电供暖与舒适家居节能建筑智慧城市

胡必俊陈万仁梁年良

（1.电供暖专业委员会名誉会长；2.电供暖专业委员会副会长；3.河南瑞邦环境科技有限公司总经理）

电供暖与舒适家居节能建筑智慧城市

1胡必俊2陈万仁3梁年良

（1.电供暖专业委员会名誉会长；2.电供暖专业委员会副会长；3.河南瑞邦环境科技有限公司总经理）

1 前 言

通过改革开放，我国经济持续高速发展30余年，由一个相对孱弱的国家跃升为世界第二大经济体，人民生活水平显著提升，大众消费观念发生巨大改变。而我国与供冷供暖相关的设计规范、建立在国家层面的设计理念和建筑物冷暖供应理念仍停留在满足温饱和粗犷服务的时代，严重脱离城市发展到相应阶段后的技术及理念需求，严重滞后于经济的发展和人民需求的提高，无法满足人民生活水平提高的需求和城市快速发展的需求。如：我国的南方大部区域冬季阴冷潮湿、居民难以忍受，南方经济发展较好，可建筑供暖及供冷是一个不被考虑或重视的问题；我国的建筑体已经强制进入节能设计与建设阶段，可建筑供暖的设计理念和设计规范仍然沿用非节能建筑的粗放标准和方法，严重滞后；城市建设的理念已经向智慧城市发展，而建筑供暖的方法仍然采用无法精确推送和精确控制，且输送过程能耗占比总能耗大于40%以上的局域水循环方式或超距离（热电联产）输送水的循环方式。

在工业科技快速发展的今天，基于电力直接供应为基础的电采暖技术与空气源热泵冷剂直供建筑辐射供冷供暖等技术，完全可以为节能建筑和智慧城市提供更为节能、环保、智慧、舒适的系统，彻底改变我国建筑行业的冷暖供应现状。

2 供暖领域传统技术及设计理念严重滞后于社会的发展需求

2.1 传统供暖供冷方式不适合新型节能建筑

对于节能建筑，由于本身能耗较低，此时如果输送能耗达降低到20 W/m2，甚至15 W/m2左右，这样的供暖系统已经没有任何意义。事实上，我们的节能建筑采用水循环供能的方式解决冷暖问题，大量的能耗消耗在输送工程。并且这种方式只能解决供暖问题，供冷需要建立新的系统。

2.2 传统供暖供冷方式与智慧城市的立意格格不入

智慧城市是以智能硬件+互联网+大数据+物联网等为支撑建立的以数据统计为基础、以自身需求为动力、以实时动态调整为手段、以多方自动满足、相互支持相互协调互相支撑为目的平台，以水为输送介质、以粗放的管道作为连接方式、以手动阀门作为调节工具、以人力开挖作为维护手段的水循环的供暖供冷方式是无法与智慧城市得要求相适应的。更重要的是智慧城市必须是节能环保安全的，传统的水循环系统供暖供冷模式实现不了。只有以精确控制和精确推送为核心基础的电直接驱动的供暖供冷系统才能满足上述要求。

2.3 传统供暖供冷方式与人民生活水平的提高不相适应

舒适家居是时代发展的必然趋势，进入小康社会的中国必将告别单一供暖的传统方式，向冷暖双供，具备冷、暖、除湿、控制（无）风速、控制（无或低）噪音、置换入新风、室内系统循环除菌、同时供热水的恒温恒湿恒氧的会呼吸智能化免费供热水（热回收做热水）等8项指标同时供应的智慧型微平衡热力服务系统转化。在技术和造价层面，传统的水暖系统所无法满足，或者即使能够满足也要花费数倍的造价。而以电直接驱动的供热系统或者空气源热泵冷剂直供辐射供暖供冷的微平衡热力服务系统，能够完全满足舒适家居的多项指标的需求，建设成本、材料消耗、运行费用远远低于传统热水循环系统。

2.4 传统供暖供冷方式造成资源巨大浪费

传统的以水循环为主体的通过流体管道输送能量的方式，输送的能量只是水体的温差变化携带的能量，输送工程建设费用高、工程量浩大、输送过程耗能大、单次循环输送的能量级别及绝对值极低，与电力电网输送的能量、化石能源运输输送的能量、相变释放的能量是无法比拟的。为输送这部分能量，初期要建立庞大的管网系统，中后期要进行管理维护，寿命周期20年甚至不到20年又要重复建设维护，对城市的道路资源造成侵占，庞大的水系统需要充注大量的水，对循环水必须进行处理，处理工程又会造成二次污染，循环系统还需要不断补充水。系统水体运行一定时期需要更换，更换一次对水的浪费十分巨大。从科学角度而言，采用特高压和高压及梯级变压的电力能源供给方式是最节能的，比直接运输化石能源都要节能很多，同时过程损耗最低。电直接驱动采暖供冷取用的是损耗小、容易传递的电能、无需建设额外的传输系统，是一种适合城市发展、节约城市资源的冷暖供应模式。

