*新型建筑供暖研究成果在京發(fā)布
點(diǎn)擊次數(shù):2071 更新時(shí)間:2013-04-12
作為城鄉(xiāng)居民高品質(zhì)生活的一部分,其重要性不言而喻。然而,由于傳統(tǒng)的供暖方式耗能多、污染大,冬季采暖每年已經(jīng)成為我國(guó)節(jié)能減排戰(zhàn)略目標(biāo)順利實(shí)施的障礙之一。那么,是否有一種既能滿足城鄉(xiāng)居民的采暖需求,污染又非常小、耗能比較少的新型供暖方式呢?在4月11日于北京舉行的*科技項(xiàng)目——“空氣源熱泵+太陽(yáng)能熱利用系統(tǒng)+低溫?zé)崴嘏M合建筑采暖系統(tǒng)的節(jié)能能效研究”——的成果發(fā)布會(huì)上,專家告訴我們:一個(gè)從空氣和陽(yáng)光中獲取熱源、以低溫?zé)崴孛孑椛涔┡到y(tǒng)作為末端的供暖系統(tǒng),就是這種新型供暖方式之一。
據(jù)介紹,上述新型供暖方式,是指以“空氣源熱泵+太陽(yáng)能熱利用系統(tǒng)+低溫?zé)崴孛孑椛涔┡到y(tǒng)”為供暖系統(tǒng)的供暖方式。這種供暖系統(tǒng)中的空氣源熱泵,可從室外空氣中獲取大量大自然的免費(fèi)能源,并通過(guò)電能將其轉(zhuǎn)移到室內(nèi)。其節(jié)能原理是,使用1份電能,可以同時(shí)從室外空氣中獲取2份以上免費(fèi)的空氣能,能產(chǎn)生3份以上的熱能,可不低于零下20℃的工作環(huán)境中正常運(yùn)行。據(jù)悉,在歐洲,空氣源熱泵也和太陽(yáng)能一樣于2008年被歐盟為可再生能源設(shè)備。自2000年以后,隨著熱泵技術(shù)的成熟,在歐洲形成了將熱泵技術(shù)應(yīng)用于低溫輻射式地板采暖的熱潮,至今已經(jīng)銷售了幾十萬(wàn)套。
從2011年初開始,北京市建設(shè)工程物資協(xié)會(huì)建筑采暖分會(huì)組織大專院校、設(shè)計(jì)科研單位、企業(yè)等11家。共同承擔(dān)了*“空氣源熱泵、太陽(yáng)能與低溫?zé)崴嘏M合建筑采暖系統(tǒng)的節(jié)能能效研究”科技計(jì)劃項(xiàng)目。該課題完成了空氣源熱泵、太陽(yáng)能與低溫?zé)崴嘏吧顭崴?,不同組合系統(tǒng)技術(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)與示范,在多個(gè)工程項(xiàng)目中推廣應(yīng)用。其中在北京市、秦皇島市、青島市、上海市、重慶市和長(zhǎng)沙市等地的房屋建筑(13項(xiàng)工程)中進(jìn)行了重點(diǎn)測(cè)試??諝庠礋岜门c低溫?zé)崴嘏慕M合系統(tǒng)冬季采暖平均能效比(COP)均超過(guò)3.0。具有運(yùn)行能效高,運(yùn)行費(fèi)低的特點(diǎn)。它們*可以滿足華北等寒冷地區(qū),(室外zui低氣溫高于﹣17℃,建筑采暖室內(nèi)平均溫度保持18℃)的需求,以及華中、華東等冬冷夏熱地區(qū)冬季采暖的需求。該課題于2012年11月26日通過(guò)了*科技項(xiàng)目成果驗(yàn)收。
在該組合系統(tǒng)中,低溫空氣源熱泵分別采用了噴氣增焓壓縮機(jī)或高壓腔直流變速壓縮機(jī),以及“變水溫”控制等新技術(shù)之后,可使空氣源熱泵在低溫環(huán)境下啟動(dòng)性能更佳。當(dāng)前的運(yùn)行環(huán)境氣溫可延展到-20℃,同時(shí)還可根據(jù)環(huán)境氣溫進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié),使建筑的舒適性和節(jié)能性zui大化。
