關(guān)于電熱采暖

PAGEPAGE6刊于2009年5月月《中國建建材報(bào)》關(guān)于電熱采暖的的的多角度度思考考（2009年444月22日在烏魯魯木木齊市電電熱采采暖高層層論壇壇的發(fā)言言提綱綱）北京市建筑設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)研究院張錫虎1）供熱體制改改改革中的一一個(gè)個(gè)敏感問問題2）怎樣看待能能能源效率問問題題？3）應(yīng)最大限度度度提高能源源利利用效率率4）電動(dòng)熱泵供供供暖和電熱熱蓄蓄熱供暖暖5）輻射采暖為為為什么可以以節(jié)節(jié)能？6）關(guān)于電熱膜膜膜頂棚輻射射采采暖7）關(guān)于電熱纜纜纜(或電熱膜)地面輻射射采采暖8）安全性、容容容量合理配配置置和使用用壽命命※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※1）供熱體制改改改革中的一一個(gè)個(gè)敏感問問題供熱體制改革涉涉涉及諸多多方面面，但要要解決決的本質(zhì)質(zhì)問題題，是國國家、熱熱用戶、供供熱熱企業(yè)之之間，用用貨幣體體現(xiàn)的的利益關(guān)關(guān)系，很很直接的的體現(xiàn)現(xiàn)為采暖費(fèi)費(fèi)用用價(jià)格，即即與與個(gè)人“錢包”的關(guān)系。我不贊成把電熱熱熱采暖的的費(fèi)用用說得太太低，例例如說一一冬天天每平米米只需需要10元，這這沒沒有說服服力。北京地區(qū)節(jié)能住住住宅的建建筑物物采暖耗耗熱量量指標(biāo)是14.6655W/m2，無論采采用用何種能能源和和供暖方方式，必必須為單單位建建筑面積積全采采暖期提供供達(dá)達(dá)到最低低采暖暖標(biāo)準(zhǔn)的的以下下有效總總熱量量：按照現(xiàn)在北京市市市居民電電費(fèi)0.50元/kWh計(jì)算，如如果果采用電電熱直直接采暖，即使使不不考慮供電電政政策支持持電費(fèi)費(fèi)優(yōu)惠和和采用用其他提提高效效率的節(jié)節(jié)能措措施，全采采暖暖期費(fèi)用是43.9955×0..500=222元/m2。而目前前城城市熱網(wǎng)網(wǎng)集中中供暖的的采暖暖費(fèi)是24元/m2，燃?xì)狻⑷既既加突螂婋姛徨佸仩t房集集中供供暖的采采暖費(fèi)費(fèi)是30元/m2。另外，現(xiàn)現(xiàn)現(xiàn)在各種種類型型的家用用空調(diào)調(diào)已經(jīng)比比較普普及，如如果采采用空氣氣熱泵泵型的“冷暖空調(diào)”，在冬季季的的許多時(shí)時(shí)段內(nèi)內(nèi)通過空空氣熱熱泵供暖暖，采采暖費(fèi)用用還可可以降低低。分分戶電熱熱采暖暖相對于于集中中供暖，還還有有其它一一些優(yōu)優(yōu)勢，例例如：：分戶能能耗計(jì)計(jì)量精度度和收收費(fèi)的簡簡便性性、建設(shè)設(shè)程序序和物業(yè)業(yè)管理理的簡化化、居居住者供供暖的的靈活性性、便便于實(shí)施施室溫溫的調(diào)節(jié)節(jié)控制制以及可可以采采用輻射射采暖暖等節(jié)能能方式式。如果果由居居民自己己選擇擇，筆者者曾經(jīng)經(jīng)設(shè)想：：在節(jié)節(jié)能住宅宅的前前提下，從從采采暖費(fèi)高高低出出發(fā)，采采用戶戶式冷暖暖空調(diào)調(diào)加電熱熱低溫溫地板輻輻射，可可能是既既舒適適、又“便宜”的住宅采采暖暖方式。