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安全与节约用电  
 
按需供暖电采暖将成发展趋势
2015-08-21 20:25  

电采暖在我国是2000年以后的新供暖方式,从电热膜、地热电缆的间接供暖到各种直接电热的电暖器产品几年来于供暖事业是相得益彰的补充作用。

电采暖是新生事物,多种型式的电采暖产品也自有长短,社会上对其有褒有贬,但多是人云亦云,以偏概全,笔者试以业内人员之亲身实践,客观介绍电采暖的技术发展,以期社会上对电采暖有客观的认识了解。

一、按需供暖是冬季供暖的发展方向

建国以来,我国北方地区冬季供暖始终是盖多少房,供多少暖的集中供热模式,供暖期内的建筑无处不热,无时不热,忽视考虑人的需要因素,缺少考虑供暖效率,供暖成本因素与能源危机意识。目前的热电联产乃至各种清洁燃料的锅炉集中供热,其供热末端不具备有效准确的热量调控,计量手段,仍采用按面积收取热费,“供热中有30~40%的热量浪费”,这是中国工程院院士、清华大学的江亿教授在参照前苏联的供热过程与我国集中供热现状基础上提出不加调控的集中供热的巨大浪费弊端,并建议社会不再发展任何形式的集中供热。江亿教授的这一论断已经得到了社会的共识,我国的供暖改革应针对以上弊端亡羊补牢,首先需要在供暖理念上更新,我认为冬季供暖应逐步掘弃“按面积配热”,过渡到“按需供热,计量收费”的轨道。

何谓“按需供热”,按需供热可以理解为按人的即时需要供热,它较之分户供暖更为节能,例如:一套居室如果暂不入住可以关闭热源或维持最低温度;大面积的住宅多个居室可以按人为需要供暖或不供暖;上班族可以按上班和在家起居的时间控制不同时段的供暖温度;老幼妇孺可按照生理需要调节自己最佳取暖温度。办公楼、写字楼亦可按办公作息规律设定不同时段的供暖温度。这种粗线条的按需供暖是通过人的行为能力操纵掌握,可称之为行为节能,行为节能是一种公民意识,行为节能于家庭可以节约一定的开支,于国家于社会则可以节约可观的能源资源。在按需供暖基础上用计量收费之手段竭制供暖大锅饭的浪费弊端,供暖事业走上良性循环终有时日。

百姓心中的供暖改革,不是供暖收费的改革,如果仍沿袭无节制的集中供热,仅仅从民间分担部分热费,即使民众心甘情愿,也解决了收费难题,但国家的能源现状终将令供暖事业难以为继。当然,从技术层面上解决供暖末端调控、计量技术手段,同样是供暖改革过程中重要“节点”。

二、电采暖有发展

如果“按需供暖,计量收费”的提法正确,且是今后的发展方向,电采暖(直接电热,以下同)理念和和技术已经崭露头角。目前的电控技术已经完全解决了按需供暖、计量收费的所有技术问题,数字程序控制的电采暖系统使按需供暖的理想发挥到随心所欲。一个家庭可以设定从起床开始、上下班、睡眠时段的不同供暖温度(可随时修改程序),家庭中可以分时(随时)分室执行供暖指令,其核心温控装置不过烟盒般大小,使用像傻瓜相机一样简单,价钱仅一二百元。

智能化的供暖状态下,不同的家庭可以像夏季空调降温一样,按需要和经济能力插卡买电(热),冬天不再寒冷。政府不必操心。

应用电采暖,开发商与住户最关心的还是供暖费用,社会上容易把不同的类型电采暖混为一谈,报端也不时披露某小区采暖费用之高。事实上电采暖技术经过5年左右发展,或趋于成熟、或遭遇淘汰。本文提及的电采暖系统,从技术上保证了行为节能空间,不再是无处不热、无时不热的浪费状态,能够以人为本的即时供暖,国家的建筑节能65%的新标准,对建筑节能是有力保证。加之北京市2002年开始的集中电供暖电价优惠政策,以上三个因素大幅度降低了冬季电供暖费用。使之与锅炉供暖费用相当或略高。2004通州某小区冬季供暖利用直接电热的石英电热器供暖系统,采暖季供暖费用20-25元/m2,比较天然气家用小锅炉冬季取暖又多了一层安全和环保。

三、适度发展电采暖

适度发展电采暖可以平衡电网季节性负荷。如北京地区夏季用于空调降温用电负荷占供电能力的三分之一(据北青报报道)。秋去冬来,空调关闭后这部分巨大的资源能力何处去留?我认为不妨可以考虑用于经济适用房建设的冬季供暖,其据有三:首先可以充分利用居室中空调预留容量、设施线路直接建设安装电采暖设备,免去了锅炉、管网的配套建设,使经济适用房建设更经济;其二,入住经济适用房人士绝少大款,电采暖系统有行为节能空间,取暖费用相对经济;其三,电采暖系统应用简单,不用水,住户免去维修费用。小区无须供暖管理。挖潜利用这一季节资源,替代部分天然气,可称拾遗补缺。起码城市道路也少些没完没了的深挖沟了。

