電供暖與舒適家居節能建筑智慧城市

胡必俊陳萬仁梁年良

（1.電供暖專業委員會名譽會長；2.電供暖專業委員會副會長；3.河南瑞邦環境科技有限公司總經理）

電供暖與舒適家居節能建筑智慧城市

1胡必俊2陳萬仁3梁年良

（1.電供暖專業委員會名譽會長；2.電供暖專業委員會副會長；3.河南瑞邦環境科技有限公司總經理）

1 前 言

通過改革開放，我國經濟持續高速發展30余年，由一個相對孱弱的國家躍升為世界第二大經濟體，人民生活水平顯著提升，大眾消費觀念發生巨大改變。而我國與供冷供暖相關的設計規范、建立在國家層面的設計理念和建筑物冷暖供應理念仍停留在滿足溫飽和粗獷服務的時代，嚴重脫離城市發展到相應階段后的技術及理念需求，嚴重滯后于經濟的發展和人民需求的提高，無法滿足人民生活水平提高的需求和城市快速發展的需求。如：我國的南方大部區域冬季陰冷潮濕、居民難以忍受，南方經濟發展較好，可建筑供暖及供冷是一個不被考慮或重視的問題；我國的建筑體已經強制進入節能設計與建設階段，可建筑供暖的設計理念和設計規范仍然沿用非節能建筑的粗放標準和方法，嚴重滯后；城市建設的理念已經向智慧城市發展，而建筑供暖的方法仍然采用無法精確推送和精確控制，且輸送過程能耗占比總能耗大于40%以上的局域水循環方式或超距離（熱電聯產）輸送水的循環方式。

在工業科技快速發展的今天，基于電力直接供應為基礎的電采暖技術與空氣源熱泵冷劑直供建筑輻射供冷供暖等技術，完全可以為節能建筑和智慧城市提供更為節能、環保、智慧、舒適的系統，徹底改變我國建筑行業的冷暖供應現狀。

2 供暖領域傳統技術及設計理念嚴重滯后于社會的發展需求

2.1 傳統供暖供冷方式不適合新型節能建筑

對于節能建筑，由于本身能耗較低，此時如果輸送能耗達降低到20 W/m2，甚至15 W/m2左右，這樣的供暖系統已經沒有任何意義。事實上，我們的節能建筑采用水循環供能的方式解決冷暖問題，大量的能耗消耗在輸送工程。并且這種方式只能解決供暖問題，供冷需要建立新的系統。

2.2 傳統供暖供冷方式與智慧城市的立意格格不入

智慧城市是以智能硬件+互聯網+大數據+物聯網等為支撐建立的以數據統計為基礎、以自身需求為動力、以實時動態調整為手段、以多方自動滿足、相互支持相互協調互相支撐為目的平臺，以水為輸送介質、以粗放的管道作為連接方式、以手動閥門作為調節工具、以人力開挖作為維護手段的水循環的供暖供冷方式是無法與智慧城市得要求相適應的。更重要的是智慧城市必須是節能環保安全的，傳統的水循環系統供暖供冷模式實現不了。只有以精確控制和精確推送為核心基礎的電直接驅動的供暖供冷系統才能滿足上述要求。

2.3 傳統供暖供冷方式與人民生活水平的提高不相適應

舒適家居是時代發展的必然趨勢，進入小康社會的中國必將告別單一供暖的傳統方式，向冷暖雙供，具備冷、暖、除濕、控制（無）風速、控制（無或低）噪音、置換入新風、室內系統循環除菌、同時供熱水的恒溫恒濕恒氧的會呼吸智能化免費供熱水（熱回收做熱水）等8項指標同時供應的智慧型微平衡熱力服務系統轉化。在技術和造價層面，傳統的水暖系統所無法滿足，或者即使能夠滿足也要花費數倍的造價。而以電直接驅動的供熱系統或者空氣源熱泵冷劑直供輻射供暖供冷的微平衡熱力服務系統，能夠完全滿足舒適家居的多項指標的需求，建設成本、材料消耗、運行費用遠遠低于傳統熱水循環系統。

2.4 傳統供暖供冷方式造成資源巨大浪費

傳統的以水循環為主體的通過流體管道輸送能量的方式，輸送的能量只是水體的溫差變化攜帶的能量，輸送工程建設費用高、工程量浩大、輸送過程耗能大、單次循環輸送的能量級別及絕對值極低，與電力電網輸送的能量、化石能源運輸輸送的能量、相變釋放的能量是無法比擬的。為輸送這部分能量，初期要建立龐大的管網系統，中后期要進行管理維護，壽命周期20年甚至不到20年又要重復建設維護，對城市的道路資源造成侵占，龐大的水系統需要充注大量的水，對循環水必須進行處理，處理工程又會造成二次污染，循環系統還需要不斷補充水。系統水體運行一定時期需要更換，更換一次對水的浪費十分巨大。從科學角度而言，采用特高壓和高壓及梯級變壓的電力能源供給方式是最節能的，比直接運輸化石能源都要節能很多，同時過程損耗最低。電直接驅動采暖供冷取用的是損耗小、容易傳遞的電能、無需建設額外的傳輸系統，是一種適合城市發展、節約城市資源的冷暖供應模式。

