低温地板辐射采暖系统的经济性分析

・８・　２００２年第２期　低温地棘辐射采暖系统的经济畦分析　于慧俐☆茅清希　（同济大学ｊ　［摘要］利用经济成本分析和斓分析，对低温地板辐射采暖系统和普通散热嚣采暖系统进行了比较，肯定了　低温地板辐射采暖系统的经济性。　［关键词】低温地板辐射采暖系统普通散热器采暖系统经济成本分析埔分析　现代的建筑节能技术已从单纯地抑制需求，降低热舒适　一比较。　性，发展成为提高能量利用率，用最少的能量最大限度地满　１＿２经济成本分析　足人们迅速增长的健康和舒适的需求；并提出了能源需求侧　采用低温地板辐射采暖系统的民用住宅楼，其地板由以　管理技术（ＤｓＭ）．即以日益增长的需求为目标，用最小的能　下三部分组成：负荷分配层、塑料管道层以及绝热隔湿层。　源消费代价来取得最大的经济和社会效益，使建筑节能技术　其中负荷分配层为柏ｍｍ厚的细石混凝土，塑料管道层为交　步人可持续发展的轨道。低温地板辐射式采暖系统就是属　联聚乙烯管，绝热隔湿层为２５　ｍｍ厚的苯板加铝箔　各部丹　于ＤＳＭ技术中的一种。由于其热舒适性高，卫生条件好　能　的成本价格及其施工费用列于表】中　充分利用低温热源或余热．因此，它是一种具有发展前途的　表１地板成本构成　采暖系统。本文仅从经济成本和能量利用两个方面对该系　统的经济性进行评价和分析。　１经济成本分析　１．１经济成本分析的意义　为了能够更好地同普通散热器系统进行比较，现仍以此　从当前我国的国情看，系统成本的大小在很大程度上影　住宅楼为例，将系统改为普通散热器采暖系统．并对这一方　响着它的推广和应用。对于低温地板辐射采暖系统而言，早　在７０年代就已经在我国的一些重点建设项目中得以采用，　案进行匡算，结果见表２．表中将两种采暖方案经济指标一　并列出以资比较。　其舒适性也是有目共睹的。由于在很长一段时间里我国设　地板辐射采理系统同带温控同的传统采理系统对比．单　有能够自行生产该系统所要求的棱心管材的能力，全仗国外　位建筑面积造价提高值：　进口，价格一直居高不下，所以长期以来低温地板辐射采理　１００—４８．５＋ｌ８—５６．５—１９．８＝一６．８元／ｍ２　系统因其昂贵的价格制约了发展，使其无力与普通散热器供　地板辐射采理系统同不带温控阀的传统采暖系统对比，　暖系统进行竞争。　单位建筑面积造价提高值：　随着我国塑料工业的发展，目前低温地板辐射采暖的核　１００—３５＋１８～５６　５　１９．８＝６．７元／　心管材的生产已基本实现了国产化，从而全面降低了该系统　由上述比较结果可知，采用地板辐射采暖系统虽然造价　的造价，为其在同普通散热器供暖系统的竞争中能够占据优　较高，而且由于层高增加，使土建费用提高，但减少了暖气片　势，并最终能够为大面积推广提供了可靠的保证。　的装修费，并使散热器占地面积转化成有效使用面积　假如　为了能够对低温辐射采暖系统的造价有一个更清楚的　该面积能作为建筑面积出售，则可使地板辐射采暖系统的投　量的认识，本文以一民用住宅楼为例．对低温辐射采暖系统　资基本同传统采暖持平。诚然，上述比较中的一些因素在实　的造价做了一个较具体的分析，并将其同普通散热器系统做　裴翥曹蜀　嚣　÷同济大学热能系　。∞级博土，　嘞　维普资讯 http://www.cqvip.com

