《物理性污染控制4热污染及其控制ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理性污染控制4热污染及其控制ppt课件（61页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、热污染及其控制n第一节 概述n第二节 水体热污染n第三节 热岛效应n第四节 温室效应n第五节 热污染控制技术第一节 概述 热环境热环境 影影响响 人类活动人类活动 人体健康人体健康 影影响响热环境又称环境热特性，热环境又称环境热特性， 是提供给人类生产、生是提供给人类生产、生 活及生命活动的生存空活及生命活动的生存空 间的温度环境。间的温度环境。 表表 6-1 6-1 热环境的分类热环境的分类名名 称称热热 源源特特 征征自然自然热环境热环境主要热源是主要热源是太阳太阳 l热特性取决于环境接收太阳辐射的情况；热特性取决于环境接收太阳辐射的情况；l与环境中大气同地表间的热交换有关；与环境中大气同
2、地表间的热交换有关；l受气象条件的影响受气象条件的影响人工人工热环境热环境房屋、火炉、房屋、火炉、机械、化学机械、化学等设施等设施l人类为防御、缓和外界环境剧烈的热特性人类为防御、缓和外界环境剧烈的热特性变化而创造的更适于生存的热环境；变化而创造的更适于生存的热环境；l人类的各种生产、生活和生命活动都是在人类的各种生产、生活和生命活动都是在人工热环境中进行的人工热环境中进行的n n热环境中的人为热量来源热环境中的人为热量来源 l电动机、发动机和各种大功率的电电动机、发动机和各种大功率的电器机械装置在运转工程中，以副作用器机械装置在运转工程中，以副作用的形式向环境中释放的热能。的形式向环境中释放
3、的热能。 l放热的物理化学反应过程，如化工厂的化放热的物理化学反应过程，如化工厂的化学反应炉和核反应堆中的核反应，太阳辐射学反应炉和核反应堆中的核反应，太阳辐射能量实际就是氢核聚变产生的。能量实际就是氢核聚变产生的。 l密集人群释放的辐射能量，一个成年人对密集人群释放的辐射能量，一个成年人对外辐射的能量相当于外辐射的能量相当于146W146W的发热器所散发的的发热器所散发的能量。能量。设备散热设备散热物理化学放物理化学放热热人群辐射人群辐射n人类生产、生活中排放出的废热造成的环境热化，损害环境质量，影响人类生产、生活的一种增温效应。n n （一）热污染的类型（一）热污染的类型 n n （二）热
4、污染的成因（二）热污染的成因 n n （一）热污染的类型（一）热污染的类型 水体水体热污染热污染n污染源n备 注热电厂、核电站、钢铁厂热电厂、核电站、钢铁厂的循环冷却系统排放热水；的循环冷却系统排放热水； 石油、化工、铸造、造纸石油、化工、铸造、造纸 等工业排放含大量废热的等工业排放含大量废热的 废水。废水。 燃煤火电站热能利用率仅燃煤火电站热能利用率仅40%40%， 轻水堆核电站仅为轻水堆核电站仅为31%31%33%33%， 核电站冷却水耗量较火电站多核电站冷却水耗量较火电站多 50%50%以上。以上。 废热随冷却水或工业废水排入废热随冷却水或工业废水排入 地表水体，导致水温急剧升地表水体，
