浅谈燃气地面辐射供暖系统

地板辐射供暖以其热稳定性好、节约建筑空间、符合人体脚暖头凉的生理需要、使用寿命长等显著特点, 越来越得到广大用户的认可, 在我国也开始大面积推广应用。国家建设部于2004年8月5日颁布的《地面辐射供暖技术规程》 (JGJ142-2004) , 使地面辐射供暖的设计、施工、保养、维护等各个方面也更加规范。其中规定:低温热水地面辐射供暖的供、回水温度应由计算确定, 供水温度不应大于60℃, 民用建筑供水温度宜采用35℃~50℃, 供回水温差不应大于10℃;人停留区地面平均的适宜温度范围是24℃~30℃;低温热水地面辐射供暖的工作压力, 不应大于0.8MPa;热源系统应设置相应的控制装置。

1 住宅常用供热方式对比

1.1 以电厂余热及燃煤锅炉为代表的城市集中供热系统

电厂余热与燃煤锅炉产生的是蒸汽或者高温热水, 都是不能直接用于地面辐射供暖系统的, 均须通过换热站换热以后通过小区的二次供热管网通往每家每户的分 (集) 水器。

优点:由于集中供暖应用历史长, 技术成熟, 使用安全, 易于管理等诸多优点, 目前在民用及工业建筑中仍占大多数份额;

缺点:受先期规划及锅炉供热能力限制, 经常会出现无热可用或者管网末端用户流量不足, 供热效果不好等现象。

1.2 地热井供暖系统

地热井供暖系统是采用深层地热水将热能传送给热需求处, 由于大部分地热井水含有大量的矿物质及硫化物, 对管网有一定的腐蚀, 所以一般采用换热器交换供热, 只提取热量, 供暖侧采用软化水循环供给用户实现供暖。

优点: (1) 地热井供暖系统可充分利用可再生的地热资源进行能量转换, 大大提高了一次能源的利用效率, 可以节约煤、天然气等不可再生能源。

(2) 没有燃烧, 不需要堆放燃料废物的场地, 也能很好地保护大气环境。

缺点: (1) 地热井供暖系统需要丰富的地下水资源, 在地下水贫乏的地区不适用.

(2) 受保护地下水资源的制约, 抽取地下水经过热交换后普遍采用回灌技术, 但由于技术的限制, 回灌的地下水很难再回到地下蓄水层, 造成地下水的流失, 同时在回灌的过程中, 或多或少存在着对地下水的污染。

(3) 某些地区虽然地热资源丰富, 但由于水质较差, 为了防止换热器被腐蚀, 对换热器材质提出了要求, 比如要求使用防腐能力非常好的钛板换热器, 自然就大大增加了初投资。

1.3 燃气壁挂炉供暖系统

燃气壁挂炉是以天然气、人工煤气等为燃料的一种新型取暖方式, 一户一炉, 燃气在壁挂炉内燃烧, 水被加热, 热水通过地热管循环取暖, 用户可自由控制供暖时间及温度, 家中无人可低温运行。

工艺流程见图1。

优点: (1) 分户供暖, 每家一台壁挂炉, 可根据住户自己的需要灵活调节供热温度, 避免了集中供热中调节困难, 能量浪费的问题。

(2) 完全按照每户的燃气使用量收费, 避免了目前大多数集中供暖系统按照建筑面积收费的不合理性, 可以真正实现舒适性和运行费用的统一。

(3) 由于不需要换热站, 也不需要铺设小区内的二次供热管网, 使得建设方的初投资大大减少, 也避免了目前多数小区二次管网由于水利失衡导致的末端用户供热质量较差的现象。

