太阳能、水培和碳排放

工业革命从一开始就由燃烧推动，燃烧产生二氧化碳气体(CO²)。无论是来自发电厂、工厂、锅炉还是机动车的排气管，“燃烧时代”的最大遗产似乎都是二氧化碳。现在的二氧化碳浓度比人类历史上任何时候都要高，而且每年都在稳步上升。如图80-1所示。在过去的几百年里，二氧化碳(碳)的浓度一直在增加，在过去的20年左右出现了惊人的上升。

二氧化碳是一种温室气体，与全球气候变化和极端天气事件有关。根据定义，温室气体倾向于将热量困在地球表面，就像太阳热量被困在透明的温室里一样。显然，不断增加的二氧化碳浓度不可能是一件好事，如果浓度过高，就会成为一种严重的污染。这就是为什么要共同努力减少“人类的碳足迹”，供暖和制冷行业也不例外。

燃烧倍增器

燃料燃烧以惊人的速度排放二氧化碳。对于普通的观察者来说，一加仑液态丙烷(重约4.2磅)燃烧时产生近13磅的二氧化碳似乎是不可能的。然而，大部分二氧化碳的重量不是来自丙烷本身，而是来自与空气中的氧气结合。这种乘数效应适用于每一种燃烧燃料，如天然气、石油产品和煤炭。因此，实际上，每一个燃烧源都是一个高效的二氧化碳工厂，在消耗氧气的同时，产生数倍于自身重量的二氧化碳。图80-2显示了不同类型的燃料及其燃烧时产生的二氧化碳量的表格。有趣的是，煤燃烧时产生的二氧化碳几乎是天然气的两倍(每百万英热单位)，这也是天然气被认为是“更清洁”燃料的原因之一。

纠正措施

过去，当面对过量甚至危及生命的工业污染时，人们的理性反应总是出于自我保护，减少威胁。因此，就像我们克服了河流和溪流中的化学污染，学会了回收固体废物，减少了大气中消耗臭氧层的氯氟烃一样，我们现在可以把注意力转向减少二氧化碳的排放。利用我们目前掌握的每一项成熟的技术来减少和消除过量的二氧化碳排放是有意义的。事实上，这是我们的客户告诉我们他们对太阳能/可再生水循环装置感兴趣的十大原因之一;减少燃料消耗，降低碳足迹。

利用现有资源

从事管道、供暖、制冷或建筑行业的每个人可能都无法消除二氧化碳问题，但我们都可以通过使用我们已知的知识为解决方案做出贡献。我们不必等待未来的技术来维持我们今天减少二氧化碳排放的努力。向低碳排放的过渡不会一蹴而就，因为在目前的水平上建立起来需要100多年的时间。但是这种转变已经在许多方面开始了，并且有各种现有的和经过验证的技术。

可再生电力行业正在全球范围内取得进展，使用光伏(太阳能发电)、风力涡轮机农场、CSP和其他技术的零排放发电机容量越来越大，加入了现有的水力发电能力(一直是零排放)。

建筑师和建筑商正越来越多地致力于高效的“绿色”建筑，这些建筑具有较高的LEED和HERS评级，甚至是需要更少能源的供暖、制冷和照明的净零设计。

家电制造商在能源效率不断提高的设备上获得了很高的“能源之星”评级。这包括我们行业中使用的锅炉、热水器和循环泵。

所有这些例子多年来一直在获得动力，今天比以往任何时候都更加强大。循环水工业尽自己的一份力是合乎逻辑的，事实也确实如此。这在很大程度上是本专栏每月的主题。以下是我们近年来为实现更高的效率和更低的碳排放而使用的一些最成功的现有技术的简要总结。

燃烧效率

在水力加热行业，我们一直在朝着越来越高的效率方向稳步前进。更高的效率意味着更低的燃料消耗，这意味着更低的二氧化碳排放。每次我们指定或安装调制/冷凝热水锅炉时，我们当然可以对这些较新的燃烧器的燃烧效率感到满意。新技术燃烧的燃料比老式锅炉少10%到20%(或更好)，这是一个重大的进步。在一个典型的住宅项目中，这可能转化为每年节省2.5吨碳。万博手机版登录本官网同样的改进也适用于使用木材气化技术的木材燃烧器。

电效率

在寒冷的气候条件下，热泵比以往任何时候都具有更好的加热效率。当一个新的热泵取代传统的电阻热，它可以减少电力消耗大约三倍或更好。这可以转化为发电厂更大的燃料节省，因为大多数燃烧燃料发电厂大约燃烧四个单位的燃料，每单位的电力输送给最终用户。因此，当热泵为最终用户节省3个单位的能量时，这意味着在燃烧燃料发电厂没有燃烧12个单位的燃料。

需要注意的是:当从燃烧热转变为电热时，工作现场以前的排放可能只是转移到发电厂成为新的排放。“其他地方的排放”并不等同于零排放。

废热回收

发动机发电机和局部发电厂会燃烧大量燃料并产生大量废热。发电机燃烧的燃料中只有大约20%的能量以电能的形式输出，而80%的能量通常作为废热损失掉。如果使用简单的热交换器回收一半的热量，则设备的燃料利用率提高了三倍，并且可以避免其他热水燃料。

另一个常见的废热来源是建筑物中的空调。来自任何制冷冷却系统的余热都可以用来制造热水，但通常的做法是通过将其排到室外来浪费这些热量。我们发现，当用热交换器捕获这些废热时，可以利用大量的水加热潜力，同时大大减少传统燃料及其二氧化碳排放。

太阳能热津贴

上面提到的任何一种效率改进都可以通过增加太阳能来实现。我们发现，在我们的太阳能/水力加热装置中，通过适当应用太阳能加热技术，每年的燃料消耗通常可以减少一半。一个精心设计的项目可以节省更多的燃料。

例如，在最近的一次改造安装中，增加了一组太阳能集热器，以提供建筑物所需热量的一半，每年节省5200万英热单位。剩余的热量由一个模/丙烷锅炉提供。如果我们参考图80-2，太阳能集热器每年节省的二氧化碳至少为3.5吨，而新锅炉的节省可以加在这上面。这是一个很好的例子，在现有建筑中，净零设计是不可能的，但将燃料消耗和排放减少一半并不难实现。

我们在我们所做的每一个项目中都发现了这些机会，我们鼓励每个人尽其所能，在每一项工作中提高能源效率，减少碳排放。

最后指出

这些文章的目标是小于10,000平方英尺的住宅和小型商业建筑，重点是加压乙二醇/水力系统，因为这些系统可以应用于各种各样的建筑几何形状和方向，几乎没有限制。这些文章中提到的品牌名称、组织、供应商和制造商仅为说明和讨论提供示例，不构成任何推荐或认可。

布里斯托尔Stickney从事太阳能水力加热系统的设计、制造、维修和安装已有30多年的经验。他拥有机械工程学士学位，是新墨西哥州的注册机械承包商。他是位于新墨西哥州圣达菲的SolarLogic LLC的首席技术官，在那里他参与开发太阳能加热控制系统和为太阳能加热专业人员设计工具。访问www.solarlogicllc.com了解更多信息。