简易地暖的出路
1、地暖的三个层次
地暖也叫低温热水地面辐射供暖,上个世纪的八十年供初由欧洲传入我国、日本和韩国,已有二十余年的历史。地暖参舒适、节能著称,被称为最理想的供暖方式,而受到广泛青睐。建设部最近颁发的《居住建筑节能设计标准》(征求意见稿)中8.3.7规定“户内建筑面积大于或等到于80m2时,宜采用低温地面辐射供暖方式”。这里所说的“低温地面辐射供暖方式”系指低温热水地面辐射供暖和低温电热地面辐射供暖两种,无论是哪一种都充分说明,地暖的节能已以立法的形式得到确认。本文将着重讨论低温热水地面辐射供暖。
地暖在目前市场上有三个层次
第一个层次是最低层次,也是目前市场约占99%的地暖系统——简易地暖。所谓简易地暖指系统不设控制机构,室内温度由人“手动”加以调节,开关阀门、开关门窗,舒适度受到一些影响,能量会大量浪费。
第二个层次被称为标准地暖,它的配置是符合《地面辐射供暖技术规程》JG124—2004规定的,该规程3.8.1规定“新建住宅低温热水地面辐射供暖系统,应设置分户热计量和温度控制装置”,室内温度要根据舒适度的要求进行调定,调节完全实现自动控制。无疑标准型地暖可使地暖的优势—舒适、节能得到充分发挥,但据估计,市场上标准地暖的拥有量不过1%。
第三个层次被称为豪华型地暖,系指系统实现了智能化控制,甚至做到了远程控制,不公会象标准地暖那样,舒适度和节能效果得到充分发挥而且其运行控制可做到随心所欲,完全达到理想的运行状态。但因豪华型地暖造价昂贵,远远超出我国市场的承受力,目前尚未见到在我国应用的报道。
三个层次的地暖系统,第二和第三符合8.3.7的规定当不会不异议,问题出在简易地暖上,开窗求冷,室内外冷热空气进行交换以调节室内温度等,能量的大量浪费是肯定的,浪费一些能量后还能否较“散热器“等传统供暖方式节能呢?目前还缺乏数据,它能否进入8.3.7的门槛是个未知数,8.3.7会不会将简易地暖拒之门外,人们拭目以待。
2、我国地暖现状
上个世纪的八十年代初期,北京瑞迪公司创始人张欣与德国、芬兰合作在我国推广地暖新技术,后来与加拿大合资成立了我国第一家地暖设计安装专业公司,限于我国国情,二十余年来,我国所有安装地暖系统多为简易地暖,而标准地暖的出现中是近年来的惠情。
地暖系统的设计、安装通常遵循一个原则,即室内温度一定要高一些,留有调节的余地,否则很可能导致地暖系统的失败。标准地暖、豪华地暖的系统可控,余地留大一点、小一点都不会成为问题,倒是简易地暖系统不可控,集中供暖时余地留的越大,就意味着热量的浪费也越大,因此余地的大小拿捏就十分困难,特别是一些没有设计能力,素质较低的地暖安装工公司,对优余地留大留小,一点主动权都不能没有,他们大只会依葫芦画瓢,对工程环境不做分析,管材规格一律小dn20,管材间距做成200mm,实践证明,这样的地暖按标准工况运行时,其散热量富余很大,北京某小区数十万平米的住宅,严重的隆冬季节,室内温度25~26℃,燥热难耐,开窗求冷已习以为常,反映了五六年,至今也未获得很好的解决,短暂的不舒适,还可以忍受,但浪费了多少热量却没有进行认真的测量,北京如此,高寒的内蒙和新疆也都存在许我这样需开窗求冷的简易地暖系统。这大概就是我国地暖的现状。简易地暖对8.3.7无疑也是一个考验。
3、简易地暖出路
地暖系统,室温高一些是必须的,对集中供暖的简易地暖,开窗求冷也是正常的,舒适感受到些微影响是不可避免的,能量的浪费则是无奈的。地暖舒适和节能者被这“简易”两个字大打了折扣。但这个折扣系数有多大,却没有人知道,因此,当务之急功近利把几种供暖方式的耗能进行认真的科学的分析和比较,并用立法的形式加以规范。简易地暖造价低廉,具有很大的竞争优势,如果能比散热器供暖还可节能,则其市场前景将会是一片光明。如果比散热器能耗还高,则其前景就不容乐观,节能毕竟是一项铁定不移的国策,不节能的产品呀技术,其生存和发展应受到限制或禁止,不能没有这种思想准备。
笔者认为,标准地暖造价较高,普及也有较大困难,国家应从节能的角度考虑,给出相应的鼓励措施,以推动标准地暖的发展。但目前简易地暖充斥市场,不宜采用堵的办法,而应采取引导的办法,在一个相当长的时间内,为其保留一定的生存空间,也就是给它一个过渡时期,在这个期间,抓紧时间测定它的能耗,以判定其是否节能,能否进入8.3.7的大门。在这个期间,从事简易地暖业者可抓紧时间进行改进,以期名正言顺的取得进入8.3.7大门的门票。笔者也认为,这可能是简易地暖的一条较为理想的出路。
