[经济学]辐射采暖

[经济学]辐射采暖

辐射采暖\n节能和环保是我国的基本国策，世界和我国的统计数字均表明,建筑能耗在全部总能耗中所占的比率为30%左右。随着现代化建设的发展,人们生活水平的不断提高,当今建筑节能的重要性正逐渐引起人们的重视。为使我国国民经济向节能型发展，《中华人民共和国节约能源法》已于1998年1月正式实施。能源法提出的“采取技术上可行、经济上合理以及环境和社会可以承受的措施减少从能源生产到消费各个环节中的损失和浪费，更加有效合理地利用能源”的方针，不仅为我国的供热事业指明了发展的方向，也对供热技术提出了更高的要求。而供暖系统和设备不仅是热环境的保障，更是建筑节能的重要环节。人们也逐渐意识到它对人的心理和生理健康的影响医学者们呼吁一种能使室内气温适当、让人感觉舒适、不危害人体健康的采暖方式因此,采暖方式的节能、环保以及舒适已形成了世界性的大潮流,也是现在采暖技术发展的一个基本趋向。\n辐射采暖的特点\n辐射采暖系统主要靠辐射散热方式向房间供应热量，其辐射散热量占总热量的50%以上。辐射采暖是一种卫生条件和舒适标准都比较高的供暖形式，和对流相比具有以下特点：1、对流供暖系统中，人体的冷热感觉主要取决于tn的高低。辐射供暖时，人或物体受到辐射照度和环境温度的综合作用，人的实感温度可比室内实际环境温度高2～3℃。2、从人体的舒适感看，在保持人体散热总量不变的情况下，适当减少人体的辐射热，增加对流散热量，人会感到更舒适。辐射供暖对人体具有最佳舒适感。\n3、辐射供暖时沿房间高度方向上温度分布均匀，温度梯度小，房间无效损失减少，减少能耗。4、辐射供暖不需要在室内布置散热器，少占室内的有效空间，也便于布置家俱。5、减少了对流散热量，室内空气的流动速度降低，避免室内尘土的飞扬，有利于改善卫生条件。6、辐射供暖比对流供暖的初投资高。\n电热膜辐射采暖\n辐射供暖是以热射线(电磁波长在0.1～100μｍ)放出的以辐射热为主的一种供暖方式,其中低温辐射的板面温度低于80℃。电热膜供暖是利用建筑物内部的顶面、地面、墙面或其它表面,对辐射源发射的红外线辐射热进行反射的供热方式。它不单纯加热空气,而是使实物体(墙面、地面、家具等)首先吸收能量、温度升高,然后由这些物体散发辐射热来自然均匀地提高室内温度。电热膜是辐射供热系统的主体。它是一种通电后能发热的半透明聚酯膜,由可导电的特制油墨、金属载流条经印刷、热压在两层绝缘聚酯薄膜间制成的一种特殊的加热元件。电热膜产品性能优异,已在世界范围内通过多项权威安全认证和质量检测。\n目前国外电地板采暖系统已被广泛使用,而在我国由于对该系统的热工性能和采暖基本规律的认识尚不完备,电地板辐射采暖尚处于起步阶段。近几年来,随着国内新材料加工技术的引进发展,促进了这项技术在我国的推广。该技术具有以下特点：耐高压:最高耐压可达3750Ｖ;耐潮湿:完好的电热膜除剪开的两端外,整个膜片是防水的,接头处做防水处理后整个系统耐潮湿。承受温度范围广:最高100℃,最低-40℃:运行安全:电热膜工作时表面最高温度不超过60℃,不会因过热引起自燃或爆炸;性能稳定:电热膜连续通电2000ｈ没有任何损坏;使用寿命长:可达数十年以上;\n健康舒适:电热膜节能省电,对人体无害。