北京格瑞得暖通设备有限公司  宋伟增  孙金凤

摘要：本文对目前冬季采暖季节室内空气状况、室内空气干燥的危害及几种加湿方式进行了分析，认为冬季供暖房间必须加湿，以增加室内环境的舒适性。

散热器是冬季北方家庭不可缺少的供热设备，不到20年的时间，散热器的样式从早期的铸铁柱式、方翼圆翼式、闭式钢制串片、辐射板等发展到现在铜管铝串片、钢制钢翅片、铜铝复合、钢管式等多种形式，散热器的功能也从单一的散热功能到复合了美观、装饰等实用功能。高科技的发展，给散热器注入了强大动力，散热器产品在材质、散热效率、造型、色彩等方面取得长足进步，尽管这些进步给冬季的人们带来了温馨与温暖，但并没有从根本上解决冬季采暖季节室内干燥的问题，因为室内的取暖设施在给室内升温的同时，也把房间变成了一个个小沙漠。

一、人体热舒适与相对湿度

根据ASHRAE标准，人体热舒适为人对热环境表示满意的主观感觉。影响人体热舒适的因素有环境参数和人自身参数，前者主要有空气温度、空气速度、空气相对湿度和平均辐射温度，后者主要有衣服热阻和劳动强度。

舒适的室内环境不仅有温度要求，而且有湿度要求。适宜的室内温湿度环境可以抑制细菌、病毒的传播，有效降低流感疾病的发生。根据国家质量监督检验检疫总局、卫生部、国家环境保护总局联合发布的我国第一部《室内空气质量标准》（见表1），冬季采暖室内的湿度应保持在30～60%。居室加湿的最佳状态是窗户上出现雾气。

表1：室内空气质量标准

二、冬季室内环境现状

根据我国气象资料，我国北方以北京为例，全年的相对湿度为35%～70%，年平均为56%左右，但到冬季采暖季节，室内空气由于采暖升温，相对湿度急剧下降，例如对冬季温度-5℃，相对湿度50%的室外空气，当温度升高到20℃时，相对湿度下降至13%，比撒哈拉大沙漠的相对湿度25%还要低。气象资料显示，在北方地区的整个供暖期内，在不使用任何加湿设备的情况下，居民住户室内平均仅有2.5天达到健康湿度（40%RH～60%RH）。表1为我国部分城市冬季采暖季节室内空气加热前后的湿度状况。

表2：我国部分城市采暖季节室内空气加热前后的温湿度状况

    由上表可以看出，冬季采暖季节，虽然室外湿度较高，但由于室内空气采暖升温，导致室内空气湿度急剧下降，且室内空气升温越大，相对湿度越小；且室内相对湿度均在15%以下，远远不能满足30%～60%的湿度要求。因此，目前我国的供暖系统仅能满足温度的要求，还远远不能满足湿度的要求。

三、冬季采暖季节室内加湿的必要性

   寒冷季节里取暖设施为室内升温，室内温度越高，空气就会越干燥。冬季室内空气干燥，已经严重影响了人们的生产生活。下面从四个方面简要介绍一下由于室内空气干燥造成的危害：

1．  健康方面来说：

1）环境湿度过低使流感病毒和致病力强的革兰氏阳性菌繁殖速度加快，而且随粉尘扩散，引起疾病流行；2）环境湿度过低可使人的呼吸系统抵抗力下降，诱发和加重呼吸系统疾病；3）靠空气传播的细菌在干空气中散播的速度比湿空气来得快；4）当湿度在45%～55%之间时，肺炎球菌、葡萄状球菌和链球菌的死亡速度要比湿度高于70%或低于20%时快20倍；ASHRAE（美国采暖、制冷与空调工程师协会）于1979年指出：干燥会使鼻内组织破裂，使得吸入的微生物直接进入血液之中。

2.从舒适性方面来说：

1）空气湿度会影响烟气（烟焦油的悬浮物和各种气体）和臭气对人的嗅觉感觉。在恒定的干球温度下随湿度的增加，烟臭及其他气体的气味对人嗅觉的感觉显著降低，对眼睛和鼻子的刺激也减弱。   2）空气就象一块海绵，它会从任何地方吸收湿气。干燥空气的吸湿性非常好，如果空气吸收的湿气是来自人的皮肤，皮肤将会被冷却，你就会感到凉爽或冷，即使将室温提高你也会感到冷。