而對于不需要晝晝晝夜保證證室溫溫的某些些公共共建筑（例例如如學(xué)校教教學(xué)樓樓和辦公公建筑筑等），電電熱熱采暖的費(fèi)用用有有可能更更低些些。人們不禁會(huì)問：：：有“較好能源源利利用效率”的集中供供暖暖的最終終經(jīng)濟(jì)濟(jì)體現(xiàn)——采暖費(fèi)，為為為什么不不能明明顯低于于甚至至反而要要高于于“較低能源源利利用效率”的電熱直直接接采暖？如果果熱熱效率高高的集集中供熱熱,采暖費(fèi)用反反而而居高不不下,,集中供供熱熱得到發(fā)發(fā)展和和繼續(xù)保保持主主導(dǎo)地位位的前前景，豈豈不岌岌岌可危危了！！烏魯木齊節(jié)能住住住宅的建建筑物物采暖耗耗熱量量指標(biāo),按照《嚴(yán)嚴(yán)寒寒和寒冷冷地區(qū)區(qū)居住建建筑節(jié)節(jié)能設(shè)計(jì)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)》報(bào)批批稿,應(yīng)為:≤3層221..8W//m24～8層188..7W//m229～13層177..4W//m22≥14層15..4WW/m2根據(jù)此此此計(jì)算的的全采采暖期電熱熱直直接采暖用電量量為為：2）怎樣看待能能能源效率問問題題？我國電力生產(chǎn)主主主要依靠靠以煤煤炭為燃燃料的的火力發(fā)發(fā)電,平均熱電電轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換效率率據(jù)稱稱可達(dá)45％（0.277kkg標(biāo)準(zhǔn)煤/kWh？）如果果輸輸配效率率為90％,從煤變成成電電，再用用電轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為熱熱，能能源綜合合效率率也只有40％，低于于大大型燃煤煤鍋爐爐和燃油油、燃燃?xì)忮仩t爐的能能源綜合合效率率,更低于熱熱電電聯(lián)產(chǎn)供供暖的的效率，從從總總體上并并未減減少而是是增加加了對大大氣環(huán)環(huán)境的污污染因因素。采采用電電散熱器器、電電暖風(fēng)機(jī)機(jī)、電電熱水爐爐等電電熱直接接采暖,是能源較較低低效率的的應(yīng)用用。在取取得煤煤炭資源源比較較經(jīng)濟(jì)、而而電電力供應(yīng)應(yīng)又不不充足的的地區(qū)區(qū)，應(yīng)該積積極極發(fā)展熱熱電聯(lián)聯(lián)產(chǎn)的集集中供供熱，采用用電電熱直接接采暖是不合合理理的。當(dāng)然，與小型的的的燃煤鍋鍋爐相相比，以以煤為為燃料的的火力力發(fā)電的的電力力直接供供暖，其其綜合熱熱效率率會(huì)大體體相當(dāng)當(dāng)，但是是由于于發(fā)電廠廠對煙煙氣的深深度處處理，對對大氣氣環(huán)境的的綜合合污染因因素會(huì)會(huì)比小型型的燃燃煤鍋爐爐低。因此，相對于燃燃燃油、燃燃?xì)忮佸仩t以及及大型型燃煤鍋鍋爐和和熱電聯(lián)聯(lián)產(chǎn)供供暖，有有關(guān)節(jié)節(jié)能設(shè)計(jì)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)對電熱熱直接接采暖作作了比比較嚴(yán)格格的限限制。