供暖现状与方式转变

发布日期:2018-4-4 12:04:09

不同的国家地区,因为所处的地理位置,能源资源,经济水平的不同而采用各不相同的采暖方式。下面将对国外几个国家的供暖方式进行分析对比,结合我国采暖现状,提出可供借鉴改进之处。

1.1 各国因地制宜采用不同的采暖方式 

环保节能舒适是发达国家所追求的采暖方式,加拿大水电资源丰富,主要采用电采暖方式;美国南部主要是以空调采暖,北部大部分地区则用燃油或者燃气采暖,中部地区主要是以电采暖为主。

北欧国家的丹麦、芬兰、瑞典等采暖方式世界领先,主要是以热电联采暖为主。以丹麦为例,几十年来致力于热电联产,其天然气、再生能源及热电联产满足全国四分之三的采暖需求。

西欧的国家法国采用电采暖,英国主要采取集中供热。南欧的意大利、葡萄牙全年气候温暖,通常采用空调采暖。东欧国家俄罗斯冬季严寒,通常采用集中供暖的方式。

亚洲的韩国日本与我国气候相似,通常采用地板辐射热采暖方式供暖。

在我国,主要采用市政热力管网、小区内锅炉集中供暖、中央空调系统供暖、地热采暖等供暖方式。

1.2 以各国为例,详细阐述不同采暖方式的优势

1.2.1 德国――天然气供暖,节能环保

供暖方式:德国通常采用的供热方式是独立供暖,一户或几个住户共同使用一个锅炉进行采暖,供暖的日期不固定。连接在室内的暖气装置通常设置成4个档位,可以通过调节暖气的档位来控制室内温度。除此之外,在每幢住宅楼的地下室都装有天然气锅炉,以供全楼的采暖与热水供应。

能源结构:在德国,冬季主要是以天然气与燃油供暖,除此之外还有少部分的住宅采取远距离供热、用电或烧煤等方式供暖。随着近些年天然气普遍的使用,德国75%的新住宅已使用天然气供暖。

1.2.2 芬兰――以热电联产集中供暖为主,节省能源降低污染

供暖方式:在芬兰,绝大多数的城镇和人口密集地区普遍都采用了集中供暖的方式采暖,主要是通过热电联产方式来实现供暖的。       

1.2.3 瑞典――全方位的供暖系统,以区域供热为主 

供热方式:瑞典大部分的住宅区以及办公楼普遍都采用区域供暖。另一部分独栋住宅或别墅里的供暖则是通过家中自烧锅炉的方式来解决。由于近年来油价的普遍上涨,大多数人开始选择用电供暖。  能源结构:区域供暖的燃料主要是燃油和用电,也有使用垃圾的。 
  2 我国各种采暖方式优缺点分析 

我国目前的采暖方式主要有:(1)集中供暖;(2)中央空调采暖;(3)分户壁挂式燃气采暖;(4)电热膜供暖。

2.1 集中供暖

集中供暖主要是以城市热网、区域热网或较大规模的集中供暖为热源的供暖方式。在我国,普遍采用集中供暖的方式较多。热源供给的主体是由热力公司直接供给,或者由热力公司经过热交换后间接供给的,其它还有由小区锅炉房直接供给的。集中采暖的优点:我国集中供暖技术较为成熟,使用安全方便,可以全天候供暖,费用由政府统一收费标准收取,价格便宜。集中采暖按照其末端设备划分,又可以分为散热器采暖、低温热水地板辐射采暖。

2.1.1 散热器采暖。但它有明显的缺陷:供暖的温度与时间不由自己控制,立体式的散热片不美观、占空间,影响室内的装修效果,在供暖期间前后无热源,散热片取暖的出水温度大约在70摄氏度以上,但是当散热片的温度达到80度时就会产生灰尘团,使暖气片上方的墙面布满灰尘且供热的不均衡,有的热,有的冷,不方便调节,在住宅中已经逐渐被地暖取代。

2.1.2 地热地板采暖。地热地板采暖的采暖是通过埋于地板下的铝塑复合管或导电管加热管,把地板表面加热到适宜的温度,使热空气由下到上向室内均匀辐射热量而达到供暖的效果。

地热地板采暖具有以下优点:住宅房屋内的温度分布均匀。营造健康的室内环境。高效节能。大量节省空间。地板采暖方式造价合理,可普遍推广使用。

地板地热采暖的不足之处:地板地热采暖对于地板质量的环保要求较高,在持续加热的情况下更容易产生挥发性有害气体。因此在选择地板时,一定要注意选择真正环保的。

2.2 中央空调采暖方式

中央空调采暖方式大多数在高档楼盘中使用,可分为气冷式和水冷式中央空调系统。其优点:档次高、外形美观、舒适度高,带有新风系统的“风冷式”更为舒适,温度与时间可调节,较适用于面积较大的低密度住宅与别墅。

