我国夏热冬冷地区涉及15个省市自治区，该地区夏季闷热、冬季湿冷，是世界上同纬度冬季最寒冷的地区。由于历史原因，该地区没有集中供暖系统，冬季室内舒适性非常差。随着经济发展，该地区居民广泛使用各种户式独立供暖设备，冬季供暖能耗巨大。本文将分析各种供暖技术，找到最舒适、最节能、最适用的技术，为该地区居民选择供暖方案提供帮助，仅供参考。
一、夏热冬冷地区地理分布、气候特征及建筑热工特性
1.1 地理分布
中国建筑热工分区分为严寒地区、寒冷地区、温和地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区。
按照我国建筑气候区划，夏热冬冷地区范围大致为陇海线以南、南岭以北、四川盆地以东，也可以大体上说是长江中下游地区。包括重庆、上海、湖北、湖南、安徽、江西、浙江、四川、贵州、陕西、河南、江苏、广西、广东、福建共涉及15个省、市、自治区，面积180万km2。代表城市有成都、重庆、武汉、长沙、南京、杭州和上海等。
1.2 气候特征
该地区的气候特点是夏季闷热、冬季湿冷，气温的日差较小，年降水量大，日照偏少。全年炎热季节有3～4个月，最热月室内平均气温达30～33℃，夏季相对湿度在80％左右，太阳辐射量大于1000MJ/m2；寒冷天气有2～3个月，最冷月室内平均气温只有0～6℃，冬季太阳辐射量小于750MJ/m2。冬季强大的寒潮到此地区后，受到南岭和东南丘陵的阻挡，使冷空气滞留，因而寒冷时间较长，特别是1月份平均气温比世界上同纬度其他地区一般要低8～10℃，是世界上同纬度冬季最寒冷的地区。夏热冬冷地区又是一个水网地带，冬夏季节空气相对湿度大，多在70％左右，夏季湿热、冬季湿冷，极不舒适。
1.3 建筑热工特性
该地区建筑热工性能普遍偏差，远不如寒冷地区建筑保温性能好。外墙多年一直沿用24cm厚实心粘土砖、空心粘土砖或者页岩砖、灰砂砖等非粘土砖。窗户普遍采用单层玻璃金属窗，近年开始采用双层玻璃窗。屋面以平屋顶为主，也有采用架空屋顶，但只对夏季隔热有一定效果。长期以来由于经济和历史原因，夏热冬冷地区原有建筑绝大多数未按建筑节能要求设计建造，属高能耗建筑，室内环境质量达不到最低的舒适度要求。
在夏季空调和冬季供暖高峰期，其用电量可达到总用电量的40％左右。据有关资料预测，若不采取有效的节能措施，未来中国夏热冬冷地区住宅为了达到热舒适要求，空调用电负荷夏季达0.8亿kW，冬季为2亿kW，全年耗电量可达2240亿kW?h，而三峡电厂的年发电量为847亿kW?h。因此，为了满足长江流域地区住宅热环境的要求，需约3座三峡电厂的年发电量。
图1 家用中央空调系统图
因此，对该地区各种住宅供暖技术进行比较分析，既有助于该地区居民选择舒适合理的供暖方式，又对该地区的节能减排有实际贡献。
二、该地区常见的供暖方式
多年以来，该地区大多数建筑没有像寒冷地区采取集中供暖措施。经济欠发达时期，该地区冬季几乎无供暖设备。改革开放后，随着经济的发展，该地区成为我国人口最密集、经济文化较为发达的地区，该地区居住的城乡人口约有5.5亿，国内生产总值约占全国的48％。随着生活水平的提高，居民开始自发采取措施提高冬季的舒适性。
不同于寒冷地区的集中供暖，该地区供暖方式多为一家一户的独立供暖系统，常见的供暖方式有：单元式空调器、家用中央空调、暖气片、地面辐射供暖。