2.5 我國建筑冷暖供應狀況與先進國家的差距

我國擁有約500億平米的已建成建筑，能夠做到供暖的不足95億平米。我國的冷暖供應方式還基本停留在粗狂型的單暖+分體空調的模式。國外的公共建筑、有條件的新建住宅、舊房裝修改造后基本采用恒溫恒濕恒氧微單元體系進行空氣調節。由簡單的冷暖型向會呼吸的智慧型房屋邁進，在室內外換氣技術的工程實踐一般采用全熱或顯熱回收換氣技術。我國的冷暖供應系統不僅能耗高，而且技術含量低、舒適程度低、自動控制能力不足。我國要實現建筑節能，不但要大力推廣建筑體的節能改造，更要有與節能建筑相適應的冷暖供應體系，大力發展便于電直接驅動的能夠自動控制能耗的分布式能源的產品及技術，只有這樣才能逐步縮短與先進國家之間的差距。

3 電直接驅動冷暖供應系統是舒適家居節能建筑智慧城市的必選

3.1 電采暖專委會的成立推動電采暖事業的發展

為了順應時代發展，將電暖行業組織起來，規范行為，互相促進，進行長遠規劃、加大投入力度，促進科技創新、模式創新、服務創新、戰略創新、引領電直接驅動冷暖產業的健康發展，2015年5月24日，中國建筑材料流通協會電供暖專業委員會在北京人民大會堂正式成立。協會日常工作由秘書處具體執行，全心全意為企業服務，為廣大用戶服務，廣泛征集各方面意見與訴求，大力推進工作。專委會以推動產業健康快速發展為己任，為企業和行業服務，為藍天、為白云、為電供暖行業的發展努力奮斗。專委會成立以來，在推動電采暖事業的發展方面開展了一系列工作，如組織編寫產業發展報告、組織編寫電供暖產業新產品新技術國家標準、尋找戰略合作伙伴建立戰略產業聯盟、擴大電供暖產業發展的外延、協助標準審查修訂等。

3.2 電直接驅動冷暖系統的優勢

低碳環保：電是清潔能源，可大大改善直接使用區域的空氣質量，避免霧霾天氣。

投資很少：沒有鍋爐和管網系統，投資為集中供暖的30%以下。

運行費低、使用方便：運行效率高或能效比高，加之系統可以實現遠程或終端自控，用戶行為節能效果顯著，能夠滿足老幼病人的特殊需要，并且運行電費比當地集中供暖節省30%～80%。

占用空間少：無需熱交換站、無需建小區內管網、無需設立建筑物內的管道井，節省鍛煉空間。

適用范圍廣：北方、南方都能方便使用，容易滿足廣大居民對居室環境質量的要求。

維護簡單：事故維修率幾乎為零。

政府可擺脫熱改的難題：真正實現供熱商品化，政府不再為熱改發愁。

有利電網平衡：系統具有蓄能特性，冬季供暖可緩解夏季空調用電高峰，夜間供暖可緩解白天生產用電高峰，合理調控都有利于減少峰谷之間電需求的巨大差額，讓電網更加安全高效運行。

適應社會發展：智能控制，適應智慧城市發展方向，提高人民生活品質。發達國家多以電暖為主，我國火車，汽車都向電氣化發展，電供暖是發展大趨勢。

一機多用：一套系統可以滿足冷、熱、新風、室內空氣循環滅菌、生活熱水供應等多種需求，減少設備投入及設備制造環節的巨大能耗。

3.3 清潔電力資源的大力發展和電力能源輸運科技的進步為電暖時代的到來奠定堅實的基礎

我國目前由于對老舊耗能產業進行改造，出現了大面積長時間的電力供應過剩。但是隨著產業升級、國際經濟形勢復蘇，電力供應會逐漸趨于平衡，我國電力畸形緊張的時期將會一去不復返。提倡使用清潔的電能滿足生產和生活將會是一個穩定的政策導向和戰略規劃。這種政策導向將會促進電采暖行業的大力發展。

風能、太陽能、潮汐能、生物質能、高品位地熱能等以多種清潔能為動力的發電方式已經經過數十年的研究和實踐，事實證明都是可行的。然而上述技術還沒有獲得突破性進展到達主流能源的層級，成為能源供應的核心力量，我們還將進行深入的研究，力求實現新的突破。目前在清潔能源中，水力發電和核能發電兩種技術體系已經初步成熟和完善，在生產生活各個方面滿足了人們的大量能源需求。