2.5 我国建筑冷暖供应状况与先进国家的差距

我国拥有约500亿平米的已建成建筑，能够做到供暖的不足95亿平米。我国的冷暖供应方式还基本停留在粗狂型的单暖+分体空调的模式。国外的公共建筑、有条件的新建住宅、旧房装修改造后基本采用恒温恒湿恒氧微单元体系进行空气调节。由简单的冷暖型向会呼吸的智慧型房屋迈进，在室内外换气技术的工程实践一般采用全热或显热回收换气技术。我国的冷暖供应系统不仅能耗高，而且技术含量低、舒适程度低、自动控制能力不足。我国要实现建筑节能，不但要大力推广建筑体的节能改造，更要有与节能建筑相适应的冷暖供应体系，大力发展便于电直接驱动的能够自动控制能耗的分布式能源的产品及技术，只有这样才能逐步缩短与先进国家之间的差距。

3 电直接驱动冷暖供应系统是舒适家居节能建筑智慧城市的必选

3.1 电采暖专委会的成立推动电采暖事业的发展

为了顺应时代发展，将电暖行业组织起来，规范行为，互相促进，进行长远规划、加大投入力度，促进科技创新、模式创新、服务创新、战略创新、引领电直接驱动冷暖产业的健康发展，2015年5月24日，中国建筑材料流通协会电供暖专业委员会在北京人民大会堂正式成立。协会日常工作由秘书处具体执行，全心全意为企业服务，为广大用户服务，广泛征集各方面意见与诉求，大力推进工作。专委会以推动产业健康快速发展为己任，为企业和行业服务，为蓝天、为白云、为电供暖行业的发展努力奋斗。专委会成立以来，在推动电采暖事业的发展方面开展了一系列工作，如组织编写产业发展报告、组织编写电供暖产业新产品新技术国家标准、寻找战略合作伙伴建立战略产业联盟、扩大电供暖产业发展的外延、协助标准审查修订等。

3.2 电直接驱动冷暖系统的优势

低碳环保：电是清洁能源，可大大改善直接使用区域的空气质量，避免雾霾天气。

投资很少：没有锅炉和管网系统，投资为集中供暖的30%以下。

运行费低、使用方便：运行效率高或能效比高，加之系统可以实现远程或终端自控，用户行为节能效果显著，能够满足老幼病人的特殊需要，并且运行电费比当地集中供暖节省30%～80%。

占用空间少：无需热交换站、无需建小区内管网、无需设立建筑物内的管道井，节省锻炼空间。

适用范围广：北方、南方都能方便使用，容易满足广大居民对居室环境质量的要求。

维护简单：事故维修率几乎为零。

政府可摆脱热改的难题：真正实现供热商品化，政府不再为热改发愁。

有利电网平衡：系统具有蓄能特性，冬季供暖可缓解夏季空调用电高峰，夜间供暖可缓解白天生产用电高峰，合理调控都有利于减少峰谷之间电需求的巨大差额，让电网更加安全高效运行。

适应社会发展：智能控制，适应智慧城市发展方向，提高人民生活品质。发达国家多以电暖为主，我国火车，汽车都向电气化发展，电供暖是发展大趋势。

一机多用：一套系统可以满足冷、热、新风、室内空气循环灭菌、生活热水供应等多种需求，减少设备投入及设备制造环节的巨大能耗。

3.3 清洁电力资源的大力发展和电力能源输运科技的进步为电暖时代的到来奠定坚实的基础

我国目前由于对老旧耗能产业进行改造，出现了大面积长时间的电力供应过剩。但是随着产业升级、国际经济形势复苏，电力供应会逐渐趋于平衡，我国电力畸形紧张的时期将会一去不复返。提倡使用清洁的电能满足生产和生活将会是一个稳定的政策导向和战略规划。这种政策导向将会促进电采暖行业的大力发展。

风能、太阳能、潮汐能、生物质能、高品位地热能等以多种清洁能为动力的发电方式已经经过数十年的研究和实践，事实证明都是可行的。然而上述技术还没有获得突破性进展到达主流能源的层级，成为能源供应的核心力量，我们还将进行深入的研究，力求实现新的突破。目前在清洁能源中，水力发电和核能发电两种技术体系已经初步成熟和完善，在生产生活各个方面满足了人们的大量能源需求。