以电热膜为辐射源的电热膜供热系统,通过室内设置的温控器,根据需要调整室温并保持恒定,暂不使用的房间可以调低温度或关闭,真正实现经济运行、节约能源的目的。亦无水暖系统的跑、冒、滴、漏及暖气片冻裂等令人头痛的问题。解决了建锅炉房、储煤、堆灰、管网设置等一系列的占地问题,有利于城市规划。没有煤灰、烟尘、燃烧废气等污染,符合现代化城市环保的需要,社会效益很好。系统运行无噪音、无气味;室内没有热空气对流引起的灰尘漂浮,使室内空气更清洁。因为是以辐射方式供暖,无系统的干燥、闷热感觉,给人的感觉非常温暖。同时,由于墙壁、地面、家俱等吸收能量,温度升高,从而减少了对人体的冷辐射。\n电热膜供热可以分户准确计量供暖量和运行费用,促进了居民节能意识的提高,同时解决了供暖及物业管理部门和各级政府最头痛的供热费收缴难的问题。由于取消了传统供热零乱、裸露、占用空间和影响美观的管路、暖器片,在室内仅见到漂亮的温控器,相当于增加了室内利用的面积,使居室显得宽敞漂亮。该系统与建筑装修同步进行,与土建交叉少,有利于旧房改造。吊棚安装完毕则电热膜供暖系统安装完毕,安装简便。电热膜体积小,重量轻,每卷电热膜只有25ｋｇ左右,可供暖面积200ｍ2,减轻了建筑物的荷载。电热膜在-30℃的环境中仍保持其柔软、耐用性能,使于储存和运输。\n电热膜供暖的不足之处：由于电热膜表面温度较低,因此最初开启系统时室内升温较慢,一般需要1～1.5ｈ才能达到标准温度18℃。在天棚安装该系统时,由于电热膜占用的面积占天棚面积的50%左右,因此安装时需考虑室内顶棚装饰(如灯座、电线、等)的位置、数量。同时安装了电热膜供暖系统的位置不允许钻孔、钉钉或挂物。另外,由于使用温控器控制室内温度,因此,同一楼中处于顶层、底层、阳面、阴面、冷山的住房均可达到18℃的标准室温,用电量和供暖费亦会有差异,不象交包烧费用那样各户均等。但是这些并不影响电热膜整体供暖效果,它完全可以成为住宅采暖的一种新选择。\n一、推广效益1、电暖可消除常暖产生的大量烟尘、废气、污水、噪音和锅炉房及大烟囱与煤、渣堆放及运输,节省大量治理污染费用;并使采用电暖地区的房地产增值,例如,原锅炉房用地可增建商品楼。如沈阳规划集中供热面积将由1998年0.45亿ｍ2达到2010年1.6亿ｍ2,其中电暖面积仅与节建规划(按平均500万ｍ2年计)同步即达0.6亿ｍ2,其效益显著:可取代2ｔ/ｈ分散锅炉1.2万台,年节燃煤480万ｔ,少排煤烟430.8亿ｍ3(其中少排放ＳＯ2为8.6万ｔ)和灰渣161.2万ｔ,少运煤、渣161余万辆次(按4ｔ/车计),节地91.6万ｍ2(可建商品住宅146.4万ｍ2,时价34.4亿元)。\n电暖还可取消常暖散热器与管件(包括分户供暖计量收费等设施)及其包装美化,节省费用可观,增加房间有效使用面积和有利于室内装修;不敷设室外热力管线,节省大量紧张的管位资源,有利室外管线综合规划、地下管线管理、管线规划定线、管线保护等费用。电暖无运行人工与管理费负担,省人省费;电费取决于耗电量,由用户自愿选择并负担,无运行亏损时段。沈阳常暖则在不低于负荷60.04%运行时盈利,其多年平均小时仅1546ｈ,在采暖期共3624ｈ中仅占42.66%,低负荷亏损运行占57.34%,尤其是对特殊用户提前和延后各10日的超低负荷采暖时亏损更大,靠财政补贴。\n2、有利于城市供热,促进全面商品化和市场化,可根本杜绝沿袭50年的国家、单位、社会包烧旧体制和常暖热费收缴率低和热费拖欠额巨大的老大难问题。如沈阳1999～2000年度分别仅为64.61%和高达17.34亿元,严重影响供暖。伴随我国人均住房面积逐年增长,热费补贴总额也逐年增加,1997年仅北京、哈尔滨、长春、沈阳等10个城市,每年国家用于采暖的财政补贴和银行贴息贷款高达58.46亿元,且基本成为呆账。电暖杜绝“搭车”采暖。同时使我国大量高级建筑群所带来的大跨度、大坡度、落地式大玻璃窗等产生的常供暖难题迎刃而解,堪称供暖规划战略和设计技术的巨大变革,推广应用价值极大。仅以创沈阳城建史引资之最的“新世界花园”为例,其规划建设总投资高达100余亿元,总建筑面积380万ｍ2,推行电暖大有可为。\n3、可加速扭转经济结构调整所产生的城市供用电不平衡现象。如沈阳规划到2005年、2010年供电量分别达139.5亿ｋＷｈ、230.4亿ｋＷｈ,2001年用电量仅115.2亿ｋＷｈ,亟需拓展市场,否则电力设施闲置,适当超前的电力发展规划则将落空!电暖正是拓展空间很大很稳定的广阔市场。在全国88个城市中已有286个城市实现集中供热，面积超8亿ｍ2,平均普及率12.2%,远低于我国三北地区的29.1%,更低于先进国家的80%以上,亟需提高。电供热是集中供热高级形式,电暖又是电供热高级形式,无须建设蓄能转换装置即可应用低谷电,显然其应用价值和贡献率更高。据国家规划,城市能源将向电力为主过渡。电暖符合国家能源战略,必将有力促进电力事业发展。\n4、伴随我国经济发展和人民生活水平提高,冬季室温不会长期普遍不低于16℃,而逐步达到约22℃,采暖期天数也相应增加。而且电暖对阴冷或潮湿气候的祛湿、防潮、防霉、防腐、防水等效果显著,年利用小时相应增加,电暖将开拓巨大的供电市场。这完全符合世界生产与消费的相互作用原理和我国鼓励消费以提高人民生活舒适水平的国策。电暖能够促进远离城市的大型高效坑口火电厂、水电、核电的发展,有利于尽快改变我国电力构成的不合理状况并节省大量治理煤烟污染的费用。社会效益巨大。\n二、电热膜供暖系统的构成电热膜供暖系统由电热膜、开关盒、温控器和分线盒组成。电热膜可以在顶棚上、地面上和墙上敷设,目前多为顶棚敷设。为防止电热膜产生的热量传到其它房间,要在电热膜的一侧铺设绝热层(目前多采用玻璃棉),而在另一侧铺设饰面层(目前多采用石膏板)。用户可根据自己的需要,在5～30℃内自行设定每个房间的温度。当房间温度达到设定值ＴＮ后,温控器自动断电;当房间温度降到ＴＮ′=ＴＮ-ΔＴ时,温控器自动接通电源,电热膜开始加热。电热膜产生的热量传给石膏板,石膏板表面温度的高低,直接影响人的舒适性。\n\n\n红外辐射采暖\n太阳光按波长分为宇宙射线、紫外线、可见光及红外线。红外线主要为热能，只对被加热目的物加热而对传导介质（空气）不加热，所以在传输过程中几乎没有能量损失。红外线采暖系统就是仿效太阳的原理，为高大空间场所提供舒适、节能、洁净及安全可靠的采暖效果。高度节能：比传统的对流采暖系统节能30~50%。安装容易：直接悬挂于楼顶，无需水管、保温等配件。维护简单：无需专人值守，比有管道的采暖系统容易清理。自动运行：温度自动控制。安静清洁：红外线供暖不会形成灰尘，也无运行噪音。