分散式電采暖替代傳統(tǒng)鍋爐供暖的意義研究

珠海市新能電器有限公司 王秀峰

分散式電采暖供暖相較傳統(tǒng)供暖主要表現(xiàn)在以電代煤，電采暖裝置設(shè)置于使用單元的各個(gè)房間，不受傳統(tǒng)外鋪管道限制，不受供暖布局影響。相對(duì)于傳統(tǒng)鍋爐供暖，分散式電采暖不需要建設(shè)外部熱交換站和鍋爐房，其本身作為清潔供暖的代表逐漸在居民日常供暖工作中普及，分散式電采暖兼顧節(jié)能與環(huán)保，建設(shè)周期短、綜合成本低、安裝操作簡(jiǎn)便。

1 分散式電采暖與傳統(tǒng)鍋爐的運(yùn)行效益對(duì)比

1.1 前期投入費(fèi)用對(duì)比

市面上常見(jiàn)使用的分散式電采暖產(chǎn)品有電熱微晶玻璃輻射取暖器、電熱石英管取暖器、電熱油汀、PTC陶瓷電取暖器、對(duì)流式取暖器（暖風(fēng)機(jī)）等普通電暖器和具有蓄熱功能的相變蓄熱電暖器等。傳統(tǒng)鍋爐供暖以燃煤、燃?xì)忮仩t為主，需要水泵、管道等輸配設(shè)備加以輔助，同時(shí)需要外設(shè)鍋爐房和熱量中轉(zhuǎn)站[1]。

傳統(tǒng)鍋爐中以燃?xì)忮仩t為例與分散式電采暖供暖對(duì)比如下：鍋爐價(jià)格。170萬(wàn)/-；配套設(shè)備和輔助費(fèi)用。76萬(wàn)/65萬(wàn)；使用壽命。15年/21年；智能化程度。需要專(zhuān)人操作看守/無(wú)人看守；安全性。消防安全要求高/消防安全要求低；采暖設(shè)備造價(jià)。0.6×944萬(wàn)/1×944萬(wàn)。

通過(guò)調(diào)查顯示，選用電采暖初期投資可能相對(duì)于傳統(tǒng)鍋爐供暖方式費(fèi)用偏高。但單體設(shè)備費(fèi)用價(jià)格電采暖更為優(yōu)惠，傳統(tǒng)鍋爐本身造價(jià)昂貴。傳統(tǒng)鍋爐供暖前期需要管道鋪設(shè)和其他配套設(shè)備增建，增加了在時(shí)間、土地等資源上的投入，而分散式電采暖無(wú)需此類(lèi)前期投入。且分散式電采暖無(wú)需燒煤燒氣，減少了因燃燒產(chǎn)熱排放污染物對(duì)空氣造成的污染，響應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排的號(hào)召。綜合來(lái)看，分散式電采暖性?xún)r(jià)比高于傳統(tǒng)鍋爐供暖。

1.2 日常運(yùn)行費(fèi)用對(duì)比

日常運(yùn)行費(fèi)用對(duì)比分析具體可某小區(qū)為例，結(jié)合前期投入對(duì)比分析表來(lái)輔助理解。通過(guò)對(duì)該小區(qū)采用分散式電采暖設(shè)備供暖或傳統(tǒng)燃?xì)忮仩t進(jìn)行供暖進(jìn)行指標(biāo)預(yù)估，探究不同供暖方案日常運(yùn)行時(shí)每平方米實(shí)際供暖費(fèi)用，通過(guò)設(shè)定分散式電采暖為50W/m2的設(shè)計(jì)負(fù)荷，供暖期為4個(gè)月，考慮到居民實(shí)際需要供暖時(shí)間的基礎(chǔ)上，每天按照用電的高峰值和低谷值的分時(shí)電價(jià)進(jìn)行計(jì)算，可得采暖季的運(yùn)行費(fèi)在27元/m2左右。與其他數(shù)據(jù)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，實(shí)際運(yùn)行費(fèi)用與理論設(shè)計(jì)值在具體采暖實(shí)施中有所降低。以某15年建設(shè)小區(qū)為例，該區(qū)域暖氣價(jià)在3.5～3.9元/m2，每年供暖期4個(gè)月，燃?xì)忮仩t運(yùn)行費(fèi)用在22.8～26.7元/m2。該小區(qū)采暖電量為239萬(wàn)kW時(shí)，電費(fèi)為85.1萬(wàn)元，運(yùn)行費(fèi)用為14.9元/m2。