本文介绍最常见风冷热泵冷/热水系统，如图1，它由风冷热泵冷/热水主机(下简称主机)、风机盘管、供水管路构成。冬季，主机提供45℃左右热水，由水泵通过管道送至风机盘管，由风机盘管送风换热实现房间的制热。夏季，主机提供7℃左右冷水，由水泵通过管道送至风机盘管，由风机盘管送风换热实现房间的制冷。每个房间的风机盘管由独立的温控器控制，各个房间可独立开关或调节温度[3]。
2.1 单元式空调器
单元式空调器是该地区住宅中最常见的供暖设备。按照室内机外形及安装方式，分为窗式空调、挂壁式空调、立柜式空调三种，该地区以后两种空调器为主。按照制冷、制热特性，分为单冷空调和冷暖空调，该地区以冷暖空调为主。按照压缩机的不同，分为定频空调和变频空调。该地区空调主要采用R22和R410A冷媒，采用R410A冷媒的空调器冬季制热效果相对较好。由于该地区冬季湿冷，空调外机易结霜影响制热效果，空调器在该地区冬季制热效果普遍偏差，一般室内机都装有辅助电加热器以改善制热效果，冬季空调耗电量偏大。
2.2 家用中央空调
家用中央空调系统以户为单位安装，一般有一台外机带多台内机，解决一户住宅中所有房间的制冷及供暖需求，按照输送媒介的不同有风冷热泵冷/热水系统、变制冷剂流量(VRV)系统和风冷热泵全空气系统。
图2 暖气片供暖系统
2.3 暖气片
暖气片供暖系统见图2，它由燃气壁挂式热水锅炉(下简称壁挂炉)、暖气片、供暖水管及暖气片调温阀四部分构成。壁挂炉内部由燃气比例调节阀、燃烧室、平衡式排烟风机、密闭式膨胀水箱、供暖循环泵、生活热水板式换热器等部件构成。壁挂炉以天然气为燃料，一般为生活热水/供暖两用型，它既可提供生活热水，又可供暖。壁挂炉供暖热水温度可在40℃～95℃温度范围内自由调节，既可作为暖气片热源，也可作为地面辐射供暖热源。
暖气片供暖系统中，壁挂炉提供70℃～95℃的热水到暖气片，暖气片通过空气的自然对流及暖气片本体的辐射给住宅供暖。常见的暖气片有：铸铁暖气片、钢制暖气片、铝制暖气片、铜铝复合暖气片。夏热冬冷地区经济较为发达，基本不采用笨重粗糙的铸铁暖气片，主要采用后三种暖气片，尤其以铝制暖气片为主。
铝制暖气片有如下特点：
(1)节能：铝质导热系数大、升温散热快，比普通暖气片节能35％以上；
(2)美观：外形简洁，线条流畅；
(3)环保：不会污染供暖水质，表面光滑均匀、稳定性好。
(4)实用：重量轻体积小，热效率高，具有良好的耐腐蚀和耐压性，不受水质影响。
每组暖气片都配有调温阀，每个房间均可通过调节阀门的开度控制室温。供暖水管可采用紫铜管、铝塑管或PPR管，必须在管道外壁做橡塑海绵保温。暖气片一般悬挂于窗台下或空白内墙上。暖气片能均匀给热，热量分布适中，不干燥，不闷热，无风袭感。
图3 地面辐射供暖系统图
2.4 地面辐射供暖
地面辐射供暖的地面加热介质主要有低温热水、发热电缆。
地面辐射供暖系统见图3，它由热源、地面盘管系统（保温板、反射层、钢丝网、地暖盘管、固定卡钉、混凝土找平层等)、分集水器、供回水干管、分区温控系统构成。热源提供35℃～50℃温度范围内的低温热水，由干管送到分水器，由分水器输送到各个房间的地面盘管系统。热水在地面盘管内循环流动，通过地面盘管将地面加热至28℃左右，通过地面以辐射方式向房间输送热量，室内温度可达到20℃以上。如有需要，欢迎联系我们哦（微信号：qxssjj）！
分水器的每一个环路都配置了控制阀门，各个房间设有温控器，通过控制相应回路的水流量来控制室温，做到最大限度节省能源和开支。地暖盘管材料有PEX(交联聚乙烯)，PE-RT(耐热聚乙烯)，PB(聚丁烯)，PEXAL(铝塑复合管)等材料。
