下的制冷特性.结果显示,在一定的范围内热源温度、冷媒配风量的提高,有利于整个空调系统性能的提高;环境温度的升高使空调系统的性能有所下降;而循环周期有一个最优范围.试验证明,对于该冷管型组合式吸附空调系统,其循环半周期选定在30 min左右是较合理的.     

R410A空调器空泡系数模型适用性的实验验证

为了找到适用于R410A空调器两相制冷剂质量计算的空泡系数公式,提出了一种可以方便地测量换热器中制冷剂质量的准在线液氮称重法(QOMM),检验了该方法的测量精度,并建立实验台测量了不同空调工况下空调器换热器中的制冷剂量.基于所测制冷剂质量,验证了11种两相流体空泡系数模型对于R410A空调器的适用性.结果表明,QOMM具有较高的测量精度,R410A空调器制冷工况下空泡系数公式宜采用Hughmark模型,而热泵工况下宜采用Premoli模型.