3.从损害家庭投资来说：

保持室内一定的相对湿度有利于保护家庭投资：

对湿度35%以下时，物体上会产生静电。人体含有20,000伏特静电的能力，人的身体所带有的静电可破坏家庭中的电脑和其他电器设备。

干燥的空气会使家具、木制品和硬木地板变形，爆裂，使木制器具如木管乐器、钢琴变调。

4. 现代工业生产的工艺过程同样受空气湿度的制约。因为设备功能和加工工艺中有很多关键的变动因素都与温湿度有关。表3为湿度对各生产行业的影响

表3  湿度对各生产行业的影响

四、几种加湿方式

为了给人们的工作和生活创造适宜的湿度环境，目前市场上出现了各种型式的加湿器，如超声波加湿器、电加热型加湿器、纯净型加湿器和虹吸式加湿器，其工作原理和特点如下：

   超声波加湿器：超声波加湿器利用高频震荡将水分子从分子状态分离，形成雾粒，通过风动装置，将水雾均匀地扩散到空气中，从而达到加湿目的。它具有加湿强度大、耗电量小、噪音低、使用寿命较长等特点，但此类加湿器在使用中对水质有一定要求，如果水质较硬，可能会有“白粉”现象出现，因此使用中最好用软化水（如蒸馏水）。

电加热型加湿器：电加热型加湿器是一种利用发热体将水加热至沸点，产生水蒸汽并释放到空气中实现加湿的传统的纯功能型产品。由于是热式蒸发，水中杂质沉积于箱底，不会随水蒸汽蒸发到空气中，这样可有效避免“白粉”现象发生；它的缺陷是耗电量大、功能单一，加湿器上容易结垢。

纯净型加湿器：纯净加湿器采用分子级选择性挥发技术，利用特殊的机芯过滤空气中的尘埃、吸附水中的杂质，再通过微加热实现加湿。它送入空气中的水分子极为纯净，不会出现“白粉”现象，但对水质要求非常苛刻，一定要用纯净水，否则会缩短滤芯的使用寿命和加湿质量。

虹吸式加湿器：它采用分子级选择性挥发技术，通过PTC材料使水直接挥发，在工作过程中看不见水气，由于空气在循环过程中要经过抗菌过滤网，所以这种加湿器还能起到净化室内空气的作用。虹吸式加湿器噪音大但性能好。

目前市场上的加湿产品有很多，但存在一些不足之处，例如加湿器的水雾及“白粉”现象，加湿器的水垢难清洗，产品摆放和存放不方便等。与之相比，北京格瑞得暖通设备有限公司开发的具有加湿功能的散热器就具有很大优势，它是由散热元件和加湿元件两部分组成，在不改变散热器结构的基础上实现采暖加湿双重功能。它充分利用了散热器的对流力，依靠浸泡在水槽中的自吸式湿膜的吸水特性，达到散热、加湿的完美结合。加湿过程无需耗电，使用自来水，可实现24小时加湿，且水分子完全气化，不会出现水雾及“白粉”现象，加湿效果良好；室内湿度可以通过调整湿膜的厚度来调节，完全达到《室内空气质量标准》规定的湿度指标。而且散热器中的湿膜还能净化空气，消除对流散热器对墙壁的污染，使散热器更加经济、节能、环保。

五、结论

综上所述，我国北方地区冬季供暖房间的相对湿度普遍较低，必须采用加湿器或其他措施适当加湿，以增加室内环境的舒适性。

作者：宋伟增

职务：北京格瑞得暖通设备有限公司总经理

“嘉得仕”加湿散热器的研制者  

工作单位：北京格瑞得暖通设备有限公司

联系电话：010-80494591

 

 

北京筑福建筑设计公司          李金明

哈尔滨洪远石英电热器有限公司  安文德

摘要：

1、“按需供暖，计量收费”是冬季供暖的发展方向

2、直接电热的电暖器其热量利用率可达100%，配合程控温控装置，“按需供暖”理念成为现实，冬季电供暖可以既节能、又省钱（投资）

关键词：按需供暖

The content abstract:

1. “Heating according to need and charge to measurement” is the development direction of heating in winter.

2.Effectivity of direct electric heating could reach a hundred percent, If cooperate equipment of processes control temperature and “the theory of heating according to need” come true, Electric heating in winter could save energy sources and investment.

