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热水太阳能!小区集中供热水节能现状

主要论述了热水太阳能论文范文相关参考文献文献

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文/ 蒋春光 宁波春光节能科技有限公司 浙江 宁波 315500

【摘 要】小区集中供热水与我们日常生活息息相关,它不仅为我们节约能源,减少生活性支出,而且为我们提供更为便利、更为安全的热水供应环境和条件.但从当前情况来看,大部分小区的家庭热水供应仍处于每户依赖燃气、电热、太阳能或空气能热水器等独立供热系统,不仅热效率低,耗费能源,增加开支,而且存在热水供给量不足、温度忽高忽低以及安全隐患较多等问题,为此,要彻底解决目前小区热水供应中的种种弊端,笔者认为,通过采用合同能源管理模式,建设小区集中供热水整体系统是一个不错的选择.

本文首先介绍目前太阳能热水应用现状,然后介绍小区集中供热水与其它热水设备的能耗分析,最后介绍小区集中供热水的现状问题及建议对策.

【关键词】小区;集中供热水;热水器;合同能源管理

1.引言

2008 年4 月1 日颁布《中华人民共和国节约能源法》以来,全国20 多个省市自治区相继出台了实施办法,规定十二层及以下的居住建筑、十二层以上的居住建筑的逆六层和有生活热水需求的公共建筑,建设单位应相应配置太阳能热水系统.法规出台以来,太阳能热水工程爆发性增长,城镇大量的拆迁安置用房和所有房地产开发的商品房都需要安装太阳能热水系统,因地制宜地应用太阳能技术本身是件利国利民的节能政策,然而并不是所有人都能认识到这一点,几乎所有强制性安装的太阳能热水系统是为了应付节能验收,设计不合理,低成本施工,诸多弊病逐渐显现.

2.目前太阳能热水系统应用介绍

2.1 单机,最早最简单的一户一台.太阳能热水器用一根水管、二根电线和户内水电相连接.主要体现在郊区、农村零散安装.此系统热效率高,安装方便,成本低,但水管长,使用时会浪费很多冷水,有安全隐患.比如2015 年第9 号台风“灿鸿”刮掉的奉化拆迁安置小区百十台太阳能热水器,全是单机安装方式.这些太阳能热水器因未交付使用,水箱里没水,自身重量不够,加上施工时安装不牢固,容易被台风吹掉.

2.2 阳台壁挂式,一户一台,顾名思义太阳能集热器是安装在自家阳台上,太阳能水箱放在阳台里面.主要体现在高层和小高层建筑.此系统承压运行,出水大,使用舒适,但安装复杂,投入大,热效率低,受阳台采光面积影响,热水量难以满足家庭使用.

2.3 集中集热分户储热,多组太阳能集热器集中安装在楼面,户内安装有电热水器一样的储热水箱,用水管相连接,用太阳能的热水来换热户内储热水箱里的冷水,阴雨天太阳能热量不够时可当成电热水器使用.主要体现在高层和小高层建筑.此系统承压运行,出水大,使用舒适,但安装复杂,投入大,热效率低,户内美观度差,受楼顶安装面积和户内储热水箱体积影响,热水量难以满足家庭使用,因系统还需水泵循环,楼顶换热水箱需要冷水补充,所以会有部分分摊的电费和水费.

2.4 集中供水,太阳能集热器集中安装在一起,冷水经太阳能加热后集中在一个大保温水箱,一般都配备了电或热泵辅助加热,水管通过管道井接到户内,热水表计量,配备循环水泵.主要体现在中高档小区、酒店、学校、医院和企事业单位宿舍等.此系统热效率高,使用方便,能24 小时全天候提供热水,出水大,完全能满足家庭用水需求,投入不大.缺点是后期需有专业人员定时维护,收费管理.

综合以上四种太阳能供热方式应用分析,各有利弊.但不管是政府投资项目还是房地产开发项目,为杜绝后期管理麻烦,项目大多采用的是第一、二、三种安装方式.而这几种太阳能供热水方式难以满足家庭用水需求,所以很多小区交付后有不少一部分家庭未使用太阳能而购买其它热水器,导致资源极大的浪费,并滋生出一些安全隐患,如单机太阳能不使用不上水会有被台风刮走的危险,阳台壁挂式不维护保养有堕落的危险,集中集热分户储热系统因部分人不使用而导致分摊水电费的增加而产生物业管理纠纷.

3.小区集中供热水的节能分析

小区采用集中供热水和使用太阳能(热泵或者太阳能+ 热泵)公用系统,节能效益非常明显.以一个有1000 户的小区为例,日供应55℃热水200 吨计算,如果每户安装电热水器,加上保温损耗,每吨热水耗电将近60 度,整个小区每年需耗电440 万度;如果安装燃气热水器,使用天然气,每吨热水需耗气7 个立方,整个小区每年需耗气50 多万立方;如果采用太阳能+ 热泵作为热源做中央热水,整个小区每年只需耗电110万度,相当于每年可节约1000 多吨标准煤,每年可减少二氧化碳排放量2200 多吨.除此之外每平方米太阳能集热器每年可减排一氧化碳3.22kg,二氧化硫3.96kg、二氧化氮1.98kg、粉尘3.06kg,每年所减少的环境治理费达75 元,30年寿命期总环境效益为2250 元/ m2.