在利用傳統(tǒng)鍋爐進(jìn)行供暖時(shí)，考慮到燃?xì)狻⑷济哄仩t進(jìn)行供熱時(shí)可能因操作人員操作不慎或鍋爐及其配套使用機(jī)器本身材質(zhì)不合格導(dǎo)致存在爆炸風(fēng)險(xiǎn)，在傳統(tǒng)鍋爐供暖時(shí)還需要專(zhuān)人對(duì)供暖設(shè)備進(jìn)行管理，進(jìn)行專(zhuān)人看管和記錄。而分散式電采暖則無(wú)需此部分支出，節(jié)約了人力物力資本。分散式電采暖因其智能化特質(zhì)，無(wú)需直接燃燒供熱、在消防安全上安全性更高。綜合以上得出結(jié)論，在相同條件下使用分散式電采暖擁有更高的性?xún)r(jià)比。

2 分散式電采暖取代傳統(tǒng)鍋爐供暖的重要意義

2.1 分散式電采暖更智能化

分散式電采暖計(jì)量和傳統(tǒng)供暖計(jì)量不同，由于分散式電采暖的供暖原理，一般采用單戶(hù)計(jì)量。因其供暖方式主要是電能轉(zhuǎn)換為熱能，電能計(jì)量相對(duì)于傳統(tǒng)鍋爐供暖費(fèi)用計(jì)量更具有智能化的優(yōu)勢(shì)，電能計(jì)量更精確。管理上因其依托于國(guó)家電網(wǎng)，管理模式更成熟。在分散式電采暖進(jìn)行供暖時(shí)，電力系統(tǒng)進(jìn)行記錄電量使用信息，配合各使用單元在安裝時(shí)搭載的溫控器進(jìn)行智能化控制，居民可根據(jù)自身需要進(jìn)行調(diào)節(jié)適合的供暖溫度。當(dāng)自身不需要供暖時(shí)可按需要關(guān)停采暖器[2]。分散式電采暖因其智能化特質(zhì)，用戶(hù)在供暖時(shí)可避開(kāi)高峰用電，降低分散式電采暖的運(yùn)行成本。同時(shí)相關(guān)供暖部門(mén)也可根據(jù)電能損耗點(diǎn)進(jìn)行分析，進(jìn)行資源優(yōu)化和合理配置，通過(guò)分散式電采暖智能化管理實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目標(biāo)[3]。用戶(hù)在使用分散式電采暖設(shè)備時(shí)，相對(duì)于傳統(tǒng)鍋爐供暖可根據(jù)使用需求以及建筑實(shí)際情況進(jìn)行溫度和時(shí)間的調(diào)整。

傳統(tǒng)鍋爐供暖流程復(fù)雜，難以保證鍋爐的供暖結(jié)果，對(duì)溫度不滿(mǎn)意時(shí)也很難進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。如：對(duì)學(xué)校等辦公建筑來(lái)說(shuō)，冬季供暖時(shí)間段主要為白天，學(xué)生宿舍或員工宿舍供暖時(shí)間段則為夜晚。采用分散式電采暖可對(duì)辦公建筑和宿舍建筑進(jìn)行分時(shí)供暖。在操作管理上相對(duì)于無(wú)法調(diào)控的傳統(tǒng)供暖方式更具智能化特點(diǎn)。這種供暖方式也減少了供熱資源浪費(fèi)，通過(guò)提高用戶(hù)的主動(dòng)性實(shí)現(xiàn)智能化管理，實(shí)現(xiàn)用戶(hù)靈活操作需求，間接提高了用戶(hù)節(jié)能意識(shí)。智能化取暖是科技發(fā)展、城市發(fā)展的必然結(jié)果，在未來(lái)的取暖供熱體系中分散式電采暖也會(huì)向著智能化方向進(jìn)一步發(fā)展。