(4) 由于使用天然气或者石油气等作为热源, 对环境的污染大大减少。

(5) 供暖和生活热水的一体化, 使燃气壁挂炉成为家庭的小型能源中心, 壁挂炉一机多用, 可不再另外购置太阳能及热水器, 减少了居民投入。

缺点: (1) 燃气壁挂炉使用寿命一般为15年, 年分摊成本较高, 需要二次投资, 且质保期一般为1~2年, 保修期后的维修配件等费用都由用户自理。

(2) 存在一定的安全隐患, 产品的质量原因或用户操作不当都可能存在一定的安全隐患, 同时还有一定的噪声。

(3) 燃烧的废气强制排出室外, 会滞留在楼群密集的小区内, 污染环境。

(4) 严冬季节长期无人居住时, 也需保留低温燃烧。

2 燃气壁挂炉地面辐射供暖的自动控制与经济分析

以东营市某新建居民小区的五层东户为例, 该建筑为框架结构, 建筑面积111.74m 2, 满足山东省《居住建筑节能设计标准》DBJ 14-037-2006节能65%的要求。该户为五口之家, 父母均退休在家, 故室内温度需保持在18℃左右。采用的是装有自动控制装置的燃气壁挂炉地面辐射供暖系统。

2.1 自动控制说明

户内分集水器采用节能型AC330系列, 以主卧室正常室温为例, 设定温度从早晨4时开始由18℃降温至10℃ (实测需要6-8小时) , 并保持该温度;下午15时开始由10℃升温至18℃ (实测需要6~8小时) , 并保持该温度至凌晨4时。实测温度如图2所示。说明地面辐射供暖温度变化缓慢, 滞后性也很明显, 这不是控制系统不灵敏, 而是由于地面保温性能好引起。有的用户在没有安装自动温控器的前提下, 上班时关了燃气壁挂炉, 下班到家后才打开, 以为就节省了燃气费用, 造成室温升不起来, 很不舒服, 又消耗了大量燃气费, 因此抱怨燃气壁挂炉供暖不好用又费钱, 究其原因是由于温度滞后6~8个小时。所以燃气壁挂炉地面辐射供暖系统应该采用自动控制装置, 提前6~8小时开始升温或降温, 以便室温能够满足要求, 同时也大大节省了燃气费用。

2.2 供暖期运行费用比较

2.2.1 燃气壁挂炉供暖的费用

燃气壁挂炉供暖运行费用主要有燃气费、电费、水费, 在这几项费用中, 燃气费所占的比例在90%以上, 所以燃气价格对壁挂炉供暖的运行费影响最大。

气象条件 (山东省东营市) :

冬季室外采暖计算温度tw=-9℃

2 0 0 8-2 0 0 9供暖季共消耗天然气为:1 2 5 2.1 m3, 目前, 东营市用于燃气壁挂炉的天然气价格执行标准为1.80元/m3, 整个供暖季所需天然气费用为1252.1m3x1.80元/m3=2 2 5 3.7 8元。

按照天然气费用占燃气壁挂炉供暖运行费用的90%计算, 整个供暖季使用天然气壁挂炉取暖的总费用为2253.78元/0.9=2504.2元。

上述数据是在用户对室内温度要求保持在18℃得出的, 对于上班时间均不在家, 可允许室内温度有下降的用户, 费用下降的空间将非常的大。

2.2.2 集中供热费用

2008-2009季度供热, 东营市住宅采暖费征收标准为2 4元/m 2, 因此, 1 1 17 4 m2x 2 4元/m 2=2 6 8 1.7 6元。

通过上述比较, 住宅采用燃气独立供暖并安装节能控制器, 节能效果非常显著, 费用与集中供热相比也有下降, 是一种可行的供暖方式。

3 结语

燃气壁挂炉地面辐射供暖具有舒适、节能、可实现热量分户控制和计量等优点, 所以近年来在我国越来越多地应用于住宅、别墅、宾馆等建筑。相信, 随着人们对环境质量标准要求的提高、节能需求、燃气壁挂锅炉生产行业规模的不断扩大以及产品质量的不断提高, 燃气壁挂炉地板辐射供暖在我国会得到更快的发展。

摘要：介绍了燃气壁挂炉地板辐射供暖系统型式及特点, 并根据工程实例对常规供热系统和本系统进行了经济技术分析, 为燃气壁挂炉地板辐射供暖分户热计量系统在住宅供暖中的应用提供了依据。

关键词：燃气壁挂炉,分户计量,地板辐射供暖

参考文献

[1] 邱林.地板供暖分户热计量系统的研究.北京建筑工程学院学报, 2004.6:42～44.

[2] 杨林.对分户计量系统的认识及看法[J].山西建筑, 2004, 1:123～124.

[3] 地面辐射供暖技术规程 (JGJ142-2004) [S].中国建筑科学研究院.