核电技术我们国家完全拥有自主知识产权，中广核的水冷系统、清华大学的高温气冷系统都已产业化，核电技术的容量因子远大于其它发电系统，运行稳定可靠，统计表明在所有发电方式中，每千瓦时核能造成的各种伤害最小，远远小于水电、火电等，是相对安全的能源生产方式。目前人们谈核色变，这是片面宣传造成的恐惧症。其实，我们国家的国土上就不止一次的发生过核爆，如每一次的核试验，初期的都是地面试验，其爆炸影响距离一般在20 Km左右，在60 Km之外是爆炸影响的绝对安全距离。我们国家的部分区域人口密度每平方千米0.13人，方圆60 Km的范围内 3.14*120千米*120千米/4=11304（平方千米），人口容量为1469.5人，如果在这些内陆的区域中心建设核能源基地，技术路线采用高温气冷核反应堆核电站，把人口搬迁至安全地带，其费用与三峡比是极低的，在一个核能源基地内集中建设二十套1000MW标准的核发电站，采用特高压输送电力至用电区域，每个中心的发电能力将远远大于三峡电站，投资将小于三峡电站，安全性将大于三峡电站。

智慧城市、节能建筑、舒适家居需要清结能源，更需要清洁能源在生产阶段把安全可靠、可控节能环保的理念传播给人类。因此，核电站不宜分布式建设在内陆人口密集区域设置。

未来的能源结构必将以清洁能源为主体。清结能源的大力发展必将极大地推动电直接驱动冷暖产业和行业的发展，为电采暖行业长期稳定的发展奠定了坚实的基础。

3.4 科技创新模式创新服务创新战略创新为电采暖事业发展确立了其正确的发展途径

电供暖专业委员会将会不遗余力的推动电直接驱动冷暖产业的发展，为做好这种发展，专委会除日常服务外重点做好四项工作：以科技创新带动电供暖产业技术升级，促进电供暖产业的技术进步；以模式创新带动电供暖产业规模升级，促进电供暖产业做大做强；以服务创新带动电供暖产业与业主、与建设方的合作关系全面升级，由单一的产品买卖升级为全面合作服务关系，提升行业服务品质、拓展电供暖产业的产业链，为电供暖产业的持续发展打下坚实的基础；以战略创新带动行业发展，与政府、与行业内的产业巨头、与金融巨贾、与银行等进行战略合作，由简单的产品服务提升到为投资、建设、一个城市或一个区域（省、市或县）冷暖整体解决方案、后续持续服务等提供支撑的战略合作联盟和冷暖服务产业联盟，全面推动电供暖产业的发展，加快还蓝天白云绿水青山于中华大地的实施步伐。

3.5 以电直接驱动为基础建立会呼吸的8项指标同时满足的智能建筑是电供暖事业发展的主要方向之一

我国人民的生活水平不断提高，而传统的技术体系还停留在过去的年代。一个舒适建筑，已经不仅仅是对“冷”“暖”两项指标的需求，而是对“冷”“暖”“湿度”“风速可控”“噪音可控”“新风（恒氧）”“除菌消毒”“热回收供热水”等8项指标的一个更高的综合需求。采用传统技术需要多个系统建设，浪费资源。而目前以电直接驱动空气源热泵冷剂直供辐射冷暖系统的研发成功，解决了人们对于现代舒适建筑中关于上述8项指标的需求。

空气源热泵冷剂直供建筑辐射供冷供暖系统具备简洁、安全、节能、舒适、环保、智能等多功能人性化的特点，系统简单，操作方便，安装费用低，运行成本比现有传统的冷暖系统节能50%-80%。因采用无风供暖，暖从脚下起，符合人体生理需求。进入室内的空气经过过滤消毒增湿增温（冬季）降温除湿（夏季），最大限度的满足人们对舒适的需求，创造温暖、舒适、洁净的室内空间，更利于老人、孕妇和孩子的生存和健康。无风冷暖产品不仅能有效解决热电联产无法覆盖区域的供暖问题，更能满足城市多种层次供暖、供冷、供新风的需求，是目前室内人工微环境的最高境界。电采暖创新产业发展联盟具备强大的产品供应能力，已在郑州高新区及新乡平原新区建设完成大型的产业基地，可以满足每年6000万平米工程量的需求。空气源热泵冷剂直供建筑辐射供冷供暖系统的推广将为我国的节能环保事业做出巨大的贡献。

