技術(shù)文(wén)章(zhāng)
*新型(xíng)建(jiàn)築(zhù)供暖(nuǎn)研究成果(guǒ)在(zài)京(jīng)發(fā)布(bù)
點擊次(cì)數(shù)：2759 更(gēng)新時間(jiān)：2013-04-12
作(zuò)為城鄉居(jū)民高品質(zhì)生(shēng)活(huó)的(dí)一部分，其(qí)重要(yào)性(xìng)不言(yán)而喻(yù)。然(rán)而(ér)，由於傳統(tǒng)的(dí)供(gōng)暖(nuǎn)方式耗能多，汙(wū)染大(dà)，冬季采暖(nuǎn)每年(nián)已經(jīng)成(chéng)為我國節能減排(pái)戰(zhàn)略(lüè)目標順利實施的障(zhàng)礙之一(yī)。那(nà)麼(mó)，是否有一種(zhǒng)既能(néng)滿足(zú)城鄉(xiāng)居民(mín)的(dí)采(cǎi)暖需求(qiú)，汙(wū)染又非(fēi)常(cháng)小，耗(hào)能(néng)比(bǐ)較(jiào)少的新型(xíng)供暖方式(shì)呢？在4月11日於(yú)北京(jīng)舉行(háng)的*科技項目——“空氣源熱(rè)泵+太陽能(néng)熱(rè)利用(yòng)係(xì)統+低溫熱(rè)水(shuǐ)地暖(nuǎn)組合建築采(cǎi)暖(nuǎn)係(xì)統(tǒng)的(dí)節能(néng)能(néng)效(xiào)研究(jiū)”——的(dí)成果(guǒ)發(fā)布會(huì)上(shàng)，專(zhuān)家(jiā)告(gào)訴(sù)我們(mén)：一(yī)個(gè)從空(kōng)氣(qì)和陽光中獲取(qǔ)熱(rè)源(yuán)，以(yǐ)低溫(wēn)熱(rè)水(shuǐ)地麵輻射(shè)供暖(nuǎn)係(xì)統(tǒng)作為末(mò)端的供暖(nuǎn)係(xì)統，就是這種(zhǒng)新(xīn)型(xíng)供暖方(fāng)式之一。
據介紹(shào)，上述新(xīn)型供暖(nuǎn)方(fāng)式，是指以“空氣(qì)源熱(rè)泵+太陽(yáng)能熱利(lì)用係(xì)統+低(dī)溫熱(rè)水地麵輻射(shè)供暖(nuǎn)係統(tǒng)”為供暖係統的供暖方(fāng)式。這(zhè)種供暖係統(tǒng)中的空氣源熱(rè)泵，可從室(shì)外空(kōng)氣中(zhōng)獲取(qǔ)大量大(dà)自然的免費能源，並通過電(diàn)能(néng)將其轉(zhuǎn)移到(dào)室(shì)內(nèi)。其(qí)節(jié)能(néng)原理是，使用1份電(diàn)能(néng)，可(kě)以(yǐ)同時從室外(wài)空(kōng)氣中(zhōng)獲取(qǔ)2份(fèn)以(yǐ)上(shàng)免費的空(kōng)氣(qì)能，能產生(shēng)3份(fèn)以上的熱能，可不低(dī)於零下20℃的工(gōng)作(zuò)環境(jìng)中(zhōng)正常(cháng)運行(háng)。據悉(xī)，在(zài)歐洲，空氣(qì)源熱(rè)泵也和太(tài)陽能(néng)一樣於2008年被歐盟為(wéi)可再生(shēng)能源(yuán)設備。自2000年(nián)以後，隨(suí)著(zhuó)熱(rè)泵(bèng)技術的(dí)成熟，在(zài)歐洲形成了(liǎo)將熱泵(bèng)技(jì)術應(yīng)用(yòng)於低(dī)溫輻(fú)射(shè)式(shì)地(dì)板(bǎn)采暖(nuǎn)的(dí)熱潮(cháo)，至(zhì)今已經銷售了(liǎo)幾十(shí)萬套。
