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循环系统范文1
关键词：生态循环系统；沼气工程；生态农业；土地恢复；节能减排；矿区
由于对矿产资源开采会带来许多生态问题袁开采以后的矿区多数变成废地等难以利用的土地袁因而如何恢复和利用这些因矿变废的土地是目前需要解决的问题[1-2]遥世界上发达国家矿区治理的土地面积基本上可以达到因开矿变废土地的1/2以上袁甚至有的国家可以达到3/4遥我国在这方面的工作远远落后于发达国家袁但近年来也有了较大的进步袁自恢复2%达到2012年复垦15%袁但依然远远落后于发达国家的复垦率袁特别是近年来矿区荒废地的面积依然在持续增加袁总面积达到200万hm2[3-6]遥在矿区荒废地持续增加的同时袁我国的人口也在持续增加袁人均耕地面积仅0.1hm2[7]袁特别是近年来袁全国耕地面积逐年减少袁逼近1.2亿hm2耕地红线[8]遥因此袁矿区废弃土地的治理与改善袁能够补充当地农耕地的不足袁保障粮食安全[9]遥同时袁随着城镇化的不断推进袁城市废弃物处理的问题呈现两大特点袁即数量庞大和处理效果不佳遥如果建立以沼气工程为纽带的矿区土地恢复生态循环系统袁实现城市废弃物的资源化利用袁利用所产生的沼肥替代化肥农药袁发展现代化的可持续农业袁实现矿区土地的恢复是非常有必要的袁不但恢复了矿区土地袁解决了粮食危机和食品安全袁而且解决了城区的环境问题[10-11]遥
1设计方案
将城市居民所产生的废弃物渊如公厕粪便尧餐厨垃圾尧生活污水冤收集到预混加热池袁通过以太阳能尧空气源热泵尧沼气发电余热为基础的热电联产加热系统加热后袁把废弃物加入自行设计的气液联合搅拌新型CSTR反应器遥经过厌氧消化后袁所产生的沼气一部分用作矿区土地恢复园区的生活燃气袁多余沼气用于发电袁为园区提供电能袁并对发电余热进行回收曰将产生的沼渣制作成固态有机肥袁用作园区发展生态农业所需肥料曰将产生的沼液袁一部分制作成液态有机肥袁用作园区发展生态农业所需液肥袁剩余部分利用光伏水泵打入到高位水池袁依次通过自流的方式进入自行设计的软硬双床AF和双填料好氧净化器袁实现达标排放袁用作园区的灌溉用水遥园区可以建设采摘园尧发展休闲农业和旅游观光袁为居民提供有机食品袁实现了物质循环和能量流动袁建立了一套完整的矿区土地恢复生态循环系统渊图1冤遥
2理论设计及计算
本作品设计400hm2的矿区恢复土地袁其中66.67hm2用于屋舍的建立袁主要包括4层多功能综合楼渊一层展示厅尧二楼会议室尧三楼办公室尧四楼研发实验室冤尧冷库尧接待宾馆尧小型休闲娱乐公园尧特色餐厅尧产品交易大厅尧园工宿舍尧露天活动场所尧道路景观等曰剩余333.33hm2用于发展现代化生态有机农业遥
2.1矿区土地恢复工艺设计
本作品设计用于发展农业的有效土地面积为333.33hm2袁以平均1hm2土地每年约需150t沼肥计算袁每年需要沼肥5万t遥本作品拟建立5000m3的气液联合搅拌CSTR反应器袁采用中温30益发酵袁水力滞留时间为15d袁每天可处理大约300t的城市废弃物袁年产沼渣约5000t渊15t/d冤袁用于农业发展所需基肥袁年产沼液约10万t渊285t/d冤袁其中5万t用于农业发展所需追肥袁剩余5万t通过软硬双床AF和双填料好氧净化器处理渊其中软硬双床AF为300m3袁HRT=2d曰双填料好氧净化器为150m3袁HRT=1d冤袁实现达标排放袁用于发展农业及其园区绿化的灌溉用水袁年产沼气约120万m3渊3500m3/d冤袁每天平均约1500m3的沼气用于生活燃气渊餐厅和有机肥加工所用冤袁2000m3的沼气用于发电袁为园区设施提供电能遥
2.2矿区土地恢复热电联产加热系统的设计
本作品设计以太阳能尧空气源热泵尧沼气发电余热为基础的热电联产加热系统袁由于云南当地有较好的光照条件袁所以选择以太阳能与沼气发电余热回收加热为主尧热泵为辅的加热方式遥每天加热约300m3的物料袁配备循环水箱为60m3袁对于沼气工程袁由能量守恒定律可知袁输出渊损失冤的能量和输入渊获得冤的能量应相等袁才能保证整个系统的温度恒定遥沼气工程每天损失的能量主要是厌氧消化罐及管道散热和每天新增投料所需热量袁发酵产生的生物化学热量相对于外加热量小得多袁故忽略不计[12]遥
2.2.1每天沼气发酵所需热量的计算遥渊1冤厌氧消化罐投料损失的热量[12]遥厌氧消化罐投料损失的热量计算公式院Q1=cm渊TD-TS冤式中院c要料液的比热容渊新鲜料液质量分数为4%~6豫袁可近似取水的比热容冤袁为4.2kJ/渊kg窑益冤曰m要每天进入沼气池的新鲜料液量袁为300t曰TD要沼气发酵罐内料液的温度袁为30益曰TS要新鲜料液的温度袁为5益遥经计算袁Q1=31500000kJ遥渊2冤厌氧消化罐散热损失的热量遥厌氧消化罐散热损失的热量计算公式院Q2=24伊渊TD-TA冤/[移bi/渊姿i伊Si冤+1/渊琢伊S0冤]式中院Q2要罐内向罐外散发的热量袁即罐体散热损失袁单位为kJ曰Si要罐顶尧罐壁和罐底散热面积分别为314尧1256尧314m2曰S0要罐顶和罐