建筑热能通风空调　际操作耐难以确定，比如节省的散热器占地面积是否能另行　出售，散热器装修的费用是否能算作节省的建筑造价等。但　从整体投资效益看，从购房者的实际使用效益看，这种分析　是可行的。　表２两方案经济指标一览表　项　目　名　称　经济指标值　总建筑面菪【　地上层数　散热器组散　地板采暖每层层高增加值　增加层高台每平米增加遗价　商品痔每建筑平米售价　传统采暖每平米造价　传统采暖带温控阐每平米造价　交联瞥地板采暖每平米造价　节约散热器罩费用（５１０　ｘ　７００元）　折台每平米原建筑面积节约费用　增加使用面积（５１０×０　３　）　折台建筑面积（１５３　ｘ１　３３　）　此面积的商品价值（２０３．５×５　０００元　台每平米琢面祝增加价值　２蠕分析　２．１婀ｊ分析的意义　垌（ｅｘｅ￣ｙ），又称之为可用能，有效能．最大有用功或可　用度　。婀ｊ是近几十年内，在热力学和能源科学领域里出现　的新概念。拥的提出解决了过去单独用一个参数从“量”和　“质”两个方面来评价能量价值的问题，更突出了有关能的性　质、能的损失和能的转换效率等问题，它深刻地揭示了能量　在传递和转换过程中的退化问题，为台理利用能量指明了方　向。　基于热力学第二定律的堋分析方法，通过对婀ｊ效率（　：碧曩嚣翥）的分析　ｍ　，可以实现对能量价值在　质”和　量　上的评价。　２．２炯分析　由热力学原理可知：稳定流动的开口系统从进口状态经　过可逆过程变化副环境状态可能作出的最大有用功（即工质　堋）　对流过的１　Ｉｃｇ工质而言为：　＝ｗ眦：一△ｈ＋　△ｓ＝（ｈ—　ｓ）一（　—　岛）＝　（Ｔ　—Ｔ０）＋ＴｏＣｔ￣　ｔｏ　（Ｉ）　式中。　——工质婀ｊ（绪堋）　１Ｏ／　；　・９・　ｗ口　—一工质的最大有用功，ｋＪ／ｋｇ；　△ＩＩ—一工质绪的初、终状态的变化值，ｋＪ／ｋｇ；　△ｓ—一工质熵的初、终状态的变化值，ｋｌ／（ｋｇ・Ｋ）；　Ｔｎ——环境温度，Ｋ；　卜工质进口温度，Ｋ；　ｃｐ——定压比热，ｋＪ／（１ｃｇ—Ｋ）；　ｃ——系统的质量比热，ｋＪ／（１ｃｇ・Ｋ）　低温地板辐射采暖系统与普通散热器采暖系统均为稳　定流动的开口系统。下面分别以供水温度为５５℃、供回水　温差为ｌ５℃和供水温度９５℃、供回水温差为２５℃为例计　算低温地板辐射采暖系统和普通散热器采暖系统的婀ｊ效率　如下（假设环境温度为２５℃）：　供水温度９５℃的工质婀ｊ为：　ｅｘｈ＝４．１９×（一　９５—２５）＋（２５＋２７３）ｘ４．１９ｘＩｎ；　＝２９．８６　ｋ．１／ｌｃｇ　回水温度７０℃的工质煳为：　ｘｈ＝４．１９　（７０—２５）＋（２５＋２７３）ｘ４．１９×ｈ而２５　＋２７３　＝１２．９５　ｋ／／ｌｃｇ　供水温度５５＂Ｕ的工质斓为：　‰＝４．１９　ｘ（５５—２５）＋（２５＋２７３）ｘ４　１９×Ｉｎ象器　＝５．９４　ｋ．１／ｌｃｇ　回水温度加℃的工质婀ｊ为：　‰＝４．１９×（４Ｏ一２５）＋（２５＋２７３）“１９ｘＩｎ　＝１　５３ｌｄ／Ｉ艰　考虑到在一般情况下，低温地板辐射采暖系统比普通散　热器采暖系统可节约散热量３０％，假设两类系统在达到相　同供暖效果的基础上的单位面积采暖热指标分别为７０　Ｗ／　ｍ２和４９　ｗ／　，则系统的工质质量流量可按下式求得：　Ｑ＝ｃ。　｜△ｌ　（２）　或击＝　（３）　式中（卜一单位面积采暖热指标，Ｗ／ｍ；；　ｒ　一单位采暖面积所需工质的质量流量，　ｋ吕／（ｓ一　）；　△ｔ—一系统工质初、终状态温差．　。　对９５／７０℃系统，工质水的质量流量为：　０　７０×１０—３　１（　＝６．７×１０　ｋ吕／（ｓ・　）　对５５／４０℃系统　工质水的质量流量为：　维普资讯 http://www.cqvip.com

・１０・　Ｏ　４９Ｘ１０　２００２年第２期　过程中实际的损失，其炯效率也会因热源温度的提高而降　一已△ｔ一４　１９Ｘ（５５—４０）　＝７．８×１０一。ｋＳ／（ｓ－ｍ２）　低。因此对低温地板辐射采暖系统而言，只有充分利用地　热、工业废水、生活废水、城市供热管网亲热等具有低品位热　能的热源，才能充分地体现其节能的优越性。　３结论　对９５／７０℃系统．其单位采暖面积单位时间消耗的娴　为：　＆Ｅｌ＝ＩＩ１１（ｅＸｈＩ一　）＝６．７×１０　×（２９．８６—１２．９５）　＝１　１３　ｘ１０—　ｋＷ／ｍ２　（１）在目前的条件下，从成本角度比较来看．地板辐射采　暖系统同普通散热器采暖系统基本持平。　