摘要: 本文对住宅小区采暖三种方案:集中供暖加分户热计量方案;燃气壁挂炉加散热器方案;电热膜或地热电缆采暖方案,从初投资、运行费用、性能优缺点等方面作了非常详尽的对比。
关键词: 分户热计量 壁挂炉 散热器 电热膜 地热电缆
1、工程概况:
海军xx部队x号家属区北区住宅位于辽宁省xx市海滨地段,为山丘地形。军级住宅10户,2户组构成一栋;师级住宅为一楼一底,联排式布局,其中B1户型137户,B2户型99户;团级住宅206户,为一梯两户单元式多层住宅。总建筑面积为70900m2,其中住宅建筑总面积为65400m2,公共建筑面积为5500m2。
2、方案比较
为选择本工程的最佳供热方案,我们对以下三种方案进行了比较,现简述如下:
2.1 方案一:集中供暖加分户热计量
集中供暖是一种传统的供暖方式,现有燃煤锅炉房扩容改造后为该小区提供采暖热水,通过室外热网进入户内。根据建设部要求,设分户计量装置,在每户入户前设集、分水器,分水器前设热表,计量每户所用热量。散热器上设温控阀,可分室调节室温。
集中供暖加热户热计量采暖方式的特点如下:
优点:
1) 集中供暖应用历史长,技术比较成熟,用户对此比较熟悉。
缺点:
1) 燃煤锅炉房所产生的煤灰、烟气对该小区环境污染较大,与小区所营造的宁静、高雅的气氛不协调。
2) 集中供暖室外管网每年维修量大,维修时开路挖沟,要投入一定的人力、财力,而且给小区的居民生活带来不便。
3) 本工程除多层住宅外,大多数户型为一楼一底,面积约160—200m2,供暖系统在户内的阻力损失较小,而整个外网长且复杂,外网的阻力损失较大,系统调节起来极为困难,引起水力失调,造成各户冷暖不均。为解决运行失调问题,每个热力入口处设动态流量平衡阀。
4) 师、军级连排式住宅,采暖系统入户处要设管道井,井的数量过多,既不美观又影响房间的使用。
5) 考虑到地形的复杂,且除采暖热水管外,还有电缆、生活供水、排污管等多条管线,管线综合极为困难,对采暖热水管的找坡、放气泻水不利。
2.2 方案二:燃气壁挂炉加散热器
燃气壁挂炉是近2、3年来引入国内的一种采暖方式,即每家有一台燃气壁挂炉,水在炉内被加热,而后在散热器内散热,来加热室内空气,如此不断地循环。壁挂炉内有换热器,生活用水可由采暖用热水通过换热器来加热。
燃气壁挂炉加散热器采暖方式的特点如下:
优点:
1) 调节方便,室内无人时,可调节燃气炉,使室内温度维持到值班供暖温度;
2) 便于计量、收费;采暖费转化为燃气费,减少了物业管理的工作量。
3) 供暖瞬态负荷不高于目前家用热水器负荷可省去投资,不会给燃气管网带来问题;
4) 燃气壁挂炉能提供生活热水,可节省热水器的投资;
缺点:
1) 每台燃气热水炉是一个污染源,燃烧产物CO2、NOx、CO等对环境有污染,中高层小区实测Nox浓度超过国家标准两倍。但该住宅区临海且多数住宅高度不超过9m,燃烧产物对区域空气环境的影响较其对高层住宅的影响小;
2) 鉴于有燃气供暖炉爆炸的先例,在使用时,应严格选择有较高安全保障的产品。
2.3 方案三:电热膜或地热电缆采暖
电热膜也是近2、3年进入国内的一种低温辐射采暖方式,即将电热膜敷设于房间顶棚或墙壁上,电热膜与楼板间填充绝热材料,避免向楼上传热,电热膜下可采用纸面石膏板等作吊顶。
电热膜采暖方式的特点如下:
优点:
1) 调节灵活,可根据实际需要调节室温;
2) 便于计量和收费;
3) 辐射传热比对流传热(传统散热器)节能10-20%,地热电缆辐射采暖比天花采暖更为舒适。
缺点:
1) 为不影响电热膜的散热量,要求电热膜下表面为石膏吊顶,并不能被覆盖,(也即不允许用户对吊顶进行二次装修)各家吊顶单一,无特色。如果用地热电缆,吊顶不受限制,但不能铺地毯。
2) 鉴于电热膜有失火的先例,在使用时,应严格选用有较高安全保障的产品。
以上三个方案中室内管道或电热膜均要占用约50-70mm的建筑空间。
2.4 不同采暖方式初投资、运行费比较(费用计算见附件)
采暖方式 | 燃气壁挂炉加散热器 | 电热膜 | 集中供暖加分户计量 |
初投资(元/m2) | 公共部分 | -- | 26.8 | 93.07 |
建筑内部分 | 108.67 | 132.96 | 63.84 |
合计 | 108.67 | 159.76 | 156.91 |
运行费(元/m2) | 燃气或电费 | 17.21 | 28.4(24.14) | |
折旧费 | 5.25 | 4.432 | |
合计 | 23.46 | 32.832(28.572) | 21 |
外部条件 | 燃气管网 | 电网,有可能增加1个变电站 | 锅炉房扩容改建 |
1) 括号内数值为考虑到辐射采暖较对流采暖节能15%后,计算得到的运行费。
2) 地热电缆比电热膜建筑内部分初投资低10元/m2
3、采用分户采暖应注意以下问题
1) 目前国内把热变成商品的呼声较高,供热从一种福利到采暖费全部由个人负担,需要一个过程。如果采用分户采暖,也即是全部采暖费必须由个人负担,人们从观念上还一下子难以接受。
