我国用于采暖的能源占能源相当大的比重,笔者就我国采暖业的节能减排工作提出以下观点,供全社会及专家讨论、研究、参考。
笔者以为,采暖业节能减排的关键在于三个方面:技术、体制和理念。
技术必须领先科技,且简单可行。
采暖业现行技术太落后。集中供热:烧煤烧水+管路的跑冒滴漏=慢热(3天)+低效率+高污染;单一取暖产品:电热丝+导热油+光=局部高热+高能耗。
体制又包含两个方面:立法和运行机制。
立法,我们已经做了,但监督和执行难度大,任重而道远。
机制,必须按市场经济规律办事,不能吃大锅饭。把使用和个人的经济利益挂钩起来,这是所有节约措施中最有效的办法。
理念,要倡导一种全新的理念—精确采暖(精确制热)。
第一、精确制热,必须是定时制热。目前北方的集中供热没有做到这一点,整个采暖季节每天24小时全开。采暖主要是让人体舒适,应该是人到哪热到哪。白天离开家,应该把家里暖气关掉;下班离开单位,应该把单位暖气关掉。如果能做到这一点,就可以省下50%左右的能源。
第二、精确制热,必须是定点制热。采暖主要是让人体舒适,那么加热人体或人体周围的一立方米的局部空间即可。一个10平方米的房间需要1.2千瓦的电功率,但加热一个人体或人体周围的一立方米的局部空间,只需要0.12千瓦。局部采暖只需整个空间采暖10%左右的能源。
如果能做到以上两点,从理论上讲我们在采暖上可以节省95%的能源。这可不是一个小数字,它将是革命性的,每年可以节省十几座三峡电厂(三峡水库年均发电量847亿KW.H)。
我们要大力倡导精确采暖这一理念,人在床上睡觉,只要床热或者周遍1立方的空间热即可,无须床底、墙角也达到20℃。更不需要人在家里睡觉,单位的暖气还开着,单位的厕所还有20℃。这种浪费是巨大的,惊人的,是每年十几座三峡水库的发电量的浪费
精确制热取暖是要有牺牲精神的,如必须忍受短暂的移动中的寒冷,如从桌子、床头短暂移动到卫生间。但是为了地球、为了子孙后代,这种牺牲是值得的。
精确采暖是需要技术支持的,要有这种精确采暖的技术和产品,十分欣慰的是,我们已经找到这样的采暖技术,而且是切实可行的。
它基本的技术要求:即开即热、高效节能、长寿耐用、方便经济、安全无忧等。
一、现状
1、集中供暖地区--高能耗、高污染、高浪费—惊人的大锅饭
l全国1/4的煤被用于取暖。
l山西的煤只够50年开采了,我们的子孙用什么来取暖?
l烧煤取暖,每年产生数千万吨的粉尘污染(二氧化硫),使我们广大北方地区的天空和大地变成“昏天黑地”。
l由于集中供暖地区的供应体制是典型的大锅饭,按面积交纳采暖费(目前国家没有按成本全部由老百姓承担的,其中有相当部分是国家财政贴补),老百姓存在普遍浪费现象,开高温、开着窗户取暖等。
l大概有8%左右的人有两套以上住房,同样在享受着国家的暖气补贴政策。这部分人多占了国家的财政公共资源。
l70%以上的住宅集中供暖系统是串联结构,整幢楼要开全开,要关全关;这种结构的弊端,无法制约个别恶意拒交采暖费用的用户(无法个别关闭)。据调查个别小区甚至有80%多年不交采暖费,但还在享受着暖气。
l政府在《建筑节能九五计划和2010年规划》中明确提出,在2010年以前要基本完成采暖按户计量收费的工作。由于每户智能独立计量供暖,蒸汽热能计量难度极大,系统复杂,投入较大,推广极慢,新建住宅部分使用,老房子改造目前不到10%。目前仍按面积收费,缴费面积内放开使用,无法控制浪费和节约。
l由采暖费用引起的纠纷呈逐年递增趋势,因采暖引发的群众集体向政府示威每年均有发生。
综上所述,目前我们北方地区集中供暖最致命的缺陷在,按面积计量收费,在面积内放开使用,节省个人无直接好处;浪费没有处罚(不增加费用)。这种收费方式造成的不良后果是极其严重的:
1)、温度基本不控制,尽量开高。
“不开白不开”。还有怪事发生:开着窗户取暖;更有甚者开很高温度,偶尔开电风扇降温。即使出台法律,限制温度。但实际执行难度极大。这牵涉到监督和执行的很多难点。
2)、长开不关。
人走不关;长期不住人的房间也开;不常呆人的地方也长开不关(客厅、厨房)或者开高温不减。
仅此一项,每年浪费的能源,保守估计在数亿吨标准煤。
笔者认为解决思路是:必须按市场经济规律办事,精确计量,用多少(热能量),个人支付多少费用。
