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首页 >> 2009第九期 >> ZD1系列自动对流节能电暖器:技术创新实现建筑节能供暖

编者按:

数据显示,建筑能耗占我国全部能耗的45%,供暖能耗又占建筑能耗的50-60%。目前我国普遍使用集中供热的采暖方式,由于能量多次转换,以及室内无人的情况下仍照常供暖,两院院士、清华大学江亿教授认为集中供热普遍存在30-40%的能源浪费。对于处在快速城市化进程中的中国来说,尤其是在当前建设资源节约型、环境友好型社会的背景下,如何处理好提高生活品质与建筑节能供暖之间的关系,成为迫切需要解决的课题。

又是一年秋风瑟,建筑节能供暖再次成为热议话题。多年来,建设部和有关部门为了供暖节能采取了许多措施,进行了巨大的努力:2002年北京推行以电代煤,结果以“效果差、费用高”而告终;2006年建设部推行分户供暖,但没有用户热量计,分户供暖进展缓慢;2003年以来北京市环保局开展煤改电工程,实施过程中遭遇重重阻碍。诸多推行新型采暖措施降低建筑能耗的做法,都未能取得满意的结果,供暖改革步履艰难。

北京正仁科技有限公司从2002年开始研发“空气对流型节能电暖器”,以其三方面的技术创新,即1、采用金属薄带直接加热空气,几乎没有损耗;2、空气自然对流,无需风机达到强迫对流的效果;3、3秒钟开始供暖,供暖、升温快速,即开即热,现已被国家知识产权局授予发明专利证书(专利号为:200610085233.7),产品已经定型,准备投放市场。

业内专家认为,用金属薄带作加热体将是一次革命,和最常见的油汀相比节能率最高,将是解决我国供暖节能降耗的急需,还是解决我国供暖节能的最佳选择,具有巨大的潜在市场。2007年、2008年,该产品的发明人余式正两次被建设部房地产研究会住宅设施委员会授予“突出贡献个人”称号。

供暖节能和供暖设施节能

总结过去的经验,北京正仁科技有限公司总结出供暖设施的节能理论,即供暖节能包括行为节能和供暖设施节能。

行为节能就是根据人的实际需要控制供暖,达到节能的效果,所以也称之为按需供暖。2006年建设部推行供热按户收费就是通过经济的手段唤起大家的节能意识,克服供暖无时不热、无处不热的状态,实现节能。供暖设施的节能是一个相对的指标,就是达到同样的供暖效果,一种供暖设施对于标准的或者其它的供暖设施所节省的能量。所谓供暖效果就是室内温度的升高和人们感觉的舒适性,而舒适性则表现为室内温度均匀,无光、无声、无光辐射,无灼热感等。

供暖设施如何才能节能?

许多供暖设施都声称节能,客户不知所以。北京正仁科技有限公司提出供暖设施要节能必须满足以下三个要素:一是应该尽量减少能量的转换,最好是直接加热空气。因为能量转换的效率不可能是100%,每一次转换都会带来能量的损失;二是加热均匀,避免热量的局部集中。因为热量集中在局部,要使得局部以外的地方热起来,就必须增加功率,当然就不节能;三是快速供暖和快速升温。先达到同样的供暖效果的当然省电、节能。

供暖设施是否节能可以此进行衡量,加以鉴别。

空气自动对流节能电暖器

产品特点

空气自动对流节能电暖器除了上述三项技术创新,完全满足供暖设施节能的三要素,获得良好的节能效果以外,还具有以下的特点:

1、无声、无光、无灼热感,有舒适的供暖效果;2、加热体不发红、不烧损,正常使用寿命长;3、外壳不烫手,温度约40℃左右,使用安全,也说明发出的热量全部加热空气,热量的利用效率高;4、不怕水冲,可以用于浴室供暖;5、智能控制,温度精确到0.1℃,还可任意设置4个时段,每天自动开启和关闭电暖器,适应按需供暖的需要,特别是上班族上班时自动关闭、下班前自动开启电暖器,实现节能;6、轻便灵活,有移动式、壁挂式和嵌入式。特别是嵌入式安装不占室内空间,适合中小户型住宅;不用包暖气,不降低供暖效果,不为装修发愁。

规格及参数

产品型号     标称功率KW 外形尺寸(mm)宽×高×厚    适用面积(参考)  备注

ZD1-0.8  0.8          620×420×100              8-12          用于机车供暖

ZD1-1.0  1.0          620×420×100              12-17         周围有供暖

ZD1-1.5  1.5          900×420×100              18-22         周围有供暖

主要技术指标

电气性能指标

使用电压:220伏     温度控制:5-30℃任意设定

温度显示:5.0-30.0℃,分辨率:0.1℃              时  钟:24小时时钟

时段设定:4个时段任意设定,设定参数自动存储             标称功率:见表1

热工参数指标

由于过去电暖器没有标准,在技术指标中都没有热工参数的指标,因此必须规定测试标准中使用的定义。

供暖时间:从开机后到送出暖气的时间,不超过5秒钟;