5、导致水温急剧升 高，对水生生物造成危害。高，对水生生物造成危害。 n类型大气大气热污染热污染城市和工业大规模燃烧过程城市和工业大规模燃烧过程 产生废热，高温产品、炉渣产生废热，高温产品、炉渣 和化学反应产生的废热等。和化学反应产生的废热等。 目前关于大气热污染的研究目前关于大气热污染的研究 主要集中在城市热岛效应和主要集中在城市热岛效应和 温室效应。温室效应。 温室气体的排放抑制了废热温室气体的排放抑制了废热 向地球大气层外扩散，更向地球大气层外扩散，更 加剧了大气的升温过程。加剧了大气的升温过程。 n n （二）热污染的成因（二）热污染的成因 p环境热污染主要由人类活动造成，主要成因环境热污
6、染主要由人类活动造成，主要成因 向环境释放热量向环境释放热量 改变地表形态改变地表形态 l能源未能有效利用，余热排入环境后直接能源未能有效利用，余热排入环境后直接引起环境温度升高；引起环境温度升高；改变大气层组成和结构改变大气层组成和结构 n n （二）热污染的成因（二）热污染的成因 改变大气层组成和结构改变大气层组成和结构 COCO2 2含量剧增含量剧增 COCO2 2是温室效应的主要贡献者。是温室效应的主要贡献者。 颗粒物大量增加颗粒物大量增加 对流层水蒸气增多对流层水蒸气增多 平流层臭氧减少平流层臭氧减少 l反射太阳辐射，吸收地表长波辐射反射太阳辐射，吸收地表长波辐射l对环境温度的影响与
7、颗粒物粒度、成分、对环境温度的影响与颗粒物粒度、成分、停留高度、云层和地表反射率等因素相关停留高度、云层和地表反射率等因素相关 l白天吸收地面辐射，抑制热量向太空扩散；白天吸收地面辐射，抑制热量向太空扩散；l夜晚向外辐射能量，使环境温度升高。夜晚向外辐射能量，使环境温度升高。 l氟氯烃（氟氯烃（CFCsCFCs）和含溴卤化烃哈龙（）和含溴卤化烃哈龙（HalonHalon） 是造成臭氧层破坏的主要原因。是造成臭氧层破坏的主要原因。 n n （二）热污染的成因（二）热污染的成因 改变地表形态改变地表形态 l地表蒸发强度增强，反射率提高地表蒸发强度增强，反射率提高l降低植物吸收降低植物吸收COCO2
8、 2和太阳辐射的能力和太阳辐射的能力l减弱了植被对气候的调节作用减弱了植被对气候的调节作用 植被破坏植被破坏 下垫面改变下垫面改变 海洋面受海洋面受热性质改变热性质改变 l城市化地表的反射率和蓄热能力改变城市化地表的反射率和蓄热能力改变l地表和大气之间的换热过程破坏地表和大气之间的换热过程破坏l石油泄漏可显著改变海面的受热性质石油泄漏可显著改变海面的受热性质l对太阳辐射的反射率降低，吸收能力增加对太阳辐射的反射率降低，吸收能力增加 n n （二）热污染的成因（二）热污染的成因 表表6-6 城市下垫面对热环境的影响城市下垫面对热环境的影响项目目与与农村比村比较结果果项目目与与农村比村比较结果果年
9、平均温度年平均温度高高0.51.5夏季相夏季相对湿度湿度低低8 %冬季平均最低气温冬季平均最低气温高高1.02.0冬季相冬季相对湿度湿度低低2 %地面地面总辐射射少少15 % 20 %云量云量多多5 % 10 %紫外紫外辐射射低低5 % 30 %降水降水多多5 % 10 %平均平均风速速低低20 % 30 %第二节 水体热污染l l水体升温，水中溶解氧降低水体升温，水中溶解氧降低水体升温，水中溶解氧降低水体升温，水中溶解氧降低n n （一）威胁水生生物生存（一）威胁水生生物生存 l水体升温还可提高有毒物质的毒性以及水生生物对水体升温还可提高有毒物质的毒性以及水生生物对有害物质的富集能力，改变鱼