2) 入住率会对每户的耗热量有影响。对集中供暖而言,不管室内是否有人,都会供暖,不存在户间传热温差。而对分户采暖来说,如果单元式楼房内有一户不采暖,仅靠周围采暖房间传热,该户的室温会达到12℃,也即采暖房间要负担不采暖房间的一部分负荷。
3) 新楼房的施工水分在其投入使用初期对每户的耗热量有影响,会造成燃气费或电费的增加。
4) 采用集中供暖时,入住率与施工水分对每户耗热量的影响由物业来承担。
4、结论
1) 从初投资、运行费用及施工周期和管理简便的角度看,燃气壁挂炉加散热器是最佳方案。
2) 从对小区的环境是否造成污染来说,电热膜和地热电缆对小区的环境无污染,热舒适性好,但运行费高。
3) 传统的集中供暖从初投资、施工周期和物业管理的角度看,比分户采暖均不占优势,但在采暖收费上在几年的时间内由大锅饭逐步过渡到按热量收费,住户容易接受。
附件
1 方案一:集中供暖加热户热计量
1.1 初投资
1) 户内部分:
热表:1600元/个
散热器的施工费(包括材料和人工):42元/m2
温控阀200元/个×10个=2000元
户内部分总费用为:(1600 2000)÷164.85 42=63.84元/m2
2) 公共部分:
燃煤锅炉房(含设备):345.5万元
管沟造价:197.3万元
管材造价:17.6万元
动态流量平衡阀:87.3万元
人孔造价:12.16万元
公共部分总费用为:
345.5 197.3 17.6 87.3 12.16=659.86万元
659.86÷164.85=93.07元/m2
1.2 运行费:
甲方提供的数据为21元/m2,其中13元/m2由用户负担。
2 方案二:燃气壁挂炉加散热器
2.1 初投资:
1) 一台壁挂炉价格为:6000元/台
2) 散热器施工费(包括材料、人工):42元/m2
3) 天然气初装费:2000元/户
4) 温控阀:200元/个,每户10组散热器,设10个温控阀,
共200×10=2000元 (温控阀寿命10年)
总计:(6000 2000 2000)÷164.85 42=108.67元/m2(不含省去的热水器费用部分)
2.2 运行费:
燃气壁挂炉的热效率:87.7%;
每输出1kW热量时水泵的耗电量:7.3W/kW;
壁挂炉寿命按10年计;
一个采暖季总耗热量为:21.1×143×24÷1000=72.07kWh/m2
天然气耗量:72.07×3600÷(0.877×36533)=8.10m3
水泵等耗电量:72.07×7.3÷1000=0.526kWh/m2
天然气费:2.1×8.10=17.01元/m2
电费:0.526×0.394=0.2元/m2
燃气壁挂炉及温控阀寿命均10年,散热器寿命30年,折旧到每年的费用:(6000 2000)÷(10×164.85) 42÷30=5.25元/m2
运行费总计=天然气费 电费 折旧费=17.01 0.2 5.25=23.46元/m2
3 方案三:电热膜采暖
3.1 初投资(因资料缺乏,我们从北京市现有的资料推算)
1) 电热膜施工费:
北京市电热膜的施工价为:120元/m2,其中70元/m2为电热膜的费用,50元/m2为辅料与人工的费用,根据北京与葫芦岛市气象条件的差异,70×[18-(-14)]÷[18-(-9)]=82.96元/m2
葫芦岛市电热膜的施工价为:82.96 50=132.96元/m2
2) 电网增容
使用电热膜,用电增加一般为10~30W/m2,在本工程中取20W/m2,
小区电热膜用电量:70900×20÷1000=1418kW
在原有基础上,小区需增加2台1000kVA变压器(20万/台),10台高压柜(7万/台)和16台低压柜(5万/台),总计:190万元(不含电缆费用和土建投资)。
每平方米电网增容费为:190÷7.09=26.8元/m2
3.2 运行费:
电—热转换效率100%;
一个采暖季总耗热量为72.07kwh/m2;
即耗电量为72.07kwh/m2;
电费:72.07×0.394=28.4元/m2;
电热膜寿命按30年计,每年的折旧费为:
132.96÷30=4.432元/m2;
运行费总计:电费 折旧费=28.4 4.432=32.832元/m2
4、基本数据:
1.计算用采暖期天数:Z=143天
2.室外平均温度:te=-4.2℃
3.耗热量指标qH=21w/m2
4.耗煤量指标qc=14.5kg/m2
5.冬季采暖室外计算温度:-14℃
6.冬季采暖室内计算温度:18℃
7.燃气费2.1元/Nm3
8.电费0.394元/kWh
9.天然气热值36533kJ/Nm3(低位发热量)
10.一个采暖季总耗热量为:21.1×143×24÷1000=72.07kWh/m2
5、参考规范、文献
1)民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)JGJ26-95
2)工业锅炉房实用设计手册,机械工业出版社。
3)实用供热空调设计手册,陆耀庆主编。
4)住宅供暖方式的发展动态,《暖通空调》,张锡虎。