供暖早知道!城市建筑几种可行的采暖方式及分析评价

[摘要] 修建采暖动力约占此区域动力耗费的四分之一以上,重新研究修建采暖策略是这些区域动力结构的调整重点,对现在飞速发展的住宅建设也有重要的指导意义。

供暖早知道! 城市建筑几种可行的采暖方式及分析评价

现状

1. 热电联产、会集供热,现在华北各大中型城市均有一个或几个热电厂为热源的热网,北京市随着高碑店热电厂的并网和城区管网的进一步扩建和改造,供热面积可进一步发展到六千万平米。其它各城市热电联产为热源的会集供热体系也陆续建成和投入运转。

2. 区域锅炉房为热源的会集供热,这是该区域最首要的供热方法,燃料首要为煤,现在部分改为天然气或燃油。

3. 家庭燃煤炉,仍占较大份额,是冬天空气的首要污染源之一。

以上三种方法为此区域 85% 以上修建的采暖方法,此外还有运用地热热水为热源的会集供热体系,新建小区运用电热膜方法的电采暖、一家一户燃气小锅炉采暖、空气热泵和水源热泵采暖等。

几种可行的采暖方法及剖析点评

1. 热电联产方法热电联产是运用燃料的高品位热能发电后,将其低品位热能供热的综合运用动力的技能。现在我国大型火力电厂的均匀发电功率为 33%,而热电厂供热时发电功率可达 20%,剩下的 80% 热量中的 70% 以上可用于供热。一万千焦热量的燃料,选用热电联产方法,可发生 2000 千焦电力和 7000 千焦热量。而选用一般火力发电厂发电,此 2000 千焦电力需耗费 6000 千焦燃料。因而,将热电联产方法产出的电力按照一般电厂的发电功率扣除其燃料耗费,剩下的 4000 千焦燃料可发生 7000 千焦热量。从这个意义上讲, 则热电厂供热的功率为 170%,约为中小型锅炉房供热功率的 2 倍。

同时热电厂可选用先进的脱硫设备和消烟除尘设备,同样产热量构成的空气污染远小于中小型锅炉房。因而在条件答应时,应优先发展热电联产的采暖方法。热电联产的问题是:①长距离运送,管网初出资高,运送水泵电耗为所运送热量的 2~4%,维护、办理费用也高,②因为结尾无计量方法和调理手法,导致 30~40% 的热量浪费。按照前苏联的大规模试验结果,供热结尾添加调理手法,并选用按热量计量收费后, 可节省热量 30% 以上。[2]

2. 中小型区域锅炉房会集供热其区域锅炉房可所以燃煤、燃气、燃油或电锅炉方法,但都需要经过区域管网经过热水循环向修建物内供热。于是与热电联产方法相同,因为结尾无计量和调理手法,导致 30~40% 的热量浪费。热量运送距离短,水泵电耗为运送热量的 1~1.5%,但其热源功率却远低于热电联产方法。区域燃煤锅炉房的设置是以煤为首要燃料的处理分散到各户设燃煤炉导致的煤和煤渣的运输与污染,煤炉的办理等一系列问题。为此牺牲了结尾调理才能,导致 30~40% 的结尾热量浪费添加了 1~1.5% 的运送电耗,并下降了供热水平,但假如以电或天然气为燃料,它们的运送都比热量简单,运送本钱也低,电热或天然气锅炉很简单完成主动办理。为什么还要搞燃气或电的区域锅炉房呢? 按照现在的燃料价格,运用天然气为燃煤的 4 倍,电热为燃煤的 11 倍,运用这些清洁燃料除换来环境效益外,应尽量运用其便于运送,便于调理的特点,经过节能尽可能地削减运转费的添加。

3. 家用小型燃气热水炉一家一户自成体系,同时处理采暖和热水供给问题。这一方法在欧、美已有几十年历史,现在为这些区域的首要采暖方法,我国之所以没有广泛应用,是因为燃煤为主的历史构成有必要会集供热的传统观念,以往居住面积狭小也约束了这种方法的选用。长时间依赖住宅分制造,会集供热设备的出资,包含在市政和修建中,而家庭燃气锅炉却要个人出资则为另一原因。