壁散热总面积袁为1570m2曰TA要罐外介质温度袁10益曰琢要罐外壁热转移系数袁为10W/渊m2窑益冤曰bi要罐体各部结构层袁保温板厚度为100mm袁罐底基础为钢筋砼袁厚度为1000mm曰姿i要罐体各部结构层袁保温板导热系数为0.042W/渊m窑益冤袁钢筋砼导热系数为1.3W/渊m窑益冤遥经计算袁Q2=240000kJ遥渊3冤循环水箱及其管道散热损失的热量遥循环水箱散热损失的热量计算公式院Q3=24伊渊TN-TA冤/[移bx/渊姿i伊Sx冤]式中院Q3要箱内向箱外散发的热量袁即箱体散热损失袁单位为kJ曰Sx要箱顶尧箱壁和箱底散热面积袁分别为12尧63尧12m2曰TN要箱内水体温度袁为35益曰TA要箱外介质温度袁为10益曰bx要箱体保温板厚度袁为100mm曰姿i要箱体保温板导热系数袁为0.042W/渊m窑益冤遥经计算袁Q3=22000kJ遥水管的热量损失较小袁可忽略不计遥因此袁每天沼气发酵罐总的热损失为Q=Q1+Q2+Q3=31762MJ遥
2.2.2以太阳能尧空气源热泵尧沼气发电余热为基础的热电联产加热系统的设计遥渊1冤沼气发电余热回收的计算[13-14]遥沼气发电余热利用是指在沼气热电联产过程中袁通过回收发电余热中的热量来加热发酵料液遥本作品设计每天大约有2000m3的沼气用于发电袁如果采用国产沼气发电机组袁1m3沼气大约可发电1.5kW窑h袁则每天可产生电能3000kW窑h袁按55%CH4含量计算袁1m3沼气燃烧放热为20MJ袁则沼气燃烧可产生热量Q热=40000MJ袁沼气发电与烟气回收所产生的余热利用率为50%左右袁则每天发电余热回收为Q余=0.45伊Q热=20000MJ遥渊2冤太阳能加热循环水的计算[15-17]遥每天沼气发酵罐所需热量为31762MJ袁沼气发电余热回收热量为20000MJ袁所以还需太阳能提供11762MJ的热量袁本作品设计利用太阳能加热时间为4h遥太阳能热管加热系统日均集热量公式院Q=AI浊j渊1-浊s冤2式中院A要集热器采光面积渊m2冤曰I要集热面上日平均辐射强度袁为22MJ/渊m2窑d冤曰浊j要集热器全日集热效率袁取0.55曰浊s要管路及储水箱热损失率袁取0.1遥经计算袁A=2200m2遥渊3冤空气源热泵加热循环水的计算[18-19]遥由于太阳能热水系统受平均日辐射量尧日照时间尧气温尧气象特点尧气候等因素影响较大袁不能全天候工作袁须设置其他热源联合或辅助加热装置遥本作品采用空气源热泵辅助加热袁实现高效节能的新型热水系统遥一旦太阳能热水器受到天气影响袁则空气源热泵启动袁代替太阳能热水器工作袁需要输出11762MJ的热量袁即3293kW窑h遥一般情况下袁2200~2600W都可称为1匹遥本作品拟设定空气源热泵的工作时间为5h袁2.2kW为1匹袁由以下公式计算院N=Q/渊T窑W冤可得N=300遥故空气源热泵应匹配300匹遥
2.3以沼气发电和光伏水泵为基础的联合进料泵系统的设计本系统拟设计软硬双床AF的日进料量为150t袁每天的有效光照时间为8h遥因此袁在内至少要抽水150m3袁拟配备8h内抽水200m3的泵系统袁即每小时25m3袁总扬程为8m袁以预防天气影响袁需有150m3的蓄水池袁拟建高位蓄水池为180m3袁如果出现连续阴天或低温天气袁则利用沼气发电系统辅助遥提水系统水功率的计算公式[20-21]院Npf=籽gQH3.6k1k2k3式中院Npf要提水系统水功率渊W冤曰Q要水泵所需流量渊m3/h冤曰H要系统总扬程渊m冤曰g要重力加速度渊m/s2冤曰籽要水密度渊kg/m3冤曰k1要流量修正系数曰k2要提水机具形式修正系数曰k3要电力传动形式修正系数遥经计算袁得Npf=968W抑1kW遥光伏阵列容量计算公式院N=k4k5Npf式中院N要光伏阵列的容量渊W冤曰k2要太阳能资源修正系数曰k3要光伏阵列跟踪太阳方式修正系数遥经计算袁得N=800W。
3效益分析
3.1矿区土地恢复工艺系统的效益分析本作品拟建立气液联合搅拌新型CSTR反应器5000m3袁软硬双床AF300m3袁双填料好氧净化器150m3袁年产沼气约120万m3袁年产沼渣约5000t袁年产沼液约10万t袁其中5万t用于农业发展所需追肥袁剩余5万t通过软硬双床AF和双填料好氧净化器处理袁实现达标排放袁用作发展农业及其园区绿化的灌溉用水遥本作品采用自行研发的气液联合搅拌新型CSTR反应器袁避免了传统的CSTR反应器叶轮易腐蚀尧维修费用高尧气密性差等问题袁在沼液的净化上采用自行设计的软硬双床AF和双填料好氧折流沟袁利用高位差袁实现自流净化袁可达到二级排放标准遥具体工艺处理效率见表1遥厌氧消化工艺减排符合清洁发展机制CDM野可再生能源替代化石燃料冶和野甲烷回收冶2个规定项目[22]遥其减排量是野替代煤炭的减排冶野回收甲烷的减排冶和野燃用沼气的排放冶三者之和袁即CDM减排量计算公式院E1+E2原E3=E遥计算如下[23]院渊1冤替代煤炭的减排E1遥本作品年产沼气约120万m3袁沼气的折标煤系数为0.714kg/m3袁即相当于856.8t的标煤遥根据叶京都议定书的三机制及其方法