摘要：天然气是优质洁净能源,采用家用壁挂燃气炉供暖不仅减少了环境污染,而且一炉多用,不仅可以供暖,同时也可以提供生活热水,而且供暖的自动化程度高。经过分析表明,采用家用壁挂式燃气炉供暖比按供热面积收费的集中供热方式和热泵空调供暖方式经济。

关键字：能源 电 燃气

1.前言

天然气的主要成分是甲烷,它的燃烧产物是二氧化碳和水,因此天然气是优质洁净能源。目前发达国家的能源结构主要是以石油和天然气为主,而我国的能源结构则主要是以煤为主。以煤为主带来的问题是大气环境的严重污染。我国大气中90%的二氧化硫、85%的二氧化碳和80%的粉尘等均是来自煤炭的燃烧。随着西气东输工程的实施,“十五”规划中我国明确规定天然气所占能源消耗的比例将由现在的2%提高到8%。在满足居民和工业用气的基础上,需开拓新的燃气市场,如燃气空调和燃气供暖等。采用燃气供暖的经济性如何正是本文讨论的主要内容。

2.现有的采暖方式

目前,居民住宅采暖主要有以下几种方式:

(1)集中供热方式;
(2)分散的小煤炉;
(3)电暖器;
(4)家用热泵空调;
(5)家用壁挂式燃气炉。

目前,集中供热仍是北方地区的主要供暖方式之一,多数的集中供热仍然是以燃煤为主。采用热电厂或区域锅炉房集中供热虽然比分散的小型煤炉、污染小,但燃烧产物仍对大气造成污染。而且集中供热在输送的过程中,热量损失较多,实际热效率较低供热采暖网。

目前,集中供热在某些地区的普及率还不是很高,以济南地区为例,实际不足50%。另外集中供热存在收费难和供热质量差等问题。由于分户计量成本高,还需对原有系统进行改造,因此采用分户计量存在很多困难[1],目前多数集中供热用户仍然是按照供热面积来收费,这对白天家中无人的用户来说是很不合理的。另外,采用集中供热的用户首先要交纳开户费,这笔费用也是一个不小的开支。小煤炉采暖严重污染环境而且供热效率低,政府已明令禁止。

利用电暖器供暖耗电量大,而且供热效果差,一般用户难以承受高额的电费。另外,采用电采暖仍然要以燃烧煤作为代价,同样污染了环境。资料表明,利用电暖的实际供热总效率一般不足30%。

采用冷暖两用热泵空调供暖时,供暖量受室外气温的影响较大。室外气温越低,供暖效率也越低,正好与实际需要相反,因此单纯采用热泵空调供暖很难满足实际要求。当然现在很多生产热泵空调的厂家在机组内都设置了电辅助采暖,但采用电采暖总效率很低。

采用家用壁挂式燃气炉,可分散投资,自动调节性能高,安全可靠,便于计量,而且可以一机多用,既可供暖、也可提供家用热水,因此,许多房地产开发商选择了燃气供暖,如北京、沈阳、青岛等城市。

3.壁挂式燃气炉供暖的特点

采用壁挂式燃气炉供暖克服了集中供热的不足,具有如下优点。

(1)一机多用,既可供暖,又可供应生活热水,可为用户节省购买热水器的投资,同时利用燃气供应生活热水,加热速度快,可随时满足用户的需求,这比电热水器有着明显的优势。