现在随住宅改革和燃料结构改变,这三个原因都不再存在,因而在新建住宅区当不存在热电联产会集供热的条件,预备运用天然气为采暖燃料时,家用燃气小锅炉应为首选计划。近几年曾出现过几起燃气小锅炉爆破的事端,这归于初期试用中的问题。引进国外老练技能,安全问题应较简单和牢靠的处理。小区燃气锅炉房会集供热工程中,锅炉房、外网和修建物内主管网的出资至少要 30~50 元 /m2,与家庭燃气锅炉房出资相同。而运用家庭燃气锅炉时还可省去热水器出资。采暖是连续负荷,瞬态负荷不高于现在家用热水器负荷,因而不会给燃气管网带来问题。而结尾的灵活调理却能与会集燃气锅炉相比,均匀节省 30~40% 的燃气,从而下降运转本钱。因而,与燃气会集锅炉房方法相比,这一方法优越性十分明显。

4. 直接电热在室内选用各种电暖气、电热膜等方法,虽然结尾设备热运用率为 100%,而且调理灵活,但运用高品位电能直接转换为热,是很大的动力浪费。现在我国大型火力发电厂的均匀热电转换功率为 33%,在加上运送丢失,电热采暖的功率仅为 30%,远低于热电联产的 170%,也低于燃煤或燃气采暖的 85~90%。法国、瑞士等国选用部分电热采暖是因为它们丰富的水利资源,发电以水电和核电为主。我国还是以火电为主,选用电热方法,实际上要比锅炉房直接供热添加 2 倍的污染物排放量。仅从环境保护的视点看,电热直接采暖的方法也不可取。

5. 电蓄热方法为了处理电力负荷的峰谷差,减缓大型火电与调峰的困难,设法运用夜间低谷期电力供热,从电力体系运转的综合平衡看,尚有必定的道理。现在有这样几种电蓄热方法:①大型常压热水箱。每一万平米采暖面积约需 85 立方米水箱,占地本钱高,蓄热丢失也较大②高压蓄热水箱,可使蓄热温度提高到 19℃,从而可使蓄热水箱容积削减至三分之一。但所占空间仍大,而且在居住区添加这样的高压容器总有一些安全问题。这两种方法终究还是以会集供热方法向结尾供热,因而保留了会集供热调理不灵活,供热功率低一级一系列问题。

③选用电热膜方法,运用修建物本身热湿性蓄热。因为采暖最大负荷发生在晚间而电力负荷低谷发生在后半夜,因而这种蓄热方法效果很差,而且为了蓄热导致夜间室内温度过高,热丢失添加。④相变蓄热电暖气 [1]。选用硅铝合金作为相变材料,体积与通常的铸铁暖气相同却可在五小时内蓄存一天的供热量,真正完成削峰填谷,其放热量又可随时人为操控,不需要采暖时可随时封闭,应该是结尾电蓄热采暖的最佳处理计划。现在的问题是设备出资高,约 150 元 /m2,电力峰谷价格差别小。只有由电力部门对这种采暖设备适当补助,而且使谷间电价降至 0.20 元 / 度以下,这种方法才能与个人燃气锅炉竞赛。

6. 电动空气热泵运用电采暖的最好方法是热泵方法。空气热泵是使空气侧温度下降,将其热量转送至另一侧的空气或水中,使其温度升至采暖所要求的温度。因为此刻电用来完成热量从低温向高温的提高,因而当外温为 0℃时,一度电可发生约 3.5 度的热量,功率为 350%,考虑发电的热电功率为 33%,空气热泵的总体功率约为 110%,高于直接燃煤或燃气的功率。实际上现在的窗式和分体式空调器中适当一部分都已具有热泵功用,因而属很老练的技能。具有热泵功用的房间空调器与单冷型房间空调器价格差异并不大,因而考虑到空调器的普及,选用热泵并不添加出资。

这种方法的问题是:①热泵功能随室外温度下降而下降,当外温降至 -5℃以下时,一般就需要辅佐采暖设备。此刻用电热作为辅佐手法,也远比整个冬天悉数电热功率高,模拟剖析的结果表明运用辅佐电采暖后,北京区域热泵采暖电耗约为直接电热方法的一半。②房间空调器的结尾是热风而不是一般的采暖散热器,许多人感觉不舒适,这可以经过一些办法来改善。例如选用户式中央空调与地板采暖结合等,但初出资要添加。

7. 电动水源热泵处理空气热泵外温低时功率下降的最好计划便是选用深井回灌方法的水源热泵。冬天将地下水从深井抽出,经换热器降温后,再回灌到另一口深井中。换热器得到的热量经热泵提高温度后成为采暖热源。夏季则将地下水从深井中取出经换热器升温后再回灌到另一口深井中,换热器另一侧则为空调冷却水。这种方法实际上是在夏天将修建物中发生的热量存入地下,供冬天采暖运用。冬天将修建物发生的冷量存于地下,供夏天空调用。华北区域民用修建冬夏冷热负荷大致适当,因而选用此方法可坚持地下的热平衡。

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