馬新淇 姚海旭 盧娜

    供暖，又稱采暖，是指向建筑物供給熱量，保持室內(nèi)一定溫度，以維持建筑舒適性和居住性的系統(tǒng)。供暖設(shè)備與系統(tǒng)發(fā)展到今天，在對人的舒適感和衛(wèi)生、設(shè)備的美觀和靈巧、系統(tǒng)和設(shè)備的自動(dòng)控制、系統(tǒng)形式的多樣化、能量的有效利用等方面都有著長足的進(jìn)步，形成了以采暖散熱器熱水供暖系統(tǒng)為主流，多種供暖方式并存的局面。

 

    隨著建筑形式的多樣化、國家節(jié)能和溫控?zé)嵊?jì)量政策的推行、大中型城市天然氣等清潔燃料的使用份額越來越大以及長江流域等傳統(tǒng)非供暖地區(qū)供暖需求的增長，供暖的技術(shù)環(huán)境發(fā)生了變化，也對供暖技術(shù)提出了新的要求。特別是天然氣的大量使用為燃燒裝置的分散化提供了條件，使以單個(gè)業(yè)主單元為服務(wù)對象的獨(dú)立供暖技術(shù)成為可能，并在北方傳統(tǒng)和南方新興供暖市場都得到了越來越普遍的應(yīng)用。

 

    以供暖系統(tǒng)功能來看，供暖可以分為集中供熱和獨(dú)立供暖兩種方式。表1在多個(gè)方面將獨(dú)立供暖系統(tǒng)與集中供暖系統(tǒng)進(jìn)行了比較。

 

    通過比較可以看出，獨(dú)立供暖系統(tǒng)在節(jié)能保溫比較嚴(yán)格，運(yùn)行調(diào)節(jié)獨(dú)立性較強(qiáng)，不同用熱單元分界較清晰，需要按不同用熱單元收取費(fèi)用的以住宅為代表的居住建筑中具有巨大優(yōu)勢。此外，獨(dú)立供暖系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用能直接反應(yīng)建筑供暖的需求，對建筑物的節(jié)能保溫和住戶的行為節(jié)能都具有強(qiáng)大的推動(dòng)作用。

 

表1 獨(dú)立供暖系統(tǒng)與集中供暖系統(tǒng)的比較

 

    我國北方傳統(tǒng)采暖地區(qū)正在開展分戶控制和計(jì)量收費(fèi)的熱改工程，但遇到很大阻礙，面臨著重重困難。獨(dú)立供暖系統(tǒng)在北方地區(qū)的應(yīng)用可以天然解決分戶控制和計(jì)量收費(fèi)問題，還不用建設(shè)室外管網(wǎng)，避免室外逛網(wǎng)的輸配能耗和跑冒滴漏，推廣應(yīng)用具有巨大優(yōu)越性。我國南方廣泛的傳統(tǒng)非采暖地區(qū)，是我國經(jīng)濟(jì)最為發(fā)達(dá)的地區(qū)，雖然缺乏集中供暖管網(wǎng)，但近年來供暖需求日益擴(kuò)大，獨(dú)立供暖系統(tǒng)作為上述區(qū)域的主要選擇，有著廣闊的發(fā)展前景。

 

    結(jié)合我國的能源狀況和生活習(xí)慣，目前國內(nèi)市場流行的獨(dú)立供暖系統(tǒng)主要有低溫?zé)崴�散熱器供暖，低溫�(zé)崴�地面輻射供暖、熱泵型房間空調(diào)器和電供暖等幾種形式。

    電作為品位最高的能源，我國相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)對直接利用其供暖提出了嚴(yán)格限制，規(guī)定只有夜間可利用低谷電價(jià)進(jìn)行蓄熱的建筑和采用水力、核能等天然能源發(fā)電且電力充足的建筑才可應(yīng)用電供暖，因此電供暖不是獨(dú)立供暖發(fā)展的方向，只能在特殊的情況下應(yīng)用。

 