10、类的进食习性和繁殖有害物质的富集能力，改变鱼类的进食习性和繁殖状况等；状况等；l热效力综合作用容易引起鱼类和其他水生生物的死热效力综合作用容易引起鱼类和其他水生生物的死亡；亡；l热热污污染染可可使使水水体体严严重重缺缺氧氧，厌厌氧氧菌菌大大量量繁繁殖殖，有机物腐败严重，水体发生黑臭。有机物腐败严重，水体发生黑臭。n n （二）加剧水体富营养化（二）加剧水体富营养化 l温温排排水水还还会会促促进进底底泥泥中中营营养养物物质质的的释释放放，导导致致水水体体离离子子总总量量，特特别别是是N N、P P含含量量增增高高，加加剧剧水水体富营养化。体富营养化。l水水温温超超过过3030，硅硅藻藻大大量量死
11、死亡亡，绿绿藻藻、蓝蓝藻藻迅迅速繁殖速繁殖l水水体体升升温温给给致致病病微微生生物物滋滋生生繁繁衍衍提提供供温温床床，引引发流行性疾病。发流行性疾病。（三）引发流行性疾病（三）引发流行性疾病 l澳澳大大利利亚亚曾曾流流行行的的一一种种脑脑膜膜炎炎是是由由于于电电厂厂排排放放的的冷冷却却水水使使水水温温增增高高，变变形形虫虫大大量量滋滋生生繁繁衍衍，污污染染水水源源，经经人人类类饮饮水水、烹烹饪饪或或洗洗涤涤等等途途径径 进进入人体，导致发病。入人体，导致发病。 l水水温温升升高高会会加加快快水水体体的的蒸蒸发发速速度度，使使大大气气中中的的水水蒸蒸气气，从从而而增增强强温温室室效效应应，引引起
12、起地地表表和和大大气气下下层层温温度度上上升升，影影响响大大气气循循环环，甚至导致气候异常。甚至导致气候异常。（四）增强温室效应（四）增强温室效应 n热污染很难彻底消除热污染很难彻底消除(预防预防)n综合防治的目标：减少热污染，将其控制在综合防治的目标：减少热污染，将其控制在环境可承受的范围内，及其资源化利用。环境可承受的范围内，及其资源化利用。水体污染的防治措施n冷却水循环利用或改进冷却方式，减少冷冷却水循环利用或改进冷却方式，减少冷却水用量、降低排水温度，从而减少进入却水用量、降低排水温度，从而减少进入水体的废热量。水体的废热量。n合理设计取、排水方式和选择取、排水位合理设计取、排水方式和
13、选择取、排水位置，如采用多口排放或远距离排放等，减置，如采用多口排放或远距离排放等，减轻废热对受纳水体的影响。轻废热对受纳水体的影响。n （一）减少废热入水（一）减少废热入水 n养殖鱼、虾或贝类养殖鱼、虾或贝类n废热水灌溉，温室蔬菜或花卉种植。废热水灌溉，温室蔬菜或花卉种植。n废热水调节污水处理系统水温废热水调节污水处理系统水温n排入港口或航道以防止结冰排入港口或航道以防止结冰n冬季供暖冬季供暖n （二）废热综合利用（二）废热综合利用 n应尽快制定水温排放标准应尽快制定水温排放标准n将热污染纳入建设项目的环境影响评价中将热污染纳入建设项目的环境影响评价中n各地方部门需加强对受纳水体的管理各地方
14、部门需加强对受纳水体的管理n （三）加强管理（三）加强管理 第三节 热岛效应v城市热岛效应城市热岛效应在人口稠密、工业集中的城市地区，由人类活在人口稠密、工业集中的城市地区，由人类活动排放的大量热量与其他自然条件共同作用致动排放的大量热量与其他自然条件共同作用致使城区气温普遍高于周围郊区的现象。使城区气温普遍高于周围郊区的现象。以城区气温与郊区气温之差来表示。以城区气温与郊区气温之差来表示。v城市热岛效应导致城区年平均气温高出郊区城市热岛效应导致城区年平均气温高出郊区 农村农村0.51.5左右；左右；v一般冬季城区平均最低气温比郊区高一般冬季城区平均最低气温比郊区高12， 城市中心区气温比郊区
