南方地区家庭采暖--毕业论文设计报告

南方地区家庭采暖系统设计方案及

研究

毕业论文设计报告

姓名：周瑞华

学号：080804110274

专业：热能与动力工程

指导老师：朱兵

2012年6月5日

南方地区家庭采暖系统设计方案及研究

摘要

现今家庭采暖存在很多问题，如整个系统的效率低下、极度浪费和舒适度不够等。市场上采暖形式多种多样，消费者缺乏对采暖设备正确选择的必要知识，本设计主要是对南方地区家庭采暖系统方案的设计及研究，首先对南方采暖市场采暖设备、采暖方式的调研分类统计，进而对南方某家庭进行采暖热负荷计算，并提出多种不同的采暖方案，从安全性、环保性、经济性和舒适性的角度对所提出的方案进行分析对比，以确定、选择适合南方地区特殊气候环境较为合理的采暖方案。

关键字：家庭采暖设计采暖方案采暖的选择

一、现状及必要性

目前在国外，节能减排也是采暖行业的主题，采用太阳能、地热等清洁能源，优化采暖结构，大多数国家在采暖方面采取很多的节能措施：比如波兰的混泥土建筑的节能改造；韩国是惟一的一个有法律规定采用热水流量表来计量采暖能耗的国家，根据1989年的法律，集中采暖的建筑必须采用分户计量。使用先进的采暖设备和控制系统等。

与国外相比，我国目前采暖设备、系统相当落后，供热品质差，室内温度场不均。系统热效率低下。而在诸如贵阳的南方地区，冬季酷寒，而夏季却不是很热，对制冷方面需求不是较多，采暖需求很大，在追求高质量生活的今天，舒适度、节能减排理念没有得到更好的体现。主要体现在：

1、集中供暖地区--惊人高能耗、高污染、高浪费

2、非集中供暖地区--低能效、高浪费、不舒适

3、补充取暖产品地区--高能耗、低效率、不舒适

南方地区地处于秦岭淮河以南，所以在以往的的经验上，南方不采暖，随着极端气候的日益扩大化，南方采暖市场逐渐兴旺起来，南方地区空气湿度大，散热损失比较大，以集中供暖为主的北方采暖方式在南方并不适合，所以南方采暖主要是以家庭为主的采暖方式，但由于起步晚，在选择采暖设备上存在盲目性，造成资源的浪费、污染环境和不必要的经济投入。本设计从专业的基础上，根据南方特有的气候环境对南方市场上比较普遍的采暖设备进行采暖方案设计，通过计算比较，得出最适合南方和地区采暖的设计方案，更方便消费者特别是南方消费者选择家庭采暖设备。

二、设计思路

本设计是通过对南方地区家庭采暖市场进行调研，再通过对南方地区贵阳市的一户家庭进行热负荷的统计，对搜集的资料进行分类，确定南方市场采暖的设备、方式。对不同的采暖、设备方式进行采暖方案设计，从安全性、舒适性、环保性、经济性对不用的方案进行比较，已确定适合南方地区采暖的方案。

三、设计步骤

1、资料搜集

首先对采暖的基本知识进行系统的了解，选择性的对采暖市场进行调研，通

过对手机的资料分析南方采暖的特点、各种家庭采暖方式、设备的原理以及市场份额做一个全面的了解。

2、热负荷计算

为了设计适合南方地区的采暖方式，我们以南方地区（贵阳市）一户特定的住户进行热负荷计算，以及贵阳市特殊地理位置的热负荷系数修正。

根据计算的数据，我们把所有的房间看为一个整体来简化热负荷计算中考虑的内门、内窗等问题，所以把厨房、卫生间等不适于安装地暖的热负荷计入总负荷，在实际设计中由于这些房间对地暖的安装的诸多不可实施性，但水地暖却有可实施性，为了方便比较，再实际施工中，可以采用固定小功率静音风机不定时的从房间往内通入热空气，以保证热负荷的需求，因此，在计算过程中，我们将卫生间的热负荷计入总负荷，所以，我们可以得出房间的总热负荷：再通过计算的总热负荷，涉及多个不同的方案对已知房间进行采暖设计。

3、设计方案的确定

通过上述的热负荷计算和采暖市场的调研，我们对南方地区较为舒适，环保节能的不同种类的采暖设备进行采暖方案的设计，通过对方案的初投入、安装、运行和维护费用进行分别得计算和统计。

四、结论

上述选用的两种家庭采暖方式，是目前市场上最普遍也是最舒适的两种采暖方式，他们都是采用有生命之光之称的地面辐射式远红外线低温采暖技术。在安全性、环保性、舒适性、经济性、等总体方面优于市场上的同类采暖设备。主要体现在：

