摘 要：作为一个工程技术人员，我们必须严格遵守国家相关的地暖节能政策。但很多时候也许我们并不知道为什么。理解了是不是会做的更好呢？这个专题我们就一起学习地暖节能相关的知识。
关键字：地暖节能 余热 热电联产 热泵 LEED
（一）地暖节能就在身边
红塔现住唐山市丰南区。丰南是重工业区，大小钢厂遍布城区。每天上班的路上，看到一个个高耸的烟囱，遮天蔽日的冷却塔蒸汽，总觉得应该写点什么……
这是一张用手机拍下的冷却塔的照片，那滚滚白烟就是冷却塔排出的烟气。我们都知道冷却塔是用来放散热量的设备，炼钢的大量余热就从这些冷却塔白白的溜走了，真是很可惜。
我们一起看一下管线改造的原理图。原有工艺设备和冷却塔通过管路连接。工艺设备的高温水输送到冷却塔，经过冷却塔组散热冷却后，低温水沿回水管路回到工艺设备，实现水的循环利用。如果我们在供水管上加个旁通，连上换热设备，让从工艺设备出来的热水经换热设备后再回到冷却塔。这样的话，工业余热可以被换热设备置换，得到低温热水。我们知道地暖只需要60度以下的热水。通过我们的理论计算，有时候30～40度的热水通过调整管道间距就可以被利用。另一方面，换热设备置换热量后，水的温度也降低了，可以减少实际需要开启冷却塔的数量，降低了冷却塔的运行费用。余热被利用，同时减少了冷却塔的使用，如此双赢，岂不乐哉？当然以上只是做了简化了的理论分析，实际操作需要专业技术人员进行设计、计算。有一点是毫无疑问的，利用工业余热，是一条值得推广地暖节能的措施。丰南国丰钢厂北厂区已实现了高炉尾气供暖，鑫丰热力的供暖能力也具备相当的规模。从技术上来讲，冷却塔余热利用的技术应该比高炉尾气供暖容易的多，具备更高的经济价值。
工业余热不仅仅可以直接供地暖使用。如果将换热设备改成可以提取余热的热泵机组，置换的热水供散热器采暖也是可以实现的。我们的国家越来越重视地暖节能，对既有建筑的地暖节能改造也已初具规模。一方面在采暖能耗上我们要节流；另一方面，我们还可以在“余热利用”方面开源，全面的地暖节能减排，充分发挥能源再利用，也是一条不错的可持续发展的路子。
也许我们对地暖节能没什么感觉，可是说到浪费，无论如何都是一件让人痛心的事。
据统计，我国北方城镇采暖有70%为各种集中供热方式，平均的过量供应量为30%。各种分散式采暖基本不存在过量供热损失。
我们先看看分户采暖的情况。1）分户燃煤炉的燃料利用率为15%～60%；2)分户燃气采暖，合格的锅炉能源转化率能达到90%以上，被认为是最适宜的方式;3)分散的电热采暖，例如电热膜、电热电缆、电暖气，实际可以100%转化为热，大多有很好的温度调控装置，不存在过热。可以方便的做到，需要开，不需要关，并且轻松设定温度，鉴于当前电价，电采暖有逐渐扩大的趋势。4）分栋或分小区的水源、地源热泵采暖；由于最终实现的是一座建筑或一群建筑的集中供热，因此当没有有效的解决末端分户调节和计量时，仍存在实际供热量大于采暖需热量的问题。当实际供热量为100kWh/(m2?a)时，平均耗电量为50kWh/(m2?a)，煤耗量为17.0kgce/(m2?a),大约为直接电热采暖的60%。
我们再来了解下热电联产集中供热：实际热电联产提供采暖的热量约为75%，其余的25%由调峰锅炉承当。主要包括：1）小规模凝气为主的热电联产，供暖期平均供热煤耗为13kgce/(m2?a)，低于各种热泵形式；考虑非采暖期平均供热综合煤耗为14.1kgce/(m2?a)。2）大中规模抽凝电厂，平均供热煤耗为11.7kgce/(m2?a)。3）区域锅炉房，平均供热煤耗为19.9kgce/(m2?a)。
通过以上数字我们可以看到，热电联产的一次能源利用率最高。因此当经济技术条件合理，应发展城市集中供热和热电联产，并不断的推动热电设备的技术进步。无法采用热电联产的建筑，可推广各类高效地暖节能的分散的供热方式，依次为：分户燃气炉，分栋水源热泵或地源热泵。带补充电热的空气源热泵。同时要改善建筑的外围护结构的保温状况，落实“热改”，实现分室调控、分户计量，按热表收费。
（二）水-水源热泵
各类热泵的原理图如下。
