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节能详情

石兆玉:供热系统的节能潜力与节能技术

作者:
来源:
中国节能网
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热计量的主要目的,就是保证消费者拥有节能、舒适的家居环境。在采取各种形式的节能措施后,究竟取得了什么样的成效?这是首先必须弄清楚的一件事情,否则全社会很容易陷入“喊口号”行列,节能事业也将成为一笔糊涂账。供热系统存在多少节能潜力,怎么样挖掘潜力?我国能源发展趋势和供热的方式有什么样的关联?供热节能技术的突破口在哪里?这些都是值得我们思考的问题。下面我将做详细分析和讲解。

1、供热系统的节能潜力

我们一直在提倡建筑节能,然而建筑耗能占到全国总耗能的三分之一,供热制冷耗能又占到建筑耗能的三分之一,两个三分之一的存在让我们深刻认识到,供暖行业对全国节能事业意义之重大。建筑耗能范围包括了供热、空调、照明等,其中照明占到总耗能10%~20%,除此之外,建筑耗能大概可以概括为四个方面的问题:第一,围护结构的散热。在温度越低的区域中,围护结构的耗能占到总耗能的50%(例如:中国东北三省地区),北京地区占到40%,上海地区占到30%,广州地区占到20%,所以在寒冷的北方地区围护结构的好坏是非常重要的。随着人们生活水平的提高,外墙保温越来越受到住户的重视,通过这种方式将20%—50%的热损耗降下来;第二,自由热的利用。所谓自由热包括三个方面的内容,太阳能的日照、家用电器的散热、人体本身的散热。自由热耗能占到建筑耗能的10%;第三,室内温度的设定标准。2009年开始,国家国务院对全国的室温做了明确的规定,冬季室内温度为18℃,夏季为26℃。冬季室内温度每提高1℃多耗能5%~10%,夏季温度每降低1℃多耗能8%~10%,所以室内温度的设定对建筑节能有着非常重要的意义;第四,供热空调系统的能效问题。1980年,全国热效率普查结果显示,锅炉效率为55%,外网的热损失15%,冷热不均造成的效率损失为30%。综合考虑冷热不均、外网热损失、锅炉的效率热损失三方面因素,1980年,全国供热系统的真正效率只有20%!国家建设部规定,一步节能是在1980年的基础上节能30%,二步节能目标为50%,三步节能目标为65%。目前,我国全国节能水平大约在二步节能阶段。

就热损耗的潜力来说,所有热源可以挖掘的潜力在10%~15%,外网热损失可以挖掘的潜力在2%~4%,冷热不均的潜力是最大的,大概为20%~30%。不管什么样的供暖方式,都要以上面提到的几个角度去努力实现更高的节能减排指标。供热系统的节能指标最高为70%,这是科学严谨的数据。

2、我国能源发展趋势和供热的方式

供热空调是一个完整的系统工程,不仅仅和技术有关,还与能源状况和能源发展的趋势有着必然的关系。近几年,中国在再生能源和清洁能源开采及利用方面取得了很大的成绩。我们要清楚“十二五”规划中能源的发展状况,只有这样我们才能准确选择供热系统的方式。我个人认为,不管新能源发展到什么样的程度,我国是以煤炭资源为主的国家,在30年之内要想改变以烧煤为主的采暖结构是很难的。所以,我认为,至今我们都应该将主要的精力放在煤的清洁燃烧环节上。

我们应该基于现实,以集中供热作为主要的供热系统。直接搬照国外的“煤制气、煤制油”,不惜工本做研究、实验、生产,并不是我们重点要做的事情。我主张煤的清洁利用,将煤加热到300℃~400℃,进行热解,将其中20%—30%的挥发分子分离出来,一部分加以制气,一部分作为高产值的化工原料,剩下纯粹的碳加催化剂变成煤焦油一类的液体碳,用来发电,并采用化工工艺进行尾部的除尘、除氮等一系列程序,最后释放出无色烟气。当然,这样的研究需要多工科、多学科的通力合作。