3.6 快速发展的电采暖新产品与新技术

近年来，电采暖行业的新产品与新技术发展快速，空气源热泵冷剂直供建筑辐射供冷供暖技术是个很好的发明创造，解决了冷暖双供和打造会呼吸的房间的技术及产品难题。在单暖领域，记忆发热薄膜、发热地板模块、发热瓷砖、碳晶发热模块、电热膜、碳纤维发热热缆、蓄能式电暖气等一系列新产品新技术不断涌现，在安全性、可靠性、造价、衰减系数等方面与传统的产品和技术都有大幅提升，为电供暖产业的发展提供了产品和技术保障。

3.7 复合式供暖体系是严寒地区建筑节能的必由之路

在我国北方采暖周期长大180天左右，在这些区域建筑采暖能量消耗较大，更需要新的技术和理念改变单一的采暖方法，以求节省巨大的运行费用，其解决的出路是：空气源热泵冷剂直供辐射供暖系统+电热膜（电热缆）的复合系统。因为，在180天的供暖周期内，至少有130天以上是适合空气源热泵运行的，这个时间比华北和华中区域的总体供暖时间还要长，采用空气源热泵冷剂直供辐射供暖技术，在130天的范围内会比电直接发热采暖节省80%以上的直接能量消耗，并且能为我国节省上亿吨的煤炭消耗，减少碳排放数亿吨。

3.8 以电能驱动的后硬件时代的电供暖供冷系统是智慧城市的真正内涵

智慧城市是未来城市发展的必由之路，建筑是城市的主要构成条件，这个城市建筑本身的节能与智控水平决定了这个城市的智慧水平，只有电直接驱动的系统才能在简单可靠的前提下做到智慧可控，目前的可记忆性发热薄膜、空气源热泵冷剂直供建筑冷暖系统的硬件、发热瓷砖、碳纤维发热电缆等已经全面进入后硬件时代，硬件本身是智能的智慧的，能和城市的智慧体系、指挥体系时时兼容的，只有智慧的建筑构成的城市才是真正的智慧城市，她是智慧城市的真正内涵。

4 电直接驱动供冷供暖与国家政策支持

4.1 国家产业政策大力支持电直接驱动供冷供暖的发展

电供暖行业在我国已经发展数十年，由于国家在过去的快速发展阶段，电力供应一直不足，产业规划的不提倡和国家标准的限制，推广步伐缓慢，虽然广为人知但举步维艰，靠民间的自发推广和采用得以发展，使用者尝到了这种先进形式带来的方便和实惠；然而有的国家标准和行业标准严重滞后且存在许多限制条款，这些条款亟需修改，国家及各级地方政府的管理层面已经认识到这种问题的亟待解决，国家相继出台了一系列有利电暖发展的政策措施，这些政策和措施将会快速推动电直接驱动供暖供冷产业的快速发展。例如《关于印发大气污染防治行动计划的通知》（国发〔2013〕37号）；《中华人民共和国大气污染防治法（征求意见稿）》；《关于完善居民阶梯电价制度的通知》（发改委〔2013〕2523号）；《关于印发能源行业加强大气污染防治工作方案的通知（发改能源〔2014〕506号）》；等等。

4.2 电直接驱动供冷供暖的机遇已到必将快速发展

研究表明，在我国北京电能占终端能源消费每提高1个百分点，北京的单位GDP能耗可下降4%。截至目前，在全国按规定必须实施供暖的省市已有90%以上出了鼓励支持电暖的优惠政策，如对居民电暖实行普通民用电价、峰谷分时电价，北京、延吉等城市实行更为特殊优惠的电价等。此外还有些省、市对居民电暖给予不同形式的补贴。电价优惠政策的落实为电暖的大面积应用开辟了广阔的市场空间。当前正处于发展电供暖最有利的环境政策期，这也就为电供暖产业快速发展提供了难得的历史机遇，是一个名符其实的朝阳产业，新兴产业、绿色产业，电供暖形势大好。

5 结 论

舒适家居、节能建筑、智慧城市的建设需要电直接驱动冷暖技术的发展与支持；清洁能源的快速发展和我国产业结构的升级释放的电力供应能力支持电直接驱动冷暖技术的持续发展；电直接驱动冷暖技术的科技进步为电供暖行业的发展提供了技术保障；电供暖专委会的成立与务实的工作必将推动电供暖产业的快速发展；电直接驱动冷暖产业的发展将会推动我国节能环保事业的发展，为还蓝天白云作出贡献。我国应该大力发展电直接驱动冷暖产业的持续发展。