浅析民用建筑住宅供热技术的发展

宋春

【摘要】随着我国国民经济持续稳定健康的发展，在能源意识、环保意识逐渐增强的今天，住宅建筑的节能问题也越来越受到重视，住宅建设已成为城市化过程中举足轻重的部分。而作为建筑节能的重要组成部分的采暖系统节能则是整个节能工作中的突破口。本文作者对．民用建筑住宅供热新技术的特征及其发展趋势作了详细探讨，以供参考。

【关键词】民用建筑住宅供热技术发展

前言

供热的基本理念是要创造一种舒适健康的居住和工作的温度环境，这种环境能够保证处于其中的人们舒适地生活和高效地工作与生产。传统的城市集中供热多是以煤炭为主要燃料，燃煤供热给空气带来大量烟雾粉尘，严重影响着大气质量；在钢铁和土地等资源上也是巨大的浪费。随着更新型的供热设备的出现或换代产品不断涌现，也成为改变原有供热方式，取替老式供热奠定基础，实际应用的良好运转一定会成为新的发展趋势。有资料表明，我国北方地区采暖能耗约占全国的总煤耗的十分之一，因此如何有效地经济地降低采暖系统能耗，改善人们的居住条件，并从整体上贯彻我国的能源政策已成为决策部门和专业技术人员需要共同解决的问题。

一、民用建筑住宅供热新技术特征

近年来工业及民用供热技术得到了较快的发展，这一方面是为了满足广大人民群众对生活质量提高的不断要求；另一方面，为了节约日渐减少、日益昂贵的能源和减少污染物排放，保护环境，常规能源供热源技术仍然是未来供热源技术的主体，而大力开发可再生能源供热源技术则是能源可持续发展战略必由之路。民用建筑住宅供热供热技术具有以下三个明显的标志：第一，高能效、低排放供热源技术成为未来供热技术的发展目标；第二，联合供热技术成为供热方式变化的重要特点；第三，供热、制冷和发电的联产技术成为建筑及住宅空调的发展方向。

二、民用建筑住宅供热技术的发展

2.1能源结构调整及能源转换。供热热源可分为高位热源和低位热源，高位热源是指温度较高且可以直接应用的热源，如燃料化学能、生物质能、电能、高温烟气或高温蒸汽等；而低位热源是指温度较低且不能直接利用的热源，如锅炉的排烟、工艺余热、自然界中的空气、水等。要使热能得到合理利用，必须做到按质用能，“高质高用，梯级利用”，优先把高品位的热能用于发电和作功，如使高温烟气驱动燃气轮机发电，高温蒸汽驱动蒸汽轮机发电以及驱动鼓风机、压缩机作功等，将低品位的低温余热用于采暖、空调和供应生活热水。

目前世界各国都十分重视供热源的高效减排技术，以此减缓工业生产排放的压力。根据我国的能源消费特点和减排要求，提高能源的转换和利用效率是我国长期的可持续发展战略。第一，应调整能源消费结构和完善能源转换技术；其次，大力开发和利用可再生能源技术；第三，提高终端能源利用效率，减少能源消耗量。以煤为主的能源资源结构和消费结构，是我国能源发展的重要特点，今后应增加清洁燃料，如天然气在能源消费中的比重，也要有计划地开发和利用新能源和可再生能源。煤的分布式直接利用是不合理的，一方面，应尽可能将煤用于大型电站机组的集中发电或热电联产，将一次能源转换成高品位的二次能源，便于传输和终端使用；另一方面研究开发煤的新型转换技术，如煤炭气化和煤炭液化技术等煤化工技术。

2.2常规能源和可再生能源融合供热源技术。可再生能源是绿色能源，资源丰富，将常规能源和可再生能源融合在一起，减少了常规能源的消耗和污染物排放，符合国家能源发展战略的要求。将太阳能热水器加热的热水作为冷凝壁挂式锅炉的卫生热水的预热器，当太阳能热水器提供足够温度的热水时，锅炉根本不需要启动。这种将可再生能源供热作为化石燃料供热的预热器的联合供热技术将在未来获得非常广泛的应用，可利用的可再生能源有太阳能、地热能、生物质能等，而化石燃料主要是燃油和燃气，利用没有污染的可再生能源能够大大减少化石燃料的消费量，减少温室气体和污染物的排放。