但是这种采暖方式同样存在明显的缺陷:前期的投入大且运行费用较高,耗电量大,无法享受国家低谷用电的优惠政策。

2.3 分户壁挂式燃气采暖

分户壁挂式燃气采暖一般可同时实现暖气及热水的双路供应,其原理是在厨房或阳台上安装壁挂炉,通过壁挂炉燃烧天然气达到采暖的目的,在室内与壁挂炉相连的是管线和散热片。

壁挂式燃气采暖的优点是:供暖的时间可由自己设定,随时开启;住宅内的每个房间温度能在一定的范围内随意调节;一部分的壁挂式采暖炉同时还可以提供生活热水。

缺点是:壁挂式的采暖炉使用寿命在l5年左右,更新维修费用要由业主承担;家中无人时,需要保留4摄氏度左右的低温运行(防冻作用);噪音较大,且存在一定的空气污染问题。

2.5 国内外主要采暖方式对比

国内外采暖方式分析对比可以看出,各国采暖方式各不相同。德国的天然气供暖,环保舒适,但天然气属非可再生资源,耗能量大。因此在天然气能源稀缺的国家和地区不能推广利用。芬兰采用的热电联产集中供暖,热电厂既能发电,又能利用产生的蒸汽来供暖,节能环保,提高了能源利用率,只要经过合理的统筹安排,是相对合理环保,不论国家地区可大范围推广的一种采暖方式。瑞典大多数采用用电供暖,环保舒适,但耗电量大,对于电能源不富裕的地区,则不宜采用。韩国的地热供暖方式,更科学合理舒适,与我国的地热地板采暖有异曲同工之处,值得大力推广提倡。我国采用的集中供暖方式较为普遍,而中央空调采暖方式适用于商场,别墅,高级公寓,因投入过高,对于普遍的住宅供暖有局限性,分户壁挂式燃气采暖在我国采用的较少,且噪音较大,维修费需要自行承担,因此在大范围内也不宜推广。任何一种采暖方式都是符合其所在国家地区的基本情况的,不同地区采暖方式的选择需要因地制宜,并以达到环保舒适的目的为宜。随着科学技术的进步,建筑设计的采暖设计必然会朝着更节能,环保,舒适的方向大步发展。除此之外,采暖设计中的空调及新风系统的利用及推广也是我国环保节能建筑设计方面的一个重要的发展方向。 

谷电供暖的需求、方案、问题

2.1谷电的形成

电力供应系统的发电和输电设备的配置都是按照峰值电量需求配置的,但实际生产、生活中每天不同时段的用电量是不一样的。用电高峰期的用电量称峰值,低谷时的用电量称谷值。每天供电系统产能会出现大量的剩余,目前电力还无法实现及时的赢储,大型的发电设备也无法实现适时的产能调整,这样就造成了产能的极大浪费。

任何可产出或已经产出但不能被消费的电力均为谷电。包括如弃风电,风力不稳、风电场由于技术约束、网架约束等原因,有能力发出,但是 必须弃掉的那部分风电电量。

 

解决峰谷电能的矛盾已成为国家能源局电力改革的重要方向,目前全国低谷电的平均利用率只有35%左右,严重影响着国家电网的安全和发电企业的经济效益。每年谷电余电量高达3万亿度,每年多余的谷电够全国采暖4年。

2.2谷电采暖意义

谷电蓄能供热是一种平衡电网负荷、综合发挥电力资源的有效措施。谷电储能设备的推广应用具有十分显著的社会效益,大量利用闲置的低谷电力,提高了能源利用率;廉价的低谷电利用,大大降低了用户的供暖成本;设备占地面积小,缓解了土地需求的矛盾;全自动、无人值守的运行和长期免维护的运行状态,提供了高端的供暖环境谷电储能设备的无污染零排放具有十分重要的社会意义。

 

 

2.3 新电改政策

国家电改9号文《关于进一步深化电力体制改革的若干意见(中发[2015]9号)》是国家电力改革的最重要、纲领性文件,是新型电力治理体系管理框架顶层设计,新电改政策以“1+N”模式陆续出台,即一个顶层设计辅以N个配套细则(推进电力改革工作、输配电价核定、社会资本进入配电领域、售电侧改革、配售电业务、电力交易机构、电力市场化交易、售用电计划等)。文件主要包括七大条二十八小条:

一、有序推进电价改革,理顺电价机制:

    输配电价单独核定、市场电价、交叉补贴

二、推进电力交易体制改革,完善市场化交易:

    准入标准、多方直接交易、市场规则、辅助服务、跨区跨省交易

三、组建相对独立的电力交易机构:(定位电网职能)

电网定位、电网运营模式、交易机构、交易机构职能

四、推进发用电计划改革:(开放发电市场)

    缩减计划、公益性电量、可再生发电、需求侧

五、稳步推进售电侧改革;(开放售电市场)