学曳标煤要2.658二氧化碳排放系数计算院标煤856.8t伊2.658=2277t二氧化碳遥渊2冤回收粪便自然分解释放甲烷而形成的减排E2遥以厌氧消化工艺的产气量直接计算甲烷的回收量遥厌氧消化工艺总产气量为120万m3袁其中甲烷含量为60%袁即72万m3尧518t渊甲烷密度0.72kg/m3冤袁按甲烷21倍碳当量计算袁本作品回收甲烷每年减排二氧化碳10878t遥渊3冤燃用沼气产生的二氧化碳排放E3遥燃烧72万m3甲烷产生72万m3尧1420t二氧化碳渊二氧化碳密度1.972kg/m3冤曰另外袁120万m3沼气中还含35%尧42万m3尧830t的CO2遥因此袁燃烧120m3沼气共排放二氧化碳1420t+830t=2250t/年遥由此袁每台沼气池每年形成的二氧化碳减排量院2277+10878-2250抑1万t遥本作品设计年产沼肥5.5万t袁可供333.33hm2土地施肥1年袁可以替代333.33hm2土地1年所用的化肥尧农药袁有效解决了食品安全问题遥本作品年产灌溉用水5万t袁节约园区5万t的水资源遥
3.2矿区土地恢复热电联产加热系统的效益分析本作品设计以太阳能尧空气源热泵尧沼气发电余热为基础的热电联产加热系统袁其中沼气发电余热回收热量为20000MJ/d袁以空气源热泵辅助的太阳能加热系统产生的热量为11762MJ/d蒲小东等[24]通过一个猪场废水处理沼气工程袁研究3种不同加热方式的经济效益袁发现沼气发电余热利用加热方式明显优于其他加热方式遥因此袁本作品优先采用沼气发电余热回收的热量对沼气工程系统进行加热遥因为云南具有得天独厚的太阳能资源袁所以剩余所需热量由以空气源热泵辅助的太阳能加热系统进行加热遥本文对刘荣向等[25]统计的加热系统的效益数据进行了分析总结袁所得具体参数见表2遥由表2可知袁从运行费用上看袁使用燃煤热水锅炉和空气源热泵热水+太阳能两者运行费用很接近袁最为经济袁但是从环保角度考虑使用空气源热泵热水+太阳能最为环保遥综合考虑袁以空气源热泵热水辅助太阳能加热系统最为经济尧环保遥
3.3以沼气发电和光伏水泵为基础的联合进料泵系统的效益分析本系统以光伏水泵进料为主袁在出现连续阴天或低温天气袁并导致辐射强度较弱时袁采用沼气发电辅助进料遥光伏水泵系统一般由光伏阵列尧控制逆变器和水泵3个部分组成袁其中光伏阵列由多个光伏组件串并联而成袁其作用是将太阳光辐射能转换成直流电曰控制逆变器的作用则是将直流电变为交流电袁并对水泵进行自动化控制曰而水泵的作用是将水从低处提到高处袁它一般为三相交流水泵[26]遥光伏水泵系统与传统的柴油机水泵系统和交流电水泵系统相比具有较大的经济优势[27]遥本作品采用水泵额定功率为1kW的提水系统袁采用不同的发电系统袁建造成本也不相同袁其中光伏水泵系统最高袁为1.47万元曰交流电水泵系统最低袁为0.04万元遥但运行25年的费用袁光伏水泵系统最低袁为0元曰而柴油机水泵系统最高袁为11.68万元遥因此袁虽然光伏水泵系统建造成本最高袁但运行和维护成本都最低袁25年运行下来袁光伏水泵系统最为经济适用遥光伏水泵系统相对于柴油机水泵系统和交流电水泵系统的这种经济优势在一些无电的山区更为明显[28]遥4推广应用前景本作品采用的厌氧消化工艺是完全密封的袁不会对空气造成污染袁而且可以保留有机物中的氮素袁所产生的沼肥对今后发展有机农业尧可持续农业起着至关重要的作用袁建立以沼气工程为纽带的矿区土地恢复生态循环系统袁发展现代化的可持续农业袁带动采摘尧旅游观光尧休闲娱乐等服务业是未来矿区土地恢复的一种高效模式[29]袁具有良好的经济效益尧社会效益尧生态效益尧能源效益遥而且袁本作品采用的新型工艺系统适用于很多有机废弃物的处理袁如养殖场废弃物尧公厕粪便尧屠宰场废水尧酒精厂废水尧蔬菜废弃物等袁具有良好的推广应用前景遥5
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循环系统范文2
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申明:本网站内容仅用于学术交流，如有侵犯您的权益，请及时告知我们，本站将立即删除有关内容。 企业竞争力：整合资源循环系统让富士施乐树立了良好的可持续企业形象，带动了企业的长久发展，在某种意义上实现了与其他企业的品牌差异化。
社会效益：苏州爱科工厂作为富士施乐整合资源循环系统的重要一环，通过对回收来的数码复合机、打印机等办公设备及耗材的再资源处理以及全新硒鼓的制造，为实现可持续发展社会、保持中国环境及防止环境危机做出贡献。
2012年6月27日，一辆装满从全国各地回收的废旧复印机等设备的卡车经过地磅称重，将运进苏州工业园区内的一家资源循环工厂进行卸货。经过拆解归类后，零部件转化或分解成不同的类型资源，用来再生产和循环利用。这家回收工厂就是富士施乐爱科制造（苏州）有限公司，一家完全实现“零废弃”、“零污染”、“零非法丢弃”的整合资源循环系统的企业。
