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隨城市能源結構的調整，采用家用燃氣鍋爐進行單戶采暖發展非常迅速。家用燃氣鍋爐采暖就是以每個住戶為單位，采用家用燃氣鍋爐采暖。對這一采暖方式爭論比較多，本文對這一采暖方式進行比較全面的分析研究。

一家用燃氣采暖鍋爐

家用燃氣鍋爐按加熱方式分：快速式和容積式燃氣采暖鍋爐。快速式家用燃氣鍋爐也稱為壁掛燃氣鍋爐，是冷水流過帶有翅片的蛇形管熱交換器被熱煙氣加熱，得到所需溫度的熱水。容積式內有一個60-120升的儲水筒，筒內垂直裝有煙管，燃氣燃燒產生的熱煙氣經管壁傳熱加熱筒內冷水。

排煙方式有強制排煙和強制給排煙兩種，其煙道一般套管結構，內管將燃燒產生的煙氣排出室外，外管從室外吸入燃燒所需的新鮮空氣，并被煙氣預熱，排煙溫度低。強制排氣式是普通型燃氣鍋爐。強制給排氣燃氣鍋爐，一般采用強制供氣完全預混式燃燒器。

取暖形式分開放式和封閉式兩種。開放式家用燃氣鍋爐設外置或內置開放式水箱，采暖系統運行屬常壓運行；封閉式家用燃氣鍋爐在鍋爐內部設置膨脹水箱和放氣閥，采暖系統運行屬有壓運行，目前的家用燃氣鍋爐主要是這種形式。

二燃氣采暖負荷

1單戶燃氣熱水采暖負荷的特點

影響采暖負荷的主要因素有室內外溫度、維護結構的保溫性能、住戶的外墻面積、相鄰住戶的采暖水平、朝向和通風量、采暖系統運行調節方式以及生活習慣等。單戶燃氣熱水采暖具有很大的調節靈活性，用戶可以根據自己的條件及實際需要在任何時間開啟和關閉采暖系統，并且還可以只加熱某個或幾個房間。在夜間和家中無人的時間可使采暖系統處于防凍運行狀態，從而省去了不必要的采暖耗熱。

2燃氣采暖耗熱指標與耗氣量統計研究

（1）統計對象：選取的采暖調查統計戶為某小區的100戶居民，統計了用戶各月的耗氣量及室內采暖溫度等數據。四室15戶、三室35戶、二室45戶、單室5戶，其中位于頂層17戶，底層16戶，中間層67戶。

（2）耗熱指標：為了消除燃氣種類和熱值的差異，住房面積不同的影響，采用面積耗熱指標，即單位時間、單位建筑面積采暖消耗的熱量。根據實際運行統計資料可以得到采暖季各月及全年的平均面積耗熱指標與耗氣量。根據統計學中推薦的分組方法對100戶的統計數據分組，以1月份為例做出它的分布圖，橫坐標為平均單位面積耗熱指標（kJ/h·m），縱坐標為出現頻率（見圖1），并對其分布狀態進行判斷。

從頻率分布圖上可以看出，該樣本總體服從t分布。同理由其它各月份及全年的統計樣本可得出相似的頻率分布圖，也就是說各月份及全年的耗熱指標均為t分布部體，分部規律符合用戶收特點，高消費用戶少，中低消費用戶多，因此可對每個月份的面積耗熱指標的均值μ做出區間估計。

（表示隨機變量x服從參數μ為均值，σ為方差的t分布）

(表示隨機變量服從自由度為n-1的t分布)

式中為樣本均值）：為樣本方差。在a=5%的情況下對每個月及全年的面積采暖耗熱指標進行區間估計，即置信度1-a為95%。

則式中表示雙側100a百分位點

又

將各月份及全年面積采暖耗熱指標置信區間的計算結果列于表1。

單戶采暖用氣量，根據表1面積采暖耗熱指標，取天然氣熱值8500kcal/m3，壁掛鍋爐采暖熱效率85%，計算的平均全年耗氣量7.57m3/m2，95置信區間為[7.06,8.07]m3/m2，其結果適用于京津地區。

三采暖溫度

單戶燃氣熱水采暖室內外溫度不僅受采暖負荷及維護結構的影響，而且還與用戶的工作性質、上班時間、家庭人口及人口組成、生活水平及習慣有很大關系。統計結果表明接近一半的住戶在家的時候將房間溫度控制在16～18℃之間，接近40%的用戶將房間溫度控制在18℃以上，13.5%的用戶將房間溫度控制在16℃以下。