3.1 下面浅析各种热水器的特点和能耗:(见图一)

3.2 以下是各种热水设备能耗费用:3.2.1 将1 吨冷水从15℃加热到55℃所需要的热量计算公式:

Q=1000 公斤×(55℃ -15℃)×1 千卡/公斤℃ =40000 千卡

3.2.2 各供热水器能耗费用明细( 每吨热水能耗费用)

(1)普通电热水器

A. 电热水器的电热转换率为95%,每度电产生的最大热量Q=860 千卡/ 度×95%=817千卡/ 度

B.1 吨热水的耗电量W=40000 千卡÷817千卡/ 度 =48.96 度

C. 电价为0.558 元/ 度,则每吨热水费用E=0.558 元/ 度×48.96 度=27.32 元

(2)燃气热水器

A. 天然气的热转换率为70%, 每立方天然气的最大热量Q=8500 千卡/ 立方×70%=5950 千卡/ 立方

B.1 吨热水的耗气量 W=40000 千卡÷5950 千卡/ 立方=6.72 立方

C. 天然气的价格为3.8 元/ 立方,则每吨热水费用E=6.72 立方×3.8 元/ 立方=25.54 元

(3)即热式电热水器

即热式电热水器是非常节能的电热水器,没有保温损耗,但用电功率很大,冬季出水量如要达到每分钟6-8 升,用电功率须18 千瓦以上(1小时18 度电).

假如一个男人洗澡10 分钟,则耗电:18 度÷60 分钟×10 分钟×0.558元/ 度=1.67 元;

耗水:10 分钟×6 升/ 分钟=60 升.

每吨热水费用E=1000 升÷60 升×1.67元/60 升=27.83 元

(4)空气能热水器

A. 空气热能热水器全年平均热效率是电热水器的3 倍,每度电产生的热量Q=860 千卡/ 度×95%×3=2451 千卡/ 度

B.1 吨热水的耗电量W=40000 千卡÷2451 千卡/ 度=16.32 度

C. 电价为0.558 元/ 度,则每吨热水费用E=16.32 度×0.558 元/ 度=9.11 元

以上普通电热水器、空气能热水器的能耗费用不包括保温损耗,如算上费用需增加20% 以上.

4.小区集中供热水实施中的一些问题和建议

4.1 小区集中供热水实施中的一些问题

十多年来,全国大中城市有中央热水的高档小区在实际使用中都出现过这样的类似问题:小区开始几年入住率不高,热水需要循环,循环成本偏高,但不循环,交钱的业主发现水管内都是凉水,下次不愿意再交热水费用;物业公司对热水系统不专业也不重视维护,造成住户对热水的质量和服务不满意,用热水人减少,公摊费用随之增加,物业本着既不盈利也不赔钱的原则,只能涨热水费;有部分业主在入住后不使用中央热水,改装其它热水器,造成热水公摊费用增加,热水费涨价,出现“越贵越不用,越不用越贵”的恶性循环;燃油、燃气烧水成本越来越高, 热水费随之涨价;热电厂的蒸汽管道年久发生泄漏,热水成本增加;开发商只管投资建设,可能因节省成本而有设计、建设不到位之处,造成热水运行成本居高不下.

4.2 小区集中供热水实施中的建议

针对以上问题,笔者建议引入合同能源管理模式(EMC)来做中央热水.开发商投资建设、物业公司管理的中央热水系统现由第三方来全额投资、管理和收益,模式的本质发生了改变,热水系统成了热水公司的资产,只有提高热水质量和服务,去除公摊费用,才能使更多人使用热水,走入良性循环.

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合同能源管理(简称“EMC”)是一种新型的市场化节能机制,其实质就是以减少的能源费用来支付节能项目全部成本的节能投资方式.这种节能投资方式以承诺节能项目的节能效益、或承包整体能源费用的方式为客户提供能源审计、可行性研究、项目设计、项目融资、设备和材料采购、工程施工、人员培训、节能量检测、改造系统的运行、维护和管理等节能服务.在合同期节能服务公司与客户分享节能效益,并由此得到应回收的投资和合理的利润.

采用EMC 模式做小区中央热水,用户支出比电热水器或燃气热水器还低的费用却能享受五星级宾馆的洗浴,让“用热水就像用自来水一样方便”成为现实,热水公司利用最节能的热水系统和先进的管理服务将节约下来的能源收回投资并盈利.

理论上讲,用EMC 模式能解决中央热水使用中的一切问题,然而真正实施中因为热水收费价格普遍较低,一般在20-30 元/ 吨,而热水成本不管是热电厂蒸汽还是天然气或者太阳能、热泵都不会低于20 元,所以,如果没有其它方面补贴,热水公司难以盈利.建议政府、开发商可以拿这本来就必须投入的太阳能热水系统的资金或以热水开户费的形式补贴给热水公司,热水公司减少了资金投入,就降低了热水成本,业主有价格适中、服务专业的热水使用就不会安装其它热水器,由此逐渐进入良性循环.

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结语:

小区中央热水采用太阳能+ 热泵作为热源,不仅节约能源,还杜绝业主零散安装太阳能、热泵等其它热水设备而影响小区楼盘的整体美观,提高了住房利用率,并省却了各种热水器维修、保养的麻烦,同时提高小区品味,增加楼盘卖点.同时引入合同能源管理模式,提高运营管理和服务质量,避免烫伤、中毒和触电等隐患.根据多年的调查统计,一般三口之家每月热水用量是2-4 吨,热水费20 元/ 吨情况下,家庭月消费只要60 元,绝大多数家庭能够接受.由此可见,用热水像用自来水一样方便的小区中央热水,完全能够实现.

参考文献:

[1] 小区集中供热水太阳能系统浅析.太阳能联盟网2013 年3 月1 日

[2] 刷卡用热水方便又省钱.王校美,浙江日报2008 年9 月8 日

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