浅谈我国采暖方式的现状和发展

浅谈我国采暖方式的现状和发展陈胜1陈姝21.广东省工业设备安装公司广东广州5106552.仲恺农业工程学院机电工程学院广东广州510225摘要：《采暖通风与空调系统设计规范》提出的采暖方式主要有散热器采暖、地板辐射采暖等，近年又提出户式燃气炉和毛细管网辐射供暖等采暖方式，通过对几种采暖方式进行比较分析，指出各种采暖方式特点和适用范围，为采暖系统设计施工和新规范的制定提供参考。关键词：采暖方式；特点；分析Abstract:theheatingventilationandairconditioningsystemdesignspecificationoftheheatingmeansareputforwardmainradiatorheating,radiantfloorheatingandsoon,andputsforwardinrecentyearsandtypegastypeandcapillarynetsradiationheating,heatingmeans,throughthecomparisonofseveralkindsofheatingmeansanalysis,andpointsoutthatallkindsofheatingmeanscharacteristicsandthescopeforheatingsystemdesignandconstructionofthenewstandardforreference.Keywords:heatingmeans;Characteristics;analysis中图分类号：TU832文献标识码：A文章编号：随着时代的进步，人们对生活和工作环境舒适度的要求则相应提高，生活水平的提高使得越来越广阔的区域提出采暖要求，因此我国提出采暖要求的地区也在逐年增多，北方集中供暖的城市已从1989年到2003年增加了12倍，南方城市的家庭冬季也采用各种供暖方式提高环境舒适性，因为采暖方式和采暖期因各地气候等原因不同而各异，因此在采暖系统的设计施工中，目前沿用的仍是2003年出台的《采暖通风与空调系统设计规范》[1]，采暖方式的选取上已不能适应新的发展和要求，因此有必要将传统的供暖方式和近年提出的新型供暖方式进行比较分析，为不同区域采暖系统的设计施工工作提供参考和指导。一、传统供暖方式1.散热器采暖集中供热散热器采暖是以城市热网、区域热网或较大规模的集中供暖为热源，通过暖气片散热的一种采暖方式。由于这种技术比较成熟、安全、可靠，使用方便，前期投入少且每天24h供暖。因而在目前以至今后一段时期内可能仍然是城市住宅供暖的主要方式。随着新型采暖方式的出现，散热器采暖也显露出很多缺点：供暖的时间和温度不能由住户自己控制；散热片虽由老式立柱铸铁散热器、扁管散热器改进为艺术铝合金散热器，但仍存在占用空间及影响装修效果；达到一定温度时就会产生灰尘飞起，使暖气上方的墙面布满灰尘。我国是一个采暖散热器生产和应用的大国，现在年生产总值逾6O亿元，并且还有大幅度增长趋势。目前散热器产品基本分为铸铁散热器、钢制散热器、铝制散热器三大类[2]。铸铁散热器突出优势是经久耐用，使用条件适应性强，价位低；缺点是金属热强度低，消耗铸铁量大，生产工艺落后(产品粗糙、内腔粘砂和污染环境)。钢制散热器主要有钢制板型散热器、钢制扁管型散热器、钢制翅片管型散热器和钢制柱型散热器等，优点是金属热强度高和耗钢量小，生产工艺先进和外形美观，价位较低，缺点是内腔存在腐蚀隐患，使用条件和防腐蚀要求受到严格限制。铝制散热器主要有压铸铝型散热器和铝制翅片管散热器，也包括铜管铝串片散热器和铜铝复合型散热器等。优点是最轻金属热强度最高，生产工艺先进和外形美观；缺点是消耗有色金属和价位高，内腔存在腐蚀隐患，使用条件和防腐蚀要求受到严重限制(铜质除外)。2.地板辐射采暖地板辐射式采暖是一种利用建筑物内部地面进行采暖的系统。