北京京创鑫业科技有限公司专业致力于高大空间空调设备的研发、生产，节能项目的系统设计和实施。
AirTS高大空间专用空调系列产品是北京京创鑫业科技有限公司针对高大空间这一特殊环境而成功研制的革新空调设备，系统地解决了高大空间采暖、制冷、新风和热能回收等多种需求。在满足环境温度的同时，系统运行的高效节能是京创鑫业技术研发追求的终极目标。
在中国北方地区目前存在多种采暖方式，如何衡量一种采暖方式的优缺点呢？最主要应从两个方面进行考核：一是要达到用户对环境的温度、湿度、新风量、风感等参数舒适度级别要求，这是根本，在不满足这一条件下谈节能无任何意义。二是在满足前一需求的基础上最大限度的降低用户的能源消耗。能源消耗的降低对企业来讲节省企业运营费用，提高产品竞争力。对国家来讲减霾环保，关系民生。
针对以上两个基本需求来对目前应用最广泛的三种采暖方式：暖气片采暖；燃气辐射采暖；高大空间专用循环空气制热机组采暖进行技术剖析，由于公司主攻技术方向不同，能力有限。技术比较中分析不够透彻及准确在所难免，敬请指正。
从上图可以看出采用暖气片采暖，空气自然对流，热空气上升产生热飘效应。 暖气片能辐射到区域很小，范围不超过5米。热量上升到屋顶后散失掉，高大空间厂房中间区域得不到有效温度提升。
从暖气片采暖方式温度场分布图可以看出，高大空间厂房进深很大，当厂房面积达到一定规模，中间区域温度提升有限，热量由于热飘效应主要聚集在工作环境以上的空间内，通过顶部散失掉，造成能源的极大浪费。在北方供水温度不高，保温不佳的厂房中间区域甚至有结冰现象发生，随着其他更先进采暖方式的广泛采用，在高大空间环境内暖气片采暖方式使用率逐年降低。
为提高中间区域的温度只能提高暖气片的供水温度，增加暖气片的安装数量，很多工厂内暖气片采用上下多排布置，还不能解决环境温度这一根本需求。按这种采暖方式进行设计，导致每平米热负荷数越来越大，在北方某些地区厂房每平米热负荷要超过120瓦。这一传统采暖方式使用多年，按这种采暖方式的供水温度和单位平米热负荷数的要求进行其他制热方式设备的进行设计，会导致设备台数的增多和热能损耗的浪费。在我公司循环空气制热机组项目实例中，只开启部分设备或大幅降低供水温度即能满足环境温度要求的案例很多。
燃气辐射采暖依靠其主要理念：辐射的红外线波长在特殊范围内不被大气吸收，不用对高大空间场所内空气进行加热，直接作用于人体，大幅度节能得以全面，大范围的推广。但这一理念是有极大问题的，无数用户在实际使用中发现燃气辐射并不是想象中那样节能，反倒能量消耗极大，很多使用方感觉燃气辐射运行费用承受不了。这和天然气价格的逐年上升有一定的关系，但最主要的原因还是其工作原理上。来看一下燃气辐射采暖的权威定义：“燃气辐射管发出的红外线波长是在0.76~40微米之间的电磁波，具有非色散性，由于辐射热不被大气所吸收，而是被建筑物、人体、设备等等各种物体所吸收，并转化为热能。吸收了热的物体，本体温度升高，再一次以对流的形式加热周围的其他物体，如大气等。所以，建筑物内的大气温度，不会产生严重的垂直失调现象。因此其热能的利用率很高，并使人体感觉很舒适。因此，燃气辐射采暖是工业厂房等高大空间较理想的供暖方式。”
下面从燃气辐射的定义进行分析：人体如何感觉舒适？人体周围的上、下、左、右、前、后空间温度达到一定数值并且均匀才会感觉舒适。如果燃气辐射如某些销售人员所说不加热空气从而节能，那么在北方寒冷天气，室外温度-20℃，室内空气不被加热，室内只靠周围墙壁的保温，室内环境温度至多应该是-10℃以下。人在这种环境下，面向燃气辐射管一面是15℃以上，背对燃气辐射一面是-10℃，人体能感觉舒服么？但实际使用燃气辐射并没用这么强烈的温差感觉，原因在于如其工作原理 “被建筑物、人体、设备等等各种物体所吸收，并转化为热能。吸收了热的物体，本体温度升高，再一次以对流的形式加热周围的其他物体，如大气等”，所以燃气辐射是对空气进行加热的，只是其加热效率极低，原因如下：