15、高城市中心区气温比郊区高23，最大可相差，最大可相差 5；v夏季城市局部地区的气温有时甚至比郊区高出夏季城市局部地区的气温有时甚至比郊区高出 6以上。以上。 目前我国热岛效应最大的城市是目前我国热岛效应最大的城市是北京北京(9.0)(9.0) 和和上海上海（6.86.8），世界最大城市热岛为加拿大），世界最大城市热岛为加拿大的的温哥华温哥华(11)(11)和德国的和德国的柏林柏林(13.3)(13.3)。n引起城市热岛效应的原因引起城市热岛效应的原因 （一）城市下垫面的变化（一）城市下垫面的变化 n下垫面：混凝土、柏油路面、建筑墙面n对太阳辐射的反射率低，升温快，蓄热能力强。n植被面积减少，蒸
16、腾作用减弱。n使温室效应大大增强！（二）城市大气成分的变化（二）城市大气成分的变化 （三）人为热的释放（三）人为热的释放 （1 1）城区冬季缩短，霜雪减少）城区冬季缩短，霜雪减少 城区冬季采暖耗能降低，但另一方面，热岛效城区冬季采暖耗能降低，但另一方面，热岛效应导致夏季持续高温又会增加城市耗能。例如美国应导致夏季持续高温又会增加城市耗能。例如美国洛杉矶市城乡温差增加洛杉矶市城乡温差增加2.82.8，全市因空调降温多，全市因空调降温多耗耗1010亿瓦电能，每小时合亿瓦电能，每小时合1515万美元，据此推算全美万美元，据此推算全美国夏季因热岛效应每小时多耗降温费达数百万美元国夏季因热岛效应每小时多
17、耗降温费达数百万美元。 （2 2）加剧城区夏季高温天气）加剧城区夏季高温天气 工作效率降低，中暑和死亡人数增加。工作效率降低，中暑和死亡人数增加。 医学研究表明，环境温度与人体的生理活动密医学研究表明，环境温度与人体的生理活动密切相关，当温度高于切相关，当温度高于2828时，人会有不舒适感；温时，人会有不舒适感；温度再高易导致烦躁、中暑和精神紊乱等；气温高于度再高易导致烦躁、中暑和精神紊乱等；气温高于3434并加以热浪侵袭可引发心脏病、脑血管和呼吸并加以热浪侵袭可引发心脏病、脑血管和呼吸系统疾病，使死亡率显著增加。系统疾病，使死亡率显著增加。（3 3）引起异常天气现象）引起异常天气现象 城市热
18、岛效应可能引起暴雨、飓风和云雾等异城市热岛效应可能引起暴雨、飓风和云雾等异常天气现象，即所谓的常天气现象，即所谓的“雨岛效应雨岛效应”、“雾岛效应雾岛效应”和和“城市风城市风”。热岛效应阻碍了热岛效应阻碍了城市云雾（工业生城市云雾（工业生产和生活中排放的污染物形成的酸雾、油雾、烟雾产和生活中排放的污染物形成的酸雾、油雾、烟雾和光化学雾等的混合物）的扩散。和光化学雾等的混合物）的扩散。城市热岛环流城市热岛环流 城区中心空气受热上升，周围郊区冷空气向市区汇流城区中心空气受热上升，周围郊区冷空气向市区汇流补充，而城区上升的空气在向四周扩散的过程中又在郊区沉补充，而城区上升的空气在向四周扩散的过程中又
19、在郊区沉降下来，形成城市热岛环流，不利于污染物向外迁移扩散，降下来，形成城市热岛环流，不利于污染物向外迁移扩散，会加剧城市大气污染。会加剧城市大气污染。 图图6-4 城市热岛环流模式和尘盖城市热岛环流模式和尘盖（4 4）局部地区水灾）局部地区水灾 城市热岛效应可能造成局部地区水灾。城市产城市热岛效应可能造成局部地区水灾。城市产生的上升热气流与潮湿的海陆气流相遇，会在局部生的上升热气流与潮湿的海陆气流相遇，会在局部地区上空形成积乱云，而后降下暴雨，每小时降水地区上空形成积乱云，而后降下暴雨，每小时降水量可达量可达100100以上，从而在某些地区引发洪水，造以上，从而在某些地区引发洪水，造成山体滑
