燃气红外线辐射供暖系统与传统供暖的比较说明

燃气红外线辐射供暖系统的说明

法国燃气供暖工业公司长春办事处 吉林省恒瑞通用设备有限公司

目 录

一、引言 ……………………………………………………………………………………………… 3 二、燃气红外线辐射供暖系统的基本原理 ………………………………………………………… 3 三、燃气红外线辐射供暖系统的应用范围及目标客户 …………………………………………… 4 四、燃气红外线辐射供暖系统的优点 ……………………………………………………………… 4 五、用气量与采暖面积的关系 ……………………………………………………………………… 10 六、采暖系统投资成本（含设备费、安装费）估算与比较（与集中供暖比较） ……..………… 10 七、采暖系统运行成本估算与比较（与集中供热比较）………………………………………………11

2

一、引言

长期以来，厂房、仓库、温室大棚、体育场馆等高大空间建筑物的采暖设计一直是困扰暖通工程师们的一个难题。

传统的散热器采暖系统、热风系统或中央空调系统，不仅投资大，而且不节能、不环保、舒适度差。随着世界能源危机的加剧，这种对流式采暖方式已经不能适应现代文明工业的要求。

能否找到一种节能、环保、投资小、效果好的供暖方式呢？法国燃气供暖工业公司的 “GAZ INDUSTRIE燃气红外线辐射供暖系统”为我们提供了理想的解决方案。这种方案基于“太阳加热地球表面”的原理，同时融入了安全、节能、环保和以人为本的现代文明理念。它就像太阳一样，照到哪里就把温暖带到哪里，尤其适合高大空间建筑物的供暖，给广大暖通工程师和工、农、商业领域的高大厂房用户采暖带来了福音。 二、“GAZ INDUSTRIE燃气红外线辐射供暖系统”的基本原理

热量传递的方式有传导、对流、辐射三种。太阳距离地球1.5亿公里，却能将它热能传送到地球表面，其采用的正是红外线辐射的传递方式。

“GAZ INDUSTRIE燃气红外线辐射供暖系统”是基于“太阳加热地球表面”的原理，利用天然气、液化石油气等洁净能源在设备内燃烧而辐射出红外线进行供暖的。

太阳加热地球表面与散热器、热风或空调加热的原理不同，它不需要加热地球大气层中的空气，而是靠太阳光中的红外线将热量辐射到地球表面，对辐射到的区域进行直接加热。红外线是整个电磁波波谱中的一部分，不同波长的电磁波接触到物体之后，将产生不同的效应。波长在0.76-1000微米之间，尤其是波长在0.76-40微米之间的电磁波，具有非色散性，能量集中，热效应显著，被称为热射线或红外线。

红外线在穿过空气层时，基本不会被空气所吸收，能够穿透空气而被接触的物体或人体直接吸收，并将其中的热量释放出来。当地面、人体和各种物体被太阳光中的红外线辐射加热后，温度升高，还会对周围的物体进行二次辐射，并通过对流效应对大气层中的空气进行加热。

“GAZ INDUSTRIE燃气红外线辐射供暖系统”采用的正是“太阳加热地球的原理”，使得采暖空间内温度分布均匀，人体感觉舒适。

下图是辐射采暖与常规对流采暖的比较示意图。

3

图1 辐射供暖与常规对流供暖的比较

图2 辐射供暖与常规对流供暖室内温度随高度的变化

三、“GAZ INDUSTRIE燃气红外线辐射供暖系统”的应用范围及目标客户

“GAZ INDUSTRIE燃气红外线辐射供暖系统”特别适用于高大空间建筑物的供暖，具体地讲，其目标客户主要集中在以下几个领域： 1、工业领域 -- 以厂房为主，例如：

机加工车间、铸造车间、焊接车间、装配车间、维修车间、烘烤车间、工件预热车间、印刷车间，汽车、火车、地铁、飞机、轮船生产线和维修线等； 2、商业和民用领域 -- 以高大空间的商用建筑物为主，例如：

会展中心、展览馆、物流仓库、超市、酒店大堂、室内停车场、汽车4S店、交易大厅、 银行大堂、体育场馆、礼堂、大型会议室或课室、影剧院、教堂等； 3、农业领域 -- 以蔬菜大棚、花房、室内植物园等为主 四、“GAZ INDUSTRIE燃气红外线辐射供暖系统”的优点

