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分户式采暖方案技术经济性分析

二室 李兆坚

摘要 为了解决采暖分户计量、分室调温的问题，目前出现了一些与以往集中式采暖系统不同的分户式采暖技术方案。本文结合北京市的具体情况，根据新型节能建筑和非节能型老建筑的不同情况，分别对这些采暖技术方案的技术经济性进行计算对比分析，并与集中供暖方案进行比较。为新老居住建筑的采暖分户计量调控设计和改造工作提供一些基础数据。
关键词 分户式 采暖 方案 技术经济性 分析

从1999年开始,我国的住房制度进行了重大改革，取消了福利分房，实行住房补贴货币化，鼓励个人购房。随着住房制度改革的深化，个人购房的数量迅速增加，北方地区个人所购住房采暖费收取的问题和矛盾也日益突出，这对采暖系统提出了分户调控和分户计量的要求，同时由于采暖分户调控和分户计量也是减少采暖运行能耗的一项有效措施，因此，建设部提出了在我国逐步实现采暖按户计量收费的要求。按照《建筑节能“九五”计划和2010年规划》的要求，该项工作 “2000年在重点城市成片推行，2010年基本完成”。我国传统的集中式采暖系统形式不能实现按户计量收费的要求，为此，在对集中式采暖系统分户计量方案进行多方面研究的同时，一些与集中式采暖不同的分户式采暖技术方案也相继被提出。这些分户式采暖方案，不但调节性能好、分户计费十分方便，而且不用建设集中采暖锅炉房和庞大的供热外线，可免去相关的维护管理工作和费用，因此受到建设、管理和使用三个方面的欢迎，并已开始在实际工程中应用。
各种分户式采暖技术方案一次投资和运行费用的多少，是确定采暖设计技术方案的两项重要指标。其中各种设计方案采暖费用的多少也是住户在购房时十分关心的问题，但目前各方对此说法不一，甚至出现一些相互矛盾的说法，使设计人员无所适从。本文结合北京市的具体情况，对一些主要分户式采暖技术方案的技术经济性进行比较客观的定量分析，并与以往集中式采暖系统的采暖运行费用进行比较，为新老居住建筑的采暖分户计量调控设计和改造工作提供依据。

1 分户式采暖方案

为了解决采暖分户计费问题，目前提出了许多分户式采暖技术方案，其中比较成熟应用较多的主要包括户式燃气采暖锅炉采暖和电采暖两大类。户式燃气采暖锅炉，根据目前住户燃料供应的不同可以分为天然气、液化石油气和煤气三种，该方案一炉多用，既用于采暖又可提供生活热水。电热采暖也包括电热膜（或电热管）辐射采暖、电暖气采暖、户式电热锅炉采暖、热泵空调器采暖等多种形式。其中下列六种分户式采暖技术方案比较常用：
①采用分户燃气锅炉+散热器采暖，燃料为天然气。
②采用分户燃气锅炉+散热器采暖，燃料为管道液化石油气。
③采用分户燃气锅炉+散热器采暖，燃料为煤气。
④采用电暖气采暖。
⑤采用电热膜辐射采暖。
⑥采用热泵空调器采暖，室外温度低于-5℃时采用电热辅助采暖。
下面对该六种分户式采暖技术方案的技术经济性进行分析对比。

2 计算依据

2.1 工业燃料参数和价格
通过向有关政府管理部门查询，2001年2月北京市调整部分民用燃料的价格后，其主要民用燃料参数和价格见表1。
表1 北京市民用燃料参数[1]和价格表
燃料名称
低位发热值
北京市价格
液化石油气
104670kj/Nm3
8元/Nm3
焦炉煤气
17538kj/Nm3
0.9 元/Nm3
天然气
35588kj/Nm3
1.7 元/Nm3
其中液化石油气的价格为居住小区定价。
2.2 电费、采暖费
表2 北京市居民用电和采暖费收费表
名称
北京市价格
居民电费
0.393元/度
锅炉采暖费
16元/m2
热网采暖费
20元/m2

3 分户采暖方案综合运行费用计算比较

3.1 计算对象和采暖耗热量指标
各方案计算对象和条件相同，非节能建筑为：北京地区80住2-4住宅楼， 4个单元6层楼，南北向，砖混结构，建筑面积为3259m2，单层钢窗，楼梯间不采暖。一套三室两厅的住房，建筑面积按100m2计算，采暖期按125天计算,卧室、起居室和卫生间：18℃，厨房：15℃，根据上述条件计算[2]，北京市采暖平均耗热量为31.82W/m2。按照现行国家节能规范要求采取节能措施后，采暖平均耗热量为20.6 W/m2 。非节能住宅采暖期的总耗热量为3.43656×1010焦耳，节能住宅采暖期的总耗热量为2.2248×1010焦耳。
3.2 一次投资和运行费用计算
燃气锅炉效率为0.85, 水泵功率为0.15kW，风机功率为0.10kW，管道热损耗系数为0.95，设备运行系数为0.7。热泵空调采暖方案采用五台热泵式分体空调器，室外温度低于-5℃时采用电热辅助采暖，卫生间、厨房设电暖气。根据模拟计算结果，该方案的耗电量约为电暖气的60%。有关实测资料显示，电热膜采暖比电暖气采暖节能10%～20％，按15%计算。表4、5中的燃气消耗量、耗电量和采暖费1均为按24小时连续供暖的情况计算出的结果，经济运行状态为考虑到上班外出无人在家时，采暖系统低温运行的情况，其能耗按连续供暖的70%估算。在节能型居住建筑和非节能型居住建筑两种情况下,各技术方案的投资和采暖费计算结果分别见表3、表4和表5中的采暖成本价包括采暖经济运行费和设备折旧费，设备折旧率按10年计算。
表3 非节能型居住建筑各方案投资和采暖费统计表
序
号
方案
一次投资
（元/m2）
燃气
消耗量
(Nm3)
耗电量
(度)
采暖运行费1
(连续运行)
(元/m2）
采暖运行费2
(经济运行)
(元/m2)
采暖
成本价
(元/m2)
1
锅炉供暖
100