    配电、售电、多途径培育市场主体、市场主体的权利义务

六、积极发展分布式发电;(分布式单列)

    自发自用、并网服务、自备电厂、放开用户侧分布式

七、统筹规划,加强监管。

 加强规划、加强监管、减少审批、建设信用体系、修订法规

2015年11月30日,国家发改委、国家能源局正式公布六大电力体制改革配套文件。包括:《关于推进输配电价改革的实施意见》;《关于推进电力市场建设的实施意见》;《关于电力交易机构组建和规范运行的实施意见》;《关于有序放开发用电计划的实施意见》;《关于推进售电侧改革的实施意见》; 《关于加强和规范燃自备电厂监督管理的指导意见》。其中《关于推进输配电价改革的实施意见》:

总体目标为:

建立规则明晰、水平合理、监管有力、科学透明的独立输配电价体系,形成保障电网安全运行、满足电力市场需要的输配电价形成机制。还原电力商品属性,按照“准许成本加合理收益”原则,核定电网企业准许总收入和分电压等级输配电价,明确政府性基金和交叉补贴,并向社会公布,接受社会监督。健全对电网企业的约束和激励机制,促进电网企业改进管理,降低成本,提高效率。

基本原则为:

试点先行,积极稳妥。输配电资产庞大,关系复杂,历史遗留的问题很多,各地情况千差万别,要坚持试点先行、积极稳妥的原则,在条件相对较好、矛盾相对较小、地方政府支持的地区先行开展试点,认真总结试点经验,逐步扩大试点范围,确保改革平稳推进。

统一原则,因地制宜。输配电价改革要遵循中发〔2015〕9号文件要求,在国家统一指导下进行,按照“准许成本加合理收益”原则,核定电网企业准许总收入和各电压等级输配电价,改变对电网企业的监管方式。同时,考虑到各地区实际情况,允许在输配电价核定的相关参数、总收入监管方式等方面适当体现地区特点。

完善制度,健全机制。电价改革,要制度先行。需要制订和完善输配电成本监审、价格管理办法,建立健全对电网企业的激励和约束机制,制度和办法要明确、具体、可操作。

突出重点,着眼长远。输配电价改革的重点是改革和规范电网企业运营模式。电网企业按照政府核定的输配电价收取过网费,不再以上网电价和销售电价价差作为主要收入来源。在输配电价核定过程中,既要满足电网正常合理的投资需要,保证电网企业稳定的收入来源和收益水平,又要加强成本约束,对输配电成本进行严格监审,促进企业加强管理,降低成本,提高效率。在研究制定具体试点方案时,要着眼长远,为未来解决问题适当留有余地。

2.4 谷电蓄能供热的机遇与挑战

国家电改政策给“谷电供热、去煤治霾”提供了难得的机遇与挑战,“煤改电”工程将是国家“十三五”工作重点。电价政策的放开使得能源企业有机会把发电企业与用电企业直接串联起来,形成 发电- “售电  贮能 供热”一条龙服务,大大提高能源使用效率,节约国家资源。

“谷电供热、去煤治霾”的落实重中之重中蓄能技术突破,蓄能密度的提升与蓄能成本的下降是完成“谷电供热、去煤治霾”的关键。只有解决蓄能问题,售电企业才能从发电侧获得便宜的低谷电与弃电,才能实现电供热成本的下降与热力企业的持续盈利能力

“热、电”联产到“热、电、蓄”的转变

发电厂既生产电能,又利用汽轮发电机做过功的蒸汽对用户供热的生产方式,即同时生产电、热能的工艺过程,较之分别生产电、热能方式节约燃料。以热电联产方式运行的火电厂称为热电厂。对外供热的蒸汽源是抽汽式汽轮机的调整抽汽或背式汽轮机的排汽,压力通常分为0.78~1.28兆帕(MPa)和0.12~0.25MPa两等。前者供工业生产,后者供民用采暖。热电联产的蒸汽没有冷源损失,所以能将热效率提高到85%,比大型凝汽式机组(热效率40%)还要高得多。

但是热电联产系统中存在的问题是在白天由于城市供电电网的电力负荷需求大,电厂产热量大,而城市供暖建筑在白天的供暖负荷却较小;到了夜间,城市供电电网的电力负荷变小,电厂供热量少,而此时,城市供暖负荷却增大,因此就出现了白天供热过剩,夜间供热不足的问题与矛盾,因此热电联产有必要“削峰填谷”,将白天电厂供给的多余热量存储起来,到了夜间,电厂供热不足时,由存储的热量进行补充,保证供暖的需要。因此“热、电”联产目前逐渐有“热、电、蓄”的转变趋势。

蓄能可充分利用相变蓄能产品的优势,将白天电厂供热多余的热量存储起来,到了夜间,电厂供热不足时,由相变蓄能产品放热进行补充,保证整个热电联产系统供热的稳定性和持续性,原理如下图: