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电热膜低温辐射采暖大规模推广的前景分析
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能源、环境、发展是当今世界三大主题。先进国家推广电热膜低温辐射系统(简称:电暖),沈阳已大范围规划建设。电暖为宇航专利技术的高科技系统,可在室内天棚、墙壁、地面等处任意选位,与建筑物构造结合安装,与常规的散热器供暖(下称:常暖)比较,电暖更高效节能,安全可靠、便利、舒适和卫生,其经济、环境、社会效益可观,条件成熟,大规模推广前景广阔。
 
2.大规模推广电暖的条件成熟
 
2.1电暖高效节能
 
   (1)有种说法:我国6MW以上发电平均效率为30%,电暖实际效率低于常暖。但电暖电源几乎全部为效率40%的大电网,如沈阳位于东北大电网负荷中心,为受端网络,2000年用电负荷1984MW、用电量100.4亿kWh中,效率低的25MW以下发电装机、供电量合计仅分别占0.048%和0.043%。伴随我国大力淘汰低效率的小火电,加快发展大容量、高参数的300-600MW 主力机组和建设示范的l000MW机组,引进开发先进发电技术,我国发电平均效率在迅速提高,电暖推广适逢其时。并且电暖与常暖热效果相同时室温可低2-3℃,可节能20%-30%(按平均25%计),无热源、热网热损失,又节能10%。沈阳常暖单位平均电费3.78元/m2(占城市平均热费20.43元/m218.5%),折合3.08W/m2,但不产生电暖的直接热效果,殊为可惜;据《分户热表计量室内采暖系统设计暂行技术规定(沈阳地区)》:新建节能型商品住宅耗热量指标(常暖)不超21.2W/m2,则上述耗电3.08W/m2,相当于电暖节能14.5%。综上所述,电暖目前实际效率为:89.5%-99.5%(40%-50%+25%+10%+14.5%),远高于常暖。如考虑到电暖电源相当部分来自当地高效率和大力发展的热电厂(沈阳为500MW,效率87%,规划2010年扩建到1200MW),则电暖实际效率比常暖更高。
 
  (2)常暖系统以对流热为主间接作用于人体,因首先加热室内空气,存在间接作用的热效率损失。而且常暖传统将散热器沿外墙设置在窗下,虽然有利于短捷加热因保温和气密性能比外墙较差的外窗所导致的下降冷空气,形成上升热气流,维持外窗合理温度,防止其过冷辐射和冷空气直接作用于人体的不利影响;但散热器后的外墙往往被过度加热,相应增加其热损失。而且室内热空气上浮,形成常暖房间上热下冷,顶棚下存在热空气停滞层,其有益热效果差而往往导致楼板传导热损失大。电暖则无上述热损失,其辐射热直接作用于人体,同时可形成较均匀的室温梯度,并调节便利和设置自由,尤其沈阳等小康城市,普遍存在冬季使用少的辅助房间(厨、卫、廊、门厅、储藏室等)和北卧室、客厅、书房等,可充分利用电暖即热性选择时空最佳布置,双职工型则主房间在上班等外出时也基本无人,节能更多。由于人体辐射散热量与体温和室温差的4次方成正比,尤其沈阳规定常暖室温不低于16℃,与先进国家22℃差距大,故人体辐射散热量明显高于先进国家。电暖为峰值波长9.5μm远红外线辐射采暖,减少人体辐射散热量的节能效果显著。同时取消常暖散热器罩所导致的热损失,常暖暗管内水冷却系数h2为1.04-1.06,散热器装置特性系数几为1.4,则总系数为1.46-1.48;设计采暖热量须相应增加,则其热源、热网、热用户的无效热损失也水涨船高。
 
  (3)电暖寿命同建筑物,无须建设常暖锅炉、室内外热网、散热器与维护、更新(沈阳现折旧按10年计算,则相当于在建筑物使用期建设5次),节省上述大量耗能高的金属设施(其中仅散热器折合TM-6W型即年达约3亿片)及运输和安装、调试与维护量,还节省大量建设常暖锅炉房、换热站、加压泵站与管网设施保温层、保护层、室内部分包装美观层的能源。电暖还消除了常暖燃煤堆放损失和千里迢迢巨量运煤及外运煤渣,又不用水作热媒,节省水处理费和杜绝常暖热水跑、冒、滴、漏与擅自加装散热器(尤其是在单位耗热量最大的阳台)、偷水盗热等。此外,如双休日和节假日与班前、后,公建等电暖除个别房间外,一般仅按5℃采暖,远比常暖节能经济。并且据建筑物冬季供暖的工作负荷曲线图分析,每个可互相比较的完整工作负荷曲线图中,其最大峰值曲线区间几乎总是发生在晚22.00至次日早7.00,即每日室外温度最低时段。这一区间又恰恰是城市供电的低谷段,电暖可充分利用。
 