2.2 分散式電采暖節(jié)約土地資源

區(qū)別于傳統(tǒng)鍋爐供暖需要前期進(jìn)行地下管道鋪設(shè)、地上增建室外鍋爐房等設(shè)施，分散式電采暖主要以電作為來(lái)源供應(yīng)，其能源供應(yīng)的變配電設(shè)施和其他電采暖供暖配套設(shè)備占地面積相對(duì)于傳統(tǒng)鍋爐供暖設(shè)備更小。根據(jù)對(duì)市面上的分散式電采暖裝備調(diào)查可得，家用、商用分散式電采暖設(shè)備相對(duì)傳統(tǒng)鍋爐體積小，容量普遍不超過(guò)1t。且分散式電采暖設(shè)備價(jià)格更低，配套使用所需設(shè)備更少。分散式電采暖在公共土地資源上節(jié)約了鍋爐房等外設(shè)建筑的占地需要，同時(shí)也解決了傳統(tǒng)鍋爐供暖因鋪設(shè)管道所需要占據(jù)大量地下空間的問(wèn)題。

分散式電采暖技術(shù)在節(jié)約土地資源的基礎(chǔ)上，可間接實(shí)現(xiàn)當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)升級(jí)。因采用分散式電采暖供暖技術(shù)節(jié)約出更多的土地資源用于其他產(chǎn)業(yè)發(fā)展，政府可將更多的精力和資源投入到其他產(chǎn)業(yè)部門(mén)。尤其是分散式電采暖推廣使用后可帶動(dòng)大批相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，催促產(chǎn)業(yè)升級(jí)。分散式電采暖逐漸取代傳統(tǒng)鍋爐在供暖體系中的位置，可為當(dāng)?shù)仄渌a(chǎn)業(yè)引入提供更多土地資源等，為引入更多企業(yè)提供便利條件，可在一定程度上幫助當(dāng)?shù)卣徑饩蛪簡(jiǎn)栴}，幫助當(dāng)?shù)卣{更多不同產(chǎn)業(yè)人才，幫助當(dāng)?shù)卣纳飘?dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r。

2.3 分散式電采暖穩(wěn)定性、安全性更高

傳統(tǒng)鍋爐供暖方式燃煤燃?xì)夤┡瘯r(shí)需要水泵加以輔助，在正式運(yùn)行供暖前需要先試水，應(yīng)用到水循環(huán)。在供暖過(guò)程中，因供暖管道承包商的不同、供暖管道使用年限的不同、供暖鍋爐的材質(zhì)不同，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)失誤都容易造成供暖安全事故。常見(jiàn)的傳統(tǒng)鍋爐供暖事故典型為滴漏事故。供暖管道或因使用期限長(zhǎng)導(dǎo)致管道老化，或因管道材質(zhì)有瑕疵導(dǎo)致不能通過(guò)供暖安全性測(cè)試等都是滴漏事故發(fā)生的誘因。因部分居民缺乏供暖的相關(guān)知識(shí)，會(huì)將暖氣管內(nèi)的水倒出使用，降低整個(gè)被供暖單位的供熱效果。而部分居民對(duì)暖氣管內(nèi)的供暖用水的濫用會(huì)增加發(fā)生安全事故的風(fēng)險(xiǎn)。顯而易見(jiàn)，傳統(tǒng)鍋爐供暖方式消防安全性上需要關(guān)注的地方更多，需要投入更多時(shí)間、人力進(jìn)行管理。