它以低温热水为热源，通过埋设于地板下的一种耐腐蚀性强、易弯曲的塑料加热管———铝塑复合管或导电管，使用不高于60℃的热水通入塑料管，所释放的热量使混凝土加热后，从表面放散出辐射热并均匀地将热量传到室内,把地板加热到表面温度18～32℃，均匀地向室内辐射热量而达到采暖效果，是一种对房间的微气候进行调节的节能采暖系统[3]。它可以由分户式燃气采暖炉、市政热力管网、小区锅炉房等各种不同方式提供热源。地板辐射采暖便于分户计量采暖。普通散热器虽然也能实现分户计量采暖，但其中的问题很复杂。而地板辐射采暖系统每户只需在分水器进户管上安装设有特殊装置的热量计量表，就能实现按户控制和计量收费。地板辐射采暖舒适、卫生。地板辐射采暖室内温度均匀，温度梯度小，给人十分舒适的感觉。而且这种采暖方式以辐射为主，不易造成污浊空气对流，室内十分干净。地板辐射采暖美观、不占使用面积。室内各种管线均可铺设在地暖结构层中，室内取消了散热器和立、支管。这不但增加了使用面积，且便于装修和家具布置。地板辐射采暖热源选择灵活。散热器需要95-70℃的热水，而地板辐射供热的热水温度不超过60℃，属低位热源。可以综合利用采暖、空调回水、余热热水进行供热；在有地下热水资源的区域，可以直接利用地热水或经过处理后的地热水供热：也可以设置单独的低温锅炉供热。3.燃气红外线辐射采暖燃气红外线辐射采暖系统采用天燃气、液化石油气或煤气等气体作热源，经发生器燃烧后，加热发生器中的空气，借助于离心风机或真空泵的作用，将加热后空气及燃烧后的产物输送到辐射管内，加热辐射管至一定温度，辐射管产生远红外线，向外传递热量。燃气辐射供暖的优点主要有[4]：节约能源,大大降低运行成本，法国GAZINDUSTRIE的模拟阳光实验室的测算,辐射采暖比对流采暖节约能源可达30%-60%；红外线对健康有益，舒适感更好，燃气红外线辐射供暖的辐射强度高、效果好.在辐射采暖的环境中，围护结构、地面和设备表面有较高的温度，人体有较好的舒适感，人的实感温度高于周围环境的空气温度；启动快、升温快、停机快，运行管理简单，冷却缓慢，在采暖期间,四周的围护结构,地面以及室内设备,均吸收并蓄存一部分热量，当辐射采暖停止后，这些积蓄热量开始向环境散热，可以保持一定的热环境，所以辐射采暖特别适用于仓库、会场、体育场馆、集体食堂、剧院等间歇式采暖的地方；对建筑物围护结构的形式要求不高可以对高大空间、半开放式空间进行加热，甚至可以在室外进行采暖；系统简单安装周期短，辐射装置一般均安装在建筑物采暖空间的上部,所以很少占用或不占建筑使用面积,节约了宝贵的建筑用地；降低一次性投资，只需在城镇燃气管网上接管,并在系统入口安装调压稳压设备,一次性投资有所降低.同时由于热媒温度高,辐射器金属耗量也有所减少；自动控制与温度调节容易实现；燃烧洁净能源无污染,符合国家环境保护要求。4.热风采暖热风采暖是利用热源将空气加热到要求的温度，然后利用风机将热空气送入温室中。热风采暖设备投资低，可以和冬季通风相结合，供热分配均匀，便于调节和实现自动控制。但是采暖系统停止工作后余热小，温室中温度降低较快，实行自动控制可以有效减小这一不利影响。热风炉采用热风直接加热，也就没有起始加热时加热总管道中热媒水的热量损失，有利于节省能源,同时，温室加热的滞后较短，温室升温速度较快，但也使得温室内温度波动较大。在荷兰，主要用于大型温室的辅助加温或临时增温使用[5]。5.电热膜采暖电热膜是一种通电后能发热的半透明聚酯薄膜，以电力为能源，将特制的导电油墨、金属截流条印刷、热压在两层聚酯薄膜之间的纯电阻式发热体，配以独立的温控装置，以低温辐射电热膜为发热体，大多数为天花板式，也有少部分铺设在墙壁中，甚至地板下。安全、节能、环保、使用寿命长是电热膜采暖的特点[6]。电热膜都是铺设在地板或地砖之下，而且在膜与板之间还要铺设一层防护层，电热膜本身完全防水，接头做过防水处理，因此整个系统具有防水耐潮湿性能，并且电热膜在工作时表面最高温度都有一定限制。电热膜采暖系统配置了智能温度控制器，暂不使用的房间可调低温度或关闭，可根据个人需要调整室温并保持恒定。