爱科成立于2006年底，于2008年1月正式启用。在资源回收系统中，富士施乐会将销售给客户的产品，在其使用到报废或是无法再维修时，从全国进行回收，并集中运抵苏州的资源循环工厂。工厂在对回收的机器进行重量测定后，确认回收数量和接收数量，并将这些数据输入监控数据库，由一套与生产管理系统联动的追溯系统进行管理。
工厂将回收的激光打印机、一体机、复合机等产品进行分类、拆解和清洗，所有零部件按照70个种类实行彻底的分拣归类，如拆解成铁、铝、透镜、玻璃、铜等原材料，并划分为再资源化和再利用零部件两类，完成出货时的重量管理。
拆解后的原材料被运送到拥有高端技术和可靠信誉的再生利用合作伙伴企业，转化成有用的再生资源。并将中国国内难以进行有效处理的零部件转运到日本，再进行处理，以杜绝废旧产品成为废弃物，而是将其作为宝贵的资源予以有效利用。
循环系统范文3
【关键词】垂直绿化；资源循环利用；建筑节能
[Abstract] With the rapid development of national economy and urban construction， building density has showed a trend of rapid growth.At the same time， the surface area of the plant is dwindling， people need to look for a new space for the development of plant， vertical greening arises at the historic moment.The birth and development of perpendicular afforest not only solved the problem of the planar green area less and less， but also provides effective solution of high energy consumption of buildings and resources waste problem.In this paper， on the basis of clear the necessity of vertical greening， this paper expounds the residential vertical greening from the circulatory system， from the construction of whole life cycle to the recycling of resources.
[Key words] vertical greening；resources recycling；building energy efficiency
1.引言
当前城市建筑密度越来越大，相对应的就是绿化用地面积越来越少，同时建筑的形体趋于纵向发展，建造高层超高层是未来建筑发展的必然趋势。随之而来的问题是建筑运行产生的超额热量使得城市呼吸系统功能紊乱、自我修复功能降低，温室效应、热岛效应等一系列环境问题应接不暇，已经严重违背我国推崇的可持续发展战略的初衷。
我国每年有将近20亿平方米的新增建筑物，几乎达到全球新增建筑总量的二分之一。要从鳞次栉比的钢筋混凝土大厦中夺取绿化面积，最有效的方式就是充分利用现有资源进行垂直绿化。高层建筑的特点是纵向面积远超过占地面积，所以垂直绿化是实现绿色建筑的有效途径之一，是承担缓解城市热岛效应的主力军，它同时具备节能、环保两大功能，符合国家倡导的建筑节能和发展可持续建筑的理念。本文主将从资源循环利用的角度结合新型的垂直绿化技术对住宅进行设计，从建筑的全寿命周期出发，建立一个封闭的物质能源自循环系统。
2.垂直绿化综述
2.1垂直绿化的概念
到目前为止垂直绿化的概念一直处于模糊不清的状态，没有一个确切的定义，还处于不断地完善和发展中。大多数垂直绿化定义等同于立体绿化，泛指用攀缘植物或者其他植物来装饰墙面、阳台、屋顶、棚架的一种绿化形式，以达到美化和维护生态的目的[1]。
2.2垂直绿化的意义
2.2.1节约能源
硬化的水泥比土壤和植被的吸热能力强的多，这也是导致城市热岛效应形成的主要原因之一。植物通过蒸腾作用可以降低建筑表面的温度，减少制冷负荷，进而减少大气中的热气排放量。以炎热的夏季气温来说，垂直绿化墙面是普通墙面吸收太阳辐射量的2/3，植物覆盖层里面和周边20cm内的微环境温度降低0.3-4.6摄氏度，相对湿度提高4.1-9.7个百分点[2]。Katia Perini等人[3]，利用净现值（NVP）、内部收益率（NPV）和投资回收期（PBP）三个经济参数对垂直绿化墙体的经济效益进行了分析，分析结果表明：垂直绿化体系是符合经济可持续发展的。
2.2.2减少噪音