從(cóng)2011年初(chū)開(kāi)始，北京市(shì)建設(shè)工程(chéng)物資(zī)協會(huì)建築采(cǎi)暖分會(huì)組織(zhī)大專(zhuān)院校，設計科(kē)研單(dān)位，企業(yè)等11家(jiā)。共同承擔(dān)了*“空氣源(yuán)熱(rè)泵，太陽能(néng)與(yǔ)低溫熱水地暖組(zǔ)合建築采暖係統的(dí)節能能(néng)效(xiào)研究”科技(jì)計(jì)劃(huá)項目(mù)。該課題(tí)完成了空氣(qì)源熱泵，太陽(yáng)能(néng)與低(dī)溫熱水地暖(nuǎn)及生(shēng)活熱水，不同組(zǔ)合係統(tǒng)技術的優化設計(jì)與(yǔ)示(shì)範(fàn)，在多(duō)個工(gōng)程(chéng)項(xiàng)目(mù)中(zhōng)推廣應用(yòng)。其(qí)中在(zài)北京市，秦(qín)皇島市(shì)，青(qīng)島(dǎo)市(shì)，上(shàng)海市，重慶(qìng)市和長沙市等地的(dí)房屋建築(zhù)（13項(xiàng)工程(chéng)）中進(jìn)行了重(zhòng)點測試。空氣源熱(rè)泵與低溫(wēn)熱(rè)水地暖的(dí)組合係統(tǒng)冬季(jì)采暖平(píng)均(jūn)能效比（COP）均超(chāo)過3.0。具有運行能效高(gāo)，運行費低的特(tè)點。它們(mén)*可以滿(mǎn)足華(huá)北(běi)等(děng)寒冷(lěng)地區(qū)，（室(shì)外(wài)zui低氣(qì)溫(wēn)高於﹣17℃，建(jiàn)築(zhù)采(cǎi)暖室內(nèi)平均(jūn)溫(wēn)度(dù)保持(chí)18℃）的(dí)需(xū)求(qiú)，以及(jí)華(huá)中，華(huá)東(dōng)等(děng)冬冷夏熱地區冬(dōng)季采(cǎi)暖的(dí)需求。該課(kè)題於(yú)2012年11月(yuè)26日(rì)通過了*科技項(xiàng)目(mù)成(chéng)果驗(yàn)收。
在(zài)該組合係(xì)統中，低溫(wēn)空氣源熱泵(bèng)分別采(cǎi)用了噴氣(qì)增(zēng)焓壓縮(suō)機或(huò)高(gāo)壓(yā)腔(qiāng)直流變(biàn)速(sù)壓縮(suō)機，以及(jí)“變水溫”控(kòng)製等新技(jì)術之後(hòu)，可使空氣(qì)源熱(rè)泵在低溫環(huán)境下啟(qǐ)動性(xìng)能(néng)更(gēng)佳。當(dāng)前(qián)的(dí)運行環境氣溫可(kě)延展到(dào)-20℃，同時還可(kě)根據(jù)環境(jìng)氣(qì)溫(wēn)進行(háng)自動調節，使(shǐ)建築的舒適性(xìng)和節能性(xìng)zui大化。
在這(zhè)種供暖係統(tǒng)中的低(dī)溫(wēn)熱水地(dì)麵輻(fú)射供暖(nuǎn)係統(tǒng)（以下簡稱(chēng)水(shuǐ)地(dì)暖(nuǎn)係(xì)統(tǒng)），它與散(sàn)熱器必須輸(shū)入高溫熱水的情(qíng)況不同(tóng)，輸送給它的(dí)熱(rè)水(shuǐ)的(dí)溫度可低(dī)於50℃。這(zhè)種(zhǒng)末端(duān)係統(tǒng)如(rú)果(guǒ)采(cǎi)用預製溝槽薄(báo)型(xíng)水地暖係統(tǒng)，輸(shū)送給它的熱(rè)水(shuǐ)的溫(wēn)度(dù)隻需(xū)35℃就(jiù)可(kě)以了。以往，空氣(qì)源熱泵(bèng)用於建築(zhù)采(cǎi)暖不成功(gōng)的(dí)原因之(zhī)一(yī)，就是(shì)在於采(cǎi)暖(nuǎn)散熱器要求熱(rè)水(shuǐ)的溫度(dù)在60℃～80℃。在這種工作狀態下，空氣源(yuán)熱(rè)泵的(dí)能效(xiào)比太(tài)低，不(bù)經濟。該課(kè)題是(shì)將空(kōng)氣(qì)源熱(rè)泵鎖(suǒ)定在*的狀態(tài)下(xià)工(gōng)作，即提(tí)供(gōng)50℃以(yǐ)下(xià)的(dí)熱(rè)水(shuǐ)；與地暖裝置(zhì)組(zǔ)合，從而優化(huà)組(zǔ)合成新的建(jiàn)築(zhù)采(cǎi)暖係統(tǒng)，即低(dī)溫空氣(qì)源(yuán)熱泵與(yǔ)地(dì)暖組合式建(jiàn)築(zhù)采暖(nuǎn)係(xì)統(tǒng)。