分散式電采暖則無(wú)需水循環(huán)來(lái)輔助供熱，一戶(hù)一控制，居民可根據(jù)自身需求進(jìn)行階段式供暖。對(duì)于居民來(lái)說(shuō)，分散式電供暖可由居民自身進(jìn)行調(diào)節(jié)掌控，自由度高、操作簡(jiǎn)便，符合居民個(gè)性化偏好，且電采暖的電力支持穩(wěn)定，供暖用電就穩(wěn)定。電力支持依托于國(guó)家電網(wǎng)，相對(duì)于傳統(tǒng)鍋爐供暖依托于地方供暖限制，分散式電采暖供暖中間環(huán)節(jié)更少，更加穩(wěn)定也更加安全。

2.4 分散式電采暖能源供應(yīng)穩(wěn)定

傳統(tǒng)鍋爐供暖能源供應(yīng)的穩(wěn)定性與具體供暖單位的能力有關(guān)。供暖效果依賴(lài)于供暖單位對(duì)于供暖所需資源的把握。在需要供暖的地區(qū)觀察各用暖單位可發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)鍋爐供暖所需的煤炭和燃?xì)獬霈F(xiàn)供應(yīng)上的短缺或不足時(shí)，居民供暖就得不到保障。傳統(tǒng)鍋爐供暖使用的化石能源屬于不可再生能源，且能源供應(yīng)需要交接中轉(zhuǎn)，一旦此環(huán)節(jié)產(chǎn)生滯留或停運(yùn)、供暖能源供應(yīng)不及時(shí)，供暖效果就會(huì)大打折扣。

分散式電采暖則依托于我國(guó)電力系統(tǒng)。我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)已經(jīng)較為完善，全國(guó)電力可跨區(qū)域進(jìn)行資源配置，能源互聯(lián)，管理趨向于智能化。分散式電采暖以電力支持作為基礎(chǔ)，傳輸效率高、資源穩(wěn)定、可靠性高。與傳統(tǒng)鍋爐供暖相比，節(jié)約了許多中間環(huán)節(jié)損耗。電采暖的供暖能源來(lái)源比單一的鍋爐供暖更廣泛，能源供應(yīng)穩(wěn)定。同時(shí)，因國(guó)家在電力系統(tǒng)方面的大力支持建設(shè)，投入大量資金進(jìn)行電網(wǎng)改造優(yōu)化，這為分散式電采暖順利接入國(guó)家電網(wǎng)打下良好基礎(chǔ)。

國(guó)家電網(wǎng)配置的應(yīng)急搶修熱線和在線客服服務(wù)保障了分散式電采暖接入國(guó)家電網(wǎng)后的順利運(yùn)行。若進(jìn)行供暖時(shí)有問(wèn)題，居民可直接聯(lián)系電網(wǎng)相關(guān)負(fù)責(zé)人進(jìn)行維修，簡(jiǎn)化問(wèn)題篩查流程，解決供暖問(wèn)題速度提升，居民生活體驗(yàn)提高。不必同傳統(tǒng)鍋爐供暖發(fā)生供暖問(wèn)題時(shí)，需要跑多個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行排查，解決問(wèn)題效率低下。且推廣分散式電采暖應(yīng)用，可對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)中存在的季節(jié)性電負(fù)荷差問(wèn)題進(jìn)行緩解，提高發(fā)電機(jī)組利用率，增強(qiáng)電網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)整能力。對(duì)于電力富余地區(qū)，采用分散式電采暖可充分利用富余能源，在不增加原有電力系統(tǒng)壓力的情況下，既保證了當(dāng)?shù)鼐用窆┡枨?，還可保證電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性和高效性，避免能源浪費(fèi)，間接為我國(guó)節(jié)能減排事業(yè)做出貢獻(xiàn)。