20、坡和道路塌陷等。成山体滑坡和道路塌陷等。 （5 5）导致气候、物候失常）导致气候、物候失常 城市热岛效应会导致气候、物候失常。城市热岛效应会导致气候、物候失常。日本大城市近年出现樱花早开、红叶迟红、气候亚日本大城市近年出现樱花早开、红叶迟红、气候亚热带化等现象都是热岛效应所致。热带化等现象都是热岛效应所致。 此外，城市热岛效应还会加重城市供水紧张，此外，城市热岛效应还会加重城市供水紧张，导致火灾多发，为细菌病毒等的孳生蔓延提供温床，导致火灾多发，为细菌病毒等的孳生蔓延提供温床，甚至威胁到一些生物的生存并破坏整个城市的生态甚至威胁到一些生物的生存并破坏整个城市的生态平衡。平衡。l增加自然下垫面的
21、比例，大力发展城市绿化，增加自然下垫面的比例，大力发展城市绿化，营造各种营造各种“城市绿岛城市绿岛”是防治城市热岛效应是防治城市热岛效应的有效措施。的有效措施。l加强工业整治及机动车尾气治理，限制大气加强工业整治及机动车尾气治理，限制大气污染物的排放，减少对城市大气组成的影响。污染物的排放，减少对城市大气组成的影响。l调整能源结构、提高能源利用率，发展清洁调整能源结构、提高能源利用率，发展清洁燃料、开发利用太阳能等新能源，减少向环燃料、开发利用太阳能等新能源，减少向环境排放人为热。境排放人为热。l开发、使用反射率高、吸热率低、隔热性能开发、使用反射率高、吸热率低、隔热性能好的新型环保建筑材料。
22、好的新型环保建筑材料。l综合防治：控制人口数量，增加人工湿地，综合防治：控制人口数量，增加人工湿地，加强屋顶和墙壁绿化，建设城市加强屋顶和墙壁绿化，建设城市“通风道通风道”，完善环境监察制度等综合防治热岛效应。，完善环境监察制度等综合防治热岛效应。第四节 温室效应n n温室效应温室效应是地球大气层的一种物理特性。是地球大气层的一种物理特性。n n适度的温室效应适度的温室效应创造了适宜生物生存的地创造了适宜生物生存的地球热环境。球热环境。 地球大气层热量地球大气层热量辐射平衡图辐射平衡图CO2温室气体：温室气体：COCO2 2、CHCH4 4、COCO、CFCsCFCs、O O3 3lCOCO2
23、 2的全球变暖潜能最小，但其含量远远超过其他气体，的全球变暖潜能最小，但其含量远远超过其他气体， 是温室效应最大贡献者。是温室效应最大贡献者。l大气中的水蒸气是自然温室效应的主要原因之一，其含量大气中的水蒸气是自然温室效应的主要原因之一，其含量 比比COCO2 2和其他温室气体的总和还高许多。在中纬度地区晴朗和其他温室气体的总和还高许多。在中纬度地区晴朗 天气水蒸气对温室效应的影响占天气水蒸气对温室效应的影响占60%60%7070，COCO2 2仅占仅占2525。l水蒸汽在大气中的含量相对稳定，因此普遍认为大气中的水蒸汽在大气中的含量相对稳定，因此普遍认为大气中的 水蒸汽不直接受人类活动的影响
24、；相反，大气中水蒸汽不直接受人类活动的影响；相反，大气中COCO2 2的浓度的浓度 在持续上升，成为人们最关注的温室气体。在持续上升，成为人们最关注的温室气体。（一）温室气体排放量增加（一）温室气体排放量增加图图6-6 近代人类活动对大气中近代人类活动对大气中CO2浓度的影响浓度的影响 随着城市化、工业化、交通现代化、人口剧增，化石燃料大量消耗，排入大随着城市化、工业化、交通现代化、人口剧增，化石燃料大量消耗，排入大气的气的COCO2 2迅速增加，破坏了自然界的碳循环。迅速增加，破坏了自然界的碳循环。 n n（二）植被破坏，温室气体吸纳量降低（二）植被破坏，温室气体吸纳量降低v占地球表面占地球