-
天然气燃烧产生热量是有一定比例损耗的。
天然气燃烧产生尾气温度很高，一般采取向室外直排方式，热能损失严重。
天然气燃烧产生的热量使燃烧管达到一定温度，只有温度超过200℃以上部分才能具备辐射条件，方能辐射到地面，温度不超过200℃以上部分燃烧管的热量散失掉，热飘到顶部空间散失掉，这部分能耗损失极大。
辐射到地面工作区的热量，主要被地面吸收，地面对与其接触空气传导加热后，空气再进行对流。但地面由于温差原因向上部空气传热外，还有部分热量向下部土体传热，热量损失极大。
综上所述，燃气辐射采暖方式如保证人体环境舒适度是要对空气进行加热的，但其加热空气不是直接加热，而经过辐射、传导、对流三个环节。加上每个环节损失，空气加热效率极低，导致其整个厂房的采暖设计上，单位平米的热功率要求极高，否则达不到温度要求。该采暖方式主要吸热体是地面，地面比热容小，如燃气辐射停止，其降温很快。要求燃气辐射几乎不能停止运行也导致其运行费用的提高。在超过温度要求时，不具备调节制热功率功能，无法减少能耗来保持环境温度。
高大空间循环空气制热机组
工作原理：
高大空间专用空调吊装在屋顶，通过设备内的热交换器实现对空气的制热，然后利用高效的空气布送装置将热空气由上而下均匀的分布到空间各处。使室内温度达到均衡，消除室内不良温度层。采用吸风式轴流风机，有效回收上升到顶部空间热量，使通过屋顶的热量损失减少到最小限度，完美的解决了高大空间冬季采暖的热飘问题，真正达到节能效果。在保证工作区温度同时通过对风速和出风角度的无极调节，可实现工作区环境无风感，真正满足高大空间舒适采暖需求。
当热水或蒸汽经过设备，通过设备内的高效热交换器（铜管铝箔翅片）实现对空气的快速加热，利用安装于顶部的大风压轴流风机强制热空气下送，热空气经过消音海绵和下部梯形收口两次提压后，经导流叶片导向后从喷口旋流而出，至上而下将热空气分布到空间各处。
节能原理：
-
采暖系统热量分布越均匀越节能。举个例子：现在居民普遍用地热采暖代替暖气片采暖，地热采暖舒适性高同时，对供水温度和单位平米热负荷要求都低，这源于其热量的均匀分布，但一楼地热向下散失热量，一楼以上效果最佳。工厂采暖采取地热方式存在向下散失热量问题同时，造价高，承重等问题制约了地热在厂房项目中的推广，而高大空间循环空气制热机组的旋流喷口具有极强的热空气布送能力，吊装在工作区正上方，将热空气均匀分布在所辖区域。
散热器采用铜管铝箔翅片，在强风通过时，瞬间将水中热量带出，换热效率极高。
如上图所示当供水温度达到55℃时，出风温度可以达到30℃，热风在高压轴流风机作用下，经过下部消音海绵和梯形收口提压后，出口风速可达到14m/s, 30℃热风迅速送到地面，中间热损失很少，快速提高工作区环境温度。热量快速直接作用到工作区域。
分布到工作区域的热量由于热飘效应上升到顶部空间后，设备采用吸风式轴流风机，有效回收顶部空间热量。随着工作区温度的逐渐提高，回风温度不断提升，与出风温差降低，从散热器中带出热量降低，降低能耗。
采暖系统在停运后开启的初期，需要满功率运行，快速将工作区温度加热到目标温度值，在达到目标温度后，系统通过对经过散热器的水流量和风量的控制，保证所有设备的制热量与整个空间散失的热量保持一致即可维持空间内温度。系统绝大部分运行在该工作状态之下。厂房保暖效果越好，散失热量越慢，实时需要补充的热量越少。
百威英博（哈尔滨）啤酒有限公司，地址位于黑龙江省哈尔滨市，百威是全球领先的酿酒制造商，也是全球五大消费品公司之一。由于原采暖设计能源消耗严重，与现今建筑节能理念相悖，所以我是针对现有厂房提出合理化采暖方案。