    表2對低溫?zé)崴�散熱器供暖，低溫�(zé)崴�地面輻射供暖、熱泵型房間空調(diào)器這三種最常見的獨(dú)立供暖方式進(jìn)行了比較，從中看出，低溫?zé)崴�散熱器供暖系統(tǒng)的應(yīng)用基本沒有限制，是獨(dú)立供暖發(fā)展的主流和方向，尤其在我國南方新興供暖地區(qū)具有顯著的優(yōu)勢。

表2 幾種獨(dú)立供暖方式的比較

 

    采暖散熱器在我國使用已有近百年歷史，過去很長一段時(shí)期鑄鐵散熱器占據(jù)了很大的市場，近年來以鋁制和鋼制散熱器為代表的新型采暖散熱器以其功能性和裝飾性越來越成為消費(fèi)者追求的熱點(diǎn)，需求量呈現(xiàn)快速發(fā)展的態(tài)勢。結(jié)合獨(dú)立供暖系統(tǒng)的特點(diǎn)，下面對幾種主流散熱器在獨(dú)立供暖系統(tǒng)中的適用性進(jìn)行了分析：

 

    1、鑄鐵散熱器

    （1）耐腐蝕 灰鑄鐵的主要成分是鐵和碳，灰鑄鐵比鋼和鋁的抗電化學(xué)腐蝕性強(qiáng)；另一方面，片狀石墨的碳就如在鐵基體上覆蓋了無數(shù)層保護(hù)膜，而石墨碳是不怕任何介質(zhì)腐蝕的，加之灰鑄鐵散熱器壁厚較厚（3mm左右，），所以灰鑄鐵散熱器的抗氧化、耐酸堿、抗電化的腐蝕性要大得多，因而其使用壽命也要長得多。從實(shí)際應(yīng)用來看，灰鑄鐵散熱器正常使用條件下壽命為50年以上，使用維護(hù)的好，壽命可達(dá)100多年，可以說和建筑物的壽命一致。

    （2）熱惰性好灰鑄鐵散熱器壁厚，用鐵量大，故其金屬熱容量也就大，升溫時(shí)，它緩慢放熱，降溫時(shí)，它仍不斷放熱，所以說它的熱惰性好，升溫降溫都比較緩慢，溫度柔和，使人感覺舒適，在崇尚自然的今天，顯得尤為可貴，這也是美國、歐洲等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)將鑄鐵散熱器作為高檔采暖產(chǎn)品的一個(gè)重要原因，其價(jià)格甚至比鋼制和鋁制散熱器還要高。

    （3）價(jià)格便宜，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠灰鑄鐵散熱器主要原材料是生鐵，因生鐵比鋼材和鋁價(jià)格便宜得多，所以灰鑄鐵散熱器成本低，價(jià)格也就便宜，適合中國國情。

    （4）外觀形式簡單由于受工藝條件所限，灰鑄鐵散熱器外形結(jié)構(gòu)比鋼制和鋁制簡單，變化較少，檔次相對較低，但近幾年新型鑄鐵散熱器不斷涌現(xiàn)，結(jié)構(gòu)形式多樣，外表可噴塑、烤漆處理，美觀程度毫不遜色于鋼制和鋁制散熱器，而在另一方面，外觀簡練也是不少人追求的時(shí)尚。此外，鑄鐵散熱器在生產(chǎn)過程中往往存在能源、生鐵消耗量太大，環(huán)境污染相當(dāng)嚴(yán)重，加之耐壓能力差，已逐漸被以鋁制、鋼制散熱器為代表的輕型散熱器所取代。

 