25、表面6 % 7%的森林吸收的森林吸收COCO2 2的量比地球表面的量比地球表面70%70%的海洋的海洋 还多还多1/41/4。v进入大气中的进入大气中的COCO2 2约有约有2/32/3可被植物吸收。由于大量砍伐，可被植物吸收。由于大量砍伐， 地球上的森林，特别是热带雨林的面积急剧减少，对地球上的森林，特别是热带雨林的面积急剧减少，对COCO2 2的的 吸收能力大大降低，导致大气中吸收能力大大降低，导致大气中COCO2 2浓度日趋升高。浓度日趋升高。v据估计，目前因全球森林植被破坏引起的据估计，目前因全球森林植被破坏引起的COCO2 2浓度上升约占浓度上升约占 COCO2 2增加总量的增加总量
26、的24%24%。 图图6-9 近代全球气温变化与近代全球气温变化与CO2和和CH4含量的关系含量的关系n近代全球气温气候的近代全球气温气候的变化与温室气体变化与温室气体COCO2 2和和CHCH4 4含量呈现正相关关含量呈现正相关关系（图系（图6-96-9）；）；n温室效应的加剧必然温室效应的加剧必然导致全球变暖；导致全球变暖；n气候变化确实已成为气候变化确实已成为限制人类生存和发展限制人类生存和发展的重要因素。的重要因素。四四 （一）冰川消退，海平面上升n 极地及高山冰川融化，海平面上升。极地及高山冰川融化，海平面上升。n 气温升高，海水受热膨胀，海平面上升。气温升高，海水受热膨胀，海平面上
27、升。n 海平面上升导致低地被淹、海岸侵蚀加重、海平面上升导致低地被淹、海岸侵蚀加重、 排洪不畅、土地盐渍化和海水倒灌等问题。排洪不畅、土地盐渍化和海水倒灌等问题。四四（二）气候带北移，引发生态问题n 气温升高，北半球气候带将北移；气温升高，北半球气候带将北移；n 若物种迁移适应速度落后于环境的变化，则若物种迁移适应速度落后于环境的变化，则 该物种可能濒于灭绝。该物种可能濒于灭绝。n 病虫分布区扩大、生长季加长、繁殖代数增病虫分布区扩大、生长季加长、繁殖代数增 加，年中危害期延长，加重农林灾害。加，年中危害期延长，加重农林灾害。 四四（三）加重区域性自然灾害n 加大海洋和陆地的蒸发速度，改变降水
28、量和降水频加大海洋和陆地的蒸发速度，改变降水量和降水频 率在时间和空间上的分配。率在时间和空间上的分配。n 缺水地区降水和地表径流减少，加重地区旱灾和土缺水地区降水和地表径流减少，加重地区旱灾和土 地荒漠化的速度。地荒漠化的速度。n 热带地区降水量增大，加剧洪涝灾害的发生。热带地区降水量增大，加剧洪涝灾害的发生。n 局部地区气候异常，自然灾害加重。局部地区气候异常，自然灾害加重。四四（四）危害人类健康n温室效应导致极热天气出现频率增加，使心血温室效应导致极热天气出现频率增加，使心血 管和呼吸系统疾病的发病率上升，同时还会促管和呼吸系统疾病的发病率上升，同时还会促 进流行性疾病的传播和扩散，威胁