四實際測試分析

1NOX的排放量

采用煙氣分析儀對采暖爐的氮氧化排放量進行了測試，測試表明鼓風式的NOX排放量大于大氣式。并按國際上通用的方式，整理成煙氣中含氧量為3時的濃度。圖2大氣式燃燒（壁掛式）的NOX排放量。圖3鼓風式燃燒（容積式）的NOX排放量。

實際測試結果表明，壁掛式燃氣鍋爐的燃燒單位體積天然氣的壁掛式的NOX排放量平均為容積鼓風式家用燃氣鍋爐的50%左右，為大型燃氣鍋爐的20%到30%左右，達到國際上低氮氧化物排放標準的要求。由于單位面積采暖耗氣量少，SO2、CO2、CO和煙塵等大氣污染排放量也比其他直接燃燒采暖方式低。

2排煙熱損失

通過對壁掛式和容積式兩種類型的燃氣采暖爐測試，排煙熱損失較小。壁掛式鍋爐的實際測試結果表明過剩空氣系數在1.5到2.5之間，不同的爐子在不同的運行狀態排煙溫度為55℃～135℃之間，按低熱值計算采暖熱效率91.5%到97%之間，平均熱效率在95左右，其原因是有煙氣預空氣系統，排煙溫度低換熱面積大，有前強制鼓風系統，對流換熱系數大。容積積式由于無煙氣預熱，排煙溫度高，排煙損失比壁掛爐高，實際測試結果表明容積式家用燃氣爐過剩空氣系數在2.5到4之間，不同的爐子在不同的運行狀態排煙溫度為55℃～135℃之間，采暖熱效率在87%～94.5%之間，平均熱效率在92%左右，低于壁掛式，而且噪音大，NOX排放量高，占地面積大，低于壁掛式。

五存在問題

全國在家用燃氣鍋爐在推廣使用過程中，還存在一些問題，影響用戶的正常使用，個別地區甚至出現安全問題，其主要原因如下：

1壁掛鍋爐的質量問題

家用燃氣采暖鍋爐生產質量不統一，有的保護系統不可靠或不完全，沒有質保體系。安全使用培訓不到位，售后服務不到位，出現故障時影響用戶使用。隨國家標準的頒布，家用燃氣采暖鍋爐有統一的生產質量標準，將解決這一問題。

2燃氣質量問題

人工煤氣、碳五等雜質多的燃氣應用要注意，這些燃氣質量變化大、雜質多，易將換熱器堵塞，產生不完全燃燒，熱效率顯著降低，甚至沉積在控制閥門的閥芯、閥座上，使閥門關閉不嚴，產生不安全隱患，所以不宜用于壁掛爐。壁掛燃氣鍋爐宜采用天然氣等潔凈氣源。

3安全保護系統問題

安全保障問題，家用燃氣鍋爐產生爆炸的原因有兩個。一是采暖系統凍結，如在嚴寒地區，有的用戶外出，將家用鍋爐關閉使爐內結冰，再次使用時由于保護系統不完善，一旦點燃，由于系統內水不能循環，爐內水汽化產生壓力，當壓力達到一定程度就會產生爆炸，爆炸又會破壞燃氣管道，造成漏氣而引起燃氣爆炸或火災，因此要求家用燃氣鍋爐的防凍裝置安全可靠。二是燃氣泄漏而引起燃氣爆炸或火災，這就是要求燃氣系統的安裝質量一定符合有關標準要求，應由專業人員安裝，確保燃氣不泄漏，并設可靠的燃氣泄漏報警裝置。

4燃氣供應系統問題

燃氣采暖是季節負荷，存在季節高峰問題。燃氣采暖負荷的計算還沒有標準，需研究并制定有關計算標準。老管網供氣能力適應性問題需解決，在管網區大量安裝家用燃氣鍋爐，由于其供氣能力的限制，不能滿足燃氣鍋爐采暖的需求。

5煙氣有組織排放問題

目前許多家用燃氣鍋爐煙氣排放系統的安裝不規范，不符合有關標準要求，排放物對室內外產生污染較嚴重，存在不安全隱患。因此應加強排煙系統安裝的管理。家用燃氣鍋爐煙氣排放系統應符合《家用燃氣燃燒器具安裝及驗收規程》（CJJ12-99）等有關規范的條文及要求，確保煙氣有組織的排放。