4、简易地暖的改进空间
“简易”两个字暗示了简易地暖的改进空间可能性很大,改成不简易是一方面,改成更简易也不是不可能。从这两个方面,笔者谈些浅见。
4.1 可以更简易一点
目前市场上简易地暖普遍采用dn20管材。他们认为dn20管材通径较大,不的流量也大。管材表面积也大,安装的地暖不热的可能就小。其实管材的通径大了,在恒流量系统中,水的流速就小了。特别是独立采暖的壁挂炉所配水泵,若不更换,管内水的流速经常是达不到0.25m/s的,管内积气的现象经常发生,为调试带来很大困难。个别环路不热就在所难免,若换成dn16的管材,这一现象就极少出现,此其一。其二,dn20管材的外径为20mm,dn16的管材外径为16mm,相差4mm在有填充层的地暖系统中,dn20系统每百平米多耗混凝土0.96吨,1亿平方米多耗90余万吨。其三,目前市场上dn16管多材多为S5系列,在地暖系统中工作压力应为0。8Mpa以下,通常地暖系统的工作压力为0.4-0.6Mpa,若选用S4系列的dn16管,其安全系数会更高,并且dn16管的单价要比dn20管,受韩国的影响是一个重要原因,而在欧洲,住宅内的地暖系统几乎见不到dn20管,而主要使用dn16管,少量也使用dn18管(ISO中无此规格)。北京瑞迪公司在上个世纪八、九十年代,所设计安装的住宅地暖系统也主要采用dn16管材,新疆石河子地区数十万平方米地暖系统采用dn16管,并被评为优质工程。人们所担心的是dn16管散热能力够不够的问题。实践证明采用dn16管,管间距200mm/250mm,甚至更大一些,在我国大多数地区已是足够了,在外墙较多或朝向不利的场合适当加密即可。不难推算出,采用dn管的简易地暖要比采用dn20管的简易地暖,在相同的情况下运行,开窗求冷的可能性就少多了,也就是可大大减少热量的浪费。
4.2 在简易地暖系统中装一套温控装置
在简易地暖系统中增加一套温控装置,其实并不难,技术上不会有障碍,人们所担心的是工程造价,增加成本是心然的,问题是这个成本需要增加多少,笔者估算,一套温控装置包括传感器,执行机构等售价约在300元左右,可控制的采暖面积150平方米左右,可以看出,控制的面积大一些造价平均增加仅2—3元/平方米,这是可能被市场所接受的。这样一来,简易地暖就向标准地暖靠近了一大步,不愁没有前途。
4.3 在管材选用上也有文章可做
目前国内简易地暖选用管材的品种比较广泛,凡是理论上可用于地暖系统的管材,几乎都被用于地暖系统,但这些管材的性价比相差很大的。特别是性能最优的管材,价格却是最低的,而价格最高的管,其性能反倒较差,按性价比的原则选用管材,不仅可以保证工程上用上理想的管材,还可能使工程造价大幅下降,节余下来的钱用于加装温控器富富有余,何乐而不为呢?以笔者的经验,这些管的性价比排序如下:
1、PEXa管 2、PE-RT管 3、PE-Xb管 4、PE-Xc管 5、*PAP管
6、XPAP管 7、PB管 8、PP-R管 9、PP-B管
*PAP管中的P仅能PE-RT
5、蓄能、超薄地暖的开发应用
蓄能和超薄地暖,这本来都是电热地暖的强项,将其移植到简易地暖系统中,为简易地暖增加新鲜活力,不失为一剂良药,蓄能地暖可以利用太阳能做热源,白天供暖并蓄热,晚上供热,也可以利用分时电价中的谷电低价,夜晚供暖加蓄热,白天供暖,这无论是那一种地暖,都不能具有发展的空间,但简易地暖价低的特点,其发展蓄能地暖的空间会更大。超薄地暖,日欧都推出了不同的款式,日本最薄的超薄地暖结构总厚度含装饰层仅2.8cm,使用的管材外径仅为7.2mm,德国使用管材直径仅2.0mm,笔者的试验,超薄地暖管分别为φ4mm和φ6mm,总厚度2.0cm(不含装饰层),若含装饰层最少也应为2.8cm(装饰层采用强化复合地板)。由于超薄地暖对水质要求较高,目前仅适用于独立的密闭循环系统。
总之,《居住建筑节能设计标准》(征求意见稿)不仅对简易地暖是一次重大考验,也可能是一次难得的机遇,简易地暖不仅要生存,更重要的还要发展。