2.3燃料电池热电联产技术。燃料电池技术是未来新兴的绿色能源技术，是具有能源革命意义的新一代能源动力系统，被认为是继蒸汽机和内燃机之后的第三代动力系统。将来可以实现燃料电池的热电联产技术有：质子交换膜燃料电池、磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池等一种燃料电池技术，科学家们已经研究了这些燃料电池技术的工艺、性能、使用条件、制造材料、系统集成、示范工程、商业化项目以及燃料电池系统用于冷热电联产的评估方法等诸多问题。国际能源界普遍认为氢能是一种可持续发展的能源，氢燃料电池对解决“能源短缺”和“ 环境污染”有重要意义。目前能源利用效率最高的供热方式仍然是冷凝式锅炉，但冷凝式锅炉不具有电的生产效率，只有热生产效率，生产的热能品质较低，因此冷凝式锅炉技术将来的发展方向是以分散供热和户式供热为主的小容量或家用锅炉。当然，冷凝是物理概念，任何燃用清洁燃料，特别是气体燃料的先进供热技术都具有利用烟气中水蒸气汽化潜热的潜力。

2.4 可再生能源供热源技术。除了发展常规燃料的区域供热技术外，国家鼓励发展以生物质为主的可再生能源区域供热技术。可再生能源主要是指太阳能、风能、生物质能、地热能和水能等能源。新能源泛指可再生能源及其他不同于常规的能源。它们具有资源丰富、无环境污染、清洁安全、资源不枯竭等优点，是实施可持续发展战略的重要组成部分。如在农村发展以燃烧农业废弃物及农林加工废弃物，农业秸杆等生物质为主的区域供热锅炉房，可以解决乡镇一级居民的区域供热问题。城市垃圾目前已经成为严峻的环境问题，如果对城市垃圾进行焚烧处理，同时完成区域供热，可以同时实现城市垃圾的无害化、资源化，成为城市发展的新能源。

2.5电动热泵冷暖一体化技术。热泵工作的热力学原理和制冷机相同，有利于实现冷暖一体化。热泵是以冷凝器放出的热量来完成供热的制冷系统，与制冷机不同的是，所要求的效果和工作的温度范围不同。热泵系统与环境之间的能量交换就是消耗一定的高位能，如电能，从低位热源吸取热量，然后连同高位能所转化的热量，一起释放到高温热源环境中。电动热泵冬季供热，夏季制冷，一机两用，目前，也称之为户式中央空调系统。暖通空调中的热泵装置一般都要求夏季供冷，冬季供热，这就要求系统夏季工况的蒸发器在冬季作为冷凝器，而这两个换热器的安装位置本身不能改变，要实现双供目的，必须改变系统内制冷剂的流向，能够改变制冷剂流向的重要部件是四通换向阀。通过换向阀，在制冷工况时，室内换热器是系统的蒸发器；制冷剂吸收房间内空气的热量后，被压缩机吸入压缩成高温高压的制冷剂蒸气后，经过换向阀进入室外换热器，被室外空气冷凝成液体，经毛细管节流，变成低温低压液体进入室内换热器，完成一个循环。在供热工况时，换向阀改成供热模式，室内的换热器作为系统的冷凝器，而室外换热器作为系统的蒸发器。

2.6热风供热技术。热水采暖系统运行稳定可靠，是目前大型住宅小区最常用的采暖方式。但系统设备复杂，造价高，一次性投资较大。热风采暖系统由热源、热交换器、送风机和送风管道组成。送风机强迫空气流过受到热源加热的热交换器，加热后进入住宅内进行循环流动，加热整个房间内的空气。热风采暖系统的优点是：空气加热时温度分布比较均匀，热惰性小，易于实现温度调节，且整个设备投资较低。可以定期向住宅内注入新鲜空气，利于居民身心健康。

2.7冷暖风一体化技术。如果将空调的蒸发器附加在热风加热炉内在夏季可以实现供冷，冬季完成供热，同时实现冷暖风一体化的空调理念。当然，冷暖风式空调如果使用同一风道分配系统使得人们不得不作出某些热舒适方面的牺牲。按照热舒适的观点，热风管道应布置在地板之上，而冷风管道则适合布置在天花板上，因为热空气向上流动而冷空气向下流动。系统供热循环时，送风机将冷风送入燃油或燃气以及电加热的空气加热炉中加热后直接导入空气管道，分配给不同的房间，此时位于加热炉热交换器上方的蒸发器停止工作。系统制冷工作时，在蒸发器中，低压制冷剂蒸气吸收空气的热量，蒸发成低温低压的制冷剂蒸气进入压缩机，空气将热量释放给制冷剂蒸气后成为冷空气通过空气管道，分配给不同的房间。

三、结语

总而言之，我国在供暖能耗、供暖效果、环境保护和经济效益方面与发达国家之间存在明显地差距，这种差距是我们在供暖系统设计、施工和经营管理方面以及供暖设备、配件等各个方面差距的综合表现。向技术、向管理要效益，已经成为人们的共识节能和环保是实现可持续发展的关键。应该着眼于未来，积极贯彻落实国家的节能政策，加大对供热系统节能的重视力度，并付诸实施。