居住建筑中散熱器采暖與低溫輻射采暖節(jié)能分析對(duì)比

陳先超

摘 要：本篇文章對(duì)目前比較常用的采暖方式進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹，同時(shí)以雙立管水平串聯(lián)式散熱器采暖系統(tǒng)與低溫?zé)崴匕遢椛洳膳到y(tǒng)為例展開了節(jié)能對(duì)比分析，以期能夠?qū)ξ覈?guó)采暖節(jié)能工作的順利開展獻(xiàn)上一份綿薄之力。

關(guān)鍵詞：居住建筑；散熱器；低溫輻射；節(jié)能技術(shù)

1 前言

目前，我國(guó)比較常用的采暖方式為雙立管水平串聯(lián)式散熱器采暖、單管順流式散熱器采暖、低溫?zé)崴匕遢椛洳膳约暗蜏仉姛崮ぽ椛洳膳鹊?，其中又以雙立管水平串聯(lián)式散熱器采暖和低溫?zé)崴匕遢椛洳膳粡V泛應(yīng)用到居住建筑中。然而，由于這些采暖方式在經(jīng)濟(jì)性與節(jié)能性上仍然存在著一定的差異，因此應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際應(yīng)用情況，重點(diǎn)研究其節(jié)能技術(shù)水平，以此來(lái)減少不必要的資源浪費(fèi)。

2 常用的采暖方式介紹

2.1 雙立管水平串聯(lián)式散熱器采暖

此種采暖系統(tǒng)的最大特點(diǎn)即為由總供水立管與各層水平支管來(lái)負(fù)責(zé)提供熱水，通過(guò)散熱器來(lái)實(shí)現(xiàn)采暖。雙立管水平串聯(lián)式采暖系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)包括如下幾點(diǎn)：首先，可以在用熱用戶建筑的入口處設(shè)置計(jì)量表與控制閥門，便于控制；其次，可在建筑內(nèi)安裝溫度控制閥門，根據(jù)情況調(diào)節(jié)溫度；再次，管路設(shè)置簡(jiǎn)單，在室內(nèi)不會(huì)有外置管道；最后，所采用的管材均為交聯(lián)聚乙烯管，滿足于國(guó)家政府所提出的“以塑代鋼”政策方針。其缺點(diǎn)如下：首先，在運(yùn)行過(guò)程中比較容易出現(xiàn)水平向失調(diào)，即為最前端溫度過(guò)高、最末端不熱；其次，由于水平支管需要被事先埋設(shè)到約50mm深的溝槽當(dāng)中，因此十分不便于后期養(yǎng)護(hù)和維修。

2.2 單管順流式散熱器采暖

此種采暖系統(tǒng)的主要特點(diǎn)即為，將立管中的所有水量按順序流入到各層散熱器中。單管順流式散熱器采暖系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)為安裝簡(jiǎn)便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝成本低；缺點(diǎn)為不能夠?qū)嵊脩暨M(jìn)行獨(dú)立控制與調(diào)節(jié)，在使用過(guò)程中比較容易出現(xiàn)垂直失調(diào)的情況。目前，單管順流式散熱器采暖系統(tǒng)比較常見(jiàn)于公共建筑中，例如學(xué)校、辦公場(chǎng)所以及工業(yè)單位等。

2.3 低溫?zé)崴匕遢椛洳膳?/p>

低溫?zé)崴匕遢椛洳捎玫臒嵩醇礊闇責(zé)崴且缘匕鍨橹饕l(fā)熱體，通過(guò)輻射傳熱和對(duì)流換熱的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)建筑室內(nèi)采暖。低溫?zé)崴匕遢椛洳膳到y(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)為熱感舒適、管理便捷、外表美觀、干凈衛(wèi)生以及節(jié)能減排等等；其缺點(diǎn)即為，需要占據(jù)一定的建筑高度空間、安裝成本較高、維修困難等等。目前，隨著各種新型技術(shù)與保溫材料的出現(xiàn)，低溫?zé)崴匕遢椛洳膳到y(tǒng)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到了居住建筑中，并得到了熱用戶的廣泛好評(píng)。

2.4 低溫電熱膜輻射采暖

低溫電熱膜輻射采暖是以電力為熱源，以電熱膜為發(fā)熱體，所采用的是輻射式供暖方式。相比較熱水供暖系統(tǒng)來(lái)看，此種供暖系統(tǒng)的運(yùn)行成本過(guò)高，并不會(huì)被普通住宅建筑熱用戶所接受。此外，低溫電熱膜輻射采暖系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)為使用靈活、人感舒適以及對(duì)環(huán)境污染小等，因此比較常見(jiàn)于一些高檔建筑中，例如星級(jí)賓館、別墅以及節(jié)能型建筑等等。

3 居住建筑中常用散熱器采暖與低溫輻射采暖的節(jié)能效果對(duì)比

3.1 雙立管水平串聯(lián)式散熱器采暖系統(tǒng)