电灯就是一个很好的例子,即离即关。还听一个朋友讲,有位亲戚傍晚出门访友,走到小区门口,忽然想起家中厨房电灯未关,马上折回,不怕辛苦爬上6楼关灯。因为电费是自己的。相信这样的例子会很多。
但问题是蒸汽热能量是极难以计量的产品。涉及温度、压力、气体流量的复合计量。投入巨大,结构复杂。
所以为了按市场经济规律办事,必须寻找一种新的采暖方式。
2、非集中供暖地区(使用压缩机空调取暖地区)--低能效、高浪费、不舒适
l在发达国家压缩机空调只是用于制冷,压缩机空调的制冷效果极佳,通过冷媒,可以把能量放大3倍以上,1000W的功率可以产生3000W的制冷量;但是它的逆向效果极差,在低温天气,压缩机空调热效率极低,比正常降低70%-80%左右。压缩机空调的工作原理是:通过冷媒,把室外环境中的热能量转移到室内,在温度极低的室外环境中,热能量极少,无能量可供转移,因此,需要电加热把环境温度加热,再进行热转移,热效率极低。
使用压缩机空调,在环境温度低于5℃以下时,热效率只有20-30%,-8℃以下压缩机空调不能工作(根据不同品牌略有差别)。
在使用压缩机型中央空调单位,在低效能的基础上,还存在巨大的浪费。全开全关,有人无人一个样。据保守估计,每年空开浪费的能源在200亿度。
3、补充取暖产品同样是—高能耗、低效率、不舒适
l油町、石英管、发光浴霸等补充取暖产品,其共同特点是,普遍功率大,局部高热,顾及空间小(在一个平方米以内)。结果是:高能耗、低效率、不舒适。
l不要小看这些补充取暖产品,因为使用极为普遍,在集中供暖地区的供暖期之前和之后各一个月中,非集中供暖地区的局部(如浴室等),每年用掉的电能约为800亿度
二、市场急切呼唤一种新型的采暖产品:要能够克服目前取暖产品使用中的致命缺陷,就是:集中供暖地区的可控性差、浪费和污染严重等,非集中供暖地区的能效低、浪费严重、舒适性差等问题。
它需要具备的如下功能和特性:
1、可控性强,浪费少。
定点制热(可独立控制)。
定时制热(能快速升温)。
2、可操作性强。
现有的房屋无需改造,即可安装和使用。所以不能使用大功率的电热产品。
3、节能。
比现有的压缩机空调(取暖)、补充取暖产品要节能30%以上。
4、无污染。
使用电能等清洁能源。由于电能来原的多样性,如水电、核电、风能发电等等,特别是核电发展前景非常好,清洁无污染(事故另当别论),产能大,技术成熟。
(我国北方冬季部分产业因低温不能开工,如建筑、路桥等。电能相对过剩,用过剩的电能正好取暖)
5、便于管理。
用电进行计价和收费,精确、易管理,管理成本低,不易产生纠纷和矛盾。有利于国家和谐社会的建立。
市场上有这样的全能产品吗?
三、碳晶电热技术可以满足上述所有要求。
目前市场上有一种低温平面发热材料—碳晶电热板,热效率极高,电热转化效率在98%以上。这种材料用于采暖有无与伦比的优势。
一)、它发热温度可控。
板面温度在30-250度,可任意设定。它克服了部分电热材料,如电热丝、石英管、PTC等温度过高,不适合采暖低温大面积的要求。
(这就是一个2000W的电炉只能用于烧水做饭,而不能用于空间取暖的道理。电炉局部高温,能量消耗在局部。而碳晶电热板的低温大面积特点,通过辐射和对流把热能极大地传递到空间。所以它用于采暖效果及节能性极佳)
几种取暖设备用电量对比:
性能比较项目 |
碳晶电热暖气片 |
空调 |
油町 |
小太阳 |
用电功率(10㎡升温18度) |
800W |
1250W |
2000W |
2000W |
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※实测地点:上海市,12月,最低气温:0-2度。
二)、它使用寿命长
要作为一种采暖设备在建筑中使用,它的使用寿命起码10年以上,市场上已有的平面发热材料,如电热膜、碳纤维板等除了温度均匀性、安全性差以外,它们还有一个致命弱点就是使用寿命短,衰减快。碳晶电热板已通过电热产品国家权威机构—国家红外及工业电热产品质量监督检验中心检测,正常工作寿命大于10万小时※1,相当于可采暖40-50年。所以作为长期使用的设备可以放心使用。
三)、安全