例例如：：※GB5036668—2005《住宅建建筑筑規(guī)范》※GB5000189——2005《公共建建筑筑節(jié)能設(shè)設(shè)計(jì)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)》※《嚴(yán)寒和寒冷冷冷地區(qū)居住住建建筑節(jié)能能設(shè)計(jì)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(報(bào)批稿)※《夏熱冬冷地地地區(qū)居住建建筑筑節(jié)能設(shè)設(shè)計(jì)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)》(報(bào)批稿)但是，上述標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)準(zhǔn)和有關(guān)關(guān)政府府文件中中，都都將“當(dāng)?shù)仉娏αΤ涑渥愫凸┕╇娬咧С殖趾碗婋妰r(jià)優(yōu)惠惠地區(qū)區(qū)”，作為“不得采用用電電熱直接接采暖暖”的除外條條件件。而建設(shè)部、國家家家發(fā)改委委等八八部、委委、局局于二○○三年七月月二二十一日日聯(lián)合合發(fā)布的的《關(guān)關(guān)于城鎮(zhèn)鎮(zhèn)供熱熱體制改改革試試點(diǎn)工作作的指指導(dǎo)意見見》中中，提出出了“發(fā)展和完完善善以集中中供熱熱為主導(dǎo)導(dǎo)、多多種方式式相結(jié)結(jié)合的城城鎮(zhèn)供供熱采暖暖系統(tǒng)統(tǒng)”的總體方方針針。我認(rèn)為:在“多多多種方式式”中，也應(yīng)應(yīng)該該包括各各種形形式的電電采暖暖。根據(jù)我國電熱采采采暖行業(yè)業(yè)的生生產(chǎn)能量量，這這個(gè)“除外”條件所可可以以提供的的市場場，已經(jīng)經(jīng)是足足夠了。3）發(fā)展電熱采采采暖應(yīng)最大大限限度提高高能源源利用效效率其主要途徑無非非非是：※改善建筑圍圍護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)的保保保溫性能能以最最大限度度的降降低采暖暖負(fù)荷荷※能提高電//熱熱轉(zhuǎn)換效率率率的電動(dòng)動(dòng)熱泵泵供暖、※能充分利用用低低谷電力的的的蓄熱供供暖※采用輻射采采暖暖方式。4）關(guān)于電動(dòng)熱熱泵泵供暖和電電電熱蓄熱熱供暖暖※直接電熱的的電電/熱轉(zhuǎn)換效效率率最大為1:1，而熱泵(空氣源、污污污水源、地地下下水源、地地表表水源以以及土土壤源等),可使電/熱轉(zhuǎn)換效效率率達(dá)到1:2..5、1:3或更高。熱熱熱泵既能能供熱熱也能供供冷，而而對于全全年吸吸熱量與與全年年釋熱量量嚴(yán)重重失衡的的地區(qū)區(qū),地下水源源熱熱泵、尤尤其是是土壤源源熱泵泵就不太太適宜宜。※在電網(wǎng)低谷谷時(shí)時(shí)段將電能能能轉(zhuǎn)換為為熱能能，在供供暖的的同時(shí)將將熱能能蓄存，以以備備在電網(wǎng)網(wǎng)高峰峰時(shí)段改改由所所蓄存的的熱量量供暖。電電熱熱蓄熱供供暖的的主要方方式是是配有蓄蓄熱裝裝置的集集中電電熱鍋爐爐，可可蓄熱的的電散散熱器則則可用用于分戶戶電采采暖。電電熱蓄蓄熱供暖暖利用用了電網(wǎng)網(wǎng)低谷谷時(shí)段的的富裕裕電力，在在能能實(shí)行分分時(shí)電電度表計(jì)計(jì)量時(shí)時(shí)，又可可獲得得優(yōu)惠電電價(jià)，較大大幅度降低低采暖費(fèi)用用。5）輻射采暖為為為什么可以以節(jié)節(jié)能？