2.5 分散式電采暖更節(jié)能減排

傳統(tǒng)鍋爐供暖燃燒化石資源，進(jìn)行供暖時(shí)會(huì)造成污染和二氧化碳排放。若想滿(mǎn)足小區(qū)居民的供暖需要，傳統(tǒng)供暖方式需要的基礎(chǔ)設(shè)備在除鍋爐外，還需要配置鼓風(fēng)機(jī)、循環(huán)泵、給煤機(jī)、給水泵、引風(fēng)機(jī)等。以容量為10t的鍋爐為例，在配套設(shè)備齊全的前提下，假設(shè)冬季采暖電量為239kW時(shí)、燃燒產(chǎn)生的二氧化碳排放量可達(dá)2343t。每天供暖運(yùn)行12h、耗氣量控制在720m3/h或耗煤量控制在1200kg/h，則此小區(qū)冬季通過(guò)傳統(tǒng)鍋爐供暖排放的二氧化碳量可達(dá)4734t。而分散式電采暖與傳統(tǒng)鍋爐供暖相比，因減少了諸多中間環(huán)節(jié)，不以化石燃料燃燒為主要能源供應(yīng)方式，在排放二氧化碳方面有顯著減少，據(jù)推算僅為傳統(tǒng)鍋爐供暖的一半左右。

燃?xì)馊济哄仩t供暖、集中供暖作為常見(jiàn)的傳統(tǒng)供暖方式，居民并不會(huì)主動(dòng)進(jìn)行節(jié)約使用。在室溫超出居民預(yù)期時(shí)，居民利用各種手段進(jìn)行降溫。同理，室溫低于居民需要時(shí)居民會(huì)主動(dòng)尋找升溫裝置，增加能源支出來(lái)保證自身溫度需要。傳統(tǒng)的供暖方式因不能智能、主動(dòng)地調(diào)節(jié)溫度容易產(chǎn)生能源浪費(fèi)。分散式電采暖則可由居民主動(dòng)調(diào)節(jié)、自我把控合適溫度。分散式電采暖因其運(yùn)行與電力掛鉤，居民在節(jié)電節(jié)約費(fèi)用上會(huì)比傳統(tǒng)供暖要更加有控制力。假設(shè)居民取暖時(shí)使用分散式電采暖設(shè)備，不在家時(shí)為節(jié)約用電自動(dòng)設(shè)置溫度為14℃，居民在家時(shí)在這基礎(chǔ)上升溫6℃。單日平均室溫約可達(dá)到17℃。假設(shè)室外溫度為-3℃，其行為節(jié)能效率公式可得為：η=(ΚF(tn-t0)-(tn1-t0))/ΚF(tn-t0)，其中K為傳熱系數(shù)；F為供熱面積；室內(nèi)溫度為tn；室外溫度為t0。

根據(jù)篩選篩選數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)綜合計(jì)算，可推算出分散式電采暖節(jié)能率可達(dá)8%以上，若居民住宅面積大且住宅面積實(shí)際利用率低，推測(cè)節(jié)能效率可達(dá)30%以上。綜上分析可得，分散式電采暖在節(jié)能減排方面相對(duì)于傳統(tǒng)鍋爐供暖表現(xiàn)優(yōu)異，可補(bǔ)全我國(guó)供暖體系，作為傳統(tǒng)鍋爐供暖的補(bǔ)充取暖形式。分散式電采暖對(duì)電力系統(tǒng)依賴(lài)性強(qiáng)，分散式電采暖的推廣使用可間接促使我國(guó)可再生能源發(fā)電技術(shù)的改良與創(chuàng)新，進(jìn)一步減少化石燃料燃燒的污染物排放量，避免加劇環(huán)境惡化現(xiàn)象的發(fā)生，值得在適合地區(qū)配合政府需要大力推廣。

3 結(jié)語(yǔ)

分散式電采暖供暖方式作為清潔供暖方式，響應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排的號(hào)召，減少因供暖需要造成的環(huán)境污染和破壞。而且其相對(duì)傳統(tǒng)鍋爐供暖造價(jià)低、安裝簡(jiǎn)便。與分散式電采暖取暖相比，傳統(tǒng)鍋爐供暖存在的種種弊端阻礙了供暖事業(yè)的進(jìn)步發(fā)展。用分散式電采暖取代傳統(tǒng)鍋爐供暖是時(shí)代趨勢(shì)，也能更快實(shí)現(xiàn)全民供暖在更安全、更穩(wěn)定、更環(huán)保、更節(jié)能減排上的預(yù)期目標(biāo)。