Key word:  heating according to need

 

 

电采暖在我国是2000年以后的新供暖方式，从电热膜、地热电缆的间接供暖到各种直接电热的电暖器产品几年来于供暖事业是相得益彰的补充作用。

电采暖是新生事物，多种型式的电采暖产品也自有长短，社会上对其有褒有贬，但多是人云亦云，以偏概全，笔者试以业内人员之亲身实践，客观介绍电采暖的技术发展，以期社会上对电采暖有客观的认识了解。

一、按需供暖是冬季供暖的发展方向

建国以来，我国北方地区冬季供暖始终是盖多少房，供多少暖的集中供热模式，供暖期内的建筑无处不热，无时不热，忽视考虑人的需要因素，缺少考虑供暖效率，供暖成本因素与能源危机意识。目前的热电联产乃至各种清洁燃料的锅炉集中供热，其供热末端不具备有效准确的热量调控，计量手段，仍采用按面积收取热费，“供热中有30~40%的热量浪费”，这是中国工程院院士、清华大学的江亿教授在参照前苏联的供热过程与我国集中供热现状基础上提出不加调控的集中供热的巨大浪费弊端，并建议社会不再发展任何形式的集中供热。江亿教授的这一论断已经得到了社会的共识，我国的供暖改革应针对以上弊端亡羊补牢，首先需要在供暖理念上更新，我认为冬季供暖应逐步掘弃“按面积配热”，过渡到“按需供热，计量收费”的轨道。

何谓“按需供热”，按需供热可以理解为按人的即时需要供热，它较之分户供暖更为节能，例如：一套居室如果暂不入住可以关闭热源或维持最低温度；大面积的住宅多个居室可以按人为需要供暖或不供暖；上班族可以按上班和在家起居的时间控制不同时段的供暖温度；老幼妇孺可按照生理需要调节自己最佳取暖温度。办公楼、写字楼亦可按办公作息规律设定不同时段的供暖温度。这种粗线条的按需供暖是通过人的行为能力操纵掌握，可称之为行为节能，行为节能是一种公民意识，行为节能于家庭可以节约一定的开支，于国家于社会则可以节约可观的能源资源。在按需供暖基础上用计量收费之手段竭制供暖大锅饭的浪费弊端，供暖事业走上良性循环终有时日。

百姓心中的供暖改革，不是供暖收费的改革，如果仍沿袭无节制的集中供热，仅仅从民间分担部分热费，即使民众心甘情愿，也解决了收费难题，但国家的能源现状终将令供暖事业难以为继。当然，从技术层面上解决供暖末端调控、计量技术手段，同样是供暖改革过程中重要“节点”。

二、电采暖有发展

如果“按需供暖，计量收费”的提法正确，且是今后的发展方向，电采暖（直接电热，以下同）理念和和技术已经崭露头角。目前的电控技术已经完全解决了按需供暖、计量收费的所有技术问题，数字程序控制的电采暖系统使按需供暖的理想发挥到随心所欲。一个家庭可以设定从起床开始、上下班、睡眠时段的不同供暖温度（可随时修改程序），家庭中可以分时（随时）分室执行供暖指令，其核心温控装置不过烟盒般大小，使用像傻瓜相机一样简单，价钱仅一二百元。

智能化的供暖状态下，不同的家庭可以像夏季空调降温一样，按需要和经济能力插卡买电（热），冬天不再寒冷。政府不必操心．

应用电采暖，开发商与住户最关心的还是供暖费用，社会上容易把不同的类型电采暖混为一谈，报端也不时披露某小区采暖费用之高。事实上电采暖技术经过5年左右发展，或趋于成熟、或遭遇淘汰。本文提及的电采暖系统，从技术上保证了行为节能空间，不再是无处不热、无时不热的浪费状态，能够以人为本的即时供暖，国家的建筑节能65%的新标准，对建筑节能是有力保证。加之北京市2002年开始的集中电供暖电价优惠政策，以上三个因素大幅度降低了冬季电供暖费用。使之与锅炉供暖费用相当或略高。2004通州某小区冬季供暖利用直接电热的石英电热器供暖系统，采暖季供暖费用20-25元/m²，比较天然气家用小锅炉冬季取暖又多了一层安全和环保。

三、适度发展电采暖

适度发展电采暖可以平衡电网季节性负荷。如北京地区夏季用于空调降温用电负荷占供电能力的三分之一（据北青报报道）。秋去冬来，空调关闭后这部分巨大的资源能力何处去留？我认为不妨可以考虑用于经济适用房建设的冬季供暖，其据有三：首先可以充分利用居室中空调预留容量、设施线路直接建设安装电采暖设备，免去了锅炉、管网的配套建设，使经济适用房建设更经济；其二，入住经济适用房人士绝少大款，电采暖系统有行为节能空间，取暖费用相对经济；其三，电采暖系统应用简单，不用水，住户免去维修费用。小区无须供暖管理。挖潜利用这一季节资源，替代部分天然气，可称拾遗补缺。起码城市道路也少些没完没了的深挖沟了。

