夏热冬冷地区城市供热路径的选择

【摘要】夏热冬冷地区中需要进行采暖的城市大部分在南方，而南方城市供暖志在必行，但若采取北方地区的集中式供暖方式，由于以热电联产为基础的城市集中供热系统复杂，投资巨大，即使在北方都不能取得好的经济效益，何况南方供热时间短，更不能不能取得较好的经济收益。

如果在南方发展以热电联产为基础的城市集中供热，则不能收回供热投资，热电联产的单发电运行是极其不合算的。

基于南方地区环境气候以及建筑特征方面考虑，在南方地区进行热泵供热是最合理的城市供热路径选择【Abstract】In the hot summer and cold winter area is in need of heating of the city most in the South. And the south city heating needed. If adopt centralized heating region in the North. Due to the heat and power cogeneration based citycentralized heating system is complex.The huge investment, Achieved good economic benefits are not even in the North. Besides the southern heating time is short, but can notcannot achieve good economic returns. If the central heating in the south city with thedevelopment of cogeneration based, it can not recover the heating investment. Single generating operation of cogeneration is veryuneconomical. Based on the environmental climate of the South and architectural characteristics into consideration, Heat pump heating in the southern region is the most reasonable path selection of city heating【Key word】City heat supply path 、The central heating system、Heat pump heating、Decentralized heating目录1．城市供暖划分 (3)2.供暖方式 (3)2.1目前我国供暖方式 (3)2.2南方城市供暖方式选择 (4)3.南方地区城市热源方案 (5)3.2．区域供热锅炉房(煤或燃气) (5)3.3．分布式冷热电联供系统 (6)3.4地源热泵 (6)4.南方地区城市供暖路径选择 (6)4.1供暖路径选择 (6)4.2热泵供热原理和特点 (7)4.3热泵供热具体实施方案 (8)5.参考资料 (9)1．城市供暖划分当我们讨论南方供暖问题的时候，很多人会提出南北供暖分界线的问题，即秦岭—陇海线.供暖分界线首先是一条地理气候分界线，是中国自然地理特征的最重要的分界线，气候、地貌、植被等，秦岭南北区别很大，这一点决定了南北方建筑特征以及人们生活方式与习惯的不同，其次是供暖分界的问题。

历史上南方居民冬季一直是有采暖设施的，比如火盆和火塘等设施。

只是城市的发展使得南方传统的供暖设施难以在大规模的集合建筑群中建造安装。

所以南方供暖的必要性是毋庸置疑的。

我们所要考虑的是南方城市的供暖方式。

从这个观点出发，作为是否发展城市城市集中供热分界线，南北供热线的划分仍是合理的。

2.供暖方式2.1目前我国供暖方式在我国，供暖方式以集中供暖和分散供暖方式为主，集中供暖是指热源和散热设备分别设置，用热媒管道相连接，由热源向多个热用户供给热量的供暖系统，主要用于严寒、寒冷地区。

分散供暖包括小型锅炉房供暖、局部供暖和单户式供暖分散供暖具有建设规模小、周期短，运行、管理灵活方便，便于计量等特点。

但分散供暖如采用燃煤则热源效率低、污染物控制难度大，受地域、资源、环境、建筑类型以及生活习惯的影响，适用范围有限。

必须指出的是，在热效率和污染物控制等方面，如果分散式供暖采用电热、可再生能源，将和燃煤等传统热源完全不同。

相比之下，集中供暖具有能源利用理论效率高、适于长寒冷期全空间连续供热的特点，但存在工程建设规模大、周期长、一次投资高、供热量调节难度大、空气污染严重、无法调动居民节能等问题2.2南方城市供暖方式选择在南方发展燃煤热电联产的城市集中供热显然是不合理的，在社会和科技发展的今天，以燃煤热电联产为基础的城市集中供热方式，在北方都是值得重新审视论证的，何况在南方。

在我国供热历史的发展中，热电联产的城市集中供热代替分散的煤炉和锅炉房小区供暖无论从节约能源和环境保护方面都做出了巨大的贡献。

然而，随着生态环境与气候的变迁，即使执行最严格排放标准的燃煤热电厂，都会对环境造成巨大的不可逆转的冲击，我们的环境容量和环境承载力都已经超越极限了。

南方冬季空气湿度大，平均风速低，更不利于大气污染物的扩散，更容易形成严重雾霾再者，以热电联产为基础的城市集中供热系统复杂，投资巨大，即使在北方都不能取得好的经济效益，何况南方供热时间短，更不能不能取得较好的经济收益。

如果在南方发展以热电联产为基础的城市集中供热，则不能收回供热投资，热电联产的单发电运行是极其不合算的。

已经有这样的工程实例了，如武汉的“冬暖夏凉”工程。

武汉“冬暖夏凉”工程，实施五年仅有两年正常集中供暖。

而且供暖费用不低，收费标准为每个采暖季（三个月）每平方米25.5元，这个收费标准高于北方很多城市，一个采暖季采暖费用可能就要2000多元，并且还需要供暖设备改造费大约每平方米200元。