16

2
热力供暖
110

20

3
分户锅炉（天然气）
140
1196
660
22.93
16.05
30.05
4
分户锅炉（煤气）
140
2427
660
24.44
17.11
31.11
5
分户锅炉（液化气）
140
407
660
35.15
24.61
38.61
6
电热膜采暖
130

8114
31.89
22.32
35.32
6
电暖气采暖
40

9546
37.52
26.26
30.26
7
分体热泵空调
250

5728
22.51
15.76
40.76

表4 节能型居住建筑各方案投资和采暖费统计表
序
号
方案
一次投资
（元/m2）
燃料
消耗量
(Nm3)
耗电量
(度)
采暖运行费1
(连续运行)
(元/m2）
采暖运行费2
(经济运行)
(元/m2)
采暖
成本价
(元/m2)
1
锅炉供暖
80

16

2
热力供暖
90

20

3
分户锅炉（天然气）
120
774
660
15.75
11.03
22.03
4
分户锅炉（煤气）
120
1571
660
16.73
11.71
23.71
5
分户锅炉（液化气）
120
263
660
23.63
16.54
28.54
6
电热膜采暖
100

5253
20.65
14.46
24.46
6
电暖气采暖
35

6180
24.29
17.00
20.50
7
分体热泵空调
200

3708
14.57
10.20
30.20
3.3 集中锅炉房供暖的采暖成本价计算
根据资料[3]计算，集中锅炉房供暖的采暖成本价及构成见表5。表5中的采暖成本价包括运行费和设备折旧费，设备折旧率按20年计算。表中的经济成本运行价是指采暖系统设置了分户计量和调控手段后按经济模式运行的成本价。从表中的数据可以看出，目前燃气和燃油锅炉房供暖的成本价高于采暖的收费价，尤其是非节能型建筑物较多的老住宅区，供热企业处于亏本运行，国家必须投入大量的财政补贴才能维持供热企业的正常运行。由于改善大气环境的要求，城市燃气和燃油锅炉房供暖所占的比例将越来越大, 国家用于供热企业的财政补贴将越来越多，因此随着市场经济的发展和改革的深化，集中燃气锅炉供暖采暖费的上调将是不可避免的，并使采暖收费价逐步向成本价靠拢。
表5 集中锅炉房供暖的采暖成本价及构成表(元/m2)
方案
非节能建筑
节能建筑
燃料费
运行费
连续运行成本价
经济运行成本价
燃料费
运行费
连续运行成本价
经济运行成本价
燃煤锅炉
8
11
16
13.6
5
8
12
10.5
燃气锅炉
25
27
32
24.5
16
18
22
17.2
燃油锅炉
37
39
44
32.9
24
26
30
22.8

4 结论

通过对计算结果的比较分析，可以得出下列结论：
在上述几种分户式采暖方案中，分体热泵空调方案采暖运行费最少，而一次投资最高，但它可以兼顾夏季空调；以天然气为燃料的分户式燃气采暖炉方案的采暖运行费也较少,其采暖的综合成本价也很低；电暖气方案的一次投资最少，但其运行费最高。分户式燃气采暖炉方案中以液化石油气为燃料的分户式燃气采暖炉方案的运行费最高。
与集中供热方案相比，在节能型建筑中，采用以天然气或煤气为燃料的分户式燃气采暖炉方案的运行费低于集中式供暖现行的采暖费，采用以天然气为燃料的分户式燃气采暖炉方案的采暖运行费与集中燃煤锅炉供暖每平方米收取16元的采暖费相比，对于节能型建筑可减少31%。分体热泵空调方案的实际运行费用也低于集中式供暖的采暖费。而在非节能型建筑中，分户式采暖方案的运行费通常大于集中式燃煤锅炉房供暖目前收取的采暖费。
以天然气为燃料的锅炉，采用小区集中供热方式的采暖运行费比采用分户小锅炉采暖方案的高14%以上。因此从采暖运行费的角度来说，以天然气为燃料的锅炉采用分户设置的方案更有优势。
上述采暖费是针对一栋楼的平均计算结果，具体住户由于房间朝向、位置和楼层不同，其采暖运行费也会有所不同，但各种采暖方案采暖运行费的比例关系是相同的。
需要指出的是，目前没有哪一种设计方案是最佳通用方案，各种技术方案都有其一定的合理使用条件。在确定分户计量式采暖设计方案时，除了要对技术方案的一次投资和运行费用两个重要参数进行综合比较外，还要注意根据具体情况和各种技术方案的适用条件，综合考虑能源供应状况、环境影响、使用条件、方便管理和安全性等因素。
本文中的计算依据的是当前北京市普通住宅建筑的价格和收费情况，其计算结果不适用于涉外公寓和旅游饭店等建筑，也不适用其他地区。如果燃料等价格调整，其计算结果也将有所变化。

参考文献
1 建筑工程常用数据系列手册编写组.暖通空调常用数据手册.中国建筑工业出版社，1997
2 中国建筑业协会建筑节能专业委员会.建筑节能技术.中国计划出版社，1996
3 李兆坚.燃煤采暖锅炉房改造方案运行费用分析.全国暖通空调情报网第10届年会论文集，1999.10