长江流域地区居民冬季采暖-现状及关键问题

长江流域地区居民冬季采暖现状及关键问题清华大学建筑节能研究中心燕达2014.2.28长江流域城镇住宅冬季采暖基本现状3长江流域地区住宅冬季采暖现状该地区采暖设备以分体热泵空调与局部电加热设备为主。安装相同设备的家庭，采暖形式也存在较大差异上海地区采暖设备分布上海地区住户采暖方式数据来源：2013年冬上海调研，2012年冬上海测试，清华大学建筑节能研究中心住户采暖方式SH-1完全使用空调SH-2一般不使用，很冷了开空调SH-3主要用空调与电暖气SH-4完全使用空调SH-5主要使用小太阳，基本不用空调SH-6客厅用空调、电暖气，卧室用电热毯SH-7卧室用电火箱、电热毯，客厅会用空调SH-8完全用空调SH-9使用空调、电暖气、电热毯SH-10主要用空调与电暖气SH-11一般不用空调，经常用电暖宝SH-12基本用空调，老人用电暖气SH-13孩子用空调，大人用电暖宝SH-14长住的大人用电热毯，其他用空调4长江流域地区住宅冬季采暖现状居民室内温度主要集中在12~15℃。上海地区室内温度分布数据来源：2012年冬上海测试，2013年冬上海调研，清华大学建筑节能研究中心051015202530室内温度℃未开供暖设备开启供暖设备平均温度：13.9℃平均温度：20.0℃最小值5长江流域地区住宅冬季采暖现状该地区采暖方式以部分时间、部分空间为主，分散度较大。0%5%10%15%20%25%30%35%40%10月中旬10月下旬11月上旬11月中旬11月下旬12月上旬12月中旬12月下旬1月上旬1月中旬1月下旬2月上旬2月中旬2月下旬3月上旬3月中旬3月下旬4月上旬4月中旬4月下旬起始时间结束时间0%2%4%6%8%10%12%14%16%18%20%0:001:002:003:004:005:006:007:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:000%2%4%6%8%10%12%14%16%18%20%0:001:002:003:004:005:006:007:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:00数据来源：2013年冬上海调研、2012年冬上海测试，清华大学建筑节能研究中心上海地区居民采暖时间分布上海地区不同房间热泵调使用频率（左为卧室空调，右为客厅空调）0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%1个月2个月3个月4个月5个月6长江流域地区住宅冬季采暖现状大部分居民采用的是“部分时间、部分空间”的采暖方式0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%上海地区居民客厅空调开启方式数据来源：2013年冬上海调研，清华大学建筑节能研究中心7长江流域地区住宅冬季采暖现状绝大部分居民在冬季有开窗通风的习惯，认为需要开窗来保证室内空气品质。数据来源：2013年冬上海调研、2012年冬上海测试，清华大学建筑节能研究中心上海地区居民开窗行为分布8长江流域地区住宅冬季采暖现状单位面积能耗中位数为3-4kWh/m2；采暖能耗大大低于其他国家相近气候区的采暖能耗，但近年来增长迅速。数据来源：2012年冬上海测试，2013年冬上海调研，清华大学建筑节能研究中心上海地区居民采暖能耗分布024681012141618冬季采暖电耗kWh电/(m2·a)中位数：3.14kWh电/(m2·a)0200400600800100012001400SH1SH2SH3SH4SH5SH6SH7SH8电耗kWhE/m2·a采暖电耗采暖电耗外上海地区居民采暖能耗长江流域城镇住宅冬季采暖典型案例分析10典型案例分析案例一、武汉市某热电厂集中供热•2012年正式开始供热•热源采用某热电厂余热回收，末端有地板辐射采暖与散热器两种热电厂管网公司住户开发商供热入网供热经济效益不够好，设备使用时间过短，设备效率较低45元/GJ180元/m225.5元/m2一直亏损采暖推行较为困难，采暖面积过小政府支持力度不够入网费用过高倾向于面积收费2012年平均耗热量为0.32GJ/m2供热能力为采暖面积1600万m2经济采暖面积为500万m2实际供热建筑面积为400万m211典型案例分析案例一、武汉市某热电厂集中供热•热电厂的热价高于一些相似的北方案例，但热电厂依然表示亏损•热电厂用于集中采暖的设备每年闲置的时间较长，需要大量的设备维护•管网公司表示存在亏损，原因包括供热面积较小与政府支持力度不够热电厂管网公司供热供热45元/GJ25.5元/m22012年平均耗热量为0.32GJ/m2住户热电厂管网公司供热供热33元/GJ24元/m2平均耗热量0.35GJ/m2住户武汉热电厂北方某热电厂12典型案例分析案例一、武汉市某热电厂集中供热•实际住户的耗热量已高于北京居民的单位耗热量，这可能是由于按面积收费的住户经常开窗造成的•实际访谈中，住户表示在按照面积收费的情况下，采用集中供暖后由于“屋里比以前暖和”，开窗的时间比之前更多•实际入户后发现一些小区的暖气片装在房间内墙，一些住户家中暖气片藏在柜门后•集中供暖的费用会远高于分散采暖的费用，按100平米面积计算，采暖费用约为2500元/采暖季。•住户更倾向于采用面积收费的方式•心理上担心按热量收费会更增加费用•供热公司也倾向于采用面积收费的方式•保证收益13典型案例分析案例二、武汉市某水源热泵系统小区集中供热•5栋住宅楼，建筑面积50000m2，末端为风机盘管•按热量计费，0.2元/kWh热量，用户实测平均供暖期耗热量为31.9kWh/m2，能耗费用为6.38元/m2，按100m2住户计算，采暖季费用为638元。•测试结果表明，机组EER约为3.25，冷机COP为5.37，输送效率为8.25；机组负荷率均值为0.81。