城市不仅人口密度大、建筑密集而且交通拥挤。危害城市居民的除了空气污染，还有噪音污染。利用植物降噪既有经济性又有美学价值。当然仅仅一株植物肯定达不到降噪的效果，但是如果以植物墙这种群落的形式出现，效果就显而易见了。错综交叠的植物茎叶可以大量吸收与偏转噪音；叶子表面的茸毛和很多的小气孔有着和吸声纤维板一样的作用，这些都会起到降低噪音的效果。
2.2.3美化生活环境
生硬的建筑物被绿色的植物外衣包裹后，整个线条都变得柔和起来，被赋予了一定的动态美。我国可以用于垂直绿化的植物资源十分丰富，每种植物都会有不一样的形态、颜色和质感，而且会随着季节的变化而展现不一样的美。对于一些特殊的商业建筑，同样可以通过垂直绿化来打造个性的外观，以此提高建筑品质，吸引更多的顾客，提升其商业价值。
3.住宅资源的循环利用
住宅资源的循环利用是以住宅的整个生命周期为研究对象， 以耐久性、资源循环、降低能耗和有效利用能源为目的， 并要求使其有效地发挥整体功能[4]。我们的目标是在全寿命期内把资源循环、建筑节能和建筑的耐久性联系起来。首先资源的循环包括两个方面：
3.1预测整个寿命期内所需资源的投入量和拆除后废弃物的排放量，分析废料产生的原因，依据资源能源减少排放、循环利用原则，把原材料和废料联系起来，组成一个基础能源循环系统。可持续住宅既要符合基本的稳固性框架结构，又要使其内部构造具有一定的可变性，适应由于家庭生活阶段的变化或者是家居设备功能的提升而引起改造需求[5] ，这种设计在很大程度上增加了建筑的使用价值。
3.2在建筑运营阶段利用垂直绿化技术、中水处理技术以及发酵技术等处理生活垃圾、生活废水和雨水，创建带有自循环系统的绿色生态住宅，如图1所示。
图1 创建一栋住宅的自循环系统
4.可用于垂直绿化的循环资源
传统住宅楼的生活用水是由城市供水管网统一供应，而笔者设计的这个垂直绿化节能环保住宅，摒弃了传统建筑的不足，把饮用水、清洁用水以及灌溉用水分开供应分开处理。普通家庭用水结构中，每人每天饮用水、洗刷用水总共占69.8%[6]，这些废水如果直接排掉很浪费，完全可以通过中水处理系统，达到一定的清洁标准后，一部分送入清洁用水管作为非饮用水被用于厕所用水、拖地用水，一部分送入灌溉管道用于住宅的垂直绿化用水。还有一项比重比较大的生活用水，就是厕所用水，占总用水量的25.9%，人粪尿和洗涤污水混合排放会导致污水中有机物含量少，洗涤剂含量多，农用价值极低。所以最好在外墙专门设置排粪管道，把厕所废水专门排入小区沼气池集中发酵处理，既可以为垂直绿化和小区绿化提供养分，也可以为建筑物提供燃烧能源。
图2 生活垃圾构成
图3 厨余垃圾的处理流程
除了上述两种需要被处理的污水，还有两种废水可以被直接利用，一是空调的冷凝水，另一是雨水。空调冷凝水属于中性水，如果集中收集起来会是很好的水资源，直接用来灌溉有利于植物生长。在造价方面，住宅小区的人口密度相对较大，所以水处理系统的投资就相对比较小。例如：北京万国城Moma采用的中水循环利用系统、雨水收集系统和直饮水系统，只使得建筑整体投资多出10元/m2 ，而其带来的经济效益确是不可估量的[7]。
除了生活废水，生活垃圾也可以被循环利用。如图表1所示：占比例最大的是厨余垃圾，这类垃圾的特点是含水率及油脂含量高，极易腐败。传统厨余垃圾处理方式多为填埋，这种方式不仅严重污染水土资源，而且危害人类健康。所可以采用高温灭菌、固液分离和干燥压缩等技术，加以重新利用。如图2所示，厨余垃圾经过高温灭菌、固液分离后残余的液体再通过厌氧发酵可变为液态有机肥料，剩余的固体再通过生物发酵又可变为非常优质的蛋白质饲料，这些都可以作为植物养分的供给原料。
5.结束语
住宅垂直绿化自循环系统的建立，既符合运行过程节能的要求又符合资源循环利用的要求，更与国家提倡的绿色建筑、可持续建筑和节能建筑相吻合。给建筑物穿上绿色的外衣并不是一个新鲜的提议，只是一直没有被环境建设部门重视与执行。其中一方面的原因是后期养护成本偏高，所以本文提倡利用住宅自循环系统，供给植物水分和养分，降低运营成本的同时节约能源，美化环境。当然本文提及的循环系统只是一个框架性的构思，真正的实施必然要涉及一系列的技术问题，在此作为引玉之砖，希望引起有关专家学者在此方面的深入研究，为建设生态城市共同努力。
参考文献：
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作者简介：
循环系统范文4
陆云燕
生物学是一门基础的自然学科，主要是研究生命的现象和生命活动规律。人们的生活离不开生物，个人生活质量的提高、人类文明的进步乃至社会的发展都离不开生物学的发展和应用。在社会不断发展变化的今天，作为一名生物老师为应变生物科学与技术的迅猛发展，为学生打下扎实的基础知识，形成科学求实的态度。我应更新教育思想、响应教学模式的变革、改进教学方法和手段，以便不断取得新的教学成果。
