供热技术与经济

摘要：介绍了下水源热泵机组与板供暖结合供暖系统，分析了两者结合应用优点。对该系统和城市集中供热和散热器系统、城市集中供热和板供暖系统、电加热板供暖系统从一次能源消耗、初投资、运行费用等各方面进行了比较。技术经济分析表明，类似延边区这种冬季采暖期长、下水资源较丰富区，采用下水源热泵与板供暖系统相结合有很大优势。 关键词：水源热泵板供暖散热器系统集中供热 一引言 延边区为朝鲜族自治区，该区临近日本海，下水资源比较丰富，下水温常年12～14℃，下水位一般15～20米左右。气候上属于海洋性气候，夏季凉爽，不需要空调；冬季十分严寒，搞好供暖工作十分重要。 当人们有采有自烧炕作为冬季供暖方式传统习惯，但人们居住环境（由平房搬进楼房），人们对生活质量和环境要求提高，这种方式已经城市住宅中淘汰。大部分采用城市集中供热作为热源，室内系统采用散热器系统和板供暖系统，人们习惯于传统炕，采用板供暖系统更受欢迎。近几年供暖技术发展，供暖热源又有了很多新选择，包括有源热泵（包括以土壤、下水、表水为热源不同形式）和直接电加热。本文将对一些典型供暖方案作技术经济分析，供设计人和业主参考。 二下水源热泵与板供暖结合供暖系统 1 下水源热泵 本文只考虑供暖情况，所涉及下水源热泵是指利用下水作为低位热源，电驱动制冷系统做逆制冷循环，吸收下水热量向房间供暖单热泵，它主要优点是： （1）节能，冬季下水温度比环境空气温度高，下水温较为稳定，使热泵工作效率高，热泵机组COP可以达到3.5以上，加上水泵等系统COP3.0左右，而空气热泵系统COP一般1.8～2.2左右，寒冷区则更低，且结霜和排气温度太高而无法正常使用。 （2）污染小，热效率高，其一次能源消耗量很小，由此造成温室气体排放较其他几热源都要低。运行没有任何直接污染，可以建造居民区内。没有排放及废弃物，不需要堆放燃料和废物场，以及不用远距离输送热量。没有空气源热泵热污染和较大噪声污染等。 （3）运行稳定可靠，自动控制程度高，运行维护费用低，寿命长。 下水源热泵受下水源限制，有充足良好下水源情况下才可以使用，且一定要做好井水回灌工作，做到使用下水源时候尽量保护上水源。 2 板辐射供暖 板供暖供暖是下敷设热水散热盘管或直接敷设电热丝，利用面自身蓄热辐射而将热量向面上空间散发，维持该空间具有较稳定合适温度状态一种供暖技术，它主要优点是： （1）提高了室内环境舒适度，低温板供暖采暖给人以脚暖头凉舒适感，符合人体生理学调节特点。热容量大，热稳定性好。 （2）节约能源，低温板供暖采暖可以比室内正常设计温度低2～3℃情况下达到对流散热供暖相同舒适度，比传统采暖方式要节约能源。热量集中房间下部工作区间内，不会出现上热下冷现象，另外，低温板辐射采暖可方便实现分户热计量控制。 （3）扩大了房间有效使用面积，采用暖气片采暖，一般100平方米占有效使用面积达2平方米左右，上下立横管诸多，给用户装修和使用带来不便。 （4）使用寿命长，低温板采暖可靠性高，使用寿命50年以上，不腐蚀、不结垢，节约维修和更换费用。 （5）对热能温度要求不高，大热能温度低于50度时，有较强适应性。 另外，板供暖方式从室内供暖方式上来讲，与延边区传统炕相同，该区很受欢迎。板辐射供暖缺点是增加了板厚度，使房间净高减小。另外；家具特别是厚毯等对散热效果有较大影响。 3 下水源热泵与板供暖结合供暖系统 板供暖供水温度不能太高，混凝土板辐射供暖供水温度宜采用45～60℃，供回水温差宜采用5～10℃。城市集中供热设计供回水温度为95℃/70℃，要应用板供暖系统，用户需自己加设换热器。而采用下水源热泵为热源时，较低供水温度正好使热泵机组冷凝温度较低，这样可以使机组性能系数COP较高，同样供暖量情况下减少了电耗。下水源热泵供热系统，供水温度较低，采和传统散热器作为末端散热设备话势必需要增加散热器散热面积。下水源热泵结合板供暖是利用了双方优点而避免了双方缺点，是一种经济、高效供暖系统形式。 三技术经济分析 本文以住宅楼为例，对下水源热泵结合板供暖系统、现有城市集中供热和散热器系统、城市集中供热和板供暖系统、直接电加热板供暖系统从一次能源消耗量、能源利用率、初投资和运行费用、投资经济性等方面进行了比较。四个方案编号如下： A 下水源热泵+板供暖 B 电加热+板供暖 C 城市集中供热+板供暖 D 城市集中供热+散热器供暖 1 一次能源消耗量与能源利用率比较 比较能源消耗量需要有共同标准，一般采用一次能源消耗量为基准。一次能源是指自然界现成存，可以直接取而不用改变其基本形态能源，如煤、天然气、石油等。能源利用率这里指用户需要热量与消耗一次能源比值。能耗计算原则如下： 散热器供暖时设计供热量60W/m2，板供暖设计供热量为50 W/m2，全年供暖期为150天，按每天供暖20小时计算，共3000小时，整个供暖季单位面积平均供热量按设计供热量60%计算