核電技術我們國家完全擁有自主知識產權，中廣核的水冷系統、清華大學的高溫氣冷系統都已產業化，核電技術的容量因子遠大于其它發電系統，運行穩定可靠，統計表明在所有發電方式中，每千瓦時核能造成的各種傷害最小，遠遠小于水電、火電等，是相對安全的能源生產方式。目前人們談核色變，這是片面宣傳造成的恐懼癥。其實，我們國家的國土上就不止一次的發生過核爆，如每一次的核試驗，初期的都是地面試驗，其爆炸影響距離一般在20 Km左右，在60 Km之外是爆炸影響的絕對安全距離。我們國家的部分區域人口密度每平方千米0.13人，方圓60 Km的范圍內 3.14*120千米*120千米/4=11304（平方千米），人口容量為1469.5人，如果在這些內陸的區域中心建設核能源基地，技術路線采用高溫氣冷核反應堆核電站，把人口搬遷至安全地帶，其費用與三峽比是極低的，在一個核能源基地內集中建設二十套1000MW標準的核發電站，采用特高壓輸送電力至用電區域，每個中心的發電能力將遠遠大于三峽電站，投資將小于三峽電站，安全性將大于三峽電站。

智慧城市、節能建筑、舒適家居需要清結能源，更需要清潔能源在生產階段把安全可靠、可控節能環保的理念傳播給人類。因此，核電站不宜分布式建設在內陸人口密集區域設置。

未來的能源結構必將以清潔能源為主體。清結能源的大力發展必將極大地推動電直接驅動冷暖產業和行業的發展，為電采暖行業長期穩定的發展奠定了堅實的基礎。

3.4 科技創新模式創新服務創新戰略創新為電采暖事業發展確立了其正確的發展途徑

電供暖專業委員會將會不遺余力的推動電直接驅動冷暖產業的發展，為做好這種發展，專委會除日常服務外重點做好四項工作：以科技創新帶動電供暖產業技術升級，促進電供暖產業的技術進步；以模式創新帶動電供暖產業規模升級，促進電供暖產業做大做強；以服務創新帶動電供暖產業與業主、與建設方的合作關系全面升級，由單一的產品買賣升級為全面合作服務關系，提升行業服務品質、拓展電供暖產業的產業鏈，為電供暖產業的持續發展打下堅實的基礎；以戰略創新帶動行業發展，與政府、與行業內的產業巨頭、與金融巨賈、與銀行等進行戰略合作，由簡單的產品服務提升到為投資、建設、一個城市或一個區域（省、市或縣）冷暖整體解決方案、后續持續服務等提供支撐的戰略合作聯盟和冷暖服務產業聯盟，全面推動電供暖產業的發展，加快還藍天白云綠水青山于中華大地的實施步伐。

3.5 以電直接驅動為基礎建立會呼吸的8項指標同時滿足的智能建筑是電供暖事業發展的主要方向之一

我國人民的生活水平不斷提高，而傳統的技術體系還停留在過去的年代。一個舒適建筑，已經不僅僅是對“冷”“暖”兩項指標的需求，而是對“冷”“暖”“濕度”“風速可控”“噪音可控”“新風（恒氧）”“除菌消毒”“熱回收供熱水”等8項指標的一個更高的綜合需求。采用傳統技術需要多個系統建設，浪費資源。而目前以電直接驅動空氣源熱泵冷劑直供輻射冷暖系統的研發成功，解決了人們對于現代舒適建筑中關于上述8項指標的需求。

空氣源熱泵冷劑直供建筑輻射供冷供暖系統具備簡潔、安全、節能、舒適、環保、智能等多功能人性化的特點，系統簡單，操作方便，安裝費用低，運行成本比現有傳統的冷暖系統節能50%-80%。因采用無風供暖，暖從腳下起，符合人體生理需求。進入室內的空氣經過過濾消毒增濕增溫（冬季）降溫除濕（夏季），最大限度的滿足人們對舒適的需求，創造溫暖、舒適、潔凈的室內空間，更利于老人、孕婦和孩子的生存和健康。無風冷暖產品不僅能有效解決熱電聯產無法覆蓋區域的供暖問題，更能滿足城市多種層次供暖、供冷、供新風的需求，是目前室內人工微環境的最高境界。電采暖創新產業發展聯盟具備強大的產品供應能力，已在鄭州高新區及新鄉平原新區建設完成大型的產業基地，可以滿足每年6000萬平米工程量的需求。空氣源熱泵冷劑直供建筑輻射供冷供暖系統的推廣將為我國的節能環保事業做出巨大的貢獻。