2.2电暖节费
 
  (1)我国2000年总装机和总发电量分别高达3.14亿kW和1.3万亿kWh,均跃居世界第2位,已形成“买方市场”并出台鼓励大额用电的优惠政策。如沈阳每户用电容量规划标准按户型分别提高到6-lOkW,月用电量超150kWh(含其它用电量)后的电费则优惠11%。同时国家总投资分别为2000余亿元的“西电东送”工程33000MW、三峡工程1820OMW,都在按计划建设。而且电暖可充分利用我国极为丰富的低谷电资源。我国城市相继实行较合理的三段分时电价,峰谷电价大约在(2.08-5.83):1之间。
 
  (2)降低和免收电贴费。原标准按用户等级,为150-550元/kVA,并必须预付,是投资和运行费增加(不论用电量,仅据电力增容量和用户等级按月缴基本电费)的重要原因,并与我国现行电话初装费和电话月租费一样不合理。故国家决定自2001年6月10起将现行架空线电贴降低一半,地下电缆电贴不超架空线1.5倍。国家批准的电网建设与改造工程完成后,将停止征收,目前在城乡电网改造过程中新增用电容量则免收。
 
  (3)便于节能建筑(下称:节建)大规模推行,如沈阳规划每年增加500万m2(其中新、改建节建面积分别达300万m2和200万m2)。沈阳新建节能商品住宅的电暖单位投资约69元/m2,仅为常暖106元/m2的65%。新建节能型商品住宅耗热量指标,电暖比常暖可节能25%-35%,为13.8-15.9W/时;电费按平段计为16.95-18.35元/m2;考虑到充分利用谷电和房屋热惰性蓄热节能,则为12.94-14.01元/m2。与沈阳采暖补贴平均标准20.43元/m2比较分别节费2.08-3,48元/m2,6.42-7.49元/m2、且不缴纳标准2元/m2的“城市供暖保障金”,故实际分别节费4.08-5.48元/m2,8.42-9.49元/m2、相当可观。
 
3.推广效益与注意事项
 
3.1推广效益
 
  (1)电暖可消除常暖产生的大量烟尘、废气、污水、噪音和锅炉房及大烟囱与煤、渣堆放及运输,节省大量治理污染费用;并使采用电暖地区的房地产增值,例如,原锅炉房用地可增建商品楼。如沈阳规划集中供热面积将由1998年0.45亿时达到2010年1.6亿时,其中电暖面积仅与节建规划(按平均500万m2/年计)同步即达0.6亿m2,其效益显著:可取代2t/h分散锅炉1.2万台,年节燃煤480万t,少排煤烟430.8亿m3(其中少排放SO2,为8.6万t)和灰渣161.2万t,少运煤、渣161余万辆次(按4t车计),节地91.6万m2(可建商品住宅146.4万m2,时价34.4亿元)。电暖还可取消常暖散热器与管件(包括分户供暖计量收费等设施)及其包装美化,节省费用可观,增加房间有效使用面积和有利于室内装修;不敷设室外热力管线,节省大量紧张的管位资源,有利室外管线综合规划、地下管线管理、管线规划定线、管线保护等费用。电暖无运行人工与管理费负担,省人省费;电费取决于耗电量,由用户自愿选择并负担,无运行亏损时段。沈阳常暖则在不低于负荷60.04%运行时盈利,其多年平均小时仅1546h,在采暖期共3624h中仅占42.66%,低负荷亏损运行占57.34%,尤其是对特殊用户提前和延后各10日的超低负荷采暖时亏损更大,靠财政补贴。
 
  (2)有利于城市供热,促进全面商品化和市场化,可根本杜绝沿袭50年的国家、单位、社会包烧旧体制和常暖热费收缴率低和热费拖欠额巨大的老大难问题。如沈阳1999-2000年度分别仅为64.61%和高达17.34亿元,严重影响供暖。伴随我国人均住房面积逐年增长,热费补贴总额也逐年增加,1997年仅北京、哈尔滨、长春、沈阳等10个城市,每年国家用于采暖的财政补贴和银行贴息贷款高达58.46亿元,且基本成为呆账。电暖杜绝“搭车”采暖。同时使我国大量高级建筑群所带来的大跨度、大坡度、落地式大玻璃窗等产生的常暖难题迎刃而解,堪称供暖规划战略和设计技术的巨大变革,推广应用价值极大。仅以沈阳城建史引资之最的“新世界花园”为例,其规划建设总投资高达100余亿元,总建筑面积380万m2,推行电暖大有可为。
 