要上好一门课程，第一步就是要研究教材，不只是研究所教年级的教材，而是要研究整个中学阶段的全部生物教材，这样才能知道在整个初中阶段，需要学生掌握哪些生物知识，知识体系是怎样安排的，学生在每一个学习阶段需要学到哪些知识，哪些能力需要得到培养和提高等。在教学中，我通常先让学生学习课本上的章节基础知识，在把教材中的知识通过自己的安排糅合成专题。在扎实的基础知识之上，以系统贯穿的方式进行归纳教学，最终让学生走出课本，达到在生活实例中用生物知识解释生命现象的目的。这样既能让学生从容的应对灵活多变的生物试题，又达到将生物知识回归生活的目的。当然，为提高学生的学习兴趣，我们在整个教学过程中贯穿了很多的活动，除实验活动外还有一些课堂小游戏、调查、竞赛等等，让学生在轻松的学习氛围中掌握知识。
研究教材，了解学情。从整个初中生物教材教学来分析，以及许多生物教师的教学体会和学生的考试情况来看，学生对人体的物质运输这部分内容掌握得不大好，也是教师较为棘手的教学内容。按课本章节内容进行传输式教学则内容比较抽象零散，而如何最终将这盘散沙贯穿起来，让学生在理解的基础上接受知识，并达到知识的自我复述，则是本章节的教学难点和目的。针对这一情况，我对本章节的教学进行反思。
一．教学内容分析
教学内容就是学生要学习的内容，是为实现教学目标而要求学习者系统学习的知识、技能和行为经验的总和。
从结构上来分析，人体的物质运输这部分内容基于消化系统和呼吸系统的内容之间。而有关消化系统和呼吸系统的内容，比较贴近生活，内容也较细，学生较好理解。而有关循环系统的内容，较为抽象，也是本教材的难点。但循环系统既是对前面所学的消化系统和血管、血液、心脏等知识的深化，又是后面学习呼吸、气体交换、排泄等章节的前提和关键。具体表现在人体消化系统消化吸收的营养物质和呼吸系统吸入的氧气需要经过循环系统运送到身体的各组织细胞，而人体所产生的代谢废物也需要通过循环系统、呼吸系统和泌尿系统等的协调活动排出体外，因此本章内容起到了联系各部分知识的作用。系统论指导下的教学设计就要求将每一阶段的教学都放到总的教学系统中加以分析。这就是本章节教学内容的知识结构体系分析。
从重点、难点来分析，根据学生的认知发展规律，本节内容中的重难点是概述血液循环过程及血液在循环过程中成分的变化，这一条目标达不成的话，整个教学过程的效果就会变得几乎为零。而这部分知识又较为抽象，是学生已有知识经验中不具备的，教学设计中必须认真加以研究，这是教学难点。但是，只要教学设计合理，教学难点应该是不存在的。
二、教学对象分析
我们所实行的是班级授课制，同一班级中的学生往往年龄相近，认知结构相似，学习经验和生活经验也十分接近，对血液循环知识都比较陌生。但这并不能否定和排除学习者个别差异的存在，如已有知识基础的差异和学习接受新知识能力的差异。为使教学活动对每一个学生更加有效，就有必要对学生的个别差异进行分析。将这种差异体现在教学活动中，如根据差异来提出难、中、易不同层次的问题，以达到促进后进生，提高优生的目的。
三、教学策略的设计
针对以上分析，接下来我在教学策略上做如下调整和改进：
（一）、让学生自主学习。提出问题，让他们在自己现有知识的基础上去自学课本和观察分析循环系统图。通过观察，学生看着课本都能够自己寻找出物质运输的途径，这是他们在认知上的共同点。
（二）、自我展示。引导学生分析归纳确定体循环和肺循环途径、结果和意义后。我又要求每位同学绘出循环的路线，由于学生的能力、知识储备有差异，因此我允许他们在绘图时进行讨论，取长补短，避免知识信息的孤立。最后让学生进行自己的绘图和知识结构成果展示。尽量多的给他们机会，并且在同学展示的过程中，允许其他同学提出疑问和指出优缺点，教师在一边起到点拨引正作用。通过这样的活动，使全体学生都能参与到知识的讨论中，学生都有很强的表现欲，为了能够参与到讨论中来，他们就会开动脑筋去思考问题，逐渐将抽象知识集体化，系统化。学生充分发挥了自己的潜能，也培养学生的学习积极性。
（三）、充分发挥学生搜集、整理、加工资料的能力，开阔学生的视野，将血液循环知识形象化、故事话。在进一步学了肺部的气体交换和组织处的气体交换后，我为学生提供了一个血液循环电子模型，让学生观看血液循环的动态过程。紧接着让学生把自己想象成血液，表述在体循环和肺循环中走过的路径和进行的物质交换，此过程学生可以充分发挥自己的想象力。在我请学生起来自由表述时，有表述细致的也有表述简略的，但只要思路正确，我们都给予表扬和鼓励。学生能达到自我表述血液循环路径，认识血液循环的结果和意义，也就攻破了这一章节的教学难点，达到了教学目的。
记得在表述过程中给我印象最深的是一位同学的故事化表述，他说：我是血液，是城堡主人的运输员，在左心室等待命令。当左将发号命令（左心室收缩），动脉瓣打开，我就面红耳（鲜红）赤充满动力（富含氧）的从主动脉涌出，流到组织处毛细管去看望前方战士，当我看到一线战士正在分解有机物为城堡提供能量而累得气喘息息时，我慷慨的把我携带的氧气和营养物质给了他们，同时扛走了妨碍他们工作的代谢废物。就这样我脸色暗沉（暗红）疲惫不堪（缺氧）的缓慢离开，从上下腔静脉我回到了右心房（完成了体循环）。接着房室瓣打开我到了右心室，右将看我过于劳累，特许我去外休假几日，接到通知我就欣喜若狂的从肺动脉涌出，到达了我理想的度假村（肺），在这里我呼吸着新鲜的空气，吸收着氧气，丢去了二氧化碳，在氧气的滋润下我暗沉的肤色恢复了红润。度假即将结束，我的红细胞携带着所能带走的氧气，我又面红耳（鲜红）赤充满动力（富含氧）的从肺静脉回到了左心房（完成了肺循环）。接着房室瓣打开我再次回到了左心室，等待号令，即将开始我下一次使命。这样的故事化表述将抽象、枯燥的血液循环知识变得具体、生动，瞬间提高了学生兴趣，活跃了课堂气氛。表述同学的知识归纳能力，语言表达能力和思维能力也得到了肯定。