升温时间:从开机到室内温度升高2℃的时间,不超过20分钟(根据选用的电暖器不同和使用面积不同,以及房间的保暖情况不同而不同);

节 能 率:节能率是指和标准的或者其他的供暖设施相比

使用效果

2008年该产品在北京市通州区试用,在周围有供暖的条件下,一套一居室(约50平米)的房子只用一个1000瓦的电暖器,温度上升到20℃以上,每天开机13小时,一个采暖季大约只花700元。在小汤山使用,六面都没有供暖,有两面外墙和一面屋顶还露在室外,一个1000瓦的电暖器使17平米的房子温度上升到16℃就有点勉强。在上海试用温度可以上升到17℃。为火车机车专门设计的电暖器,一个800瓦的电暖器比原来1500瓦的电暖器供暖效果还好,司机非常满意,已授权中铁进出口公司特约代理,在铁路部门推广使用。

产品种类及安装

移动式:移动式使用方式无需专门安装,只要根据使用者的需要摆放即可。

壁挂式:壁挂式安装需要在墙上打两个孔,塞入两个尼龙的膨胀螺栓,再拧入两个自攻螺钉卦上即可。

嵌入式:嵌入式安装不占用室内空间,因此正仁科技特别推荐嵌入式安装方式。嵌入式安装最简单的方法是在墙壁上预留可以安装电暖器的空间,预留的空间的宽度稍大于电暖器的宽度,高度应该大于电暖器和两个脚的高度,或者保持电暖器距离地面10 CM左右;深度推荐8.5CM,因为电暖器的深度10CM,稍外露1.5CM,和踢脚板齐。

与其它电暖器的比较与省电50%的油汀比较

把空气自动对流节能电暖器和省电50%的立式油汀比较,测试数据如下图所示。在同样的条件下,使室内温度升高2℃,空气自动对流节能电暖器只要8分钟,而油汀则需要38分钟。据此计算,节能率达到80%;通电1小时,室内温度升高4.6℃,油汀只升高2.5℃,节能效果显著。

与集中供热方式比较

集中供热最大的问题是存在巨大的能源浪费,其次是初投资巨大,第三是取暖费收缴的困难。据北京法制晚报报道,北京市有民企把热力中心告上法院,要求停暖气,行使消费的选择权。实际上这不仅仅是消费选择权的问题,还蕴藏着熟视无睹的严重浪费。例如下班后办公室没人,供暖就是浪费。过去国家给热力公司补贴,叫做“暗补”。供暖体制改革要求改成明补,但北京没有推行。今后随着供暖成本的增加,政府供暖暗补没能到位,类似的必然还会出现。使用空气自动对流节能电暖器无需建造锅炉,无需铺设管道,每套房子约可节省2-3万元的初投资;而且客户买电自己用,不存在供暖的纠纷。

与地暖供热比较

目前许多住宅使用地暖供热。一方面地暖属于间接供热,热量隔着一层地板,不能完全扩散;另一方面也为楼下供暖,能耗大,还要占用层高;第三,供暖时间长,不节能。更重要的是燃油、燃气时要消耗氧气和排出废气,造成局部缺氧和废气含量增高,还存在安全隐患,更不便于二次装修,并且维修麻烦等等。

与电热膜、电热缆供热比较

现在许多采用电热膜电热缆供暖,缺点是不节能。电热膜,电热缆供暖可视为间接供热方式,其热量依靠地板材料受热后缓慢散发以加热室内空气供暖,尽管采用地板的保温层处理,但效果难达满意,热量利用率有折减。按美国相关的数据,电热缆只有50%的热量发散出来,而且供暖时间和升温时间太长,很难保证对人的即时供暖,从技术经济上对比分析,各项指标均低于直接电热供暖,最后表现在费用特别高。

在2008年中国房地产及住宅研究会住宅设施委员会年会上,内蒙建设厅范厅长介绍,他们曾经通过电热膜,因为耗电太大,老百姓拒交电费,最后还是政府买单,教训深刻。

与空调供暖比较

空调供暖,能量需要经过转换才能做到:空调首先把电能转换为机械能,机械能再通过压缩氟里氨转变成热能。氟里氨蒸发时又吸收热量,借助风机把冷气送到室外,室内才能留住热量,使室内温度上升。所以空调的转换效率(能效比)比电阻丝的转换效率还要低得多,当然不节能;另一方面,空调安装在室内墙壁上方,热气吹下来就往上升,到不了下面,供暖效果也不好。

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发明人余式正:技术研发推动科技进步

余式正是我国潜心技术研发推动科技进步的优秀代表之一。他是冶金自动化研究设计院高级工程师、劳模。从上个世纪60年代至今,他通过各种技术研发为我国不同时期的经济建设做出了突出的贡献,诠释了一名科技工作者的拳拳之心。

60年代,他曾参加并负责研制我国第一台全自动膨胀仪:“GY1型全自动膨胀仪”,获全国科学大会的奖励。文化大革命期间,他积极为我国核潜艇工程研制专用的膨胀仪。

70年代,他曾负责研制X射线测厚仪,参加并指导研发“静电型弹性测试仪”,负责我国第一台热轧X射线测厚仪,获冶金部二等奖。唐山大地震期间,和北京医疗仪器总厂合作开发了我国第一台腹膜透析机。