雙立管水平串聯(lián)式散熱器采暖系統(tǒng)是目前居住建筑中最為常用的一種，它所采用的節(jié)能措施為，通過(guò)降低散熱器容水量的方式來(lái)達(dá)到采暖節(jié)能的目的。需要注意的是，此處所提及的節(jié)能，是建立在不影響采暖效果的基礎(chǔ)之上的。為了便于理解，筆者從容水量與散熱量的比值大小角度來(lái)著手分析。

在整個(gè)采暖系統(tǒng)中，散熱器是處于最末端的裝置，它能夠?qū)⒂蔁崦剿鶖y帶的熱量帶入到房間中，以此來(lái)填補(bǔ)房間內(nèi)的熱損失，從而讓房中的空氣溫度為維持在舒適的范圍內(nèi)。相對(duì)于整個(gè)采暖系統(tǒng)來(lái)看，采暖熱負(fù)荷是既定不變的，如果容水量/散熱量的比值較高，那么采暖系統(tǒng)內(nèi)的流動(dòng)速度會(huì)減慢，循環(huán)時(shí)間會(huì)隨之增加，循環(huán)數(shù)量會(huì)持續(xù)加大，從而導(dǎo)致能耗大、熱效率低；相反的，如果容水量/散熱量的比值較小，那么采暖系統(tǒng)內(nèi)的流動(dòng)速度會(huì)加快，采暖系統(tǒng)的升溫速度隨之提升，熱效率增加。

在運(yùn)用雙立管水平串聯(lián)式散熱器采暖系統(tǒng)時(shí)，伴隨著鍋爐間歇運(yùn)行的不斷變化，供暖系統(tǒng)的供水溫度、回水溫度、散熱量、散熱速度等均會(huì)發(fā)生改變。如果所運(yùn)用的是容水量/散熱量比值較大的散熱器，那么從最初的冷態(tài)啟動(dòng)直至達(dá)到所需運(yùn)行溫度的過(guò)程當(dāng)中，會(huì)需要非常長(zhǎng)的運(yùn)行時(shí)間，其中的熱負(fù)荷和能耗也會(huì)隨之增加。由此可見(jiàn)，針對(duì)那些容水量較大的散熱器而言，會(huì)產(chǎn)生較高的能源消耗，出現(xiàn)不必要的資源浪費(fèi)。而采用容水量較小的散熱器則能夠較好的解決這一問(wèn)題，通過(guò)即開即熱的運(yùn)行方式來(lái)是達(dá)到經(jīng)濟(jì)節(jié)能的效果，無(wú)論是熱用戶還是供暖部門，均可以從中受益。

3.2 低溫?zé)崴匕遢椛洳膳到y(tǒng)

低溫?zé)崴匕遢椛洳膳到y(tǒng)同樣是居住建筑中非常常見(jiàn)的采暖方式，它的主要節(jié)能方式為，運(yùn)用低溫?zé)崴畞?lái)實(shí)現(xiàn)采暖，一方面可以填補(bǔ)熱量在傳送當(dāng)中所產(chǎn)生的熱交換損失；另一方面則能夠通過(guò)合理化運(yùn)用低品位能源來(lái)達(dá)成建筑取暖。

在熱力學(xué)中包括了第一定律和第二定律，其中前者是從量守恒的客觀規(guī)律，而后者才是能夠?qū)崿F(xiàn)量與質(zhì)轉(zhuǎn)化、傳遞的實(shí)質(zhì)。眾所周知的是，不同類型的能量之間存在著做工能力上的差異性，舉例說(shuō)明，機(jī)械能能夠不受外界條件的限制而轉(zhuǎn)化為熱能，但是熱能卻不能夠完全的轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。隨著國(guó)家科技發(fā)展速度的不斷加快，在能源科學(xué)與熱力科學(xué)領(lǐng)域中，會(huì)將量與質(zhì)有機(jī)的結(jié)合到一起，以此來(lái)更好的評(píng)價(jià)能力，充分的展示出了能量轉(zhuǎn)換與能量傳遞過(guò)程中的能質(zhì)退化。由此可知，如果想要實(shí)現(xiàn)最大化的節(jié)能減排，就要盡可能的運(yùn)用低品位的能源。

低溫?zé)崴匕遢椛洳膳到y(tǒng)所運(yùn)用到的熱水溫度不會(huì)超過(guò)60攝氏度，這就是上文中所提到的低品位能源，如此低標(biāo)準(zhǔn)的水溫要求，其實(shí)完全可以從工業(yè)廢熱中來(lái)獲取能源。除此之外，隨著最近幾年來(lái)地源熱泵技術(shù)的快速發(fā)展，更是堅(jiān)定了低溫?zé)崴匕遢椛洳膳到y(tǒng)的節(jié)能性。地源熱泵是通過(guò)淺層地能來(lái)實(shí)現(xiàn)建筑供熱的一種新型技術(shù)，它可以根據(jù)實(shí)際需求來(lái)將地下土壤中的熱量或冷量提取出來(lái)，由于地源熱泵系統(tǒng)所需要的是自然能源，因此并不需要應(yīng)用到過(guò)多的高品位能即可輕松獲得，更好的實(shí)現(xiàn)了能源節(jié)約的環(huán)保目的。

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