我國用于采暖的能源占能源相當大的比重,筆者就我國采暖業的節能減排工作提出以下觀點,供全社會及專家討論、研究、參考。
筆者以為,采暖業節能減排的關鍵在于三個方面:技術、體制和理念。
技術必須領先科技,且簡單可行。
采暖業現行技術太落后。集中供熱:燒煤燒水+管路的跑冒滴漏=慢熱(3天)+低效率+高污染;單一取暖產品:電熱絲+導熱油+光=局部高熱+高能耗。
體制又包含兩個方面:立法和運行機制。
立法,我們已經做了,但監督和執行難度大,任重而道遠。
機制,必須按市場經濟規律辦事,不能吃大鍋飯。把使用和個人的經濟利益掛鉤起來,這是所有節約措施中最有效的辦法。
理念,要倡導一種全新的理念—精確采暖(精確制熱)。
第一、精確制熱,必須是定時制熱。目前北方的集中供熱沒有做到這一點,整個采暖季節每天24小時全開。采暖主要是讓人體舒適,應該是人到哪熱到哪。白天離開家,應該把家里暖氣關掉;下班離開單位,應該把單位暖氣關掉。如果能做到這一點,就可以省下50%左右的能源。
第二、精確制熱,必須是定點制熱。采暖主要是讓人體舒適,那么加熱人體或人體周圍的一立方米的局部空間即可。一個10平方米的房間需要1.2千瓦的電功率,但加熱一個人體或人體周圍的一立方米的局部空間,只需要0.12千瓦。局部采暖只需整個空間采暖10%左右的能源。
如果能做到以上兩點,從理論上講我們在采暖上可以節省95%的能源。這可不是一個小數字,它將是革命性的,每年可以節省十幾座三峽電廠(三峽水庫年均發電量847億KW.H)。
我們要大力倡導精確采暖這一理念,人在床上睡覺,只要床熱或者周遍1立方的空間熱即可,無須床底、墻角也達到20℃。更不需要人在家里睡覺,單位的暖氣還開著,單位的廁所還有20℃。這種浪費是巨大的,驚人的,是每年十幾座三峽水庫的發電量的浪費
精確制熱取暖是要有犧牲精神的,如必須忍受短暫的移動中的寒冷,如從桌子、床頭短暫移動到衛生間。但是為了地球、為了子孫后代,這種犧牲是值得的。
精確采暖是需要技術支持的,要有這種精確采暖的技術和產品,十分欣慰的是,我們已經找到這樣的采暖技術,而且是切實可行的。
它基本的技術要求:即開即熱、高效節能、長壽耐用、方便經濟、安全無憂等。
一、現狀
1、集中供暖地區--高能耗、高污染、高浪費—驚人的大鍋飯
l全國1/4的煤被用于取暖。
l山西的煤只夠50年開采了,我們的子孫用什么來取暖?
l燒煤取暖,每年產生數千萬噸的粉塵污染(二氧化硫),使我們廣大北方地區的天空和大地變成“昏天黑地”。
l由于集中供暖地區的供應體制是典型的大鍋飯,按面積交納采暖費(目前國家沒有按成本全部由老百姓承擔的,其中有相當部分是國家財政貼補),老百姓存在普遍浪費現象,開高溫、開著窗戶取暖等。
l大概有8%左右的人有兩套以上住房,同樣在享受著國家的暖氣補貼政策。這部分人多占了國家的財政公共資源。
l70%以上的住宅集中供暖系統是串聯結構,整幢樓要開全開,要關全關;這種結構的弊端,無法制約個別惡意拒交采暖費用的用戶(無法個別關閉)。據調查個別小區甚至有80%多年不交采暖費,但還在享受著暖氣。
l政府在《建筑節能九五計劃和2010年規劃》中明確提出,在2010年以前要基本完成采暖按戶計量收費的工作。由于每戶智能獨立計量供暖,蒸汽熱能計量難度極大,系統復雜,投入較大,推廣極慢,新建住宅部分使用,老房子改造目前不到10%。目前仍按面積收費,繳費面積內放開使用,無法控制浪費和節約。
l由采暖費用引起的糾紛呈逐年遞增趨勢,因采暖引發的群眾集體向政府示威每年均有發生。
綜上所述,目前我們北方地區集中供暖最致命的缺陷在,按面積計量收費,在面積內放開使用,節省個人無直接好處;浪費沒有處罰(不增加費用)。這種收費方式造成的不良后果是極其嚴重的:
1)、溫度基本不控制,盡量開高。
“不開白不開”。還有怪事發生:開著窗戶取暖;更有甚者開很高溫度,偶爾開電風扇降溫。即使出臺法律,限制溫度。但實際執行難度極大。這牽涉到監督和執行的很多難點。
2)、長開不關。
人走不關;長期不住人的房間也開;不常呆人的地方也長開不關(客廳、廚房)或者開高溫不減。
僅此一項,每年浪費的能源,保守估計在數億噸標準煤。
筆者認為解決思路是:必須按市場經濟規律辦事,精確計量,用多少(熱能量),個人支付多少費用。