2.5 几种系统的比较
我们对这四种常见的供暖方式进行综合比较。
图4 理想人体及三种供暖方式温度场沿高度分布图
三、地面辐射供暖系统特点分析
3.1 地面辐射供暖舒适性分析
如图4，理想的人体温度曲线应该符合“温足而顶凉”的规律，即脚部保持温暖，头部保持凉爽，这样有利于健康。
空调由于出风口在高点，加上热空气的自然上浮，整个温度场为上高下低，人在这样的环境中难免会感觉头部燥热而脚部偏凉。另外，由于需要强制对流送热风，容易扬起灰尘，人体在这样的环境中会因吹风而干燥不适，因灰尘而哮喘或过敏。整体而言，空调器的供暖方式舒适性一般。
地面辐射供暖时，地面温度高于空间温度，因此使人有“足热顶凉”的舒适感。地面辐射供暖系统以红外辐射为主要传热方式，可以改善人体血液循环、促进新陈代谢。另外地面辐射供暖系统不需要送风，人会因吹风而感觉干燥或不适，也不会有任何噪音，所以地面辐射供暖的热舒适性非常好[6]。
3.2 地面辐射供暖节能性分析
住宅内人体停留高度一般为离地2m，而平层住宅层高在2.8m左右，挑空住宅层高在5m左右。对流供暖方式，由于浮力作用热空气自然上升，这就导致了要人停留区域达到设计温度，则上部空气温度必须高于下方，辐射供暖热量集中在人体收益高度。一般而言，辐射供暖可比对流供暖设计温度低2℃～3℃，却能获得同样的舒适环境，也能使人们有同样的温暖感觉。
层高2m以上空间为住宅内的无效供暖区域，对流供暖方式下该区域温度比人体停留区域还高，这就增加了无效热损失。另外，低温热水地面辐射供暖供水温度在35℃～50℃，暖气片供暖供水温度在70℃～95℃，因此地面辐射供暖干管热水输送过程中热损失小，比暖气片节能30％以上。
3.3 地面辐射供暖适用性分析
地暖辐射供暖系统仅需要35℃～50℃的热水，其热源选择非常广泛。冷凝式壁挂炉燃烧方式为全预混的比例调节，它将烟气中的余热回收利用，其排烟温度最低可降到40℃左右，烟气中水蒸气潜热基本被充分吸收和利用，故期热效率可大于100％。冷凝式壁挂炉，根据德国EN483标准，在供回水温度50℃/3℃条件下测试，全负荷效率可达108％，特别适用于地面辐射供暖。风冷热泵冷/热水机组，地源热泵冷/热水机组冬季可提供45℃左右的热水，也可以作为地面辐射供暖系统的热源。另外，热电厂的余热也可以作为该系统的热源。
鉴于地面辐射供暖的优点，越来越多的住宅项目开始采用这种供暖方式。各个住宅也根据自身的实际情况，灵活选用主机作为地面辐射供暖系统的热源。以南京为例：朗诗国际街区、锋尚国际采用地源热泵为主机；仁恒江湾城、碧瑶花园采用壁挂炉为主机。
单元式空调器、家用中央空调室外机为风冷热泵，在夏热冬冷地区冬季湿冷环境下极易结霜，制热效果差，需要配备辅助电加热，能耗大。低温热水地面辐射供暖系统，如采用壁挂炉或地源热泵为热源，其制热效果不会受外界环境温度影响，制热效果稳定，在该地区有很好的适用性。
当然地面辐射供暖也有一个非常明显的缺点，那就是升温速度慢，但住宅进入冬季一般会连续供暖，所以问题不大，而且可以给热源配备编程温度控制器做到提前开机。
四、结论
上文分析了夏热冬冷地区的地理分布、气候特点，对常见单元式空调器、家用中央空调、暖气片、地面辐射供暖四种技术进行了比较分析。经综合比较分析，发现低温热水地面辐射供暖系统热量分布符合人体生理需求，供热直接有效，不受环境温度影响，热源选择广泛，建议在夏热冬冷地区大力推广。