因此，我们应充分发挥教学评价在教学中的导向作用，积极引导学生改变学习方式，提高终身学习能力。
（四）、习题处理。新的教学评分标准改革，生物学科在学业水平考试中所占分值低，因此，学校安排的课时量也少。而怎样在有限的时间内均衡理解学习和强化练习也是难题之一。比如，在血液循环这一章节中，为了将抽象知识具体化，加强学生的理解记忆，在绘图和学生表述过程中就占用了大量时间。而面对大量的习题资料，在不加重学习负担的前提下，如何高效的练习强化也是必须思考和处理的。在这里我的处理原则是：练习不在于多，而在于精。当然，选择高效有用的习题，让学生走出题海战术，就要求教师课后对资料习题和历年考题做深入的研究，把握精、准度。
（五）、积累教学经验。每位老师都有其独特的教学方式，多听其他老师的课，总有一些是适合我借鉴和学习的。通过日常听课和学习，我才能认识到自己需要学习和改进的地方。积极参加一些学科的培训，特别是加强一些常用教学软件的学习和使用，才能在学习中不断提高自身的综合素质。
循环系统范文5
关键字：柴油机 冷却水 内循环系统 冬季结冰
我公司某轮是1997年由浅水驳船改造成的沿海供油船舶。该船为浅吃水平底，满载吃水仅为2.6m，作业区域在天津港和曹妃甸等港口。但由于冬季曹妃甸作业区域碎冰凌较多且厚，堵塞了该船海水冷却进口的滤网（海水冷却水进口在船底部），使主机冷却系统不能正常工作，造成船舶工作区域受到了限制，给公司正常安排营运带来的困难，也存在着很大的安全隐患。
该船的主机为两台6135型柴油机，发电机为两台4135型柴油机。当机器全部启动运转时，冷却水从海底进口通过滤器，由水泵泵入机器冷系统冷却后排出船舶，完成整个循环过程。在夏季运转过程中，海水冷却循环用水系统一切正常，但是到了冬季冰凌期，船底海水进水口滤器很容易被冰凌堵塞，海水冷却循环系统受阻，造成机器高温停车。这时船员经常采取的措施是关闭海底阀，清洁海底滤器，但是由于海上浮冰较多，刚刚清理的海底滤器很快就会被冰凌再次堵塞，再次造成机器高温停车。这样的问题对于在航船舶而言是一个很大的安全隐患。
针对船舶的实际情况，我们通过调研分析，决定对该船的柴油机海水冷却水系统进行改造。
改造的方案是利用现有船舶舵机舱内的一个干隔舱，制作成一个封闭的循环冷却水舱，通过船底板使冷却水舱的冷却水与船外的海水进行热交换，并将冷却水舱与柴油机冷却水泵的进口相连，柴油机冷却水的出水与冷却水水舱相通，这样组成一个封闭的冷却水循环系统。通过这种方法来解决冬季柴油机冷却水进口冰堵，造成柴油机高温停车的问题。当然，以上只是一个可行的理论方案，具体的实施还需要经过计算，才能确定方案的可行性。
该船舶有四台柴油机，其总功率为389.2kW，每小时需要的海水循环量为34m3，海水冷却后冷却温升约20℃，海淡水热交换器的热交换面积约为6.8m2，通过冷却器单位面积的热负荷值计算公式：
Qmax・C・Δt/ S・K
Qmax―― 冷却水单位时间循环量；
C―― 比热值Kcal/kg.℃；
Δt――热交换器进出口温度差；
S――― 热交换器交换面积；
K―― 热交换修正系数；
改造前：
Qmax・C・Δt/ S・KCU
=36000kg×4.2Kcal×（46℃-26℃）×0.7/6.8m2
=311294
根据以上计算公式数据推算，新作水舱与海水热交换面积不能小于13m2，即冷却水与海水接触的最小面积。
根据船舶现有条件，利用舵机舱以下的干隔舱空间，制作冷却水舱。通过计算其热交换面积（30.1m2），新作冷却水舱的热负荷低于改造前热负荷的2.38倍，完全满足改造的要求。其热负荷计算如下：
Qmax・C・Δt/ S・KFe
=36000kg×4.2Kcal×（46℃-26℃）×1.3/30.1m2
=130604
通过计算证明此方案可行。新作冷却水舱的内部面积与位置示意情况：（见下图）
我们考虑到此方案在操作过程中，需要将海水泵的进口阀和海水舷外排出阀关闭，内循环舱的进出口阀全开，为避免误操作的发生，我们特别设计安装了一个水位计和一个水位传感报警器，来避免海水舷外排出阀未关闭而使冷却水循环舱内的海水泵出船舶，造成船舶柴油机高温停车带来的安全隐患，最大限度的保证了船舶营运安全。
通过实践的证明，此次改造是十分成功和有效的。此项改造的完成将改变该轮冬季冰凌区域供油受限的状况，也为其他有着相同问题的船舶进行改造提供参考。
参考文献：
[1]沈维道，童钧耕.工程热力学[J].
[2]姚寿广.社船舶辅机[J].
[3]朱建元.船舶柴油机[J].