电热膜采暖系统由于本身的特殊原理，运行环境环保。没有煤灰、燃烧废气等环境污染，而且系统无噪声，没有异味，相比传统取暖系统，电热膜采暖不会产生因热空气对流引起的灰尘漂浮，使室内空气更加清洁，对人体健康几乎没有危害。电热膜采暖系统是一次性安装的，在无外力破坏的情况下可以终身零维护保养，故障率非常低，而且本身的特殊材料也十分耐用，使用寿命长，可以说电热膜是与房间同寿命。但是电热膜采暖方式具有一些缺点：电热膜升温较慢，一般需要1～2h，5h才能达到18℃左右；系统安装要与装修同步，且不能在顶棚上钉钉子、钻孔等；在电能供应不畅、不稳或电费标准太高的小区不宜采用。二、新型供暖方式1.户式燃气炉户式燃气热水采暖炉是西欧家用采暖的主要产品。美国的民用建筑几乎不使用集中供热，分户供热的热源50%为天然气。一般产品均配带平衡式进气和排烟管，可直接接至室外。燃气比燃煤虽然是相对清洁的燃料,但是由于分散到多层特别是高层住宅的每家每户,其燃烧产物如二氧化碳、二氧化氮和一氧化碳等,在特定的条件下，对于区域空气环境质量的影响是存在的。这种方式通常是在厨房或阳台上安装壁挂炉，由壁挂炉燃烧天然气达到供暖目的，与壁挂炉相连的是室内管线和散热片，或与地板辐射式采暖管连接。一般可同时实现暖气及热水双路供应。可自行设定采暖时间，分户计量。家中无人时只需保留４℃左右的低温运行，起到防冻作用即可。比传统暖气先进、节能、安全，可安装在墙体上、房间角落里，还可同时提供生活热水，但存在安全、污染等隐患。在郊外低密度住宅使用比较适合[7]。户式燃气热水采暖炉在我国应用于住宅采暖，已经有多年的实践，可作为集中供暖的一种补充方式，相对于集中供暖，有利于供暖收费制度的改革，有利于用户自主选择采暖标准（采暖期和采暖温度等），在实施节能标准的住宅中使用，用户所实际支出的采暖费用，会明显低于采用燃气、油、电等“清洁能源”集中供暖的采暖费用，有利于将建筑节能的效益体现为用户的直接利益。如果应用得当，应该认为是成功的多元化供暖方式之一。2.毛细管辐射采暖毛细管辐射采暖系统可以根据周围环境自动调整红环境的换热量。水做热媒，毛细管使用弹性塑料，直接铺在房间围护结构表面下方，使用者和房间表面之间的能量传递通过辐射的方式进行，使得房间的天花板、地板和墙壁变得温暖舒适。辐射是在自然条件下调整各物体间的热平衡。采用4.3×0.8mm的PPR塑料毛细管组成的间隔为10mm–30mm的网栅，犹如人体中的毛细管，起到着分配、输送和搜集液体的功能。在网栅中和人体毛细管中的液体流动速度基本相同，都在0.05–0.2m/s之间，人体皮下组织的毛细血管与周围环境成功地进行了传热交换，达到自身温度调节的目的。毛细管网辐射采暖优点主要有[8]：高舒适度、安装灵活、节能效果好、节省建筑空间、制热速度快，免维修、安全可靠，使用寿命长等。毛细管网由间距很小的平行毛细管均匀分布构成，热辐射交换面积大，地表基本没有温差，脚感更好。每个房间采用单独循环结构，通过安装在房间内的温控器可单独控制各房间温度。毛细管网轻薄、柔软、荷载小，方便与装饰层结合安装，可以安装在地面、墙面或顶棚，在卫生间等地面安装面积有限的地方尤其适合。铺装毛细管网的房间可不受地面装饰材质影响。普通地暖供回水温度一般55℃－45℃；毛细管网供回水温度比普通地暖供回水温度一般20℃－15℃，可节能30%以上，同热泵配合使用，节能效果更佳。毛细管网占用建筑净空小，比普通地暖增加了房间净高，利于房屋设计和装修。毛细管网的安装厚度小于5毫米。安装的灵活性使系统不仅适合于新建筑，还可在旧建筑中原有基础上进行安装，而不必破坏原地面。毛细管网地暖加热速度非常快，在关闭取暖系统时其反应速度亦比传统地面采暖快。混凝土蓄热层使地板温度和室温更加稳定。毛细管网内径特别细小，可通过水表面张力达到自动排气作用。毛细管网流动的水是低温低压水，可有效避免高温高压带来的管路损坏。毛细管网使用闭路循环纯净水，可有