*新型建筑供暖研究成果在京發布
點擊次數：2516 更新時間：2013-04-12
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，冬季采暖每年已經成為我國節能減排戰略目標順利實施的障礙之一。那么，是否有一種既能滿足城鄉居民的采暖需求，污染又非常小、耗能比較少的新型供暖方式呢？在4月11日于北京舉行的*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，專家告訴我們：一個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。
據介紹，上述新型供暖方式，是指以“空氣源熱泵+太陽能熱利用系統+低溫熱水地面輻射供暖系統”為供暖系統的供暖方式。這種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，能產生3份以上的熱能，可不低于零下20℃的工作環境中正常運行。據悉，在歐洲，空氣源熱泵也和太陽能一樣于2008年被歐盟為可再生能源設備。自2000年以后，隨著熱泵技術的成熟，在歐洲形成了將熱泵技術應用于低溫輻射式地板采暖的熱潮，至今已經銷售了幾十萬套。
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大專院校、設計科研單位、企業等11家。共同承擔了*“空氣源熱泵、太陽能與低溫熱水地暖組合建筑采暖系統的節能能效研究”科技計劃項目。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，不同組合系統技術的優化設計與示范，在多個工程項目中推廣應用。其中在北京市、秦皇島市、青島市、上海市、重慶市和長沙市等地的房屋建筑（13項工程）中進行了重點測試。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，運行費低的特點。它們*可以滿足華北等寒冷地區，（室外zui低氣溫高于﹣17℃，建筑采暖室內平均溫度保持18℃）的需求，以及華中、華東等冬冷夏熱地區冬季采暖的需求。該課題于2012年11月26日通過了*科技項目成果驗收。
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”控制等新技術之后，可使空氣源熱泵在低溫環境下啟動性能更佳。當前的運行環境氣溫可延展到-20℃，同時還可根據環境氣溫進行自動調節，使建筑的舒適性和節能性zui大化。
在這種供暖系統中的低溫熱水地面輻射供暖系統（以下簡稱水地暖系統），它與散熱器必須輸入高溫熱水的情況不同，輸送給它的熱水的溫度可低于50℃。這種末端系統如果采用預制溝槽薄型水地暖系統，輸送給它的熱水的溫度只需35℃就可以了。以往，空氣源熱泵用于建筑采暖不成功的原因之一，就是在于采暖散熱器要求熱水的溫度在60℃～80℃。在這種工作狀態下，空氣源熱泵的能效比太低，不經濟。該課題是將空氣源熱泵鎖定在*的狀態下工作，即提供50℃以下的熱水；與地暖裝置組合，從而優化組合成新的建筑采暖系統，即低溫空氣源熱泵與地暖組合式建筑采暖系統。
其間，課題組在北京市跟蹤、測試了十多個項目。例如：北京城區南四環的鴻博家園小區測試項目（該建筑為2011年竣工經適房項目，高層板樓，圍護結構按65%節能標準設計）。2011年～2012年采暖季，室外：zui低溫度-9.8℃，zui冷日平均溫度-4℃，zui冷月平均溫度-2.52℃。室內：整個冬季平均溫度保持在20℃～22℃。地板采暖供水溫度35℃。按采暖季125天，以每戶建筑面積平均82平方米計算，采暖總耗電量不超過2000度，約為33 度/平方米。空氣源熱泵能效比（COP）在3.2以上。采暖季電費15元/平方米左右。低于同期同戶型壁掛爐散熱器采暖運行費用。
北京郊區的幾個測試項目中：室外溫度zui低的一個別墅項目冬季室外平均溫度-6.2℃，zui低溫度-18.8℃，室內平均溫度保持在20℃，空氣源熱泵的COP值仍可達3以上。冬季取暖加生活熱水所用電費為19.7元/平方米，低于北京市燃氣鍋爐采暖費。在北京郊區農村新建和舊房改造項目中，采用空氣源熱泵、太陽能復合熱源作為冬季地面輻射采暖和生活熱水的熱源，取得了很好的效果。如房山區西白岱村項目測試數據如下：2011年～2012年采暖季，一月份室外平均溫度-4℃，zui低溫度-17℃，室內平均溫度保持在18℃。系統采暖和生活熱水總耗電量5367 度，制熱能效比（COP）3.16，其中太陽能集熱器面積16平方米，冬季太陽能制熱供獻率占總制熱量約30%。
凡達到50%節能設計標準的建筑，冬季采暖和生活用熱水使用空氣源熱泵+太陽能的費用為14～16元/平方米；僅使用空氣源熱泵的為18～20元/平方米。以上電費均是以用戶按2012年北京電費標準（0.49元/度）實際發生費用計算。2013年電價調整后如選用峰谷電，費用應基本相當。如選用階梯電價每平方米費用增加4～5元。
我國北方寒冷地區，冬季太陽光照資源較豐富。太陽能供熱主要用于生活熱水。因受目前技術的限制，還不能單獨依靠太陽能單獨解決采暖問題。經常采用的是太陽能+電鍋爐輔助系統。而這種系統通常還是以耗電為主。采用太陽能和空氣源復合熱源解決冬季采暖和生活熱水供應，是一個節能減排的好舉措。若在太陽能集熱器主動式采暖的同時，從建筑設計上增加房屋太陽能被動式采暖技術設施，如：加大向陽窗采光面積，安裝日落后使用的保暖窗簾（擋板），使用蓄熱材料等，可使太陽能的采暖供獻率超過40%。
目前使用這一技術的初投資會較大一些。用于采暖的低溫空氣源熱泵，國內品牌每平米的初始投資約200多元，進口品牌約近300元。但運行費用低，幾年內即可收回成本。如考慮該系統可兼顧夏季制冷的特性，相比其它供熱方式其綜合性價比的優勢更為明顯。
課題組通過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zui低的幾種供熱方式之一。目前我國相當多的中小城市、村鎮，解決采暖和生活熱水仍以燃煤為主，污染嚴重。此項技術如向國內有條件的地區推廣，將會大大減少二氧化碳排放量，為我國的“節能減排”的戰略目標做出重要貢獻。
以北京郊區農村為例，據近年京郊新農村規劃調查中統計，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。如果一個農村家庭安裝一套空氣源熱泵（太陽能）三聯供系統，既能解決3～5口之家一年的正常生活取暖和熱水需求。每年可節約燃煤3噸左右；節電230 度（或少燃2噸薪柴秸稈，相當于3.5畝林地的年生物儲蓄量）；減少二氧化碳排放量5～6噸；減少煙粉塵排放72公斤；減少二氧化硫75公斤。京郊有110萬戶需要節能改造的農村住宅，如有三分之一采用這項供熱技術，即可減排二氧化碳296萬噸，二氧化硫2775噸，煙粉塵2664噸。顯然，這將在北京市“藍天工程”中發揮重要作用，將讓北京的天更藍。
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。為了更好地規范和推廣該項建筑節能采暖技術，北京市建設工程物資協會與北京建筑設計研究院為主編單位，組織生產廠家及建設單位等，共同編制了“住宅戶式空氣源熱泵和太陽能生活熱水系統技術導則”。該導則的主要內容包括空氣源、太陽能和地暖（生活熱水）組合系統的設計、施工和應用。技術導則將提供該系統的性能參數、應用條件，系統的優化組合及選配方案
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與熱水供應方式”。有助于解決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，居民對經濟和環保需求的不斷提高，推廣清潔能源的采暖方式勢在必行。將“低溫空氣源熱泵、太陽能與地暖組合式建筑采暖系統”，作為建筑采暖新技術加以推廣，將具有非常大的現實意義。