  (3)可加速扭转经济结构调整所产生的城市供/用电不平衡现象。如沈阳规划到2005年、2010年供电量分别达139.5亿kWh,230.4亿kWh,2001年用电量仅115.2亿kWh,亟需拓展市场,否则不仅超前建成的电力设施闲置,且投人巨资规划建设向沈阳供电的康平与铁岭电厂(规模均为2400MW)也将受到强烈冲击,适当超前的电力发展规划则将落空!电暖正是拓展空间很大很稳定的广阔市场。在全国688个城市中已有286个城市实现集中供热面积超8亿m2,平均普及率12.2%,远低于我国三北地区的29.1%,更低于先进国家的80%以上,无需提高。
 
  电供热是集中供热高级形式,电暖又是电供热高级形式,无须建设蓄能转换装置即可应用低谷电,显然其应用价值和贡献率更高。沈阳能源自给率约10%,并伴随消费量不断增长而不断降低,与其千里迢迢从黑龙江、内蒙古、陕西和山西等地耗费巨资运煤,造成可观损耗与环境污染,并在城市中成为巨大污染源和加剧交通与用地紧张等,远不如干脆直接引进电力的效益为佳。据国家规划,城市能源将向电力为主过渡。电暖符合国家能源战略,必将有力促进电力事业发展。
 
  (4)我国累年日平均温度在5-8℃的川、浙、闽、赣、鄂、湘、桂、贵、云等省和自治区的大量城市,仍未制定供暖政策。但人体产生曲折点的室温为9.6-11.4℃,15℃时有明显冷感,12℃时主观感受寒冷和客观显示血流体状况明显异常,10℃时更甚,7℃时不但手指功能严重异常并有导致冷损伤危险。故室温在10-12℃时应供暖,提高室温不低于16℃,比其累年日平均温度约高8-11℃。但其冬季累年日平均温度低于5-8℃,如成都、杭州、永安、南昌、武汉、长沙、桂林、贵阳、昆明分别为2℃,-1℃,3℃、-1℃、-2℃、-1℃,2℃、-1℃、3℃;其现状建筑多以夏季通风换气为主,冬季显出窗墙保温能力差和换气量大而造成其热耗大,导致室内的热环境质量低下。亦即其现状建筑如不设置采暖设施,仅靠围护结构本身保温和人体、炊事、家电设备等散热不能保证室温为10℃。如全面彻底改造现状建筑围护结构,保温性能则明显超越目前居民的承受能力和国力,并与其建筑以夏季通风换气为主来抗御漫长的炎热季节的主要功能相矛盾,且不现实。可取对策是房间换气次数降至节能标准要求的0.5次/h和改善窗户保温(在单层窗贴透明薄膜或设棉质窗帘等)可维持室温为10℃后,设置优点突出的电暖则效益最佳。伴随我国经济发展和人民生活水平提高,冬季室温不会长期普遍低于16℃,而逐步达到约22℃,采暖期天数也相应增加。而且电暖对阴冷或潮湿气候的祛湿、防潮、防霉、防腐、防水等效果显著,年利用小时相应增加,电暖将开拓巨大的供电市场。这完全符合世界生产与消费的相互作用原理和我国鼓励消费以提高人民生活舒适水平的国策。电暖能够促进远离城市的大型高效坑口火电厂、水电、核电的发展,有利于尽快改变我国电力构成的不合理状况并节省大量治理煤烟污染的费用。社会效益巨大。
 
3.2推广注意事项
 
   (1)应由规划部门统一协调电暖与电网和大规模推行节建等规划建设(含更新改造),同步成片进行,取得规模经济效益和优惠政策(如电暖新建、改建的电力线与配套用电设施和确保可靠性的双回路电源进户等均由电业局投资),不宜放任自建。如沈阳推广应用重点是:①新建节能型商品住宅、联体别墅和独立式别墅等中、高级住宅区;②已到更新年限的常暖区;③小于或等于0.7MW和明令淘汰的燃煤锅炉供暖区;④禁止采用燃煤锅炉供暖区,如辉山风景区、高级建筑区等;⑤节能小区等。
 
  (2)峰谷电价比宜逐步加大、热费补贴宜与通货膨胀同步增长,并注意节建不可按其热负荷的减少而核减补贴。其调整宜与城市供热体制和收费方式的大力改革等敏感性操作同步,不能随意进行。每次操作前都必须召开各有关部门和专家与公众参与的听证会,并经充分论证后,由政府审批通过。原则上电暖获利不宜低于所在城市行业的年均利润率,成为其良性循环发展和大规模规划应用的重要因素。建议热费暗补改明补则有利于节能、节费,否则用热越多则所获暗补越多,并加重了社会不平等和两极分化。明补全部按社会化方式发给用户后,用户像交水、电、燃气费一样的方式,节余归己。由于受直接经济利益的驱动以及可持续发展意识的日益加强,拥护电暖的用户必将日趋增多。热费宜像退休金一样,全面纳人社会保障体系,可根本避免目前因体制改革所产生的单位或个人无力交费现象。

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