29、人类健康。进流行性疾病的传播和扩散，威胁人类健康。全球变暖、全球变暖、COCO2 2含量升高，有利于植物的光合作用，扩大含量升高，有利于植物的光合作用，扩大植物的生长范围，提高生产力。但整体来看，温室效应植物的生长范围，提高生产力。但整体来看，温室效应弊多于利，必须采取对策控制温室效应，抑制全球变暖。弊多于利，必须采取对策控制温室效应，抑制全球变暖。（一）控制温室气体的排放（一）控制温室气体的排放l 控制矿物燃料的使用量，调整能源结构，提高能源控制矿物燃料的使用量，调整能源结构，提高能源 利用率。利用率。l 有效控制有效控制COCO2 2排放量需要世界各国协调保护与发展的排放量需要世界各国协调
30、保护与发展的 关系，主动承担其责任，并互相合作、联合行动。关系，主动承担其责任，并互相合作、联合行动。l 自自2020世纪世纪8080年代末期以来，在联合国的组织下召开年代末期以来，在联合国的组织下召开 了多次国际会议，形成了两个最重要的决议。了多次国际会议，形成了两个最重要的决议。l 联合国气候变化框架公约联合国气候变化框架公约l 京都议定书京都议定书（二）增加温室气体的吸收（二）增加温室气体的吸收l 保护森林资源，植树造林提高森林覆盖面积，有效保护森林资源，植树造林提高森林覆盖面积，有效 提高植物对提高植物对CO2CO2的吸收量。的吸收量。l 森林植被可以防风固沙、滞留空气中的粉尘，进一森
31、林植被可以防风固沙、滞留空气中的粉尘，进一 步抑制温室效应。步抑制温室效应。l 加强二氧化碳固定技术的研究。加强二氧化碳固定技术的研究。 （三）适应气候变化的对策（三）适应气候变化的对策l 培育农林作物新品种、调整农业生产结构。培育农林作物新品种、调整农业生产结构。l 规划和防止海岸侵蚀的工程。规划和防止海岸侵蚀的工程。l 加强温室效应和全球变暖的机理及其对自然界和人加强温室效应和全球变暖的机理及其对自然界和人 类的影响研究。类的影响研究。l 控制人口数量、加强环境保护的宣传教育。控制人口数量、加强环境保护的宣传教育。第五节 热污染控制技术（一）热泵（一）热泵 节能技术节能技术与设备与设备（二
32、）热管（二）热管 （三）隔热材料（三）隔热材料 （一）热泵（一）热泵 v热泵：热泵：将热由低温位传输到高温位的装置。将热由低温位传输到高温位的装置。v热泵技术：热泵技术：一种高效、节能、环保技术；一种高效、节能、环保技术；v热泵设备的开发利用始于热泵设备的开发利用始于2020世纪世纪20203030年代；年代；v7070年代能源危机的出现，使热泵技术得以迅速年代能源危机的出现，使热泵技术得以迅速发展。发展。（一）热泵（一）热泵 v热泵用途热泵用途：住宅取暖，提高生活热水，食品干燥住宅取暖，提高生活热水，食品干燥加工、木材和种子干燥，工业锅炉的蒸汽加热等。加工、木材和种子干燥，工业锅炉的蒸汽加热
33、等。 v热泵的热量来源热泵的热量来源：空气、水、地热和太阳能。空气、水、地热和太阳能。v以各种废水、废气为热源的余热回收型热泵不仅节能，以各种废水、废气为热源的余热回收型热泵不仅节能，同时直接减少人为热的排放，减轻环境热污染。同时直接减少人为热的排放，减轻环境热污染。v采用热泵与直接电加热相比，可节电采用热泵与直接电加热相比，可节电80%80%以上。以上。v对于对于100100以下的热量，采用热泵比锅炉供热可节约燃以下的热量，采用热泵比锅炉供热可节约燃料料50%50%。 v热泵在北美和欧洲的应用最广热泵在北美和欧洲的应用最广（表（表6-196-19）表表6-19 欧洲一些国家热泵机组的应用欧洲