在這種供暖系統(tǒng)中的低溫?zé)崴孛孑椛涔┡到y(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱水地暖系統(tǒng)),它與散熱器必須輸入高溫?zé)崴那闆r不同,輸送給它的熱水的溫度可低于50℃。這種末端系統(tǒng)如果采用預(yù)制溝槽薄型水地暖系統(tǒng),輸送給它的熱水的溫度只需35℃就可以了。以往,空氣源熱泵用于建筑采暖不成功的原因之一,就是在于采暖散熱器要求熱水的溫度在60℃~80℃。在這種工作狀態(tài)下,空氣源熱泵的能效比太低,不經(jīng)濟(jì)。該課題是將空氣源熱泵鎖定在*的狀態(tài)下工作,即提供50℃以下的熱水;與地暖裝置組合,從而優(yōu)化組合成新的建筑采暖系統(tǒng),即低溫空氣源熱泵與地暖組合式建筑采暖系統(tǒng)。
其間,課題組在北京市跟蹤、測(cè)試了十多個(gè)項(xiàng)目。例如:北京城區(qū)南四環(huán)的鴻博家園小區(qū)測(cè)試項(xiàng)目(該建筑為2011年竣工經(jīng)適房項(xiàng)目,高層板樓,圍護(hù)結(jié)構(gòu)按65%節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì))。2011年~2012年采暖季,室外:zui低溫度-9.8℃,zui冷日平均溫度-4℃,zui冷月平均溫度-2.52℃。室內(nèi):整個(gè)冬季平均溫度保持在20℃~22℃。地板采暖供水溫度35℃。按采暖季125天,以每戶建筑面積平均82平方米計(jì)算,采暖總耗電量不超過(guò)2000度,約為33 度/平方米。空氣源熱泵能效比(COP)在3.2以上。采暖季電費(fèi)15元/平方米左右。低于同期同戶型壁掛爐散熱器采暖運(yùn)行費(fèi)用。
北京郊區(qū)的幾個(gè)測(cè)試項(xiàng)目中:室外溫度zui低的一個(gè)別墅項(xiàng)目冬季室外平均溫度-6.2℃,zui低溫度-18.8℃,室內(nèi)平均溫度保持在20℃,空氣源熱泵的COP值仍可達(dá)3以上。冬季取暖加生活熱水所用電費(fèi)為19.7元/平方米,低于北京市燃?xì)忮仩t采暖費(fèi)。在北京郊區(qū)農(nóng)村新建和舊房改造項(xiàng)目中,采用空氣源熱泵、太陽(yáng)能復(fù)合熱源作為冬季地面輻射采暖和生活熱水的熱源,取得了很好的效果。如房山區(qū)西白岱村項(xiàng)目測(cè)試數(shù)據(jù)如下:2011年~2012年采暖季,一月份室外平均溫度-4℃,zui低溫度-17℃,室內(nèi)平均溫度保持在18℃。系統(tǒng)采暖和生活熱水總耗電量5367 度,制熱能效比(COP)3.16,其中太陽(yáng)能集熱器面積16平方米,冬季太陽(yáng)能制熱供獻(xiàn)率占總制熱量約30%。
凡達(dá)到50%節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的建筑,冬季采暖和生活用熱水使用空氣源熱泵+太陽(yáng)能的費(fèi)用為14~16元/平方米;僅使用空氣源熱泵的為18~20元/平方米。以上電費(fèi)均是以用戶按2012年北京電費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)(0.49元/度)實(shí)際發(fā)生費(fèi)用計(jì)算。2013年電價(jià)調(diào)整后如選用峰谷電,費(fèi)用應(yīng)基本相當(dāng)。如選用階梯電價(jià)每平方米費(fèi)用增加4~5元。
我國(guó)北方寒冷地區(qū),冬季太陽(yáng)光照資源較豐富。太陽(yáng)能供熱主要用于生活熱水。因受目前技術(shù)的限制,還不能單獨(dú)依靠太陽(yáng)能單獨(dú)解決采暖問(wèn)題。經(jīng)常采用的是太陽(yáng)能+電鍋爐輔助系統(tǒng)。而這種系統(tǒng)通常還是以耗電為主。采用太陽(yáng)能和空氣源復(fù)合熱源解決冬季采暖和生活熱水供應(yīng),是一個(gè)節(jié)能減排的好舉措。若在太陽(yáng)能集熱器主動(dòng)式采暖的同時(shí),從建筑設(shè)計(jì)上增加房屋太陽(yáng)能被動(dòng)式采暖技術(shù)設(shè)施,如:加大向陽(yáng)窗采光面積,安裝日落后使用的保暖窗簾(擋板),使用蓄熱材料等,可使太陽(yáng)能的采暖供獻(xiàn)率超過(guò)40%。
