沈陽燃氣鍋爐

燃氣供暖與電供暖對比

燃氣供暖與電供暖對比

發布日期:2019-01-14 作者: 點擊:

1 電采暖的三種形式


電采暖的形式有三種:1)電熱膜供暖是供暖方式之一,它是一種以電力為能源,通過紅外線輻射進行傳熱的新型供暖方式。2)電鍋爐也稱電加熱鍋爐、電熱鍋爐,它是以電力為能源并將其轉化成為熱能,從而經過鍋爐轉換,向外輸出具有一定熱能的蒸汽、高溫水或有機熱載體的鍋爐設備。3)空氣源熱泵主要由電動機、壓縮機、工質冷凝換熱器和工質蒸發換熱器組成。電動機驅動壓縮機,對工質進行壓縮,使之進行冷凝、蒸發循環。


2 燃氣采暖熱水爐


燃氣采暖熱水爐是具有采暖功能和熱水功能的一種燃氣器具。采暖水通過熱交換器吸收燃氣燃燒后釋放出的熱量,是一次換熱。采暖水通過換熱器加熱生活熱水,生活熱水不直接與熱煙氣接觸,是二次換熱。燃燒用的空氣取自室外,燃燒后的煙氣排至室外。采暖水在內置循環泵的動力下從出水口流出經室內的暖氣片或地暖管與室內的冷空氣換熱后經回水口流回熱交換器,與煙氣換熱。


3 四種形式運行費用對比


3.1 供暖費用的比較


設供暖房屋面積為120 m2,采暖熱指標為40 W/m2,年采暖時間為120天,每天采暖時間為24 h。運行費用計算方法如下:


(1)供熱能力計算:一個采暖季所需熱量為:Qh=q×S×T×t×/1000=40 ×120×120×24/1000=13824kWh=49766MJ。


式中:Q—供熱能力kW;q—采暖熱指標W/(m2·h);S—采暖房面積m2;Qh —采暖季所需熱量kWh ;T—天數,天;t—每天小時數,h/天。


這間房屋采暖需要供熱能力為4.8kW。


(2)采暖費用計算:設天然氣高位熱值為36MJ/m3。天然氣價格按2016年1月1日起邯鄲市主城區居民生活管道用氣實行階梯價格,用電電壓等級不滿1千伏的用戶,第一檔峰段電價為每千瓦時0.55元、谷段電價為0.3元,電價取平均值0.42元/kWh。設空氣源熱泵的制熱性能系數COP為3.0,燃氣采暖熱水爐熱效率90%,電熱膜熱效率100%,電鍋爐熱效率100%。四種供熱方式的年采暖費用見表1。表1數據表明,電鍋爐和發熱電纜/電熱膜費用最高,不具備競爭力。


燃氣供暖與電供暖對比


眾所周知,電價一直是國家補貼,實際的電價應該是多少呢?從天然氣直接轉換為電能,不考慮其他任何成本,蒸汽輪機燃氣輪機聯合循環的發電效率較高,可達到50 %,所以1 m3氣可發5度電,也就是0.2 m3氣發一度電。以山西太原為例,當前煤炭發電成本為0.3元/kWh左右,而國內天然氣發電成本隨機組不同而異,約為0.7~1.0 元/kWh,是煤炭發電成本的2~3倍。


3.2 其他因素對供暖費用的影響


(1) 補貼力度:在2014上海分布式能源國際論壇上,有專家透露,上海、長沙兩地都已推出針對天然氣分布式能源的補貼政策,而北京市的補貼標準也將出爐,專家認為補貼力度將達到0.2元/kWh。以0.8元/kWh計算,一個采暖季空氣源熱泵的費用是3733元。3733元是按空氣源熱泵采暖季的綜合能效比COP為3計算的。


(2) 氣候條件:空氣熱能作為空氣源熱泵的主要熱源,氣溫高低直接影響到空氣源熱泵機組的空氣源熱泵的制熱性能系數COP值;當氣溫接近零度時,空氣源熱泵機組蒸發器容易結霜,智能除霜會增加機組能耗,也會降低空氣源熱泵機組的空氣源熱泵的制熱性能系數COP值。當空氣溫度低于零度時,機組效率下降,并且當環境溫度低于-5℃時,機組效率極低,甚至無法開機冬季室外機組需要頻繁停機除霜,其結果是除霜損失約占熱泵總能耗的10.2 %,如普通3P機就要增加300瓦電能浪費。有些地區因為空氣濕度大,一般當環境溫度5℃時外機就開始結霜。使用5年的老機組8 ℃左右就開始結霜。輔助加熱時空氣源熱泵的制熱性能系數COP要小于1。


邯鄲屬典型的暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候,日照充足,雨熱同期,干冷同季,隨著四季的明顯交替,依次呈現春季干旱少雨,夏季炎熱多雨,秋季溫和涼爽,冬季寒冷干燥。年平均氣溫14℃,最冷月份(一月)平均氣溫-2.5 ℃,極端最低氣溫-20 ℃,最熱月份(七月)平均氣溫27℃,極端最高氣溫42.5℃,全年無霜期200天,年日照2557小時。根據邯鄲采暖季的氣溫圖表統計(版面問題,省略部分圖表)可知:120天采暖季內最高氣溫低于5度的天數33天,最低氣溫低于0度的有86天,超過2/3的天數內空氣源熱泵運行在除霜狀態。


根據以恩施地區為例空氣源熱泵在冬季結霜工況下供熱性能研究數據,可類推邯鄲地區一個采暖季將會有40%的時間在制熱性能系數COP值小于1的狀態運行。電價按0.42元/kWh,按40 %的天數在制熱性能系數COP值等于1的狀態運行,60 %的天數在制熱性能系數COP值等于3的狀態運行, 一個冬季采暖費用要3476元。電價按0.8元/kWh,按40%的天數在制熱性能系數COP值等于1的狀態運行,60 %的天數在制熱性能系數COP值等于3的狀態運行,一個冬季采暖費用要6620元??諝庠礋岜玫氖″X只是用戶的支出省了,而這是建立在國家補助的基礎上,用戶量越多國家補助的就越多。


4 結語


空氣源熱泵的理想高效工作區與采暖用戶的大量供熱需求區從時間看是偏離的。簡單地說,就是一年之中用戶在三九天比剛入冬時每天需要的熱量更大,用戶在夜里10點比下午兩點更迫切需要供熱。這些時間段反而是空氣源熱泵能效相對比較差的時候。我們需要去考慮,在不利工況時間段內,用戶最基本的供暖效果。所以,空氣源熱泵并不能真正取代壁掛爐在分戶采暖應用中的地位。但空氣源熱泵在特定的工況及時間內的制熱性能系數COP還是非常高的,可以作為壁掛爐供暖的有效補充。所以采用混合能源集成系統是保證用戶生活需求及舒適度的同時,最大化地降低整體運行能耗的更好選擇。目前在全球一些重要分戶供暖市場已經得到大量應用。 (本文發表于《供熱制冷》雜志9月刊技術交流欄目)作者:蔡志鵬1 何貴龍2(1東莞新奧燃氣有限公司 2中國市政工程華北設計研究總院)

燃氣供暖


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