其間(jiān)，課(kè)題(tí)組(zǔ)在北(běi)京市跟蹤(zōng)，測(cè)試了十多個(gè)項目(mù)。例如(rú)：北(běi)京(jīng)城(chéng)區南(nán)四環(huán)的(dí)鴻(hóng)博家園(yuán)小區(qū)測試(shì)項目（該建築為2011年竣(jùn)工經(jīng)適房項目，高(gāo)層板樓(lóu)，圍(wéi)護結(jié)構(gòu)按65%節(jié)能標準設(shè)計）。2011年～2012年(nián)采暖季，室(shì)外：zui低(dī)溫度-9.8℃，zui冷(lěng)日(rì)平均溫(wēn)度-4℃，zui冷(lěng)月平(píng)均溫度(dù)-2.52℃。室(shì)內(nèi)：整個(gè)冬季(jì)平(píng)均(jūn)溫度(dù)保(bǎo)持在20℃～22℃。地板(bǎn)采(cǎi)暖供水溫度35℃。按采暖(nuǎn)季125天，以(yǐ)每(měi)戶建(jiàn)築麵積平均82平(píng)方米(mǐ)計(jì)算，采暖總(zǒng)耗電量不超過2000度，約(yuē)為(wéi)33 度(dù)/平(píng)方米。空氣(qì)源熱泵能效(xiào)比（COP）在(zài)3.2以上。采(cǎi)暖季電費15元/平(píng)方(fāng)米左(zuǒ)右。低(dī)於(yú)同期(qī)同戶型壁掛爐散熱器采暖運(yùn)行費用(yòng)。
北京郊區的(dí)幾個測(cè)試(shì)項目(mù)中(zhōng)：室外(wài)溫(wēn)度zui低(dī)的一個(gè)別墅項(xiàng)目(mù)冬季室外平(píng)均溫度(dù)-6.2℃，zui低(dī)溫(wēn)度-18.8℃，室(shì)內平(píng)均(jūn)溫度(dù)保(bǎo)持在20℃，空(kōng)氣源熱(rè)泵的(dí)COP值仍可達(dá)3以上(shàng)。冬季取暖加(jiā)生活(huó)熱水所用電(diàn)費為(wéi)19.7元/平方(fāng)米(mǐ)，低(dī)於北(běi)京市(shì)燃(rán)氣(qì)鍋(guō)爐采(cǎi)暖費。在(zài)北(běi)京郊(jiāo)區農村新建和舊(jiù)房改(gǎi)造(zào)項目中，采用(yòng)空氣源熱(rè)泵，太陽(yáng)能(néng)復合(hé)熱源(yuán)作(zuò)為冬(dōng)季(jì)地(dì)麵(miàn)輻(fú)射采暖和生活(huó)熱水的熱(rè)源(yuán)，取得了(liǎo)很(hěn)好的(dí)效果。如房(fáng)山區西白(bái)岱村(cūn)項目(mù)測(cè)試(shì)數(shù)據如下(xià)：2011年(nián)～2012年采(cǎi)暖季，一(yī)月份(fèn)室(shì)外(wài)平(píng)均(jūn)溫度(dù)-4℃，zui低(dī)溫度(dù)-17℃，室(shì)內(nèi)平(píng)均溫度(dù)保(bǎo)持在18℃。係統采(cǎi)暖和生活熱水(shuǐ)總(zǒng)耗電量(liáng)5367 度，製熱(rè)能效比（COP）3.16，其(qí)中太陽(yáng)能(néng)集熱器麵積(jī)16平方(fāng)米，冬(dōng)季太陽能製熱供(gōng)獻(xiàn)率占總製熱(rè)量約30%。
