熱泵技術應用或將成為南方供暖一個主流趨勢
發表于: 來自:中國城市能源周刊
近年來,隨著南方城市逐漸探索冬季供暖,集中供暖、燃氣壁掛爐、熱泵空調等各種供暖方式不斷涌現。但尤其是在大氣污染防治、能源轉型形勢日益緊迫的當下,如何選擇合適的供暖方式,依然是南方地區人民面對的共同難題,目前并無定論。

筆者試圖通過綜合南方地區現行主流供暖方式,從節能、舒適性、經濟性等方面進行梳理比較,或許能從中一窺究竟。
南方采暖主流方式
目前,南方供暖熱源主要有燃煤、燃氣、電、水、空氣等。不同的熱源決定了不同的供暖終端形式。表1給出了南方地區現階段幾種常見供暖方式。根據熱源類型,可分為燃料(燃煤、燃氣)供暖、電采暖和熱泵供暖三種基本形式。


注:表格參考李炎鋒等人(2004)
從目前南方供暖市場發展來看,南方供暖方式呈現多樣化,大多采用分散式供暖,集中供暖僅局限在少數地區。
據國網能源研究院對南方地區各省共5000戶家庭的調查分析,發現南方居民供暖具有間歇運行的特點,多數采用“部分時間,部分空間”的使用模式。在分散供暖模式下,空氣源熱泵、燃氣壁掛爐、中央空調等分散供暖設備在南方發展迅速。以杭州為例,燃氣壁掛爐采暖用戶已經達到7.64萬戶,兩年實現用戶翻番;上海地區,目前空調仍然是主要采暖方式,尤其是中央空調的比重在不斷上升;空氣源熱泵技術不斷成熟。
不同的采暖方式,優缺點清晰可見
1.舒適性室內舒適性與室內溫度、室內濕度和室內空氣質量密切相關。上述供暖方式中,集中供暖、熱泵供暖、地暖以及燃氣壁掛爐既能滿足取暖需求,又對室內濕度和空氣質量影響較小,舒適性最高;電采暖雖然可以保證室內溫度,但是容易使室內空氣干燥,濕度較低,舒適性次之;而燃煤鍋爐供暖對室內空氣污染嚴重,舒適性最差。
2.采暖效率據相關研究,熱電聯產的供熱效率約150—200%。燃煤鍋爐規模不同,熱效率不同,普通燃煤鍋爐房的供熱效率一般在75%左右,家用燃煤鍋爐效率更低,約為30—40%。燃氣鍋爐無論規模大小,效率差別一般不大,燃氣鍋爐供熱效率約為90%左右。電采暖依靠發熱體輻射發熱,不論是電熱膜、電暖器還是電熱鍋爐,電轉換成熱的效率幾乎為100%。但是若考慮到發電效率,電采暖效率要遠低于集中供暖效率,我國目前以火電為主,火電廠平均熱電轉換效率為33%,再加上傳輸損耗,電采暖效率僅為30%。熱泵可以實現把低溫熱能傳輸給高溫熱能,熱泵的綜合能源效率很高。目前,水源熱泵的制熱能效比(COP)可達3—3.5,折合燃煤效率可達到99—115%,空氣源熱泵的性能隨室外溫度變化很大,一般COP在3左右,折合燃煤效率為100%。綜合看,集中供暖、燃氣壁掛爐和熱泵供暖效率較高,電采暖效率較低。
3.經濟性集中供暖費用。集中供暖規模越大,價格越便宜。根據合肥和武漢等地的調研情況,以100平方米的房子為例,采暖費每平方米大約20—23元左右,一個采暖季約需4000元左右。燃氣壁掛爐供暖費用。根據杭州調研情況,燃氣壁掛爐初裝費用大約2.5萬,使用年限按20年計算,每年設備折舊費用為1250元。以天然氣作燃料,以100平方米的房子為例,若室溫保持在18度左右,按每小時2.4元計算,一個采暖季約5000元左右。熱泵空調供暖費用。根據國務院發展研究中心的研究報告,若空調設備投資按一萬元計算,折舊年限定為20年,則每年設備費用為500元,熱泵空調的供暖效率與室外氣溫關系很大,室外氣溫越低所需要的機組供熱量越大,成本也就越高。以100平方米的房子為例,一個取暖季所需費用大約為2000—3500元左右。其他類型采暖方式,如地暖、燃煤鍋爐、電暖氣等,不同的類型,成本差別較大,但按運行所需燃料成本分析,燃油供暖成本是用煤的5倍,燃氣是用煤的2.5倍,用電是用煤的1.8倍。
綜上,集中供暖雖然舒適性強、采暖效率高,但是由于南方地區集中供暖規模較小,所需費用較高;燃氣壁掛爐雖然在舒適性和能效方面具有優勢,但是燃氣成本較高,在經濟性方面略差一些;電采暖方式,容易使室內干燥,而且空氣上熱下冷,舒適性差,采暖效率也相對較低。熱泵供暖舒適性強、采暖效率高,而且供暖費用相對經濟實惠,熱泵技術的應用有可能是未來南方供暖的一個主流趨勢。
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