(2)设备安装方便,可安装于厨房或阳台,不占用厨房的使用面积,所占的空间也很小。一台供热量为2万kcal/h的壁挂炉所占的空间体积不足0.1m3。

(3)自动调节性能好,现有的壁挂式燃气炉均配,在白天家中无人的情况下,可降低室内设有温控器定温度,最大限度地节省运行费用。

(4)安全可靠,壁挂炉都设计了安全保护装置,可保证用户的安全使用。

(5)无热网输送损失,供暖系统启动快,舒适性好。

(6)现有的壁挂炉供热效率均能够达到90%以上,对冷凝式的壁挂炉热效率可达到105%。而集中供热的总效率仅能达到50%左右。

(7)壁挂式燃气炉所用的能源为煤气或天然气,是洁净能源,对大气造成的污染比集中供热造成的污染大大降低。

(8)根据用气量和用电量收费,收缴容易。

燃气炉虽有上述优点,但由于燃气炉在燃烧过程中,需要大量的氧气,使得室内氧气浓度降低,影响室内空气品质,因此燃气炉最好放置在阳台,并解决好换气问题,这样才有利于安全。另外,如果每户都直接将烟气通过外墙排至室外,则势必对上层用户产生影响[2],因此应尽量通过土建集中烟道排放。

4.各种供暖方式的经济性比较

针对集中供热、家用燃气壁挂炉、家用热泵空调三种供暖方式进行比较。集中供热方式的费用包括用户的开户费和目前按面积计量的采暖费;壁挂炉的费用包括壁挂炉的设备费用、燃气费和电费;热泵空调的费用包括空调的设备费和电费,这里考虑到冷热两用空调比普通单冷空调价格稍高,因此冬季空调供暖设备费用按空调器价格的1/10计算。

以建筑面积为110㎡的住宅为例,该建筑物的实际使用面积为90㎡左右,单位使用面积的热负荷为40W/㎡。以济南为例,冬季实际采暖天数为120天,若按照每天24小时供暖,则冬季总耗能为37324800kJ。

(1)集中供热方式。济南地区集中供热用户的开户费用每平方米建筑面积100元,故该住宅所需的开户费为11000元。若按20年的投资年限,则每年的投资费为550元。济南地区采暖运行费用每平方米使用面积为19.6元,则每年的采暖运行费用为1764元,因此集中供热方式每年所需的总费用为2314元。

(2)热泵空调供暖方式。

假定该用户的空调设备投资为10000元,则冬季采暖设备费用按1000元计算。同样空调器按20年的使用年限,则利用热泵采暖的设备费用每年50元。热泵空调的供暖效率与室外气温有很大的关系,室外气温越高,机组供热量越大。当室外气温低于-5℃时,一般需要电辅助加热来供暖。根据济南地区的气象参数,每年低于-5℃时的小时数接近采暖时数的1/3。按120天的采暖天数,则每年低于-5℃时的小时数近似为960小时。若采用电辅助采暖的效率按95%计算,则采用电辅助采暖时间内耗电量为960×3.6/0.95=3638度。若利用热泵空调采暖的平均热效率为2.0,则热泵空调每年冬季的耗电量为(3.6/2.0)×120×24×2/3=3456度,每度电的费用为0.5元,则热泵空调每年采暖所耗电费为(3638+3456)×0.5=3547元。因此,实际每年采暖所耗总费用为3547+50=3597元。

(3)家用壁挂式燃气炉供暖方式。

以2万kcal/ h的壁挂炉为例,单台炉子的价格约6000元,使用年限仍然按20年计算,则每年设备的折旧费用为300元。以天然气作为燃料,天然气的发热量大约为41900kJ/Nm3,假定壁挂炉的热效率为95%,故冬季采暖所需的天燃气量为37324800/(41900×0.95)=938m3,天然气的单价按2元/m3计,则冬季采暖所需天然气费用为1876元。冬季循环泵的功率按20W计算,实际耗电量为20×120×24/1000=57.6kWh,所需电费为29元,故每个采暖季的总费用为300+1876+29=2205元。

5、结论

由以上分析可见,利用热泵空调供暖所需的费用最高,集中供热和燃气壁挂炉供暖的费用比较接近,燃气壁挂炉费用稍低。由于燃气壁挂炉均设有近自动控温装置,可根据住户的要求设定室内温度,在家中无人的时间,可将室内设定温度降低或关闭壁挂炉,实际用气量比上述计算量还要低,大约可节省20%，另外,采用燃气炉供暖以后,节省了购买热水器的费用,因此采用壁挂炉供暖每年的实际费用约为1600元,与其他两种采暖方式比较具有很大的竞争优势