4

“GAZ INDUSTRIE燃气红外线辐射供暖系统”的主要优点是：投资省、节能、环保、舒适、控制方便。

优点一：系统简单，投资省

该系统无须安装庞大而复杂的锅炉及锅炉房设备，没有供暖水循环系统，只需在燃气管网上接管，并在系统入口安装调压稳压设备，一次投资大大降低。

该系统布置简单，安装采用悬挂或侧挂，不占用建筑物的使用面积，节约了宝贵的建筑用地。

优点二：节约能源，大大降低运行成本

“GAZ INDUSTRIE燃气红外线辐射供暖系统”比传统的对流式供暖节约能源可达30-60%，主要体现在以下八个方面：

1、冷风渗透少。辐射供暖时，辐射热直接照射供暖对象，几乎不加热环境中的空气，因此室内温度梯度小。与对流采暖相比，在室内空气温度相同的情况下，辐射采暖下的实感温度比对流采暖下的实感温度高2-3℃，也即，在保证同样的室内实感温度的情况下，辐射采暖的室内空气温度比对流采暖低2-3℃，因此室内外温差小，冷风渗透量也较小，降低了供暖空间的热损失。

2、温度梯度小。采用对流供暖时，由于室内冷热空气的对流效应，室内空气温度有较大的梯度，建筑物的上部会形成温度较高的热气团，而是实际需要采暖的地面2米以内温度却低。而辐射供暖时，红外线直接向下辐射，释放热能，不会被空气所吸收，地面、人体、物体还可以积蓄部分热量，因此室内空气温度梯度小，无效耗热低，建筑物上部的热损失也小。

3、管网损失小。传统的对流供暖系统，热媒在沿途管网的被输送过程中，有10-20%的热损，降低了热效率； 而对于燃气红外线辐射供暖系统，燃气在管网的输送过程中几乎没有损失，加之燃气的燃烧又非常完全，接近100%，因此整个供暖系统的热量得以充分利用。

4、电耗低。“GAZ INDUSTRIE燃气红外线辐射供暖系统”的电耗很低，每个单元仅80瓦。而热水采暖及热风系统中的热水循环泵及送、回风机等都是耗电大户。

5、启动快，升温快，停机快，降温慢

“GAZ INDUSTRIE燃气红外线辐射供暖系统”在设备启动后立即供热，并能在5分钟内解除人体和物体的冷感觉。设备停机后，能源消耗立刻停止，但蓄存在围护结构、地面及物体内的热量会缓慢向环境散热，保持较慢的温降。因此，用户可以根据这个特点来控制设备的关闭时间，节约燃气消耗。

6、燃烧好，有的厂房尾气可直接内排，尾气潜热得以利用

5

“GAZ INDUSTRIE燃气红外线辐射供暖系统”具有全世界最先进的燃烧技术，能够保证在建筑物在具有较小通风量的情况下，尾气直接排至室内。

以BT（L）系列的系统为例，当建筑物的通风量不低于10m3/h/安装千瓦，系统燃烧产生的尾气可以直接排在室内，这个数据远远高于欧洲CE标准的要求。一般高大空间厂房的自然通风量均在0.5-1次/小时，折合我们的系统约为：37-70 m3/h/安装千瓦，远远符合尾气内排的要求。尾气内排使尾气中的潜热得以利用，不仅节省了一次投资，而且大大降低了运行成本。

关于尾气排放方式的技术经济性比较

（1）尾气内排系统可简化厂房内的管道网络系统，特别是装有天车的厂房，由于天车下方的空间为天车作业区，故此单体组合的燃气辐射供暖系统及直接外排系统是无法安装在厂房天车下方的，只能安装在厂房天车上部区域。这样辐射供暖高度增加，从而降低了辐射供暖效率，至使厂房供暖热负荷提高，增加了一次性投入及运行费用。而尾气内排系统的优势显而易见，由于它的结构形式（单体独立）及吊挂方式（水平悬挂、侧挂）决定在安装时完全可以采用侧挂的方式将燃气辐射供暖设备吊挂在天车轨道下面牛腿的上面，从而满足了燃气辐射供暖设备的最佳吊装高度（10m以下），从而可以减少一次性投资及运行费用。

（2）由于燃气辐射供暖系统在运行时，产生的尾气温度超过180°C ，故此尾气排放系统采用外排时这部分热量将全部被排放掉，约损失热量10-15%，而尾气内排时这部分热量将全部排在厂房内，热效率接近100%。

（3）多台组合燃气辐射供暖系统的尾气排放方式注定了该系统运行的不稳定性，如下图：

运行不稳定因素1：燃气辐射供暖设备使用燃气压力为2000Pa，而该系统燃气管道压力也为3000Pa，这样在燃气管道末端或用气高峰时必然产生燃气压力下降、供气不足，造成运行不稳定。

运行不稳定因素2：由于尾气直接外排系统是由多台设备组合共用一个烟道通过风机将尾气排到厂房外，负压风门调节无法控制，如果其中有一台或几台设备出现故障，不能正常

6

运行时整个系统受到影响导致运行不稳定。

而拓邦的法国燃气供暖工业公司GAZ INDUSTRIE产品不存在以上两种运行不稳定因素。拓邦的产品使用燃气压力2000 Pa，而厂房内燃气供气压力为30~50KPa，供给设备时装有调压装置，确保设备运行稳定。拓邦的产品每台设备均配有一个负压风机，能够保证负压恒定，故此设备运行稳定。