京津地区采用直接电热设备冬季供暖,配电规模50W/m2,在结合利用空调容量基础上,增加100万KW用电量,可解决5000万平米经济适用房供暖面积。

适度有控制的将这一巨大资源能力挖潜利用,社会效益与经济效益均为可观,也不会导致冬季用电紧张局面。我国的冬季采暖地区均是这一规律。

电能不能储存,转瞬即逝,能够物尽其用是最大的节约。也希望坚持电能是高品位能源不宜发热取暖的专家学者,能对这一资源提出更高品位用场,功莫大焉。

四、浅析电采暖家族

1、直接电热:壁挂式及安装在室内电暖器属于直接电热产品,其热量利用外表材料辐射扩散或以对流传热原理发出热量,直接加热室内空气,直接电热电暖器热量利用率达百分之百,室内升温迅速,能够方便快捷的通过开停电控制室温,直热电暖器配合温控装置形成电采暖供暖系统,该系统可以满足人的即时需要,达到按需供热的理想化供暖。直接电热系统供暖效率高,控制性能好,行为节省空间大,线路隐蔽安装,消除了室内管道困扰,产品本身精致,无须装修包装,安装检修均简单、方便。

直接电热类电暖器按发热元件区别一般有板式(电热板)和管式(电热管),电热板类产品系将电热丝浇铸在绝缘、导热性能俱佳的硅酸盐材料中,外罩散热性佳的铝合金材料,因其形如板,故有称“电热板”,电热板设计使用低温发热元件,工作温度≤300℃,故此类产品寿命长(≥3万小时),故障率低,散热性好,因其体薄在房屋任何位置均可安装,该类产品在我国黑龙江及俄罗斯等高寒地区较多选用。

电热管类电暖器也有称对流式电暖器,其产品系将电热丝利用石英砂等材料固定在U型管中,(类似加热开水的“热的快”),以这种电热管做发热元件。电热管在钢制器体内加热空气,器内的热空气上升排出,器外的冷空气不断补充以形成对流循环。利用器体内不断排出的热空气使室内升温,电热管类电暖器散热过程过长热量利用率有所降低,电热管发热元件高温工作(≧600℃),因此限制了产品的使用寿命,该类产品的国家标准设计寿命≧3000小时(使用三年)。大面积的工程选用有争议,但此电暖器构思新颖,外形美观仍赢得了一部分市场。

2、间接电热:电热膜,地热电缆供暖可视为间接电热方式,电热膜和地热电缆分别在房间的天棚内和地板下隐藏安装,其热量依靠天棚石膏板和地板材料受热后缓慢散发,间接加热室内空气予以供暖。此类供暖方式尽管考虑并采用对楼板或地板的保温层处理,但效果难达满意,仍有部分热量转移或消耗,热量利用率有折减,电热膜与地热电缆供热的控制性能不好,它很难保证对人的即时供暖,行为节能空间小,因此较直接电热产品供暖多耗能耗电,另外间接供热方式需占用楼房一定的高度空间完成安装,要增加建筑成本,且安装检修复杂,使用中造成顶棚裂缝与地板松动均不如人意。电热膜、地热电缆产品供热尽管有感觉舒适的优点,但从技术经济上对比分析,各项指标均低于直接电热供暖。

3、蓄热式电暖器

蓄热式电暖器设计初衷是利用峰谷电差价错峰用电达到降低电费目的的电热设备,谷底时间段8小时利用二倍热负荷功率电热管发出热量充热蓄热砖,利用蓄热砖储存的热量支持全天的供暖,实际上,蓄热砖储存的热量在不能有效控制下连续放热,根本达不到16小时的连续有效供暖,尚需继续充电加热而加大电能消耗。电暖器内部最高温度可达900℃影响电热管使用寿命,该设备功率大,体积大,能耗大,热量控制性能差,少有行为节能空间,供暖费用高,在未执行峰谷电价地区就更无意义了。

电采暖登陆我国不足十年,目前北京市采用电暖面积已逾千万平米。电采暖是发展中的技术,目前直接电热电暖器与数控程序温控装置组成的电采暖系统,其智能化的供暖状态以及技术与经济角度超过了锅炉供暖。集中供热按面积收取热费势必被按需供暖、计量收费的新观念新技术取代,煤、油、电、气四大能源逐步发展以电代替煤、油、气资源是社会现实的需要。

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