（２）低温地板辐射采暖系统在综合考虑热源“质”和“量　对５５／０℃系统．其单位采暖面积单位时间消耗的娴　４为：　△　＝ｍ２（ｅｘ￣一　＝）＝７　８Ｘ　１０　ｘ（５　９４—１．５３）　的基础上．与普通散热器采暖系统相比，可节能７０％左右。　低温地板辐射采暖系统的节能，不仅体现在对能量数量的节　约，更表现为对高品位能量的节省。　（３）９５／７０℃供热管网中７０　ｑ：的回水可作为低温地板辐　射采暖系统的热源．以充分利用其可用能　ＢＥＥ　３．４４ｘ１０一　ｋＷ／ｍ２　故两系统相比在达到相同的供暖效果的基础上，低温地　板辐射采暖系统的节能百分比为：　：　—　＿　ｘ１００％　Ｘ　１００％：６９．６％　！：１　！Ｑ：：＝　１　兰！　：：　１．１３×１０—　参考文献　Ｉ邱信立．廉乐明，李力能．工程热力学｛第二版）．中国建筑工业　出版社．１９９２　２戎卫国．风机盘管机组的拥分析与评价暖通空调．１９９７；凹（２）　从以上计算结果不难看出，低温地板辐射采暖系统在综　台考虑热源“质”和“量”的基础上，与普通散热器采暖系统相　比，可节能７０％左右。低温地板辐射采暖系统的节能不仅　体现在能量数量的节省．更表现为对高品位能量的节省。　以上分析必须以低温地板辐射采暖系统配备低温热源　３疵卫国．王传芝．空调制冷方式的熟经济学评价．暖通空词．　１９９７；２７（３）　４陶有生、桂正茂聚丁烯低温地植辐射果暖辐射采暖技术论文集．１９９９：４１—４５　为条件，如果热源温度本身较高，为了实现对该系统的供热，　需要通过热交换器把二次热媒温度降下来．即使不计热交换　见：低温热水地板　Ｅｃｏｎｏｍｉｃ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　Ｌｏｗ——Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　Ｒａｄｉａｎｔ　Ｆｌｏｏｒ　Ｈｅａｔｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍｓ　印ｈ　‰　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｃｏｍｐａｒｅｓ　ｌｏｗ—ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｒａｄｉａｎｔ　ｆｌｏｏｒ　ｈｅａｔｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍｓ　ｗｉｔｈ　ｅｏｍｍｏｎ　ｒａｄｉａｔｏｒ　ｈｅ　ｆｌｇ　ｓｙｓｔｅｍｓ　ｂｙ　ｅｅｏｎｏｍｉｅ　ｃｏｓｔ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　ｅｘｅｒ￣ｖ　ａｎａｌｙｓｉｓ．Ａｆｆｉｒｍｓ　ｔｈｅ　ｅｃｏｎｏｍｙ　ｏｆ　ｌｏｗ—ｔｅｍ—　ｐｅｒａｔｕｒｅ　ｒａｄｉｎｔｆａｌｏｏｒ　ｈｅａｔｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍｓ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ　ｌｏｗ—ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｒａｄｉａｎｔ　ｆｌｏｒ　ｈｅａｔｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ，ｃｏｍｍｏｎ　ｒａｄｉａｔｏｒ　ｈｅａｔｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ，　ｅｃｏｎｏｍｉｃ　ｃｏｓｔ　ａｎａｌｙｓｉｓ，ｅｘｅｅｇｙ　ａｎａｌｙｓｉｓ