水-水源热泵主要有以下几种形式：
1.以地下埋管形式构成的土壤源换热器，通过水或其他介质在埋管中流动，与土壤换热，获得低温热量，然后通过热泵提升温度，制备采暖用热水；
2.直接提取地下水，通过热泵提升温度，制备采暖用热水，被提取了热量的地下水再重新回灌到地下；
3.采用海水、河水、湖水，通过热泵提升温度，制备采暖用热水；
4.利用热泵从污水提升温度，制备采暖用热水。
热泵作为一种“地暖节能的”新技术曾经一度受到重视，享受政府补贴。可实际上并不像我们想想的那么地暖节能。清华大学江忆院士等撰写的《建筑地暖节能年度研究报告2009》给出了详细的分析，限于篇幅，本专题我们仅一起学习一下报告结果：
1.很难认为水源，地源、 地表水及海水热泵是具有显著地暖节能效果的地暖节能措施。在北方地区的多数工程表明其能耗水平与大型燃煤锅炉差别不大，只有在特定的条件下，精心设计精心运行，才有可能使实际能耗低于大型燃煤锅炉，但其能耗转化率几乎不可能与热电联产相比。
2.水源，地源、地表水及海水热泵能耗较高的原因是由于低温热源侧输配能耗高。如何通过技术进步，降低这部分的输配能耗是水-水源热泵提高能源转化率的关键。
3.由于多种水-水源热泵并没有显著的地暖节能效果，因此不应作为有效的地暖节能措施，给予各种财政补贴。只有通过实际监测，发现实际能耗确实低于常规系统能耗时，才能给予适当的财政补贴。实际上，补贴应该根据能耗状况，而不是根据采取什么技术。
4.由于各方面的原因，目前很难获得各类地源热泵的实际运行数据，这对明确系统的应用效果、分析系统能效、提供科学决策极为不利，故建立公开的测试网络和数据平台是推进热泵技术健康发展的当务之急。
很多时候，采用热泵技术一次能源综合效率只是相当于大型采暖锅炉，换句话说，只是将当地采暖的污染转移到了发电厂。那是不是热泵技术要被否定了呢？不是。举例说明：唐山电视台曾报道过河北理工采用热泵地暖节能的案例。我们必须注意到其实际情况：1）当时唐山的热力公司还是按平米收取采暖费。2）学校冬天放寒假一个多月。也就是说如果接市政热网，学校必须交一个采暖季的烤火费，而自己安装热泵放假的期间热泵可以关停，少运行一个多月，当然是省钱的……
（三）LEED绿色建筑：
LEED是能源与环境设计先锋奖:由美国绿色建筑协会建立并推行的《绿色建筑评估体系》。LEED是一个评价绿色建筑的工具。宗旨是：在设计中有效地减少环境和住户的负面影响。目的是：规范一个完整、准确的绿色建筑概念，防止建筑的滥绿色化。它根据每个方面的指标打分：1、可持续的场地规划；2、保护和节约水资源；3、高效的能源利用和可更新能源的利用；4、材料和资源问题；5、室内环境质量。总得分是69分，分四个认证等级：认证级26-32；银级33-38 ；金级39-51 ；铂金级52以上。
LEED是个前卫的东西。《建筑地暖节能年度研究报告2009》调研显示，LEED建筑和没有通过LEED建筑认证的建筑相比确有地暖节能，但意料之外的是：
1）仅30%的LEED建筑运行能耗比预期良好；
2）25%的LEED建筑运行能耗比预期差；
3）许多建筑都存在高能耗的问题；
4）越是高级别、示范性的建筑，其建筑能耗水平反而比预期的更高，一般高出一倍左右。
5）LEED建筑有些匪夷所思的东西，比如允许购买古董类字画等，通过价值折现实现资源的可回收利用。
该报告指出，LEED并非一套科学的绿色建筑评估体系，我们国家应该因地制宜和分阶段控制；一方面吸收国际上最先进、最科学的绿色建筑评估体系的优点，另一方面注重国内不同地区的气候特点、经济水平和建筑类型，通过开展标准体系评价框架、评价指标适应性、权重系数的研究和确定，来解决评估标准不适应的问题。
本专题从身边的地暖节能讲起，介绍了各种热源的能效转化情况，一起了解了水源热泵的适用性，一起认识了LEED。感谢朋友们一起学习了本专题，谢谢各位。
参阅资料：
《实用供热空调设计手册》（最新版上、下册）
《采暖通风与空气调节设计规范》GB 50019-2003
《地面辐射供暖技术规程》(JGJ142-2004)
《建筑地暖节能年度研究报告2009》
