多种供热方式的比较——系统分析和评价模型

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1、多种供热方式的比较——系统分析和评价模型清华大学建筑技术科学系韩伟国江亿刘烨摘要：本文在对各种采暖供热方式按能量流程进行分类的基础上，对供热系统的能耗进行了分析，指出不均匀热损失和间断供热修正对供热系统能耗分析的重要性，并按火用分析的方法建立了供热系统能源利用的评价模型；同时简要分析了供热系统的其它评价指标。关键词：供热方式比较评价模型能源转换效率为满足环境保护、建筑节能和采暖收费制度改革等方面的要求，城市能源供应结构日趋多元化，采暖供热方式日益多样化。面对如此众多，特点不一的供热方式时，如何客观全面进行评价比较，并根据具体情况选择确定适宜的供热方

2、式，就成为亟待解决的问题。1供热方式分类由于供热方式的多样性和复杂性，从不同的角度，对其可以有不同的分类。根据燃料种类的不同，供热方式可分为：燃煤供热、燃气供热、燃油供热、电力供热。根据末端散热设备，主要有散热器、带调温阀散热器（与采暖计量调节相适应）、围护结构辐射面（热水辐射地板、电热膜、电热缆）、风机盘管（热风采暖，往往与空调结合）、电暖气等几种。一般的，供热系统是由热媒制备（热源）、热媒输配、热媒利用（散热设备）三个主要环节组成的整体。不同的供热方式三者的相互位置和组合形式是不同的，根据供热系统规模和热源位置的不同，把现在比较普遍的供热方式分

3、为如下五类：1、城市集中供热，其供热规模巨大，以城市为供热对象，存在大型集中热源和两级热力管网。其主要的供热环节有集中热源、城市高温热力管网、换热站、室外管网、室内管网和末端散热设备。末端散热设备主要为散热器和热水辐射地板。2、区域供热，具有一定的供热规模，以小区为供热对象，存在室外区域热源和室外管网。当研究的对象仅限于城市集中供热中某个热力站之后的供热区域时，也属于此类供热方式，此时换热站为区域热源。其主要的供热环节有区域热源、室外管网、室内管网和末端散热设备。末端散热设备主要为散热器和热水辐射地板，为满足热计量的要求，新建系统可采用带调温阀散热

4、器。3、楼宇式供热，以建筑物为供热对象，热源位于建筑物内，没有室外管网，只有建筑物内的室内管网。当仅从一栋楼的角度分析各种供热方式时，室外管网的热力入口也可视为楼宇热源。其主要的供热环节有楼宇热源、室内管网和末端散热设备。楼宇式供热的主要特点是。末端散热设备主要为散热器、热水辐射地板、带调温阀散热器和风机盘管。4、户内供热，以住户为供热对象，热源位于住户家中，虽然可能存在室内管道，但该管道的散热均进入室内，可将其也视作散热设备，所以认为户内供热不存在室内管网。其主要的供热环节有户内热源和末端散热设备。末端散热设备主要为散热器、热水辐射地板、带调温阀

5、散热器和风机盘管。5、末端供热，主要指热源就直接在室内，热源就是末端散热设备的供热方式。末端热源主要包括电热膜、电热缆、电暖器和相变蓄能电暖器。其供热环节简单，热源既是末端。末端供热的主要特点是供热规模限于室内，能源一般是电力。供热系统是由不同的供热环节组成的，不同的供热方式由不同的供热环节组合。供热系统一般由三个主要环节构成，热源、管网、末端。供热方式的规模越大，组成环节越多。1将上述五种供热方式的各个环节根据能量传递的流程，画出供热方式分类流程。图1较为全面的描述了供热方式的各个环节在供热系统中的位置及相互关系，从供热规模的角度将多种供热方式包

6、含在图中。水平方向，可得到为不同供热方式的系统构成。垂直方向，反映同规模供热方式的不同形式。现行的各种供热方式均可根据能量传递的流程，通过图中不同供热环节的组合来描述。室外室内户内q3q2q1qS燃煤热电联产城城散市燃气热电联产市热集热器中大型燃煤锅炉房换热站力供室大型燃气锅炉房管热网外室热大型燃油锅炉房燃煤锅炉房管末内水集中热源网端地燃气锅炉房管散板燃料电水区网燃油锅炉房热辐域设射供直接间接电热锅炉房燃气锅炉污染污染热蓄热备qH带水源热泵燃油锅炉调楼温CCHP宇电热锅炉蓄热阀式燃煤炉灶区域热源水源热泵散供燃气炉热燃料电水热空气源热泵器户电热炉内蓄

7、热直接间接BCHP蓄热供污染污染水源热泵风热楼宇热源机燃料电水空气源热泵盘管土壤源热泵直接间接qS污染污染分户热源燃料电电热膜末直接间接电热缆端污染污染供电暖器热间接相变蓄能电暖器电污染图1供热方式分类流程图末端热源由于分类的侧重点不同，不同分类方法下的供热方式是不具有可比性的，例如集中供热和电采暖，一个从系统规模出发，一个强调燃料。如果将二者比较，其结果很难说明问题。所以不同供热方式进行相互比较时，应是在同种分类方法下，对某类指标进行评价，如集中供热和户内供热比较时，应在相同的燃料及转化方式下，考察分散和集中对供热系统的影响。当燃煤供热和燃气供热

8、比较时，应在相同供热规模下，比较由于燃料的不同而造成的评价指标的差别。如散热器与热水辐射地板比较时，是在比较不同的末端散热