•同在武汉的使用水源热泵系统的另一小区，按照每米计费，8.5元/m2/月，供暖季费用为34元/m2，按100m2住户计算，采暖季费用为3400元。14典型案例分析案例二、武汉市某水源热泵系统小区集中供热•住户在实际使用过程中会自己进行调节•平均室温为15℃左右。051015202530352/10:002/18:202/116:402/21:002/29:202/217:40温度(℃)百步亭小区用户室温典型日住户室温15典型案例分析案例三、上海市地板采暖案例•住宅为2000年以后建成，建筑面积138m2•家中有两个大人，一个孩子•地板采暖各个房间温度独立可调•实际住户一到冬天就一直开着，固定设置值16℃•使用燃气地板采暖，采暖季采暖耗气量约为1000元/月，整个采暖季约为3000元16典型案例分析案例三、上海市地板采暖案例•实测室内温度约在15~17℃，二氧化碳浓度平均1000ppm•住户对室内环境表示满意020040060080010001200140016001515.51616.51717.51818.51919.5200:101:202:303:404:506:007:108:209:3010:4011:5013:0014:1015:2016:3017:4018:5020:0021:1022:2023:30CO2浓度ppm房间温度℃温度CO2浓度典型日住户客厅温度与二氧化碳浓度17典型案例分析案例四、上海市分体热泵空调案例•使用分体热泵空调采暖，实测2012年冬季采暖能耗约为4.7kWh/m2，350元/采暖季•住宅为2000年以后建成，建筑面积为146m2•家中有两位老人、两个大人和一个孩子•在客厅、主卧、次卧以及老人的卧室均装有空调0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%0:001:002:003:004:005:006:007:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:00SH1_b1SH1_b2SH1_b3SH1_l采暖季住户各热泵空调使用频率18典型案例分析案例四、上海市分体热泵空调案例•房间温度在开启采暖设备时约在15~17℃，在未开启采暖设备时约在13~14℃。•空调开启温度约在12~15℃。住户各热泵空调开启温度频率0%10%20%30%40%50%60%56789101112131415161718192021222324SH1_b1SH1_b2SH1_b3SH1_l℃19典型案例分析案例五、南京市油汀采暖案例•使用油汀采暖，实测2013年冬季采暖电耗约为1.7kWh/m2，约为70元/采暖季•建筑面积77m2，房屋建成面积为90年代•家中为两位退休老人•在客厅、书房、卧室均装有油汀，但实际测试过程中仅使用了两台住户各电暖气开启频率0%5%10%15%20%25%30%0:004:008:0012:0016:0020:00书房客厅20典型案例分析案例五、南京市油汀采暖案例•实测房间温度约在14~17℃•住户对室内环境状况较为满意，且认为经济性较高0246810121416180200400600800100012000:001:202:404:005:206:408:009:2010:4012:0013:2014:4016:0017:2018:4020:0021:2022:40温度℃电暖气功率KWh功率温度典型日书房温度与电暖气功率长江流域城镇住宅冬季采暖改善空间分析——机遇与挑战22当前南方采暖存在的一些问题围护结构保温与气密性需加强•大部分既有建筑外墙无保温，外窗采用单层玻璃•门窗气密性普遍较差，渗风量大，存在冷桥绝大多数南方居民有冬季开窗的习惯，直接开窗时风量大，不可控，开窗时会显著降低室温23当前南方采暖存在的一些问题燃气地板采暖的启动时间较长，不利于实现部分时间部分空间控制混凝土地板采暖测试案例，房间温度从13℃升温至17温度，需13~15个小时，轻薄型辐射地板测试案例也需3个小时左右01101214161820024681012141618202224温度（℃）时间两种地板采暖对比混凝土结构轻薄型启停17℃两种地板采暖的空气温升24当前南方采暖存在的一些问题空气源热泵存在明显的室内温度梯度，热风下不来，人员活动区温度低00.511.522.5310152025温度(℃)高度(m)热泵空调的温度梯度25当前南方采暖存在的一些问题空气源热泵机组冬天需除霜，此时若吹风则会吹冷风长江流域的空气源热泵机组选型大多依据夏季负荷，则在冬季可能负荷偏小，导致启动时间较长空气源热泵吹出的热风由于温度高，相对湿度低，造成吹风感，让人感到不舒适26当前南方采暖存在的一些问题若邻居均不采暖，则自己家的供暖存在邻室传热问题，住户可能会有很大一部分热量传至其他住户，造成不公平感部分局部电采暖设备存在温度过高的情况，可能会导致人员的低温烫伤；无温度保护措施的设备可能存在火灾安全隐患27居民对分散采暖方式的需求分析•控制在15kWh/m2以下，年运行费用不超过750元能耗•间歇使用，人不在时可以完全关闭，即“部分时间部分空间”使用方式•尽量控制在15~30分钟，能够尽快使人所有区域暖和启动时间•分布均匀，没有温湿度分布不均情况，减少温度垂直分布气流组织•保证新风量且尽可能使其定量可控新风量•提升围护结构的保温性能，兼顾夏季空调需求围护结构•温度尽可能控制在15~20℃温湿度建筑围护结构采暖热源方式设备末端形式28长江流域地区居民采暖关键问题围护结构性能•围护结构的传热水平应是怎样的？•围护结构的保温应该怎么做？•如何解决该地区居民的新风量需求？29长江流域地区居民采暖关键问题设备与系统性能•分体空调•改善气流组织•燃气地板采暖•实现设备的快速启停•局部采暖设备•提升使用者的舒适度•控制设备辐射温度，减少安全隐患30小结长江流域地区冬季采暖时我国建筑节能工作中的一项重点，需通过有效的技术手段在不大幅提升能耗的同时，积极提高室内环境参数，保障