当然,清洁型能源和再生能源我们要研究,但是应该作为辅助性能源来利用。比如,北京是主要以燃烧天然气实现供热的城市,事实上,研究这个课题的时候是这样规定的,首先用天然气进行发电,天然气的大量能源在发电过程中得以利用,剩下的气体用来供热,这也是天然气供热的主要技术贡献,所以将天然气直接应用到供热环节是不合理的,天然气只能作为辅助性的供热能源,不适合大面积推广利用。除北京、上海主要天然气供热城市之外,其他的城市应该将天然气作为辅助性能源。同时,市场上热炒的各种形式的热泵,在技术没有完全成熟时期就大肆应用,这是遇害无穷的事情。此外,关于太阳能、风力发电等等,我不表示反对,但是一定要注意工艺生产过程中的能效比。取之不尽、用之不竭的太阳能是非常可观的能源,但是太阳电池片是用多晶硅材料组成的,生产多晶硅是一个非常耗能的过程。目前,中国生产多晶硅的耗能是国外能耗的2~3倍,如果工艺的节能技术问题得不到解决,那么生产出所谓的“节能产品”又有什么意义?我们是不是应该根据我国能源的发展情况,推广多种能源互补、多热源联网的供热形式?

3、供热节能技术

首先,要加强外墙的维护及保温;其次,室内温度在一年四季中要严格按照国家的温度要求设定,对供热系统来说,我们一定要分时段调节室温。第三,不管用什么样的热源,我们都要在原有的基础上将其效率提高10%~15%。第四,要做多热源联网,目的就是要提高热源的平均热效率。技术要走平民化道路,要将技术落实到各家各户。如何提高室内热效率?关键就是推广热计量收费。热计量收费,不仅仅是安装热表,《供热计量技术规程》要求热计量按热量收费,提高系统的可调性,解决供热的质量问题。《供热计量技术规程》的推广和实施是基于这两点之上,缺一不可。推广热计量技术是一件技术含量很高的事情,应该将技术问题放在首位,而不应该将热计量单纯视为商业赢利点。

问题一、什么样的原因导致我国供热系统的效率不高?

首先,热源将热量送出,热量在抵达各家各户的时候,由于用户的原因损失了很大部分的热量,可能离热源近的用户温度很高,最末端的用户家温度就很低,在保证远端用户温度正常的情况下,近端用户又很热,造成了“近端浪费、远端不够”的现象。在热计量技术的推广之后,提高了系统的可调性,将多余的热量补充到不足的地方,提高了系统的能效,将目前现系统能效的30%提高到70%。一个问题解决后,其他问题也将迎刃而解。

问题二、热计量的方式选择哪种比较好?

任何一种方法,有优点的同时也一定存在缺点,不要一棍子打死。我们要通过不断的研究,在实践中检验其合理性,并逐渐完善。因此我也不赞成有些地方通过强制政策推行某一种方式,这是不科学的。目前,我自己比较推崇“平均温度法”,各家各户只测试回水温度,根据散热器的平均温度分摊热计量费用。

问题三、政府应该从哪些方面做好这些工作?

推广热计量是一个技术含量很高的工作。在热计量工作推广的过程中,首先要重视技术问题,而且要技术优先。决不能将其视为一个行政命令就可以解决的问题。之前,一些地方在推广过程中出现了种种问题,就是因为不重视技术问题而把它当成一个官僚化的行政手段实施。行政人员本人不懂技术没有关系,虚心学习、深入了解后仍然可以做好。

问题四、由于末端冷热不均造成热量的浪费,可否通过建立热交变站,按需抽取热量来实现能源的合理利用?

其实这是非常浪费能源的方式。因为,锅炉房利用一个很大的水泵,其总流量是全网的总流量,扬程则是全网的总扬程,目的就是要满足最末端用户的需求。事实上,只有最末端的用户需要如此大的扬程,第一家用户需要那么大的流量,在这两个因素的叠加上,水泵的选择要比正常情况下大1/3~2/3,这也就造成了冷热不均的最大隐患。改变供热系统传统的设计形式,是从根本上治理冷热不均问题的最好方法。