凡達到50%節能(néng)設計標準的(dí)建築(zhù)，冬季(jì)采(cǎi)暖(nuǎn)和(hé)生活(huó)用熱水(shuǐ)使(shǐ)用(yòng)空(kōng)氣源(yuán)熱泵+太(tài)陽能的(dí)費(fèi)用(yòng)為(wéi)14～16元/平(píng)方(fāng)米；僅使(shǐ)用空氣(qì)源(yuán)熱泵的(dí)為18～20元/平方米。以(yǐ)上(shàng)電費(fèi)均是以用戶按2012年(nián)北京(jīng)電費標準（0.49元/度(dù)）實(shí)際發生(shēng)費(fèi)用(yòng)計(jì)算。2013年(nián)電(diàn)價(jià)調(tiáo)整後如選用峰(fēng)穀電(diàn)，費(fèi)用應(yīng)基(jī)本(běn)相當(dāng)。如選(xuǎn)用階梯(tī)電價(jià)每平(píng)方米費(fèi)用增(zēng)加(jiā)4～5元。
我(wǒ)國(guó)北(běi)方(fāng)寒冷地區，冬(dōng)季太陽(yáng)光照(zhào)資源較豐(fēng)富。太陽(yáng)能供(gōng)熱主要(yào)用於生活熱(rè)水(shuǐ)。因受目前(qián)技術的(dí)限製，還(huán)不(bù)能單獨依靠太陽(yáng)能單獨(dú)解(jiě)決采(cǎi)暖(nuǎn)問題。經(jīng)常采用的是(shì)太陽能+電鍋爐輔助(zhù)係統。而(ér)這種係統(tǒng)通(tōng)常還(huán)是(shì)以耗(hào)電為主(zhǔ)。采(cǎi)用(yòng)太陽(yáng)能和(hé)空(kōng)氣源復(fù)合熱源解決冬季采(cǎi)暖和生活熱水供應，是一個(gè)節(jié)能減(jiǎn)排(pái)的好(hǎo)舉措。若(ruò)在(zài)太陽能集(jí)熱器(qì)主(zhǔ)動式(shì)采暖的(dí)同時，從建築設計上增加房屋太陽能(néng)被(bèi)動(dòng)式(shì)采暖(nuǎn)技術(shù)設(shè)施(shī)，如：加大向(xiàng)陽窗采光麵(miàn)積，安(ān)裝日落後使(shǐ)用的(dí)保暖(nuǎn)窗(chuāng)簾（擋板），使(shǐ)用蓄熱材(cái)料等，可使(shǐ)太陽(yáng)能(néng)的(dí)采(cǎi)暖供(gōng)獻率(shuài)超過(guò)40%。
目前使用這一(yī)技(jì)術的(dí)初(chū)投資會(huì)較(jiào)大一些。用於采暖的(dí)低溫空(kōng)氣源(yuán)熱泵，國內(nèi)品(pǐn)牌(pái)每(měi)平米的(dí)初(chū)始(shǐ)投(tóu)資約(yuē)200多元(yuán)，進口(kǒu)品牌約近300元(yuán)。但(dàn)運行(háng)費用(yòng)低，幾(jī)年內(nèi)即可(kě)收(shōu)回(huí)成(chéng)本(běn)。如考(kǎo)慮(lǜ)該係統(tǒng)可(kě)兼(jiān)顧夏(xià)季製(zhì)冷(lěng)的(dí)特(tè)性(xìng)，相比其它供(gōng)熱方式(shì)其綜合性價比(bǐ)的優(yōu)勢更(gēng)為(wéi)明顯。
課題(tí)組通(tōng)過對(duì)住宅(zhái)建(jiàn)築不同(tóng)供熱(rè)方(fāng)式(shì)的(dí)二(èr)氧(yǎng)化碳(tàn)排放量計算結果(guǒ)顯示：空(kōng)氣(qì)源(yuán)熱(rè)泵是二(èr)氧化(huà)碳排放(fàng)量zui低(dī)的幾種(zhǒng)供熱(rè)方式(shì)之一(yī)。目前我(wǒ)國相當(dāng)多的中小(xiǎo)城市，村鎮，解(jiě)決(jué)采暖和生(shēng)活(huó)熱(rè)水(shuǐ)仍(réng)以燃(rán)煤為主(zhǔ)，汙染(rǎn)嚴重。此項技(jì)術(shù)如向國內有條(tiáo)件的(dí)地區推廣(guǎng)，將會(huì)大大(dà)減(jiǎn)少(shǎo)二(èr)氧化碳排放(fàng)量(liáng)，為(wéi)我(wǒ)國的“節能減排”的戰(zhàn)略目標做出(chū)重要貢(gòng)獻(xiàn)。
