夏热冬冷地区供暖探讨

安晓堂?马哲

摘 要：文中分析了夏热冬冷地区的地理分布、气候特点，对常见单元式空调器、家用中央空调、暖气片、地面辐射供暖四种技术进行了比较分析。经综合比较分析，发现低温热水地面辐射供暖系统热量分布符合人体生理需求，供热直接有效，不受环境温度影响，热源选择广泛，建议在夏热冬冷地区大力推广。

关键词：夏热冬冷;地区供暖;热舒适

夏热冬冷地区能源以天然气和电力为主，如果大面积采用集中供暖，煤炭仍然会是主要燃料，煤炭的直接燃烧造成我国大气典型的煤烟型污染，经计算，夏热冬冷地区若推广集中供暖，将增加2600万t/月的标准煤消耗，二氧化碳排放量将增加约7300万t，环境污染加重。燃煤带来的环境问题日趋严重，由此导致的污染问题将难以避免，南方不应该重走北方的老路。

1.夏热冬冷地区供暖设施分析

影响人体热舒适的主要因素有空气温度（竖直温度）、空气湿度、气流速度（吹风感）、环境平均辐射温度、人体新陈代谢率和衣服热阻，以及其他一些因素如年龄、性别、季节、人种、生理周期及生理节律（生理因素）和心理因素等。空气温度在25℃左右时，脑力劳动的工作效率最高;低于18℃或高于28℃，工作效率急剧下降。生理卫生学将12℃作为建筑热环境的下限。此外，不同人种对足部温度的热感觉也有所不同，我国传统中医认为保证足部温暖对人体健康十分有益。气候学认为，平均气温连续5 d低于10℃即算作冬季。夏热冬冷地区冬季平均气温一般低于8℃，相对湿度在70%左右。

2.夏热冬冷地区供暖技术路线

目前夏热冬冷地区绝大部分采用的是分散供暖，包括各种类型的热泵、直接电加热等，以及炭火盆、电热毯、电手炉等各种形式的局部加热方式，该地区的公共建筑中还有少量利用燃煤、燃油和燃气锅炉进行供暖。本次调研发现夏热冬冷地区住宅供暖以家用分体空调和电辐射供暖为主，供暖的特点是间歇性、局部性，同时居民有开窗习惯。在有人活动的时间和空间内提供较为完善的局部供暖设施，热泵能耗低、经济、环保、应用灵活的特点对于提高室内温度的同时避免吹风感大、噪声严重等问题是个理想的选择，同时能满足夏季制冷、冬季制热的需求。综合考虑冬季和夏季的室外温度，该地区也是空气源热泵最适合的工作区域。从这个角度来说普遍采用集中供暖是没有必要的。研究夏热冬冷地区的资源特点、发挥其不同地区优势资源的作用，充分将当地资源如太阳能、地热、生活废热、余热等与热泵技术相结合，是夏热冬冷地区供暖可以考虑的主要技术路线。利用污水源热泵、江水源热泵和海水源热泵技术来进行小区的区域集中供暖，有较好的经济效益，是一个较好的选择。此外，如果利用热泵技术进行集中供暖，在供暖系统中将散热器系统改为地板辐射供暖系统，可用中低温热泵代替高温热泵，大大降低了热泵机组的购置费用，并有效率上的提升，经济性更强。

3.夏热冬冷地区住宅供暖的能源效率

夏热冬冷地区冬季供暖，必然要考虑能源从哪里来，要增加多少能耗等问题。以上海为例，522万个家庭，如果每户保持一间房间连续供暖，用房间空调器（每天大约用电20 kW·h），3个月时间平均每户需要消耗约600 kg标准煤，全市总计约消耗300万t标准煤。如果改为像北方那样的集中供暖（效率60%），保证所有住宅房间的舒适环境，以每m2负荷为40 w计，则平均每户要消耗近1.6 t标准煤。

以供热为主的城市热电厂常用抽凝式汽轮机发电，即将部分没做完功的蒸汽从汽轮机抽出送到热用户，其余部分在汽轮机继续做功后排入凝汽器凝结成水，然后回到锅炉。为了满足供热负荷对压力、流量的需求，抽凝式机组的抽汽是可以调节的。实际上是牺牲了发电效率。一些抽凝式热电厂利用抽汽供暖，甚至使机组处于远离其设计工况的状态下运行，进一步降低了其能源效率。因为城市供热管网要保证一定的供热半径，所以热电厂输出热媒是蒸汽或高温热水，所供蒸汽的参数多为0.8～1.3 MPa，高温水水温为110～130℃。如果集中供热的末端用户是工业工艺过程，则可以充分利用这些高品位热源，实现梯级利用。“十二五”期间，国家将大力推广分布式能源热电联供技术。如果仅把热电联产当成空调冷热源，那就大材小用了。如果用于建筑供暖，在热全部用足的前提下，所有热电联产技术的总热效率也只能达到80%左右，低于天然气锅炉供热的热效率。也就是说，建筑供暖与其用投资很高的热电联产，还不如用燃气锅炉。因此，如果仅仅将分布式能源热电联产系统当成建筑物的冷热源使用，显然是降低了系统的价值。如果用热电联产发出的电驱动热泵，当发电效率为35%（内燃机发电）时，用COP=3.0的热泵可以得到105%的热效率，用COP=4.0的热泵可以得到140%的热效率。再加上热利用效率40%，便可以分别达到145%和180%的高能效，远高于燃气锅炉供热和热电联产。用该系统供暖1 m3天然气大约可得到18 kW·h的供暖热量。如果天然气价格是2.43元/m3，则每kW·h供热的燃料成本仅0.135元，低于燃气锅炉供暖和房间空调器供暖。因此，用分布式能源热电联产结合热泵的系统，是夏热冬冷地区新建城区实现集中供暖的很好的系统选择。

4.结束语

从夏热冬冷地区民众对集中供暖的意愿、集中供暖的费用、气候适应性、能源状况、环境状况等方面的分析可以看出，虽然该地区居民对于集中供暖的呼声很高，但给环境和能源带来的压力同样巨大，普遍推广集中供暖是不适宜的。夏热冬冷地区分布地域宽广，冬季供暖是必要的，但是将整个区域捆绑在一起讨论并不合理，应根据当地气候状况、生活习惯，采用适合的供暖方式。从区域能源特点以及能耗状况的角度分析，集中供暖并不是夏热冬冷地区冬季供暖的最佳选择，采用将当地资源如太阳能、地热等清洁能源以及生活废热余热等与热泵技术相结合的供热

模式。

参考文献：

[1]廖小烽，冬冷地区低能耗住宅技术路线[J]，重庆大学学报，2013

[2]殷平，南方供暖的现状和路径[J]，暖通空调，2014