6用戶反映的問題

用戶反映比較多的問題是供暖管道接頭漏水的問題、燃氣爐噪聲大、室內溫度比集中供熱低、采暖費用高等問題。其中，供暖管道接著漏水問題反映的人數最多，超過了調查總人數的五分之一。另外，少數住戶還反映了其它相關問題：室內鍋爐有時出現故障維修不到位，墻角滲水，結露發霉，燃氣爐排氣污染，門窗封閉不嚴，系統防凍浪費燃氣，燃氣鍋爐有安全隱患，容積式燃氣鍋爐占地面積大，散熱器布置不合理，防凍無法外出，燃氣爐頻繁啟動等。

出現這些問題的主要原因是新建小區，在剛開始入住時，由于一些單戶采暖系統不進行水壓試驗，所以剛開始用時接頭漏水現象較多。在冬節開始時入住率低，一些用戶鄰居未入住，所以維護結構的散熱損失大，又因裝修過，需經常開窗通風，這就造成用氣量較大用戶又不舍得用，因此位置不好的用戶（鄰居未入住的用戶）感覺到室內溫度低感到冷。由于房屋剛入住，在室溫提高后，用石灰摸的墻面就會有水氣析出，所以感到墻角滲水，結露發霉。當系統穩定時，系統防凍浪燃氣用量很少，為了減少防凍燃氣量，可以關小水循環系統的閥門，減少水流量，已減少燃氣用量。當外出時間比較短時（1～2天），把鍋爐設置在防凍狀態即可。如果是在嚴寒地區長期外出，放鍋爐的地方又會結冰，可以把系統的水放掉，再次使用時重新充水即可。燃氣爐頻繁啟動這屬于爐子的特點。只要按規程生產、安裝和使用，家用燃氣鍋爐不會有安全隱患。容積式燃氣鍋爐占地面積大，可選用快速式的。散熱器布置不合理，可通過改進設計來解決。

六結論

在統計研究過程中，根據統計學中的隨機抽樣方法選取實驗戶，使樣本容量、計算精度和調查內容均滿足實際工程要求。其結果可以作為北京與天津市氣溫類似城市采暖用氣的參考數據。

1節約能源

家用燃氣鍋爐效率高、功能多。單戶燃氣熱水采暖具有很大的調節靈活，使用完全獨立，無鍋爐房和熱網損失。符合按熱量收費的原則，可準確計量，用量可由用戶自主控制，因而能促進能源的節約使用，這種供熱系統的熱效率高（一般在90%以上），避免了集中供熱按面積收費造成的能源過渡浪費，節約燃氣，從而為使用優質的潔凈燃料創造了條件。同時采暖循環的動力消耗低，節省電能。

2節省投資和維護費用

隨我國能源結構的調整，將有較大比例的天然氣用于采暖。發展采暖后充分利用現有燃氣管網設施，擴大供氣規模，降低單位供氣量所需燃氣輸配系統的投資，同時降低供氣成本。減少城市地下熱網和簡化建筑內的管道，減少投資和維護費用，單位采暖面積的投資相對少。

3機動靈活建設和使用方便

對房地產開發商而言，建成的商品房很難一次全部賣出，就是同時賣出的房子，也很少一起入住。所以商品房往往都有一段入住率很低的時期，這種情況對集中供熱是很難處理的，不供熱用戶會投訴，供熱則能源浪費虧損嚴重，而燃氣分散采暖很好的解決這一問題。甚至有的開發商利用燃氣采暖的靈活性，房子賣出后再安裝燃氣采暖設備，即減少了資金占壓，又避免了設備閑置而造成的一些不必要的損壞。在管道燃氣夠不到的地方，還可以利用液化石油氣供應的靈活性，用鋼瓶供氣方式解決采暖問題，這在許多城市中也出現了。

4減少污染物排放量

單戶燃氣采暖直接使用潔凈的一次能源，由于單位面積耗氣量少，二氧化硫、NOX、煙塵和CO2排放量比其他直接燃氣采暖方式少，由于各種燃氣采暖的煙氣都是低空排放，單戶燃氣采暖的低空污染相對也較低。同時減少運煤和煤灰的交通噪音污染與飄塵污染。

5運行安全可靠

現在，使用天然氣的北京等城市，天然氣單戶分散采暖已經開始大面積使用，在這一采暖方式開始時出現的問題得到解

決，經過2年的調查研究沒發現事故產生，是一種安全可靠的采暖方式，已開始被人們所接受。

提高天然氣利用率，減少污染物的排放量是保證可持續發展的關鍵，從節能、降低采暖費用和減少大氣污染的觀點看，高效壁掛燃氣爐單戶采暖是居民用戶直接采暖的最佳方式。由于天然氣質優價廉，采用單戶分散采暖的平均運行費用與集中供熱的費用要差不太多，是居民家庭是能夠承受的。