電燈就是一個很好的例子,即離即關。還聽一個朋友講,有位親戚傍晚出門訪友,走到小區門口,忽然想起家中廚房電燈未關,馬上折回,不怕辛苦爬上6樓關燈。因為電費是自己的。相信這樣的例子會很多。
但問題是蒸汽熱能量是極難以計量的產品。涉及溫度、壓力、氣體流量的復合計量。投入巨大,結構復雜。
所以為了按市場經濟規律辦事,必須尋找一種新的采暖方式。
2、非集中供暖地區(使用壓縮機空調取暖地區)--低能效、高浪費、不舒適
l在發達國家壓縮機空調只是用于制冷,壓縮機空調的制冷效果極佳,通過冷媒,可以把能量放大3倍以上,1000W的功率可以產生3000W的制冷量;但是它的逆向效果極差,在低溫天氣,壓縮機空調熱效率極低,比正常降低70%-80%左右。壓縮機空調的工作原理是:通過冷媒,把室外環境中的熱能量轉移到室內,在溫度極低的室外環境中,熱能量極少,無能量可供轉移,因此,需要電加熱把環境溫度加熱,再進行熱轉移,熱效率極低。
使用壓縮機空調,在環境溫度低于5℃以下時,熱效率只有20-30%,-8℃以下壓縮機空調不能工作(根據不同品牌略有差別)。
在使用壓縮機型中央空調單位,在低效能的基礎上,還存在巨大的浪費。全開全關,有人無人一個樣。據保守估計,每年空開浪費的能源在200億度。
3、補充取暖產品同樣是—高能耗、低效率、不舒適
l油町、石英管、發光浴霸等補充取暖產品,其共同特點是,普遍功率大,局部高熱,顧及空間小(在一個平方米以內)。結果是:高能耗、低效率、不舒適。
l不要小看這些補充取暖產品,因為使用極為普遍,在集中供暖地區的供暖期之前和之后各一個月中,非集中供暖地區的局部(如浴室等),每年用掉的電能約為800億度
二、市場急切呼喚一種新型的采暖產品:要能夠克服目前取暖產品使用中的致命缺陷,就是:集中供暖地區的可控性差、浪費和污染嚴重等,非集中供暖地區的能效低、浪費嚴重、舒適性差等問題。
它需要具備的如下功能和特性:
1、可控性強,浪費少。
定點制熱(可獨立控制)。
定時制熱(能快速升溫)。
2、可操作性強。
現有的房屋無需改造,即可安裝和使用。所以不能使用大功率的電熱產品。
3、節能。
比現有的壓縮機空調(取暖)、補充取暖產品要節能30%以上。
4、無污染。
使用電能等清潔能源。由于電能來原的多樣性,如水電、核電、風能發電等等,特別是核電發展前景非常好,清潔無污染(事故另當別論),產能大,技術成熟。
(我國北方冬季部分產業因低溫不能開工,如建筑、路橋等。電能相對過剩,用過剩的電能正好取暖)
5、便于管理。
用電進行計價和收費,精確、易管理,管理成本低,不易產生糾紛和矛盾。有利于國家和諧社會的建立。
市場上有這樣的全能產品嗎?
三、碳晶電熱技術可以滿足上述所有要求。
目前市場上有一種低溫平面發熱材料—碳晶電熱板,熱效率極高,電熱轉化效率在98%以上。這種材料用于采暖有無與倫比的優勢。
一)、它發熱溫度可控。
板面溫度在30-250度,可任意設定。它克服了部分電熱材料,如電熱絲、石英管、PTC等溫度過高,不適合采暖低溫大面積的要求。
(這就是一個2000W的電爐只能用于燒水做飯,而不能用于空間取暖的道理。電爐局部高溫,能量消耗在局部。而碳晶電熱板的低溫大面積特點,通過輻射和對流把熱能極大地傳遞到空間。所以它用于采暖效果及節能性極佳)
幾種取暖設備用電量對比:
性能比較項目 |
碳晶電熱暖氣片 |
空調 |
油町 |
小太陽 |
用電功率(10㎡升溫18度) |
800W |
1250W |
2000W |
2000W |
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※實測地點:上海市,12月,最低氣溫:0-2度。
二)、它使用壽命長
要作為一種采暖設備在建筑中使用,它的使用壽命起碼10年以上,市場上已有的平面發熱材料,如電熱膜、碳纖維板等除了溫度均勻性、安全性差以外,它們還有一個致命弱點就是使用壽命短,衰減快。碳晶電熱板已通過電熱產品國家權威機構—國家紅外及工業電熱產品質量監督檢驗中心檢測,正常工作壽命大于10萬小時※1,相當于可采暖40-50年。所以作為長期使用的設備可以放心使用。
三)、安全