根据业主提供参数：糖化间采暖面积约2400平方米，啤酒处理间、发酵罐区、清酒罐区、桶装线车间采暖面积约为10500平方米，包装间/成品库采暖面积约为69400平方米，割箱线车间采暖面积约为14400平方米，车间高度较高，结构为钢架结构。车间内冬季对采暖温度有特殊要求。方案要求：要求车间最低温度点的采集温度冬季不低于6℃的需求，并达到节能环保的效果。
2.空调系统选型合理要求：
运行的可靠性：实际运行中环境温度要达到或超过设计要求。
|
投资回报率：系统运行的节能性 其 次：设备的智能化管理 维护保养制度化 服务的完备性 |
|
3.推荐方案及费用
3.1方案依据：
-
业主提供的相关数据。
《采暖通风与空气调节设计规范》（GBJ19-87）
《空气调节设计手册》（第二版）
其它国家有关规定及规范。
国家气象部门公布的近三年黑龙江省大庆市的环境及干球温度，以及甲方提供的数据等得出：
海拔高度： 142m
冬季采暖室外设计干球温度： -24.1℃
冬季最低日平均室外计算干球温度： -33℃
冬季最多风向平均室外风速： 3.2m/s
3.2采暖末端方案说明
|
序号 |
车间分区 |
面积(㎡) |
数量（台） |
|
1 |
糖化间 |
2400 |
4（10℃以上） |
|
2 |
发酵罐区清酒罐区 |
10500 |
17（10℃以上） |
|
3 |
包装间/成品库 |
69400 |
94（6℃以上） |
|
4 |
割箱线车间 |
14400 |
20（10℃以上） |
3.3费用计算
初投资估算：
由于未详细计算施工工程量，所以依据以往施工经验估算初投资：
采用125台AirTS-D-II型采暖机组对本项目进行改造，设备及安装费用的大约为：人民币650万元以内。
运行费用计算：
供水温度70℃，回水温度55℃
供水温度70℃，出风温度35℃以上，确保工作区环境温度10℃以上
单台设备循环水量3500L/h
单台设备满负荷运行耗能量：
热水消耗能量公式：
Q ＝cm △t
C: 水的比热= 1升水升1度需要1大卡热量
m:一小时经过设备水量3.5吨=3500升
△t：水温从75℃降到55℃
单台设备制热量Q ＝cm △t=1*3500*（70-55）=52500大卡
1千卡(大卡)=4 .185KJ
单台设备一小时满负荷制热量：
Q ＝52500大卡=52500大卡*4.185 KJ /大卡=219712.5KJ
单台设备制热功率P=219712.5千焦/3600秒=61KW
以上是设备满负荷运行情况，实际运行时当环境温度达到目标温度时，所有设备的制热量与整个空间散失的热量保持一致即可维持空间内温度，通过对水量（降低m）或风量（降低△t）精细实时控制，在保证环境温度同时，设备时刻调整运行处于保证温度要求的最佳的节能状态。贵公司工厂运行是24小时连续运转，节省了其他8小时工作厂房每天的系统初运行时要对全厂房提温的能量消耗。哈尔滨地区采暖期为10月15 至次年 4月15，为期6个月。为确保采暖效果，考虑贵方厂房的保暖现状，保守进行计算，采暖期第一个月及最后一个月按满负荷率的80%计算，中间4个月按满负荷的90%进行计算。
根据气象参数得出，哈尔滨每年最冷月为1月，所以1月份为热负荷最高月。热风采暖设备整日运行负荷率达到满负荷90%，AirTS-D-II设备满负荷制热量219712.5KJ，共计125台设备，
1月整月消耗热能为：219712.5KJ×30天×24小时×125台×90%
得出： 17796712.5MJ
全年采暖消耗热能为：219712.5KJ×120天×24小时×125台×90%
+219712.5KJ×60天×24小时×125台×80%
得出：102825450MJ
附：
天然气热值为35MJ/m3 天燃气价格：4.3元~4.5元/ m³
蒸汽热值为2778.1MJ/吨 蒸汽价格：170元~200元/ 吨