循环系统范文6
关键词：有机朗肯循环 变工况特性 余热发电 热力系统
中图分类号：TB69 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）07（b）-0251-04
有机朗肯循环系统是利用低品位热源发电的新型技术，作为中、低温余热回收的有效方式在节能环保领域具有广阔的前景。中国是一个能源消耗大国，余热资源非常丰富，不管是废气还是废水，在各工厂内都随处可见。如此多的余热资源组成了一个庞大的资源库，其中的余热资源随工厂类别、地域、生产工艺的不同而不同，就算是同一个余热资源，其相关参数也是不断变化的。不管是热源还是冷源的变化都会导致有机朗肯循环系统内部参数的改变，从而导致发电系统长期运行在非额定工况系统热效率低。因此为了有效解决余热资源的变化给有机朗肯循环系统所带来的负面影响，就必须对有机朗肯循环系统进行变工况分析，一方面能够提高系统的整体适应性，另一方面能提高热效率和输出功率。
1 有机朗肯循环系统简介
有机朗肯循环系统由加压泵、蒸发器、汽轮机、冷凝器四个主要装置组成，理想状态下有机工质在这四个装置中分别经历绝热压缩、等压吸热、绝热膨胀和等压放热四个过程。等压吸热过程是有机工质在蒸发器内吸收热源放出的热量而蒸发成汽态，等压放热过程是有机工质在冷凝器内放出热量而凝结成液态，这两个过程中循环工质分别与热源和冷源相互作用，与外界环境有着紧密联系，时刻因外界环境的变化而受到影响。
余热资源的参数变化主要体现在两个方面，即热源和冷源的变化。热源的变化主要是指热源的温度和流量随生产工艺的变化。热源的变化直接影响着蒸发器内的等压吸热过程，热源温度高，机组输出功率大，温度低，机组输出功率小。冷源的变化主要是指冷源的温度随昼夜或季节的变化。冷源的变化直接影响着凝汽器内的等压放热过程，冷却温度高，机组输出功率小，冷却温度低，机组输出功率大。
该文从蒸发器、凝汽器换热模型着手，来分析有机朗肯循环系统的变工况特性。 为了计算分析方便，该文在模型建立过程中所采用的计算输入条件如下：
热源：80 ℃热水；空气干球温度：20 ℃，相对湿度：55%，大气压：101.325 kPa；冷却水温度：25 ℃；有机工质：R245fa。
2 蒸发器换热模型
蒸发器作为有机朗肯循环系统中的关键设备，其主要任务就是使有机工质通过相变从热源中吸收热量。有机工质在蒸发器内吸收热源放出的热量成为具有一定压力和温度的气体，蒸发器内发生的过程主要包含二个阶段：预热和蒸发，其热力过程如图1所示。
图1中的节点温差是指蒸发段热源出口温度与工质饱和压力下所对应的饱和温度之差。蒸发器内节点温差越小，效率越高，可以回收更多的热量。但是，节点温差小会使换热面积增大，一方面增大投资成本，另一方面增加排气阻力。因此应该从循环的效率和经济性能全面考虑，选择合适的节点温差。图2所示为蒸发器相对总投资费用和相对单位热回收费用与节点温差变化的关系，由图可知节点温差为5～10℃是比较合理的。
考虑到经济性能以及计算方便，本文选定蒸发器内的节点温差，根据图1分别对预热段和蒸发段建立能量平衡方程如下：
蒸发段：
预热段：
由以上方程及相关参数设定得出热源出口温度与工质蒸发温度的关系如图3所示：
由图3可知，热源的出口温度与蒸发温度近似为线性关系，为了分析方便，定义出口温差为热源出口温度与蒸发温度的差值，两者之间的关系如图4所示。由图4可知出口温差与工质蒸发温度近似为抛物线关系，出口温差最小点出现在蒸发温度为58 ℃处 。
3 冷凝器换热模型
有机工质在汽轮机内不可能把能量完全转化成功，而是有一大部分能量储存在乏汽中。从汽轮机排放出来的乏汽需要在冷凝器内冷凝成液态，这一过程是定压过程，且释放出大量的汽化潜热，然后通过冷却水传热给外界环境。有机工质在凝结时放热给冷却水，冷却水因被加热温度由TL3升高至TL2。由热力学第二定律可知，热量在传递时是需要有温差的，即蒸汽的凝结温度TL1总是要比冷却水的最高温度TL2大，由此我们可以得出如下关系：。冷却水的温升需要根据实际情况合理选取。增大，则冷却水量将减少，水泵所消耗的功率相应减少。但是在冷却水进口温度不变的情况下，凝结温度将会增加，朗肯循环所利用的温度区间变小，发电量减小，通过计算通常的取值范围为5～10 ℃。同样冷凝器端差也需要合理选取，越小，凝结温度越低，发电量越大，但是冷凝器对数温差越小，传热面积增大，通过计算通常的取值范围为3～7 ℃。
假设冷凝器内R245fa的质量流量为m1，冷却水的质量为m2，称为循环倍率，循环倍率反应了冷却水的循环量大小。根据能量平衡方程：
即
式中：为R245fa在温度为TL1时的汽化潜热；为水的定压比热，=4.2。
根据上式可以得出循环倍率与冷却水温升、冷凝器端差之间的关系，如图6所示。由于R245fa的汽化潜热随着温度的变化比较小，所以对m的影响非常小，m主要受的影响，且其关系可近似成反比例（图7）。
4 变工况特性分析
换热器是组成有机朗肯循环系统的最重要部件之一，换热器直接跟热源与冷源接触，热源和冷源的变化是必然存在的，因此在不同的余热资源条件下，有机朗肯循环系统有着不同的最佳热力参数。以某一特定状态（表1）为例，将单位热源净发电量作为评判指标对有机朗肯循环系统进行热力计算。
计算结果得出在该特定状态下最佳蒸发温度为59 ℃，最佳凝结温度为36 ℃（冷却水温升6 ℃）。采用同样的计算方法，通过改变热源温度和冷却水进口温度得出一系列不同状态下的最佳蒸发温度和最佳凝结温度，其结果如图8所示。由图可以得出最佳蒸发温度、最佳凝结温度与热源进口温度、冷却水进口温度之间的关系：
与、二者都有联系，但是只与有关，且冷却水温升都是6 ℃。
5 结语
本文将R245fa为工质的有机朗肯循环系统作为研究对象，采取不同的热源温度和冷却水温度，分别计算出循环净发电量最大时的蒸发温度和凝结温度。计算结果表明：最佳的蒸发温度与热源温度和冷却水温度都有关联，；最佳的凝结温度只与冷却水温度有关联，即且冷却水温升都是6℃。在不同的热源温度和冷却水温度下，为了使得循环的净发电功率最大，我们可以适当地调节工质泵的扬程与冷却循环泵的流量来控制蒸发温度和凝结温度，使其变化到该状态点的最佳值。
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