1、首先在安全性上，众所周知，如水地暖在地面以下为水管，没有触电等的危险，加之使用耐腐蚀的材料，在使用寿命范围（地下管材能使用50年）内不会出现腐蚀、爆管的现象，水暖由于热媒是水不会出现电磁辐射等问题；其次碳晶电暖板的连接都采用并联的方式安装，主线没有断接点，接线点采用T字形接口并采用焊接及冷压接线接头保护，热缩管热封，套穿PVC线管，大大减小发生漏电危险，同时使用安全等级极高工艺的控制系统，有效避免由于错误操作造成

意外触电情况，同时碳晶发热原理是在电场作用下，碳晶分子间发生布朗运动，摩擦发热；碳晶是半导体且碳晶发热板是大面积平面发热材料，穿过其单位面积的电流非常之小，即使碳晶板被打穿也不会漏电和影响发热。同时碳晶地暖的电磁辐射强度为4-6UA，仅为手机的1/1000 ，且衰竭为距离的十几次方，所以碳晶板几乎没有电磁辐射，对人体无害。

2、环保性上，上述的两种采暖方式中，挂壁炉水地暖使用燃气CH4为燃料，燃烧仅产生二氧化碳和水，不会产生如粉尘、二氧化硫的污染同时，采用新型的燃烧技术，燃尽率、热回收率高，节能高效，家庭采暖使用燃气壁挂炉有效减少由于燃煤的产生的污染；使用碳晶板采暖，热效率高，达到98%，使用清洁能源-电能，碳排放量几乎为零，同时高效的运行、成熟且先进的控制设备更有利于减少能源的浪费。

3、舒适性上，地暖采用地板辐射采暖，室内地表温度均匀，室温由下而上逐渐递减，不易造成污浊空气对流，室内空气洁净。给人以脚温头凉的良好感觉，舒适、卫生、保健；改善血液循环，促进新陈代谢，符合中医的养生理念，而且室内取消了暖气片及其支管，增加使用面积，便于装修和家居布置，节约空间、美化居室，减少卫生死角。

4、辐射供暖方式较对流供暖方式热效率高，热量集中在人体受益的高度内；传送过程中热量损失小；低温地面辐射供暖可实行分层、分户、分室控制，用户可根据情况进行调控，有效节约能源，减少运行费用。但不同采暖方式、使用不同的热媒、能源的地暖之间又存在一定的差异。

通过上面的计算数据，我们不难发现，在两种较为舒适的不同采暖方式间，在采暖投资、运行上存在很大的差异，针对我们选择的两种比较普遍的家庭采暖品牌的一个采暖季的各种计算结果、各种参数，可以看到：

表5-1

从上面的数据，我们可以得出：

首先对于这两种不同的采暖方式，再出投资上，水地暖的成本在表面上看起来比碳晶地暖的低27643元，但从水地暖的使用年限10年相比碳晶地暖的30年，通过初投资折旧费可以看出在使用寿命期限内，碳晶地板采暖的初投资费用反而是低于水地暖的。

其次，在主要的费用比较方面，运行成本是水地暖运行的更大一笔后期投入，每年使用壁挂炉水地暖一月大概燃气费在2351元左右，相比碳晶地暖的每月电费1420元比壁挂炉水地暖来说要节约931元左右。并且在后期维护上，碳晶地暖基本不需要维费，而壁挂炉要考虑管道结垢等的问题，就使用年限超过二个采暖期就需要进行定期专业的清洗维护及保养，是的在预算上增加投入。除此，还因为壁挂炉水地暖使用燃气作为能源，而且，由于水地暖升温速率比较慢，3-4小时才能达到预定温度，所以必须长时间开启才能维持采暖所需温度，一个采暖季大概消耗燃气、电费和必要的维护费等，总共达到9627.3元左右，相比之下，比碳晶地暖升温速率比较快，只需20分钟左右就能达到需要的温度值，而且在一定的温度范围之内控制系统可以使得设备间断开启、关闭，更加节电，所以一个采暖季只需5702.3元，比水地暖一年要节省4125元，相当于在水地暖使用寿命期限之内就可以收回预投资的碳晶板发热片采暖成本。

通过这次的计算，可以得出：在家庭采暖中，碳晶地暖在经济性、使用寿命方面大大优于挂壁炉水地暖，在现今家庭采暖中，使用碳晶采暖，在保证安全性、环保性、舒适性的前提下，碳晶地暖在经济性方面比以往其他的家庭采暖设备更经济、节能。也是南方地区采暖的首选。