供熱采暖是指為了保持建築物內適度的溫度和舒適的環境,利用供熱采暖系統以不同的熱媒向室內供給熱量。供熱采暖系統由熱媒制備(熱源)、熱媒輸送和熱媒利用(散熱設備)三個主要部分組成。
1.主要節能技術及其特點
1)熱電聯產集中供熱
北方各大中型城市均有壹個或幾個以熱電廠為熱源的熱網。它是利用燃料中的高品位熱能發電後,將其低品位熱能用來供熱的綜合利用能源技術。其供熱效率是中小型鍋爐房的2倍。同時熱電廠采用先進的脫硫裝置和消煙除塵設備,對空氣的汙染遠小於中小型鍋爐房。熱電聯產集中供熱示意圖如圖4.13所示。
圖4.13 熱電聯產集中供熱示意圖
2)區域燃氣鍋爐房集中供熱
區域燃氣鍋爐房集中供熱是指壹個或幾個小區的多個建築***用壹個燃氣鍋爐房采暖,采用二次熱網,設有中間換熱站,外熱網規模較大。采暖面積可達數百萬平方米,煙氣高空排放。這種供熱方式與傳統的區域燃煤鍋爐房集中供熱除燃料不同外,沒有本質的區別。
3)小區域燃氣鍋爐集中供熱
小區域燃氣鍋爐集中供熱是壹種分散式燃氣采暖,分為模塊化采暖和分散式集中采暖。壹個建築單元或壹個建築使用壹個燃氣鍋爐房采暖稱為模塊化采暖(也稱為單元式燃氣采暖);多個相鄰且使用性質相同的建築使用壹個燃氣鍋爐房采暖稱為分散式集中采暖,其特點是壹次熱網直供,屬於分散采暖,煙氣可集中排放,這種采暖方式在歐美是壹種廣為流行的采暖方式。小區域燃氣鍋爐集中供熱的優缺點見表4.5。
4)單戶供熱
單戶供熱在國內是壹項比較新的供熱形式,這種系統以保證壹戶或幾戶生活用熱為目標,采用全自動或半自動控制其燃燒,達到供暖及供生活熱水的目的。這種供暖方式的最大特點在於徹底解決了分戶熱計量問題,用戶根據需要可自由選擇供暖時間和控制室內溫度。同時,沒有室外管網及樓內***用立管的熱損失,節能顯著,壹爐多用。單戶供熱的優缺點見表4.5。
表4.5 小區域燃氣鍋爐集中供熱和單戶供熱的優缺點
類型優點缺點小區域燃氣鍋爐集中供熱(1)建設靈活,鍋爐集中管理,方便維修;(2)每個系統供熱面積小,便於調節和控制;(3)在節假日或無人的夜間可降低采暖溫度或停止采暖,節約燃氣和運行費用;(4)外網規模小,節約能源,無中間換熱站,熱損失或動力消耗小,綜合采暖效率壹般在80%~90%之間(1)占用單獨的鍋爐房,鍋爐及鍋爐房散熱損失不能利用;(2)對住宅樓不能直接實現分戶計量,末端無調節裝置,室內過熱時有熱量損失;(3)鍋爐數量多,管理分散,NOx的排放總量高於家用燃氣鍋爐采暖單戶供熱(1)舒適性強,噪聲很低;(2)安裝簡便,易於操作;(3)便於計量,節約能源;(4)效率高,功能多(1)對樓房的竣工要求高;(2)設備使用初期,維護、維修、培訓用戶工作量很大;(3)不利於室內裝修和美觀,占用室內有效使用面積;(4)安全性低
5)電力供熱
我國近年來隨著電力工業的發展,有些地區電力供應並不算緊缺,尤其低谷電有待充分利用。電熱供暖方式下的室溫調節和控制、環境保護和安全、能量計量和收費簡便,是其他方式無法比擬的。供暖期總耗熱量為61.8kW·h/m2,如全部電熱供暖,電價為0.393元/kW·h,電費為24.29元/m2,略高於集中燃煤鍋爐的18元/m2和城市集中供熱的20元/m2的熱價,但低於集中燃氣鍋爐房28元/m2的熱價。對於節能的住宅,電熱供暖的運行費用是可以接受的。但是,壹方面我國用來發電的壹次能源中煤炭仍占較大比例(77.7%),因此,在我國電力不能算是清潔能源;另壹方面使用高品位電能直接轉換為熱也是壹種能源浪費。應該指出,電熱供暖只能作為供暖方式的壹種補充,在壹些天然氣管道達不到的市中心或特定地區使用,不宜大面積推廣。
2.供熱方式節能分析
表4.6和表4.7給出了幾種供熱方式的投資和運行費用分析結果,以100m2的供熱建築面積作為分析單位。
表4.6 三種天然氣鍋爐供熱方式的投資分析 元
表4.7 三種天然氣鍋爐供熱方式的運行費用分析
有關文獻通過對比三種供熱方式的投資費用與對環境影響情況(圖4.14),給出了如下建議。
圖4.14 燃氣采暖對環境的影響
(1)采用分戶小型燃氣熱水爐,可壹家壹戶自成系統,同時解決了采暖和熱水供應問題。這壹方式在歐美、日本是壹種流行的采暖方式。從節能、降低采暖費用和減少大氣汙染的觀點看,高效壁掛燃氣爐單戶采暖是居民用戶直接采暖的最佳方式。由於天然氣質優價廉,采用單戶分散采暖的平均運行費用與集中供暖的費用相差不太多,居民家庭能夠承受。
(2)公***建築和商業建築的使用性質相同,采用燃氣采暖應優先采用模塊采暖,根據建築的使用特點來調節控制采暖溫度和采暖時間,節約燃氣和運行費用,減少汙染物排放量。
(3)由於采用區域燃氣鍋爐采暖有規模較大的外網,熱損失大,不便於調節,投資、運行費用和耗氣量都高,汙染物排放量大,不符合可持續發展的能源戰略,不宜推廣。對已具有較大熱網的區域,對汙染物排放要求高的區域,經過經濟技術論證,才能采用區域采暖,但應逐步向分散采暖過渡。
(4)在調查中發現,冷風滲透量對燃氣量影響很大,由於燃氣采暖成本高,減少采暖燃氣耗量是降低采暖的關鍵。對密封不嚴和保溫效果不好的窗戶應更換,最好采用密封和保溫效果都好的雙層塑鋼玻璃窗,可節省10%~20%的燃氣耗量。