（4）由于尾气直接外排系统运行时有冷凝水产生，对设备的辐射管等产生腐蚀，导致设备使用寿命变短。尾气直接外排系统设备运行不稳定，在设备高温管1.5-2m处会产生过热现象，运行时辐射管发红，其火焰不成柱状而是簇火燃烧，因此在高温管1.5-2m处左右将会产生严重的氧化现象。而拓邦的GAZ INDUSTRIE产品由于尾气内排故此不产生冷凝水无腐蚀现象，燃烧时燃烧器里的火焰形态为匀直柱状，外焰与辐射管内壁如终保持均匀间距，燃烧完全，对辐射管无任何氧化现象。

（5）尾气内排避免了厂房内工艺管道的复杂布置，此外，还可避免在屋顶或墙面上开孔，破坏建筑面及做防水处理，不但减少了不必要的麻烦，而且还节省了建筑投资。

（6）内排系统可节省系统一次投资，节省长期运行费用。尾气潜热的应用，使得设备有效供热量增加，系统装机数量减少，系统耗气量得以下降。

（7）由于尾气中含有水蒸气，尾气内排能够使厂房内空气的相对湿度增加1% 左右，对提高采暖的舒适性有好处。

（8）尾气内排产生的热气能够在厂房顶部形成一层隔热层，可以有效地防止冬季屋顶冷辐射给厂房采暖带来的能源浪费，提高节能效果。

综上所述，本着科学、实事求是和具体问题具体分析的态度，在厂房的通风条件能够满足系统尾气内排要求的情况下，我们仅可能采用内排系统，从而减少一次投资，降低运行费用。

国家标准管理组关于单体燃气辐射供暖器尾气内排的说明文件见下图。

7

8

7、系统节能。“GAZ INDUSTRIE燃气红外线辐射供暖系统”是一种“单体分布式能源使用系统”，这种系统可以根据需要进行局部间歇采暖，可以分区控制采暖，甚至可以控制到每一台单体设备，从而避免了整体式辐射供暖系统和对流式供暖系统“一开俱开，一关俱关”的缺陷。

“单体分布式能源使用系统”是目前欧洲最先进的一种能源使用方式，也是中国政府目前正在大力推广的一种能源使用方式。

8、采暖周期任意控制。吉林地区的法定采暖时间为5个月（本年的11月1日至来年的3月31日），集中供热公司的供热收费也是按照供暖期进行收费。而事实上一般工厂企业到12月中旬左右才真正需要生产采暖，到2月中旬可能已经不再需要采暖，实际采暖时间仅2个多月。“GAZ INDUSTRIE燃气红外线辐射供暖系统”能使用户做到任意控制采暖周期，避免向集中供热公司支付不必要的采暖费用，大大节约用能成本。 优点三：使用洁净能源，燃烧完全，符合环保要求

“GAZ INDUSTRIE燃气红外线辐射供暖系统”使用的是天然气或液化石油气等洁净能源，并采用了法国燃气供暖工业公司的专利燃烧器和燃烧技术（全球唯一）。法国国家热能实验室对其尾气排放进行测试，三次采样结果CO均为0 ppm，中国国家技术监督局也进行了三次采样测试，结果两次为0 ppm，一次为1 ppm，中国国家燃气具质量检验监督中心检测报告为1 ppm。

测试结果表明，该系统在全球同类产品当中，环保性能是最好的。 优点四：红外线对健康有益，静态采暖，舒适感好

在红外线辐射供暖的环境中，围护结构、地面和物体的表面温度比环境空气温度高，人体的实感温度也高于周围环境的空气温度，造成了真正符合人体散热要求的周围环境，同时，由于提高了室内围护结构、地面和物体的表面的温度，减少了四周表面对人体的冷辐射，因此人体会有较佳的舒适感。

此外，在传统对流采暖中，冷热空气对流交换会产生扬灰现象，人体感觉不舒适，也不符合环境卫生要求。而红外线辐射采暖属于静态采暖方式，就像冬天晒太阳的感觉，健康、舒适。

优点五：控制方便，运行管理简单

“GAZ INDUSTRIE燃气红外线辐射供暖系统”具有高度的自动化控制功能： 1、可根据生产要求进行分区控制，直至控制到每一台设备； 2、可根据温度要求进行温度控制；