房間的熱舒適性性性除與干干球溫溫度有關(guān)關(guān)外，還還與風(fēng)速速、相相對濕度度、平平均輻射射溫度度、服裝裝熱阻阻和新陳陳代謝謝率等因因素有有關(guān)。輻射供暖可提高高高房間的的平均均輻射溫溫度，輻輻射溫度度每提提高1℃,約相當(dāng)于于干干球溫度度提高高1℃的平均熱熱感感覺指數(shù)數(shù)。輻輻射供暖暖，可可以得到2～3℃的“等效熱舒舒適適感”。人體因新陳代謝謝謝而產(chǎn)熱熱，需需要通過過蒸發(fā)發(fā)、對流流和輻輻射三種種方式式散熱，以以維維持生理理熱平平衡。輻輻射采采暖使人人體的的輻射散散熱量量減少，生生理理熱平衡衡需要要降低室室溫以以相應(yīng)增增加對對流散熱熱量，因因此，較較低室室溫的輻輻射采采暖，可可取得得與較高高室溫溫的對流流采暖暖相同的的熱舒舒適感，即即所所謂等效效熱舒舒適感，這這就就是輻射射采暖暖較對流流采暖暖節(jié)能的的原因因。對于于住宅宅，輻射射采暖暖較對流流采暖暖的節(jié)能能幅度度，約可可達(dá)10％。6）關(guān)于電熱膜膜膜頂棚輻射射采采暖由于投資費(fèi)用較較較低和技技術(shù)較較為簡單單等原原因，電電熱膜膜頂棚輻輻射采采暖，曾曾經(jīng)在在住宅中中得到到了較多多的應(yīng)應(yīng)用。對此種供暖方式式式的客觀觀評價(jià)價(jià)，應(yīng)該該是“可用”，但“舒適度不不高”。所謂“可用”，是是指對于節(jié)能能能住宅而言言，采采暖費(fèi)用用可以以被接受受。所謂“舒適度不不高”，主要是是因因?yàn)?00××6600mmm的電熱膜膜發(fā)發(fā)熱密度度一般般為60W,,折合166..77W/mm2以上，使使輻輻射體的的表面面溫度高高達(dá)45℃,理論計(jì)算算和和實(shí)際工工程測測試結(jié)果果都是是這樣。國家標(biāo)準(zhǔn)《采暖暖暖通風(fēng)與與空氣氣調(diào)節(jié)設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)范》規(guī)規(guī)定，房房間高度2.5～3m,板面溫度度宜宜為28～30℃，房間高高度3～4m,板面溫度度宜宜為33～36℃。這就遠(yuǎn)超過了上上上述規(guī)范范對輻輻射體表表面溫溫度的限限制。輻射采暖不是“烤火”，而是在在合合理的環(huán)環(huán)境輻輻射溫度度條件件下，減減少人人體的輻輻射散散熱量，在在正正常情況況下，人人體并不不需得得到輻射射熱。過過高的輻輻射體體表面溫溫度，使使人有“烘烤”的不舒適適感感。對于于人員員長時(shí)間間停留留的場合合，顯顯然是不不適當(dāng)當(dāng)?shù)?。頂棚電熱膜采暖暖暖，在國國外大大多?yīng)用用于人人員短時(shí)時(shí)停留留或無人人員停停留的場場合，并并未用作作住宅宅的主要要采暖暖手段。簡簡單單引進(jìn)并并應(yīng)用用于住宅宅采暖暖，是此此種技技術(shù)的低低標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)應(yīng)用。實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證明，降降低低輻射體體熱流流密度是是可能能的，并并可改改善采暖暖房間間的溫度度梯度度。如不不能開開發(fā)和提提供熱熱流密度度較低低的產(chǎn)品,必然要限限制制和否定定其在在住宅中中的應(yīng)應(yīng)用。