80年代,他研发的X射线测厚仪正式报冶金部立项,并专门成立X射线测厚仪研究小组,担任研究组组长。后来又自筹资金开发薄板X射线测厚仪,1986年通过冶金部鉴定,获国家专利。他还曾自掏腰包开发YZ-88A型智能测温仪,获1990年国家级新产品称号,成为国家级科研功臣,并无条件移交自动化院仪表车间生产,创造了可观的经济效益。

90年代,他应广西玉林市科委的聘请,担任玉林市电子技术研究所所长兼总工,为广西玉林市完成一项国家科委下达的“分时计费电度表”星火计划任务。

1995年,余式正退休后,仍然一如既往地从事技术开发。他开发出的“LWS料位料速仪”,产品除在国内宝钢、邯钢、山东莱钢、河北津西、河南安钢、永兴钢厂、福建三钢、营口中板厂等使用外,还远销伊朗,至今邯钢、河南安钢还前来订货。1998年他为长江三峡工程开发的我国第一套液压缸行程测量装置,挑战德国名牌力士乐公司的“液压缸同步技术的革新”技术,在国内引起轰动。

随着大力发展循环经济成为实现我国快速城市化进程中经济社会可持续发展的普遍共识,余式正将自己的研发方向转向节能技术。2002年北京市推行“以电代煤”供暖,他为此开发成功“空气对流型的节能电暖器”,2005年申报发明专利,已经拿到发明专利证书。电暖器虽然品种繁多,但作为发明专利产品至今还没有看到。2005年申报另一项发明专利:“高温干馏垃圾焚烧炉”,目前国家知识产权局已经授予发明专利权。此外,还有一些已经定型的产品和十几项发明准备申报国家专利。

日立变频中央空调诠释“全体系” 节能

目前国家“节能产品惠民工程”正在大力推行,“节能减排”已成为整个社会的大趋势,中央空调节能亦在大趋势之列。在中央空调节能技术的研究中,通常只注重了产品、设计、安装、维保等几个环节,其实,以上几个环节并没有走完中央空调产品节能的全过程。日立变频中央空调通过采用先进的智能控制系统和电费分户计量系统,在保持空调区域一定舒适度的前提下最大限度的降低空调能耗,为用户在实际应用中促进行为节能、提高节能意识提供了有力的支持。由此,日立变频中央空调实现了由产品到应用的“全体系”节能。

产品节能:节能水平超国家标准

日立空调作为变频空调的领导者,8次荣获日本节能大奖,14次获得日本冷冻技术学会制冷技术大奖,代表了当今世界变频多联式空调系统节能的最高水平。海信日立公司秉承日立空调的节能优势,不断进行技术革新,目前其所有变频多联机产品均采用日立专利高效涡旋压缩机、直流风扇电机等核心部件,应用了无级变频技术、两级过冷循环、风扇直流变速调节等先进技术,全面提高了机组的运转效率,产品的节能性领先业界。目前,海信日立公司主要系列产品都已达到国家最高的一级节能水平。

服务节能: 设计、安装、维保全优化

海信日立公司深谙中央空调的设计安装质量对于空调系统的运行影响显著,公司规定所有的技术支持工程师和安装服务工程师都要在总部接受全方位的专业培训,经过严格的考试合格后才能上岗,以确保产品设计的合理性和安装的规范性,从而实现产品运行的最大化节能。在后期的维修保养中,公司会对用户进行全面的应用指导,定期讲授产品保养和清洗知识,以提高室外机换热效率,最大程度降低产品耗能。

应用节能 :“全体系”节能至关重要的一环

空调用户的节能意识和行为习惯对于实现应用节能至关重要,日立变频中央空调通过采用先进的智能控制系统和电费分户计量系统,为应用节能提供了有力支撑。

日立变频中央空调在楼宇中可以通过CS-NET系统对空调进行集中控制。空调管理人员根据各房间实际情况,在微机上设定空调的运转时间、温度和风速等参数,以满足不同区域用户对温度的不同需求,杜绝了随意化的人为控制,同时有效避免了因人离开后空调未关而造成的浪费。

传统的中央空调是根据房间的面积或运行时间来计算电费,这种类似“大锅饭”式的计算方式非常粗放,容易助长用户的浪费习惯。日立变频中央空调的分户计量系统由CS-NET中央控制系统和自动抄表系统构成,通过测算冷媒流量来采集任意时段内任意房间的空调能耗数据,真正实现了对空调电费的按“用”分摊,使用户对自己的使用情况“心知肚明”,从而推动用户养成良好的节能习惯,使用户在“利己”的同时也推动了全社会的节能减排工作。

中央空调节能是一个全方位、全体系的工程,日立变频中央空调从产品、服务、应用等各个环节全面考虑,使节能真正走完了一个闭环路线,推动中央空调进入“全体系”节能时代。


指导机构:中华人民共和国住房和城乡建设部科学技术委员会    中华人民共和国自然资源部科技专家咨询委员会
主办机构:中国国际城市化发展战略研究委员会
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