\n\n\n\n\n导热油辐射采暖\n一、引言我国自20世纪70年代开始,对辐射板进行过研究[1,2],并在高大空间的工厂车间得到应用。热媒蒸汽压力以0.4～0.5ＭＰａ居多,个别达到0.8ＭＰａ。热水系统温度多为130～150℃。为提高建筑物内辐射采暖的效果,在不超过采暖系统设备和管件承压能力的情况下,应尽量提高辐射板的热媒温度,例如采用200/150℃高温水辐射采暖。为满足水系统不超压、不汽化等要求,以及蒸汽和高温水系统在运行时对水质的要求,需进行水处理。由于上述原因,蒸汽和高温水高温辐射采暖受到一定限制。有的工厂采用导热油进行高温辐射采暖,效果很好。我们对采用高温有机热媒(导热油)的辐射采暖进行分析。\n二、高温导热油辐射采暖的特性高温导热油是一种新型芳烃基高温有机热媒。用于辐射采暖时,高温导热油与高温水相比有如下优点:(1)可在常压下运行高温导热油系统在常压下,系统内的运行温度可达250℃,不需专门的定压设备,但需系统密闭以防止热媒老化。(2)管道腐蚀少高温水供暖系统在运行中对水的ｐＨ值和水的硬度均有严格的要求,必须有一套水处理装置。而高温导热油对热源和管道设备系统基本上无腐蚀。\n(3)管内流速较大与高温水比较,在系统中高温导热油在管内流速稍大,因为导热油分解,多在层流边界层进行。为减小边界层厚度以免分解作用,导热油锅炉管内流速以1.5～3.0ｍ/ｓ为宜,供暖系统管内水流速以0.5～2.5ｍ/ｓ为宜。(4)冬季无防冻问题高温导热油凝固点为-10～-39℃,因此,高温导热油系统可不必考虑防冻问题。(5)采用高温导热油锅炉房换热也适合尖峰供暖负荷的需求,设备投资少,管理方便,一般可节省费用25%～30%。\n三、导热油带形钢制辐射板的设计高温带形钢制辐射板采暖,适用于高大空间的建筑物,如高大厂房、体育馆等。如采用对流式采暖,势必造成室内温度梯度过大而达不到采暖的效果,若采用强制对流采暖又容易引起扬尘和噪声。(1)应用高温导热油,供回油温度可采用240/180℃。供回油温差达60℃,且提高导热油在管内的流速,这样系统的管径可减小。\n(2)供暖排管在设计中,应考虑管道热伸长问题。带形辐射板的排管根数以2,4,6根为宜,管径为ＤＮ15ｍｍ、ＤＮ20ｍｍ,带形板长度以5.4ｍ或10.8ｍ为宜,供暖排管应考虑在每隔1～2段带形板之后,排管自身煨波形膨胀弯以吸收管道热伸长。(3)采用带形辐射板,辐射散热量和辐射强度与辐射板表面热力学温度的4次方成正比,提高热媒温度对提高辐射采暖的效果非常有利,与高温水带形辐射板系统相比,可节省辐射板面积40%以上。(4)导热油锅炉没有水处理设备系统和定压设备,锅炉房造价低于高温热水锅炉系统。\n太阳能地板辐射采暖\n地板辐射采暖由于其节能、热舒适性好,在北美、欧洲等发达国家及日本、韩国等国得到了广泛的应用.近年来,在我国的应用也逐渐增多.地板辐射采暖的热媒是低温热水,从而使利用太阳能集热器作为热源成为可能.在建设部制定的《中国“住宅阳光计划”纲要》(草稿)中提出:根据当前太阳能技术与产业条件,考虑到今后的发展趋势,结合我国住宅建设的实际情况,太阳能低温热水地板辐射采暖技术是实施中国“住宅阳光计划”的重点优先领域之一.显然,太阳能地板辐射采暖具有广阔的应用前景.\n一、太阳能地板辐射采暖系统及其工作原理二、太阳能集热器三、太阳能地板辐射采暖设计参数的确定\n\n\n