理性选择之下，大多数武汉人没有领集中供暖的情，武汉今年再次延迟供暖。

综上所述，在南方地区发展城市集中供热是不合理的，但并不否定发展一定规模的区域集中供热，这需要经过严格的技术经济论证。

3.南方地区城市热源方案3.1热电厂优点：系统运行稳定，供热持续，一次能源利用率高，具有很好的环境效益。

热电厂基本建在负荷中心，除供暖期进行供热外，在供冷期还可外输蒸汽用于制冷，缓解了夏季用电高峰。

缺点：造价高，建设期较长，管理费用较高3.2．区域供热锅炉房(煤或燃气)优点：运行调控较灵活，造价比热电厂低，建设期短。

缺点：对于大型区域燃气供热锅炉房，受气源限制，冬季正常运行往往难以保障，燃料费用较高3.3．分布式冷热电联供系统优点：采用天然气发电，并利用余热制冷、供暖、供应热水，能源综合利用率高。

与传统热源相比，氮氧化物、二氧化碳排放大幅降低。

缺点：当天然气供应量不足时，正常运行受限，天然气价格成为制约经济性的最大因素3.4地源热泵优点：兼有供冷供热功能，经济、节能、环境效益显著。

适用于高端别墅住宅、公共建筑、入住率高的住宅小区。

缺点：对于夏热冬冷地区，由于供冷期冷负荷高于供暖期热负荷，地源热泵系统长期运行使得土壤热量聚积，易导致供冷期机组无法正常运行，宜增设冷却塔在供冷期与地埋管换热器联合运行，保持供冷期向土壤释放的热量与供暖期从土壤吸收的热量基本平衡。

4.南方地区城市供暖路径选择4.1供暖路径选择工业余热和工业多联产系统（IGCC）都不属于常规的供热系统，只能具备条件的具体地区具体工程单独论证。

就常规的供热形式而言，南方城市应根据自己的环境气候特征、建筑特征以及生态资源条件来考虑概括起来南方的环境气候以及建筑具有以下特征：⒈南方地区日照率低太阳能资源并不是十分丰富，空气湿度大，一般在80%左右，空气的热容量较大，传热系数较大，夏季闷热，冬季湿冷。

⒉水资源丰富，尤其是地表水，地下水温度高。

⒊多为丘陵地带，土层厚度小且不均匀，地下径流大。

⒋建筑围护结构热惰性小，密闭性差。

⒌冬季供热时间短，一般2个月左右根据以上环境气候以及建筑特征，热泵供热是很好的供热方式，包括地下水源热泵、地表水源热泵、地埋管地源热泵以及空气源热泵。

近几年的发展，热泵技术在南方取得了广泛的应用，总的看来使用效果比北方更好。

4.2热泵供热原理和特点原理：地能分别在冬季作为热泵供暖的热源和夏季空调的冷源，即在冬季，把地能中的热量“取”出来，提高温度后，供给室内采暖；夏季，把室内的热量取出来，释放到地能中去。

热泵机组的能量流动是利用其所消耗的能量（如电能）将吸取的全部热能（即电能+吸收的热能）一起排输至高温热源。

而其所耗能量的作用是使制冷剂氟利昂压缩至高温高压状态，从而达到吸收低温热源中热能的作用。

特点：地源热泵是利用了地球表面浅层地热资源（通常小于400米深）作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。

地表浅层地热资源可以称之为地能（EarthEnergy），是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太阳能、地热能而蕴藏的低温位热能。

地表浅层是一个巨大的太阳能集热器，收集了47%的太阳能量，比人类每年利用能量的500倍还多。

它不受地域、资源等限制，真正是量大面广、无处不在。

这种储存于地表浅层近乎无限的可再生能源，使得地能也成为清洁的可再生能源一种形式。

4.3热泵供热具体实施方案地下水源热泵、地表水源热泵、地埋管地源热泵应以小区的集中供热为主，统一管理，其设计建造必须冬夏两用。

热泵系统的建设并不一定增加工程的投资，冬季供热和夏季空调的费用反而会大幅度降低，环境效益也会更好. 对于地埋管地源热泵系统是应该认真论证的，由于南方地区土壤层较薄，卵石层和岩石层较浅，埋管占地较大，建设地埋管地源热泵系统投资会比较大，设计建造以前应该有详尽的水文地质勘察空气源热泵更适合于南方地区，可以是户式系统，也可以是集中供热系统。

南方空气潮湿，热容量大，同时空气源热泵的化霜更加频繁，这是空气源热泵的技术关键，空气源热泵供暖更应采用地板辐射采暖，利用地板辐射采暖的热惰性来克服空气源热泵化霜时造成的温度波动户式系统有户式冷热水机组和直接冷凝（蒸发）机组，室内采用地板采暖是很好的方式，而且便于计量。

对于改造既有建筑具有极大的优势。

复合热源热泵，很多居住区并不具备采用单一水源热泵或地埋管地源热泵的条件，应考虑复合热源热泵，热泵热源的选择性比北方要好的多。

南方地区的建筑并不能象北方一样建的十分密闭，冬季的冷风渗透率很大，从这一点出发，室内末端不宜采用散热器采暖，应采用地板辐射采暖。

地板辐射采暖的做法不建议照搬北方的做法，蓄热层不宜太厚，不宜采用湿法铺设无论北方南方，供热都应连续供热，而不宜人走就关。