7）關(guān)于電熱纜纜纜地面輻射射采采暖實(shí)測資料證明：：：地面輻輻射的的采暖熱熱舒適適度明顯顯優(yōu)于于頂棚輻輻射，電電熱纜地地面輻輻射類似似于低低溫?zé)崴孛婷孑椛洳刹膳?，而而又可以以避免免發(fā)生低低溫?zé)釤崴孛婷孑椛渖洳膳蛞蚨喾N種因素造造成的的漏水等等弊病病。國家標(biāo)準(zhǔn)《采暖暖暖通風(fēng)與與空氣氣調(diào)節(jié)設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)范》對對地板板輻射的的規(guī)定定，按照照人員員停留時(shí)時(shí)間長長短劃分分，人人員長期期停留留場合要要求為為24～26℃并不應(yīng)超超過28℃，人員短短時(shí)時(shí)停留或或無人人員停留留場合合則可取取較高高溫度。電電熱熱纜地面面輻射射采暖可可確保保符合上上述要要求，因因而可可得到合合理的的垂直溫溫度場場分布，而而且且可保持持較好好的室內(nèi)內(nèi)溫度度的穩(wěn)定定性。電熱纜地面輻射射射采暖可可確保保符合上上述要要求，因因而可可得到合合理的的垂直溫溫度場場分布，而而且且可保持持較好好的室內(nèi)內(nèi)溫度度的穩(wěn)定定性。早期，電熱纜主主主要應(yīng)用用于管管道的防防凍或或室外地地面的的冰雪融融化。電電熱纜用用于地地面輻射射采暖暖的投資資費(fèi)用用，遠(yuǎn)高高于電電熱膜頂頂棚輻輻射采暖暖，因因而限制制了在在住宅中中的應(yīng)應(yīng)用。由由于多多渠道國國外產(chǎn)產(chǎn)品的引引進(jìn)和和國內(nèi)開開發(fā)，投投資費(fèi)用用現(xiàn)已已降低到到與電電熱膜頂頂棚輻輻射采暖暖相近近的水平平，而而且在技技術(shù)上上也已經(jīng)經(jīng)日趨趨成熟。當(dāng)然，電熱膜也也也可以作作為地地面輻射射采暖暖，但還還需要要解決若若干(例如使用用壽壽命等)關(guān)鍵技術(shù)術(shù)問問題。8）安全性、容量合理理配配置和使使用壽壽命※電熱采暖的的安安全性至關(guān)關(guān)關(guān)重要。例如：需要確保保保發(fā)熱元元件可可能達(dá)到到的最最高溫度度限值值及其有有效防防止的措措施，特特別是當(dāng)當(dāng)受到到遮擋或或覆蓋蓋的不利利條件件下的有有效控控制和保保護(hù),也需要有有高高性能的的溫度度控制配配置，以以確保運(yùn)運(yùn)行的的安全性性?！姛岵膳栊枰鉀Q好與與與常規(guī)的的集中中采暖不不同的的容量合合理配配置問題題。由于周邊環(huán)境溫溫溫度條件件的不不確定性性，如如果周邊邊都正正常供暖暖，容容量配置置就不不需要太太大，而而如果發(fā)發(fā)生周周邊不供供暖的的極端情情況時(shí)時(shí)，又需需要較較常規(guī)方方法增增大。戶間和室間傳熱熱熱量的準(zhǔn)準(zhǔn)確計(jì)計(jì)算實(shí)際際上是是不可能能的，要要求用確確定的的方法來來解決決不能確確定的的對象，只只能能尋求宏宏觀合合理性。這兩個(gè)問題互相相相關(guān)聯(lián)，過過低低的容量量配置置，不僅僅難以以達(dá)到采采暖室室溫，也也使發(fā)發(fā)熱元件件長期期不間斷斷的運(yùn)運(yùn)行而超超溫。這這往往是是由于于商業(yè)競競爭而而片面追追求低低成本所所造成成的。※對使用壽命命的的要求頂棚電熱膜的使使使用壽命,如果能不不少少于10年,應(yīng)該是可可以以允許的,因?yàn)楸阌谟诟鼡Q。但但是,電熱纜地地面面輻射采采暖或或電熱膜膜地面面輻射采采暖,則應(yīng)該有有較較長的使使用壽壽命,是否應(yīng)該該與與對低