目前使用這一技術(shù)的初投資會(huì)較大一些。用于采暖的低溫空氣源熱泵,國(guó)內(nèi)品牌每平米的初始投資約200多元,進(jìn)口品牌約近300元。但運(yùn)行費(fèi)用低,幾年內(nèi)即可收回成本。如考慮該系統(tǒng)可兼顧夏季制冷的特性,相比其它供熱方式其綜合性價(jià)比的優(yōu)勢(shì)更為明顯。
課題組通過(guò)對(duì)住宅建筑不同供熱方式的二氧化碳排放量計(jì)算結(jié)果顯示:空氣源熱泵是二氧化碳排放量zui低的幾種供熱方式之一。目前我國(guó)相當(dāng)多的中小城市、村鎮(zhèn),解決采暖和生活熱水仍以燃煤為主,污染嚴(yán)重。此項(xiàng)技術(shù)如向國(guó)內(nèi)有條件的地區(qū)推廣,將會(huì)大大減少二氧化碳排放量,為我國(guó)的“節(jié)能減排”的戰(zhàn)略目標(biāo)做出重要貢獻(xiàn)。
以北京郊區(qū)農(nóng)村為例,據(jù)近年京郊新農(nóng)村規(guī)劃調(diào)查中統(tǒng)計(jì),京郊農(nóng)村一個(gè)采暖季需用煤347萬(wàn)噸,排放900萬(wàn)噸二氧化碳,8675噸二氧化硫,8443噸煤煙粉塵。如果一個(gè)農(nóng)村家庭安裝一套空氣源熱泵(太陽(yáng)能)三聯(lián)供系統(tǒng),既能解決3~5口之家一年的正常生活取暖和熱水需求。每年可節(jié)約燃煤3噸左右;節(jié)電230 度(或少燃2噸薪柴秸稈,相當(dāng)于3.5畝林地的年生物儲(chǔ)蓄量);減少二氧化碳排放量5~6噸;減少煙粉塵排放72公斤;減少二氧化硫75公斤。京郊有110萬(wàn)戶需要節(jié)能改造的農(nóng)村住宅,如有三分之一采用這項(xiàng)供熱技術(shù),即可減排二氧化碳296萬(wàn)噸,二氧化硫2775噸,煙粉塵2664噸。顯然,這將在北京市“藍(lán)天工程”中發(fā)揮重要作用,將讓北京的天更藍(lán)。
目前,該項(xiàng)采暖技術(shù)已在北京及周邊地區(qū)的民用建筑項(xiàng)目中得到應(yīng)用。為了更好地規(guī)范和推廣該項(xiàng)建筑節(jié)能采暖技術(shù),北京市建設(shè)工程物資協(xié)會(huì)與北京建筑設(shè)計(jì)研究院為主編單位,組織生產(chǎn)廠家及建設(shè)單位等,共同編制了“住宅戶式空氣源熱泵和太陽(yáng)能生活熱水系統(tǒng)技術(shù)導(dǎo)則”。該導(dǎo)則的主要內(nèi)容包括空氣源、太陽(yáng)能和地暖(生活熱水)組合系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工和應(yīng)用。技術(shù)導(dǎo)則將提供該系統(tǒng)的性能參數(shù)、應(yīng)用條件,系統(tǒng)的優(yōu)化組合及選配方案
它可為非集中供暖地區(qū)的住戶提供一種“住戶自助式節(jié)能環(huán)保的采暖與熱水供應(yīng)方式”。有助于解決集中采暖地區(qū)采暖費(fèi)收繳困難的窘境。隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快,居民對(duì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)保需求的不斷提高,推廣清潔能源的采暖方式勢(shì)在必行。將“低溫空氣源熱泵、太陽(yáng)能與地暖組合式建筑采暖系統(tǒng)”,作為建筑采暖新技術(shù)加以推廣,將具有非常大的現(xiàn)實(shí)意義。