9

3、可根据时间要求进行时段控制； 4、可分时段分温度交叉控制； 5、无人控制和人工控制任意切换。 优点六：系统简单，安装周期短，维护量很小

对于一个建筑面积为10000平方米的厂房，整个系统安装仅需20天左右，每年基本不需要维护。即使需要，正常的维护费用也很低。

《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019-2003) 第4.5.1条对燃气红外线辐射采暖的适用范围及优点进行了概括说明：“燃气红外线辐射采暖系统可用于建筑物室内全面采暖、局部采暖和室外工作地点的采暖。目前，在许多发达国家已有多种新型的燃气采暖设备，具有高效节能、舒适卫生、运行费用低等特点，该采暖方式尤其适用于有高大空间的建筑物采暖。随着我国石油工业的发展，油气田的开发和利用，这种采暖方式的应用在不断增加。实践证明，在燃气供应许可时，采用红外线辐射采暖系统，从技术上和经济上都具有一定的优越性。” 五、用气量与采暖面积的关系

在单位面积采暖热负荷相同的情况下，用气量与采暖面积成正比关系。下表是举吉林地区采暖面积为10000平方米标准钢结构厂房为例的系统用气量参考数据：

地区 单位面积辐射采暖热负荷w/m2 吉林 备注： 1、 系统采用“GAZ INDUSTRIE” BT51EU-CNN 燃气红外线辐射供暖系统； 2、 采暖面积：10000平方米；

3、 采暖周期：120天（除掉元旦、春节10天，周日20天）； 4、 工作班制：一班制8小时；

5、 单位采暖热负荷为经验值，计算采暖温度为：15℃； 6、 采暖全年平均运行系数取0.3；

吉林当地燃气单价：4.2元/立方米；

以上数据仅供参考，实际结果需根据具体项目情况计算。（详细计算过程详见附表）

180 总辐射采暖热负荷 kw 1800 45 40 4.2 设备供热功率kw/台 总设备数量 当地气价 元/Nm3 系统小时最大用气量Nm3/h 190.4 单台设备电功率 w 80 231137.28 全年采暖单位面积费用 元 全年燃气费用 元/ m2 23.11 台 六、采暖系统投资成本（含设备费、安装费）估算与比较（与集中供暖比较）：

在我国北方采暖地区，不同省份的计算采暖热负荷不同，不同客户的采暖要求也有区别，因此，即使针对相同的采暖面积，采暖系统的总投资费用也有可能不同。我们以项目为例进行估算和比较：

10

以建筑面积S=10000 m2，高度H=9 m的厂房为例，工厂工作时间为一班制（8小时/天），采暖期为

120天（吉林市数据）。供暖设计室外计算温度为 -25℃，室内采暖计算温度为15℃ ，辐射采暖热负荷按180w/平方米估算，总的辐射采暖耗热量为 1800 kw，天然气单价为4.2元/Nm3。

根据贵方提供的数据：集中供暖收费为60元/平米(三米一个层高，按两个层高计算)。据此，本案的

集中供热计费采暖面积为10000平方米。

6-1采用集中供热的投资估算：

序号 1 2 3 类目 集中供热入网费 散热器系统 合计总投资 造价（万元） 50 85 135 备注 吉林市集中供热入网费收费标准：50元/ m 含高效散热器及室内安装费 26-2采用“GAZ INDUSTRIE”红外线辐射供暖系统的投资估算： 序号 1 2 3 类目 天然气入网费 BT51设备40台 合计总投资 造价（万元） 40 100 140 备注 10万元/50立方/小时（最高标准，适当可减免） 交钥匙工程 七、采暖系统运行成本估算与比较（与集中供热比较）

7-1采用集中供热的运行成本估算：

序号 1 类目 年采暖费用合计（5个月） 费用（万元） 60 备注 根据甲方提供的数据：60元/平方 7-2采用“GAZ INDUSTRIE”红外线辐射供暖的运行成本估算： 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 类目 辐射采暖面积 单位面积辐射采暖热负荷 总辐射采暖热负荷 单台设备运行热功率 设备安装数量 单台设备小时最大耗气量 系统小时最大耗气量 系统运行全年耗气量 天然气价格 数据 10000 m2 180 w/m2 1800 kw 45 kw/台 40台 4.76 Nm3/h/台 190.4 Nm3/h 54835.2 Nm3 4.2元/Nm3 备注 采用BT(L)51EU-CNN设备 标态下 供暖工作系数0.3，一班制（8小时）

11

10 11 12 13 14 15 系统全年燃气费 单台设备运行电功率 系统运行全年耗电量 电价格 系统全年电费 系统全年运行费用合计 230308元/年 0.08 kw/台 921.6kwh 0.90元/kwh 830元/年 23.11万元/年 折合：23.11元/平方米/采暖期 7-3两种供暖系统的运行成本比较： 7-3-1 “GAZ INDUSTRIE”红外线辐射供暖系统的年运行费用为集中供热的38.5%； 7-3-2 每年可为10000m2厂房节省供热费：36.89万元

12