1.主要節能技術及其特點
1)熱電聯產集中供熱
北方所有大中城市都有壹個或幾個以熱電廠為熱源的供熱網。它是利用燃料中的高品位熱能發電,再利用其低品位熱能供熱的壹種能源綜合利用技術。其供熱效率是中小型鍋爐房的兩倍。同時,熱電廠采用先進的脫硫裝置和消煙除塵設備,空氣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住宅區內的多棟建築由壹個燃氣鍋爐房供熱,有二級熱網和中間換熱站,外部熱網規模較大。加熱面積可達上百萬平方米,煙氣高空排放。這種供暖方式與傳統的區域燃煤鍋爐房集中供暖除了燃料沒有本質區別。
3)小區燃氣鍋爐集中供熱
小區域燃氣鍋爐集中供熱是壹種分散式燃氣供熱,分為模塊化供熱和分散式集中供熱。利用燃氣鍋爐房供暖的建築單元或建築稱為模塊式供暖(也稱單元式燃氣供暖);利用壹個燃氣鍋爐房為多個使用性質相同的相鄰建築供熱,稱為分散式集中供熱,其特點是壹次熱網直供,煙氣集中排放。這種取暖方式是歐美廣泛流行的取暖方式。小區域采用燃氣鍋爐集中供暖的優缺點見表4.5。
4)單戶供暖
單戶供暖在中國是壹種相對較新的供暖形式。該系統以保證壹個或幾個家庭的生活用熱量為目標,采用全自動或半自動控制其燃燒來達到加熱和供應生活熱水的目的。這種供暖方式最大的特點就是徹底解決了分戶熱計量的問題,用戶可以根據需要自由選擇供暖時間,控制室內溫度。同時,建築內使用的室外管網和立管無熱量損失,節能顯著,壹爐多用。單戶供暖的優缺點見表4.5。
表4.5小區域燃氣鍋爐集中供暖和分戶供暖的優缺點
類型優缺點小區域燃氣鍋爐集中供熱(1)施工靈活,鍋爐管理集中,維護方便;(2)各系統加熱面積小,便於調節和控制;(3)節假日或夜間無人時可降低供暖溫度或停止供暖,節省燃氣和運行費用;(4)外網規模小,節能,無中間換熱站,熱損失或電耗低。壹般綜合供熱效率在80%-90%(1)之間,占用單個鍋爐房,鍋爐和鍋爐房的熱量損失無法利用;(2)住宅不能直接實現分戶計量,末端沒有調節裝置,房間過熱有熱量損失;(3)鍋爐數量多,管理分散。氮氧化合物排放總量高於家用燃氣鍋爐供暖(1),舒適性強,噪音低;(2)安裝簡單,易於操作;(3)測量方便,節約能源;(4)高效多功能(1)對建築的完成度要求高;(2)設備使用初期,維護、維修和培訓用戶的工作量很大;(3)不利於室內裝飾和美觀,占用室內有效使用面積;(4)安全性低
5)電加熱
近年來,隨著我國電力工業的發展,部分地區電力供應並不短缺,特別是低谷電需要充分利用。電采暖模式下的室溫調控、環保安全、能源計量、簡單充電等都是其他模式無法比擬的。采暖期總耗熱量為61.8 kW·h/m2。如果全部用電采暖,電價為0.393元/kW·h,電費為24.29元/m2,略高於集中式燃煤鍋爐18元/m2,城市集中供熱20元/m2,但低於集中式燃氣鍋爐房28元/m2。對於節能住宅來說,電采暖的運行成本是可以接受的。但是,壹方面,在我國用於發電的壹次能源中,煤炭仍占很大比重(77.7%),因此我國的電力不能算是清潔能源;另壹方面,直接將高品位電能轉化為熱能也是壹種能源浪費。需要指出的是,電采暖只能作為采暖方式的補充,不適合在壹些城市中心或天然氣管道無法到達的特定區域大規模推廣。
2.供暖方式的節能分析
表4.6和表4.7給出了以100m2供熱建築面積為分析單元的幾種供熱方式的投資和運行費用分析結果。
表4.6三種天然氣鍋爐供熱方式的投資分析要素
表4.7三種天然氣鍋爐供熱方式的運行成本分析
通過比較三種供熱方式的投資成本和環境影響(圖4.14),相關文獻給出以下建議。
圖4.14燃氣加熱對環境的影響
(1)使用小型燃氣熱水器,壹戶可以形成自己的系統,同時解決供暖和熱水供應問題。這種方法是歐美和日本流行的取暖方法。從節約能源、降低供暖成本、減少空氣汙染的角度出發,采用高效壁掛式燃氣竈進行單戶供暖是住宅用戶直接供暖的最佳方式。由於天然氣質優價廉,單戶分散供暖的平均運行費用與集中供暖相差不大,家庭可以承受。
(2)公共建築和商業建築的使用性質是相同的,因此使用燃氣供暖應優先考慮模塊化供暖,並根據建築物的使用特點調整和控制供暖溫度和時間,以節約燃氣和運行費用,減少汙染物排放。
(3)由於區域燃氣鍋爐供熱外網規模大,熱損失大,調節不便,投資、運行費用和用氣量高,汙染物排放量大,不符合可持續發展的能源戰略,不宜推廣。對於熱網規模大、汙染物排放要求高的地區,只有經過經濟技術論證,才能采用區域供熱,但應逐步過渡到分散供熱。
(4)調查中發現,冷風滲透對用氣量影響較大。由於燃氣供熱成本高,降低供熱用氣量是降低供熱的關鍵。密封隔熱效果不好的窗戶要更換,最好使用密封隔熱效果好的雙層塑鋼玻璃窗,可節約用氣量10% ~ 20%。