京津地区采用直接电热设备冬季供暖，配电规模50W/m²，在结合利用空调容量基础上，增加100万KW用电量，可解决5000万平米经济适用房供暖面积。

适度有控制的将这一巨大资源能力挖潜利用，社会效益与经济效益均为可观，也不会导致冬季用电紧张局面。我国的冬季采暖地区均是这一规律。

电能不能储存，转瞬即逝，能够物尽其用是最大的节约。也希望坚持电能是高品位能源不宜发热取暖的专家学者，能对这一资源提出更高品位用场，功莫大焉。

四、浅析电采暖家族

1、直接电热：壁挂式及安装在室内电暖器属于直接电热产品，其热量利用外表材料辐射扩散或以对流传热原理发出热量，直接加热室内空气，直接电热电暖器热量利用率达百分之百，室内升温迅速，能够方便快捷的通过开停电控制室温，直热电暖器配合温控装置形成电采暖供暖系统，该系统可以满足人的即时需要，达到按需供热的理想化供暖。直接电热系统供暖效率高，控制性能好，行为节省空间大，线路隐蔽安装，消除了室内管道困扰，产品本身精致，无须装修包装，安装检修均简单、方便。

    直接电热类电暖器按发热元件区别一般有板式（电热板）和管式（电热管），电热板类产品系将电热丝浇铸在绝缘、导热性能俱佳的硅酸盐材料中，外罩散热性佳的铝合金材料，因其形如板，故有称“电热板”，电热板设计使用低温发热元件，工作温度≤300℃，故此类产品寿命长（≥3万小时），故障率低，散热性好，因其体薄在房屋任何位置均可安装，该类产品在我国黑龙江及俄罗斯等高寒地区较多选用。

电热管类电暖器也有称对流式电暖器，其产品系将电热丝利用石英砂等材料固定在U型管中，（类似加热开水的“热的快”），以这种电热管做发热元件。电热管在钢制器体内加热空气，器内的热空气上升排出，器外的冷空气不断补充以形成对流循环。利用器体内不断排出的热空气使室内升温，电热管类电暖器散热过程过长热量利用率有所降低，电热管发热元件高温工作（ㄒ600℃），因此限制了产品的使用寿命，该类产品的国家标准设计寿命ㄒ3000小时（使用三年）。大面积的工程选用有争议，但此电暖器构思新颖，外形美观仍赢得了一部分市场。

2、间接电热：电热膜，地热电缆供暖可视为间接电热方式，电热膜和地热电缆分别在房间的天棚内和地板下隐藏安装，其热量依靠天棚石膏板和地板材料受热后缓慢散发，间接加热室内空气予以供暖。此类供暖方式尽管考虑并采用对楼板或地板的保温层处理，但效果难达满意，仍有部分热量转移或消耗，热量利用率有折减，电热膜与地热电缆供热的控制性能不好，它很难保证对人的即时供暖，行为节能空间小，因此较直接电热产品供暖多耗能耗电，另外间接供热方式需占用楼房一定的高度空间完成安装，要增加建筑成本，且安装检修复杂，使用中造成顶棚裂缝与地板松动均不如人意。电热膜、地热电缆产品供热尽管有感觉舒适的优点，但从技术经济上对比分析，各项指标均低于直接电热供暖。

3、蓄热式电暖器  蓄热式电暖器设计初衷是利用峰谷电差价错峰用电达到降低电费目的的电热设备，谷底时间段8小时利用二倍热负荷功率电热管发出热量充热蓄热砖，利用蓄热砖储存的热量支持全天的供暖，实际上，蓄热砖储存的热量在不能有效控制下连续放热，根本达不到16小时的连续有效供暖，尚需继续充电加热而加大电能消耗。电暖器内部最高温度可达900℃影响电热管使用寿命，该设备功率大，体积大，能耗大，热量控制性能差，少有行为节能空间，供暖费用高，在未执行峰谷电价地区就更无意义了。

电采暖登陆我国不足十年，目前北京市采用电暖面积已逾千万平米。电采暖是发展中的技术，目前直接电热电暖器与数控程序温控装置组成的电采暖系统，其智能化的供暖状态以及技术与经济角度超过了锅炉供暖。集中供热按面积收取热费势必被按需供暖、计量收费的新观念新技术取代，煤、油、电、气四大能源逐步发展以电代替煤、油、气资源是社会现实的需要。

 

 

责任编辑：JJSKT