空氣源熱泵與燃氣壁掛爐采暖在清潔取暖中的節能環保效益分析

郭泳軍

近年來，環境污染日益嚴重，不僅影響著人們的身體健康，而且也背離了國家制定的可持續發展戰略。尤其是中國北部某些地區，由于集中供暖覆蓋率相對較低，仍在采用自行取暖爐設備進行散碳取暖，這些設備很容易因為爐內氧氣不均衡造成燃料燃燒不充分，再加上沒有經過除塵、脫硝和脫硫等工藝，不僅造成了熱量的損失，也會產生大量的有毒有害氣體，這些氣體直接排放到空氣中，嚴重影響了人們的生存環境。為了實現經濟發展和環境改善的協調共贏，近年來實施的清潔采暖工程，雖然一定程度上緩解了大氣污染，但一些問題也隨之產生。本文將以清潔取暖政策所覆蓋的農村和城鄉接合部為研究對象，對空氣源熱泵供暖和燃氣壁掛爐供暖這兩種方式進行節能減排效果測試，分析出這兩種方式的各自優劣。

1 煤改清潔能源工程的政策及現狀

從當前情況來看，散碳取暖這種高污染、高排放的取暖方式依然長期存在于我國北方部分地區，煤炭燃燒產生的大量煙塵、二氧化碳和氮氧化物，是北方冬季空氣污染源中的重要組成部分，已經嚴重影響到人民群眾的健康和生活。

根據《中國環境狀況公報（2013）》調查顯示，在冬季供暖時期，京津冀區域有將近62.5%的天數空氣污染指數超標，這些超標的天數里，有20.7%是重度污染天氣。在地級及以上城市中，只有三個城市環境達標天數過半。北京市超標天數比例為52%，其中重度及以上污染天數比例高達16.2%，這樣的比例始終高居不下，情況不容樂觀。

改變人們傳統的取暖觀念對于改善環境質量也是非常重要的，這就要求各地政府大力宣傳環保思想，樹立民眾環保理念，改變取暖方式。研究表明，傳統的散碳取暖方式供熱效率低下，還存在著很大的安全隱患，很容易引起火災和一氧化碳中毒[1]。而新型的供暖方式不僅可以減少污染氣體的排放，而且供暖效率、安全性、舒適性相較于傳統取暖方式也有很大的提高，這樣環保又安全的供暖方式應該推廣。

2 煤改清潔能源主要形式

政府積極推行燃氣壁掛爐分戶采暖和空氣源熱泵分戶采暖工程，逐步改變散碳取暖區域的取暖方式，這兩種方式的本質屬于現階段的“煤改氣”和“煤改電”工程[2]。

2.1 燃氣壁掛爐

政府現行的“煤改氣”工程主要通過燃氣壁掛爐設備來實現。燃氣壁掛爐主要有套管式和板換式兩種。其原理是設備內部安裝循環水泵，同時在循環路徑上安裝燃燒室，并通過溫度、水壓、風壓等各類傳感器進行數據采集，實時反饋設備運行狀態。管路中的水被加熱后，在循環水泵的作用下，通過地暖盤管或其他換熱方式傳遞熱量。水通過不斷的循環加熱以此達到室內采暖的效果。

不論是套管式燃氣壁掛爐，還是板換式燃氣壁掛爐，都可配置獨立的生活熱水出水口，這樣的供暖方式既能提供足量的暖氣，又方便了大家的日常生活。如此高效便捷的取暖方式深受大眾喜歡[3]。

天然氣壁掛爐本身配置有采暖及衛浴等各類溫度傳感器，在溫度調節方面的優勢也十分明顯，這樣大大提升了人們生活質量。高效、快捷、人性化且環保的供暖方式既滿足了人們的不同需求，還減少了對大氣的污染，從而實現了雙贏[4]。

2.2 空氣源熱泵

源熱泵中有三種形式：水源、地源和空氣，與其他方式相比之下，空氣源熱泵更加快捷方便，并且不需要大量的資金投入，使用起來也極為簡單，尤其在華北地區很受歡迎。

空氣源熱泵供暖系統是由多個系統相互配合產生作用，其中包括熱泵機組、熱輸送系統、散熱裝置和控制系統等。其復雜的工作原理就是熱泵機組通過蒸發器在外吸收熱量后，被解壓為高溫高壓的氣體，最后經過冷凝器釋放熱量，依次循環。這樣的低溫供暖方式很適合在居民集中的地區使用。

空氣源熱泵復雜的機組功能使它的效能比其他的供暖方式更高，工程量小，且易于實施、快捷，電網容忍度高，這些都促使空氣源熱泵成為當下最為推崇的供暖技術。但是在冬季室外溫度過低的地區使用空氣源熱泵，穩定性能會大打折扣，所以在我國冬季過于寒冷的地區并不推薦使用空氣源熱泵。

3 經環境效益分析

社會研究和數據統計表明，每節約一千克的煤炭，可以減少二氧化碳排放2.418 千克、二氧化硫0.074 千克、氮氧化合物0.037 千克、碳粉塵排放0.673 千克和煙塵排放0.337 千克。二氧化碳、二氧化硫、氮氧化合物、碳粉塵排放和煙塵的減排價值分別為 160 元 /t、20000 元 /t 、631.6 元 /t 和 275.2 元 /t。即使我們現在使用的清潔能源取代了傳統的煤炭，也僅僅只能減少排放量，并不能達到排放量為零的效果，所以說，目前使用的清潔能源并不能完完全全的做到零污染，而要想實現真正的零污染、零排放，還需要我們不斷地去探索新的清潔能源產品及相關技術。

4 總結

經過上述多方面的分析和測算，得出以下幾點結論：

（1）燃氣壁掛爐和空氣源熱泵，相較而言，除了在極其寒冷的地區以外，在絕大部分情況下，空氣源熱泵的性能都略優于燃氣壁掛爐。當然，使用者均可以通過兩種供熱方式自主控制所需生活熱水的溫度，都具有良好的自主選擇性，同時都避免了能源的不必要消耗，值得去推廣。

（2）相較于城市地區，農村地區的基礎設施相對落后，所以在改變供暖方式之前，應該先解決基礎設備落后問題，如整改散熱末端設備以及房屋結構保溫性差等阻礙，這些都需要徐徐圖之，做好規劃。

（3）根據我國目前的國情，清潔能源的開發還在不斷進行。我國的供暖設施依然有很大的改進空間。