已通過CE認證,CCC國家強制人證,安全有保證。
四)、價格還不貴
項目 |
碳晶暖氣片 |
家用小鍋爐+散熱片 |
集中供熱 |
初始投入 |
4000-5000 |
13000 |
大 |
維護費用(采暖季) |
很小 |
300 |
大 |
使用費用(月) |
720 |
1800 |
1200 |
備注 |
2.4元/小時根據需要開關,費用可控 |
可控性差。因升溫慢,所以短時間使用不可能 |
集中供暖個人承擔600元/月,另有國家補貼。 |
五)、安裝和使用極為方便
碳晶暖氣片的用電功率配置,江浙滬60W/平方米;華北80W/平方米;東北100W/平方米。目前在夏季連東北、華北都已經使用空調制冷,碳晶暖氣用電功率在空調功率以下,使用碳晶暖氣基本不需要電網改造,所以改裝碳晶暖氣成為可行和易行。接上電源即可使用。
六)、它的附加功能:
保健,碳晶電暖器產生的遠紅外線波長在8-18μm區域內,人長期處在這樣的環境中可以改善體內微循環,促進新陳代謝,調節神經系統和呼吸系統,有舒筋活血、提高人體免疫力等功能。對腰腿疾病、關節炎,有明顯的舒緩和改善作用。
對環境濕度改變極小,我們在使用中還發現,即使長期使用,對環境的濕度影響也極小,使用不干燥.但是,我們尚未找到碳晶暖氣為什么對環境濕度改變較小的原因及理論依據。
可以消除煙味、臭味等異味,在實際使用中我們還發現,使用碳晶暖氣還可以消除煙味、臭味等異味。還具有消毒抑菌的作用
七)、碳晶電熱板還可以實現更精確的制熱和采暖。
小范圍小功率即可實現局部制熱(隱型暖氣、微型暖氣)。如:
1、在桌面底部貼一張60-70W的碳晶板(45*60厘米“碳晶暖可貼”),就可以實現腿部和手的取暖(桌面溫熱舒適)。適合伏案工作者,如學生上課和做作業、辦公室文員等。
2、在腳底再加一塊60-70W的碳晶板(45*60厘米“碳晶沫足寶”),形成一個微型空調,局部可以升溫接近20℃。而且符合人對采暖舒適的需要—頭稍涼、腳最熱、身體適中。同樣適合伏案工作者,如學生上課和做作業、辦公室文員等。
3、低電壓碳晶床墊,15-20W,可以實現您睡眠所需要的舒適溫度。而且24V,安全無憂。適合所有人群。
如果此精確制熱采暖方案能夠普及(但必須忍受短暫的移動中的寒冷,如從桌子、床頭短暫移動到衛生間等),節省能源是驚人的:
價格是推廣和普及的重要必備條件,如果性能很好,但價格天價,普通老百姓買不起,那也不可能實現。碳晶技術它除了性能優越,成本還很低,普通老百姓均能消費得起。大量生產成本還能再降低。推廣和普及使用變得輕松易行。
總之,碳晶暖氣的經濟性、舒適性、實用性無與倫比
綜合上述這些卓越性能,她幾乎克服了目前其他采暖設備的所有弱點和缺陷,使用中的舒適性得到了極至地發揮,她安全、長效、升溫快、均勻、無噪音、不干燥、安裝方便、價格便宜,一次性投入費用在普通老百姓可承受范圍,使用費用更是極經濟。更重要地是它對國家的節能減排的重大國策將起到舉足輕重的作用。
從理論上講,如果全國人民都實現了精確采暖,那么只要用原來5%的能源就可實現,可節省95%的能源,這個數據將是驚人的。退一步講,我們保守地計算,只有30%的人實行了精確采暖,那也可以節省28.5%的能源。
關于極寒地區部分設施保溫問題
對于氣溫極低的地區(東北地區、西北地區),少數設施需要保溫的問題,比如:部分設施的電腦控制主機;自來水管等。解決方案如下:
部分設施的電腦控制主機,可以對其局部保溫處理,用碳晶暖氣或其他加熱設施局部加熱。請參考中國南極科考衛星通訊設施的保暖辦法—碳晶暖氣保暖。
自來水管的保暖問題,由于自來水管涉及范圍大,但其對溫度要求低,2℃以上即可。因此解決方案有以下兩種:
一、集中供熱+精確制熱取暖。有集中供暖的建筑物,利用原有的集中供熱系統,開低溫供熱,使建筑物的整體溫度在2℃稍上,維持2℃和20℃所需能源是相差巨大的,大概相差8-10倍。因為,第一空氣作為一種媒介,溫度越高所需要的能量越大。第二建筑物的保暖性能有限,建筑物內部溫度不可能無限上升。人體取暖用上述精確制熱方式取暖。
二、碳晶暖氣+精確制熱取暖。在沒有集中供暖的建筑物,可以安裝碳晶暖氣開低溫。低溫所需要的電能極省,其原理同上。人體取暖同樣采用上述精確制熱方式取暖。