    2、鋼制散熱器

    （1）重量輕、承壓高、散熱量大 鋼制散熱器可分為鋼制串片、鋼制翅片管、鋼制扁管、鋼制柱型等形式，它們的共同特點(diǎn)是重量輕，承壓高，散熱量大，比較適合高層建筑使用。
    （2）外形變化多鋼制散熱器制造可實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化操作，因此外形結(jié)構(gòu)可以多姿多彩，以滿足人們的不同審美要求。
    （3）耐腐蝕性能差鋼制散熱器運(yùn)行中的腐蝕主要是氧化腐蝕，特別是在低壓鍋爐供水中，由于沒有除氧設(shè)備，加上給水循環(huán)量較大，水中溶解氧較多，因而氧化腐蝕是相當(dāng)嚴(yán)重的，鋼制散熱器受到氧化腐蝕后，往往在其表面形成許多直徑不等的小鼓包，鼓包表面為黃褐色或磚紅色，表層下則為黑色銹蝕物，在含氧堿性循環(huán)水條件下，這種腐蝕表現(xiàn)尤為明顯，而我國采暖系統(tǒng)基本上都是堿性環(huán)境，因而在我國，鋼制散熱器壽命短者只有幾年，長者也不超過十年。

 

3、鋁制散熱器

    （1）重量輕、承壓高 由于鋁比重小，因而鋁制散熱器重量很輕，而承壓能力相對較高，可適用于高層建筑中。
    （2）耐腐蝕性能差鋁合金在介質(zhì)PH值7左右時(shí)耐腐性較好，在堿性介質(zhì)中，OH-與鋁合金鈍化膜Al2O3反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和H2，隨著堿濃度增加速度增加，在PH值為10-12時(shí)腐蝕最為嚴(yán)重，而我國采暖系統(tǒng)水質(zhì)PH值恰恰為10-12，因此，在我國鋁制散熱器壽命往往只有幾年。近幾年鋁制散熱器采取了內(nèi)防腐措施，即使說效果不錯(cuò)，但只要有1%的防護(hù)漏洞，就會(huì)造成100%的失敗。鋁制散熱器最致命的弱點(diǎn)是它的堿腐蝕嚴(yán)重。但對于獨(dú)立供暖系統(tǒng)，系統(tǒng)水為中性至弱酸性的自來水，不存在腐蝕問題。

 

    4、銅鋁復(fù)合散熱器

    銅鋁復(fù)合散熱器以銅管為過水部件，是具有中國特色的散熱器，最大的優(yōu)點(diǎn)就是耐腐蝕，也同時(shí)具備輕型散熱器的一些特點(diǎn)，較適合在獨(dú)立供暖系統(tǒng)中采用。

    但是與鋁制散熱器相比，銅鋁復(fù)合散熱器要用到相對稀少的銅材料，散熱器價(jià)格較貴；造型較單一，外形無法象鋁制散熱器一樣做成各種藝術(shù)造型；主要靠對流散熱，易出現(xiàn)熏墻現(xiàn)象。

    綜合以上比較，散熱器在獨(dú)立供暖系統(tǒng)中具有最佳的適用性，是獨(dú)立供暖系統(tǒng)散熱器的首選。

 

    從我國現(xiàn)在的情況來看，在寒冷和嚴(yán)寒這些傳統(tǒng)的供暖區(qū)域，集中熱水散熱器供暖占據(jù)了較大份額，但獨(dú)立供暖系統(tǒng)的市場份額在不斷增大，已對前者的主流地位造成了巨大沖擊；在氣候條件較為溫和的地區(qū)則主要以各種形式的獨(dú)立供暖系統(tǒng)為主。

 

    當(dāng)然，每項(xiàng)技術(shù)都不可能是盡善盡美的，都有其適用性。獨(dú)立供暖也有一些局限性，如燃料必須采用天然氣等清潔燃料，燃?xì)獗趻鞝t的可靠性要求較高、燃?xì)鉅t的排放物會(huì)對小區(qū)環(huán)境帶來影響等，必須根據(jù)具體條件來選擇應(yīng)用。但從當(dāng)前的市場情況來看，獨(dú)立供暖系統(tǒng)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)未取得與其特點(diǎn)相匹配的市場份額，在今后的幾年內(nèi)將會(huì)得到迅速的發(fā)展。

 

[1]  陸耀慶．供暖空調(diào)設(shè)計(jì)手冊．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008

[2]  徐偉、鄒瑜等．供暖系統(tǒng)溫控與熱計(jì)量技術(shù)．北京：中國計(jì)劃出版社，2000

 

(本文來源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì)  文徑網(wǎng)絡(luò)：文徑 尹維維 編輯  劉真 審核)