以(yǐ)北京郊區農村為例，據(jù)近年(nián)京郊新農村(cūn)規(guī)劃調查(chá)中統計，京郊(jiāo)農村一個(gè)采暖(nuǎn)季需(xū)用(yòng)煤(méi)347萬噸(dūn)，排放(fàng)900萬噸二氧(yǎng)化碳(tàn)，8675噸二氧(yǎng)化硫，8443噸煤(méi)煙(yān)粉塵。如(rú)果(guǒ)一(yī)個農(nóng)村(cūn)家庭安裝(zhuāng)一套空氣源熱泵（太陽能）三聯供係(xì)統，既能(néng)解決3～5口之家(jiā)一年的(dí)正常生活取暖(nuǎn)和(hé)熱水(shuǐ)需求(qiú)。每年可(kě)節(jié)約燃煤3噸(dūn)左右；節電230 度(dù)（或(huò)少燃2噸(dūn)薪(xīn)柴秸稈，相(xiāng)當於(yú)3.5畝(mǔ)林(lín)地(dì)的年生(shēng)物(wù)儲(chǔ)蓄(xù)量）；減(jiǎn)少(shǎo)二氧化碳(tàn)排(pái)放(fàng)量(liáng)5～6噸；減少煙粉塵排(pái)放72公斤；減(jiǎn)少(shǎo)二氧化(huà)硫75公斤(jīn)。京郊(jiāo)有110萬(wàn)戶需要節能改(gǎi)造(zào)的農(nóng)村(cūn)住(zhù)宅，如(rú)有(yǒu)三分(fēn)之一(yī)采用(yòng)這(zhè)項供熱技術，即(jí)可減(jiǎn)排二氧(yǎng)化碳296萬噸，二氧(yǎng)化(huà)硫2775噸，煙粉(fěn)塵(chén)2664噸(dūn)。顯(xiǎn)然(rán)，這將在北(běi)京(jīng)市“藍(lán)天工(gōng)程(chéng)”中發揮重要作用(yòng)，將(jiāng)讓北(běi)京的(dí)天更(gēng)藍。
目前(qián)，該(gāi)項采暖技術(shù)已在北京及周(zhōu)邊地(dì)區的民用建築項目(mù)中(zhōng)得到應用。為了(liǎo)更好地規範和推廣(guǎng)該項(xiàng)建築(zhù)節能采暖(nuǎn)技(jì)術(shù)，北(běi)京市建(jiàn)設工程物資(zī)協會與(yǔ)北京(jīng)建築(zhù)設(shè)計研究(jiū)院為主編(biān)單(dān)位，組織生產(chǎn)廠家及(jí)建(jiàn)設(shè)單(dān)位等(děng)，共同(tóng)編(biān)製了“住(zhù)宅戶(hù)式空氣源熱泵和太陽能生活(huó)熱(rè)水係統技術導(dǎo)則”。該導則的主要內容(róng)包(bāo)括空氣(qì)源(yuán)，太(tài)陽(yáng)能(néng)和地暖(nuǎn)（生活(huó)熱水）組(zǔ)合(hé)係統的設計，施(shī)工和應用(yòng)。技術(shù)導(dǎo)則(zé)將提供(gōng)該係統的(dí)性能參數(shù)，應(yīng)用條(tiáo)件(jiàn)，係統(tǒng)的(dí)優化組合及選配方(fāng)案
它可(kě)為非集中(zhōng)供暖(nuǎn)地區的(dí)住戶(hù)提(tí)供(gōng)一(yī)種“住戶自助(zhù)式節能(néng)環保的采暖與熱水(shuǐ)供應方式”。有助(zhù)於解(jiě)決(jué)集中(zhōng)采暖地(dì)區采暖費收繳困難(nán)的(dí)窘境。隨(suí)著城鎮化(huà)進(jìn)程的加快，居民對(duì)經(jīng)濟(jì)和(hé)環(huán)保(bǎo)需求的不斷提高(gāo)，推廣(guǎng)清潔(jié)能源的采(cǎi)暖方式(shì)勢(shì)在必(bì)行(háng)。將(jiāng)“低溫空(kōng)氣源熱泵，太陽(yáng)能(néng)與地(dì)暖組(zǔ)合式(shì)建(jiàn)築(zhù)采(cǎi)暖(nuǎn)係統”，作(zuò)為建築(zhù)采(cǎi)暖(nuǎn)新技(jì)術加(jiā)以(yǐ)推(tuī)廣，將(jiāng)具有非(fēi)常(cháng)大(dà)的(dí)現(xiàn)實(shí)意(yì)義(yì)。
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