已通过CE认证,CCC国家强制人证,安全有保证。
四)、价格还不贵
项目 |
碳晶暖气片 |
家用小锅炉+散热片 |
集中供热 |
初始投入 |
4000-5000 |
13000 |
大 |
维护费用(采暖季) |
很小 |
300 |
大 |
使用费用(月) |
720 |
1800 |
1200 |
备注 |
2.4元/小时根据需要开关,费用可控 |
可控性差。因升温慢,所以短时间使用不可能 |
集中供暖个人承担600元/月,另有国家补贴。 |
五)、安装和使用极为方便
碳晶暖气片的用电功率配置,江浙沪60W/平方米;华北80W/平方米;东北100W/平方米。目前在夏季连东北、华北都已经使用空调制冷,碳晶暖气用电功率在空调功率以下,使用碳晶暖气基本不需要电网改造,所以改装碳晶暖气成为可行和易行。接上电源即可使用。
六)、它的附加功能:
保健,碳晶电暖器产生的远红外线波长在8-18μm区域内,人长期处在这样的环境中可以改善体内微循环,促进新陈代谢,调节神经系统和呼吸系统,有舒筋活血、提高人体免疫力等功能。对腰腿疾病、关节炎,有明显的舒缓和改善作用。
对环境湿度改变极小,我们在使用中还发现,即使长期使用,对环境的湿度影响也极小,使用不干燥.但是,我们尚未找到碳晶暖气为什么对环境湿度改变较小的原因及理论依据。
可以消除烟味、臭味等异味,在实际使用中我们还发现,使用碳晶暖气还可以消除烟味、臭味等异味。还具有消毒抑菌的作用
七)、碳晶电热板还可以实现更精确的制热和采暖。
小范围小功率即可实现局部制热(隐型暖气、微型暖气)。如:
1、在桌面底部贴一张60-70W的碳晶板(45*60厘米“碳晶暖可贴”),就可以实现腿部和手的取暖(桌面温热舒适)。适合伏案工作者,如学生上课和做作业、办公室文员等。
2、在脚底再加一块60-70W的碳晶板(45*60厘米“碳晶沫足宝”),形成一个微型空调,局部可以升温接近20℃。而且符合人对采暖舒适的需要—头稍凉、脚最热、身体适中。同样适合伏案工作者,如学生上课和做作业、办公室文员等。
3、低电压碳晶床垫,15-20W,可以实现您睡眠所需要的舒适温度。而且24V,安全无忧。适合所有人群。
如果此精确制热采暖方案能够普及(但必须忍受短暂的移动中的寒冷,如从桌子、床头短暂移动到卫生间等),节省能源是惊人的:
价格是推广和普及的重要必备条件,如果性能很好,但价格天价,普通老百姓买不起,那也不可能实现。碳晶技术它除了性能优越,成本还很低,普通老百姓均能消费得起。大量生产成本还能再降低。推广和普及使用变得轻松易行。
总之,碳晶暖气的经济性、舒适性、实用性无与伦比
综合上述这些卓越性能,她几乎克服了目前其他采暖设备的所有弱点和缺陷,使用中的舒适性得到了极至地发挥,她安全、长效、升温快、均匀、无噪音、不干燥、安装方便、价格便宜,一次性投入费用在普通老百姓可承受范围,使用费用更是极经济。更重要地是它对国家的节能减排的重大国策将起到举足轻重的作用。
从理论上讲,如果全国人民都实现了精确采暖,那么只要用原来5%的能源就可实现,可节省95%的能源,这个数据将是惊人的。退一步讲,我们保守地计算,只有30%的人实行了精确采暖,那也可以节省28.5%的能源。
关于极寒地区部分设施保温问题
对于气温极低的地区(东北地区、西北地区),少数设施需要保温的问题,比如:部分设施的电脑控制主机;自来水管等。解决方案如下:
部分设施的电脑控制主机,可以对其局部保温处理,用碳晶暖气或其他加热设施局部加热。请参考中国南极科考卫星通讯设施的保暖办法—碳晶暖气保暖。
自来水管的保暖问题,由于自来水管涉及范围大,但其对温度要求低,2℃以上即可。因此解决方案有以下两种:
一、集中供热+精确制热取暖。有集中供暖的建筑物,利用原有的集中供热系统,开低温供热,使建筑物的整体温度在2℃稍上,维持2℃和20℃所需能源是相差巨大的,大概相差8-10倍。因为,第一空气作为一种媒介,温度越高所需要的能量越大。第二建筑物的保暖性能有限,建筑物内部温度不可能无限上升。人体取暖用上述精确制热方式取暖。
二、碳晶暖气+精确制热取暖。在没有集中供暖的建筑物,可以安装碳晶暖气开低温。低温所需要的电能极省,其原理同上。人体取暖同样采用上述精确制热方式取暖。