34、一些国家热泵机组的应用95% 95% 85%85%15%15%30 00030 000法国法国法国法国91% 91% 55%55%5%5%40%40%67 00067 000瑞士瑞士瑞士瑞士90%90% 16%16%12%12%72%72%370 000370 000瑞典瑞典瑞典瑞典43% 43% 29 50029 500荷荷荷荷兰兰63% 63% 17%17%11%11%72%72%100 000100 000德国德国德国德国空气源空气源空气源空气源水源水源水源水源地地地地热热源源源源用于住宅供暖用于住宅供暖用于住宅供暖用于住宅供暖热泵类热泵类型型型型20002000年年年年总总量量量量国家
35、国家国家国家v美国美国Los Alamos国家实验室的国家实验室的G.M.Grover于于1963年发明了热管。年发明了热管。（二）热管（二）热管 v热管：热管：利用密闭管内工质的蒸发和冷凝进利用密闭管内工质的蒸发和冷凝进行传热的装置。行传热的装置。v热管的结构：热管的结构：由管壳、吸液芯（毛细多孔由管壳、吸液芯（毛细多孔材料构成）和工质（传递热能的液体）三材料构成）和工质（传递热能的液体）三部分组成。部分组成。 v工作原理：工作原理：图图6-126-12图图6-12 热管的工作原理热管的工作原理热管一端为蒸发端，另一端为冷凝端。热管一端为蒸发端，另一端为冷凝端。当一端受热时，毛细管中的液体迅
36、速当一端受热时，毛细管中的液体迅速蒸发，蒸气在微小的压力差下流向另蒸发，蒸气在微小的压力差下流向另外一端，并释放出热量，重新凝结成外一端，并释放出热量，重新凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细作用液体，液体再沿多孔材料靠毛细作用流回蒸发段。如此循环不止，即可将流回蒸发段。如此循环不止，即可将分散的热量集中起来分散的热量集中起来。 （二）热管（二）热管 v优点：优点：与热泵相比，热管不需从外部输入能与热泵相比，热管不需从外部输入能量，具有极高的导热性、良好的等温性，而量，具有极高的导热性、良好的等温性，而且热传输量大，可以远距离传热。且热传输量大，可以远距离传热。v应用：应用：广泛用于余热回收，主
37、要用作空气预广泛用于余热回收，主要用作空气预热器、工业锅炉和利用废热加热生活用水，热器、工业锅炉和利用废热加热生活用水，在太阳能集热器、地热温室等方面都取得了在太阳能集热器、地热温室等方面都取得了很好的效益。很好的效益。太阳能热水器真空管（三）隔热材料（三）隔热材料 (1)(1)多孔纤维质隔热材料多孔纤维质隔热材料 隔热材料的种类隔热材料的种类 隔热材料按内部隔热材料按内部 组织和构造分类组织和构造分类 (2)(2)多孔质颗粒类隔热材料多孔质颗粒类隔热材料 (3)(3)发泡类隔热材料发泡类隔热材料 (1)(1)多孔纤维质材料多孔纤维质材料 n由无机纤维制成的单一纤维毡或纤维布或者由无机纤维制成的单一纤维毡或纤维布或者几种纤维复合而成的毡布。几种纤维复合而成的毡布。n常见的有超细玻璃棉、石棉、矿岩棉等。常见的有超细玻璃棉、石棉、矿岩棉等。 (2)(2)多孔质颗粒类材料多孔质颗粒类材料 n常见的有膨胀蛭石、膨胀珍珠岩等材料。常见的有膨胀蛭石、膨胀珍珠岩等材料。 n常见的有三类：常见的有三类：l无机类无机类: :泡沫玻璃、泡沫水泥等；泡沫玻璃、泡沫水泥等；l有机类有机类: :聚氯脂泡沫、聚乙烯泡沫、酚醛聚氯脂泡沫、聚乙烯泡沫、酚醛泡沫及聚胺酯泡沫等；泡沫及聚胺酯泡沫等；(3)(3)发泡类隔热材料发泡类隔热材料
