采暖作為城鄉居民高品質生活的一部分,其重要性不言而喻。然而,由于傳統的供暖方式耗能多、污染大,冬季采暖已經成為我國節能減排戰略目標順利實現的障礙之一。
那么,是否有既能滿足城鄉居民的采暖需求,又具有污染小、耗能少優點的新型供暖方式?近日,在住房和城鄉建設部科技項目“空氣源熱泵+太陽能熱利用系統+低溫熱水地暖組合建筑采暖系統的節能能效研究”的成果發布會上,有關專家表示,這種從空氣和陽光中獲取熱源,以低溫熱水地面輻射供暖系統作為末端的供暖系統,就是這種新型供暖方式之一。
提高能效
新型供暖技術通過驗收
據介紹,該新型供暖系統中的空氣源熱泵可從室外空氣中獲取大量大自然的免費能源,并通過電能將其轉移到室內。其節能原理是,使用1份電能,可以同時從室外空氣中獲取2份以上免費的空氣能,產生3份以上的熱能,并可在不低于零下20℃的工作環境中正常運行。
目前,水地暖技術也取得了新的進展:散熱效率提高,熱媒水溫可低于50℃,進回水溫差可控制在5℃;升溫響應時間短,只需30分鐘~40分鐘,可控性高。其中,預制溝槽薄型水地暖系統的進水溫度可控制在35℃,回水溫度可控制在31.12℃。通過縮小加熱管管徑,增大加熱管網敷設密度,以大流量、小溫差、低水溫進行輻射供暖,使得該系統的供暖效果更好。測試數據表明:末端溫度越低,系統效率越高——每降低1℃,效率提高0.5%。因此,用該系統與空氣源熱泵組成供暖系統,是確保該供暖技術節能能效比高的關鍵因素。
同時,針對太陽能熱水技術的研究在國內外也取得了新的進展,熱效率比過去有了大幅提高。過去,空氣源熱泵、水地暖系統、太陽能熱利用系統通常各自在建筑物中發揮節能作用,互不關聯,未能產生綜合效益。現在可以把上述系統有機結合起來,優化組合成一個新的建筑采暖(生活熱水)系統。
從2011年初開始,北京市建設工程物資協會建筑采暖分會組織11家大專院校、設計科研單位、企業等,共同承擔了住建部“低溫空氣源熱泵、太陽能與高效地暖組合式建筑采暖系統”科技計劃項目,并于2012年11月26日通過住建部科技項目成果驗收。該課題完成了空氣源熱泵、太陽能與低溫熱水地暖及生活熱水等不同組合系統技術的優化設計和示范,并在多個工程項目中進行推廣應用。其中,在北京、秦皇島、青島、上海、重慶、長沙等地的房屋建筑(13項工程)中進行重點測試。通過測試證明,空氣源熱泵與低溫熱水地暖的組合系統冬季采暖平均能效比(COP)均超過3.0,具有運行能效高、費用低的特點,完全可以滿足華北等寒冷地區(室外最低氣溫高于零下17℃,建筑采暖室內平均溫度保持在18℃)以及華中、華東等冬冷夏熱地區的冬季采暖需求。
減少排放
為“藍天工程”做貢獻
在該組合系統中,低溫空氣源熱泵分別采用了噴氣增焓壓縮機或高壓腔直流變速壓縮機,以及“變水溫”控制等新技術,可使空氣源熱泵在低溫環境下啟動性能更佳。其運行環境氣溫可延展到零下20℃,還可根據環境氣溫進行自動調節,確保建筑的舒適性和節能性最大化。
據北京市建設工程物資協會地板采暖分會秘書長金繼宗介紹,課題組對住宅建筑不同供熱方式的二氧化碳排放量計算結果顯示:空氣源熱泵是二氧化碳排放量最低的幾種供熱方式之一。目前,在我國相當多的中小城市、村鎮中,解決采暖和生活熱水仍以燃煤為主,污染嚴重。此項技術如能在國內有條件的地區進行推廣,將會大大減少二氧化碳的排放,為我國實現節能減排戰略目標做出重要貢獻。以北京郊區農村為例,統計數據顯示,京郊農村一個采暖季需用煤347萬噸,排放900萬噸二氧化碳、8675噸二氧化硫、8443噸煤煙粉塵。在京郊110萬戶需要節能改造的農村住宅中,若有1/3的住宅采用這項供熱技術,即可減少排放二氧化碳296萬噸、二氧化硫2775噸、煙粉塵2664噸。顯然,這將在北京市實現“藍天工程”目標中發揮重要作用。
目前,該項采暖技術已在北京及周邊地區的民用建筑項目中得到應用。它可為非集中供暖地區的住戶提供一種住戶自助式節能環保的采暖和熱水供應方式,有助于擺脫集中采暖地區采暖費收繳困難的窘境。
隨著城鎮化進程的加快,居民對經濟和環保的要求不斷提高,推廣清潔能源的采暖方式勢在必行。如果這項“低溫空氣源熱泵、太陽能與高效地暖組合式建筑采暖系統”能夠作為建筑采暖新技術加以推廣,將具有非常大的現實意義。