3.6 快速發展的電采暖新產品與新技術

近年來，電采暖行業的新產品與新技術發展快速，空氣源熱泵冷劑直供建筑輻射供冷供暖技術是個很好的發明創造，解決了冷暖雙供和打造會呼吸的房間的技術及產品難題。在單暖領域，記憶發熱薄膜、發熱地板模塊、發熱瓷磚、碳晶發熱模塊、電熱膜、碳纖維發熱熱纜、蓄能式電暖氣等一系列新產品新技術不斷涌現，在安全性、可靠性、造價、衰減系數等方面與傳統的產品和技術都有大幅提升，為電供暖產業的發展提供了產品和技術保障。

3.7 復合式供暖體系是嚴寒地區建筑節能的必由之路

在我國北方采暖周期長大180天左右，在這些區域建筑采暖能量消耗較大，更需要新的技術和理念改變單一的采暖方法，以求節省巨大的運行費用，其解決的出路是：空氣源熱泵冷劑直供輻射供暖系統+電熱膜（電熱纜）的復合系統。因為，在180天的供暖周期內，至少有130天以上是適合空氣源熱泵運行的，這個時間比華北和華中區域的總體供暖時間還要長，采用空氣源熱泵冷劑直供輻射供暖技術，在130天的范圍內會比電直接發熱采暖節省80%以上的直接能量消耗，并且能為我國節省上億噸的煤炭消耗，減少碳排放數億噸。

3.8 以電能驅動的后硬件時代的電供暖供冷系統是智慧城市的真正內涵

智慧城市是未來城市發展的必由之路，建筑是城市的主要構成條件，這個城市建筑本身的節能與智控水平決定了這個城市的智慧水平，只有電直接驅動的系統才能在簡單可靠的前提下做到智慧可控，目前的可記憶性發熱薄膜、空氣源熱泵冷劑直供建筑冷暖系統的硬件、發熱瓷磚、碳纖維發熱電纜等已經全面進入后硬件時代，硬件本身是智能的智慧的，能和城市的智慧體系、指揮體系時時兼容的，只有智慧的建筑構成的城市才是真正的智慧城市，她是智慧城市的真正內涵。

4 電直接驅動供冷供暖與國家政策支持

4.1 國家產業政策大力支持電直接驅動供冷供暖的發展

電供暖行業在我國已經發展數十年，由于國家在過去的快速發展階段，電力供應一直不足，產業規劃的不提倡和國家標準的限制，推廣步伐緩慢，雖然廣為人知但舉步維艱，靠民間的自發推廣和采用得以發展，使用者嘗到了這種先進形式帶來的方便和實惠；然而有的國家標準和行業標準嚴重滯后且存在許多限制條款，這些條款亟需修改，國家及各級地方政府的管理層面已經認識到這種問題的亟待解決，國家相繼出臺了一系列有利電暖發展的政策措施，這些政策和措施將會快速推動電直接驅動供暖供冷產業的快速發展。例如《關于印發大氣污染防治行動計劃的通知》（國發〔2013〕37號）；《中華人民共和國大氣污染防治法（征求意見稿）》；《關于完善居民階梯電價制度的通知》（發改委〔2013〕2523號）；《關于印發能源行業加強大氣污染防治工作方案的通知（發改能源〔2014〕506號）》；等等。

4.2 電直接驅動供冷供暖的機遇已到必將快速發展

研究表明，在我國北京電能占終端能源消費每提高1個百分點，北京的單位GDP能耗可下降4%。截至目前，在全國按規定必須實施供暖的省市已有90%以上出了鼓勵支持電暖的優惠政策，如對居民電暖實行普通民用電價、峰谷分時電價，北京、延吉等城市實行更為特殊優惠的電價等。此外還有些省、市對居民電暖給予不同形式的補貼。電價優惠政策的落實為電暖的大面積應用開辟了廣闊的市場空間。當前正處于發展電供暖最有利的環境政策期，這也就為電供暖產業快速發展提供了難得的歷史機遇，是一個名符其實的朝陽產業，新興產業、綠色產業，電供暖形勢大好。

5 結 論

舒適家居、節能建筑、智慧城市的建設需要電直接驅動冷暖技術的發展與支持；清潔能源的快速發展和我國產業結構的升級釋放的電力供應能力支持電直接驅動冷暖技術的持續發展；電直接驅動冷暖技術的科技進步為電供暖行業的發展提供了技術保障；電供暖專委會的成立與務實的工作必將推動電供暖產業的快速發展；電直接驅動冷暖產業的發展將會推動我國節能環保事業的發展，為還藍天白云作出貢獻。我國應該大力發展電直接驅動冷暖產業的持續發展。