采暖系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)方案

牟冬

（黑龍江同達(dá)建筑安裝有限責(zé)任公司，黑龍江 哈爾濱 150080）

近年來(lái)節(jié)能問(wèn)題在供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)中越來(lái)越被人們重視。因此有必要在新建住宅中采用更合適的供暖系統(tǒng)形式來(lái)滿(mǎn)足熱費(fèi)按戶(hù)計(jì)量的需要。在節(jié)能問(wèn)題上，尤其要特別重視能源利用過(guò)程前的處理，即在規(guī)劃設(shè)計(jì)整個(gè)供暖系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)該考慮該系統(tǒng)的節(jié)能前景及經(jīng)濟(jì)效益。

1 舊式采暖系統(tǒng)的基本形式及其優(yōu)缺點(diǎn)

長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)城市住宅室內(nèi)采暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本上都采用單管垂直系統(tǒng)的方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)方案有許多優(yōu)點(diǎn)：(1)系統(tǒng)簡(jiǎn)單；(2)施工方便；(3)造價(jià)低等，但是也存在一定缺陷，主要是不便于用戶(hù)進(jìn)行局部調(diào)節(jié)，因而造成能源的浪費(fèi)。隨著能源結(jié)構(gòu)的變化及節(jié)能和物業(yè)管理的要求，這一缺陷越來(lái)越明顯，使得此種供暖系統(tǒng)不得不被逐步替代。隨著我國(guó)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，“熱”也是商品的觀點(diǎn)逐步被人們所認(rèn)識(shí)和接受。傳統(tǒng)的落后的按建筑面積結(jié)算收費(fèi)的方法，既不科學(xué)又不合理。已不能適應(yīng)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制的要求，必須進(jìn)行按熱量計(jì)量收費(fèi)的改革。供熱收費(fèi)由計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)期的福利制向社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制轉(zhuǎn)變，即熱用戶(hù)向供熱企業(yè)繳納熱費(fèi)。因而用戶(hù)對(duì)供熱系統(tǒng)節(jié)能越來(lái)越關(guān)注。單管垂直采暖系統(tǒng)的弊病越來(lái)越明顯，其弊端具體表現(xiàn)在以下幾方面：

1.1 系統(tǒng)不具有個(gè)體調(diào)節(jié)的能力

單管垂直采暖系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是不利于進(jìn)行局部調(diào)節(jié)，無(wú)法改善和滿(mǎn)足熱用戶(hù)的熱舒適性要求。而且由于該系統(tǒng)是將熱水先供到住宅樓的頂層，然后依次向下分至各用戶(hù)，這就在理論上造成了各不同樓層的熱用戶(hù)的散熱器的傳熱系數(shù)K 值也不相等。因此造成頂層過(guò)熱，底層過(guò)冷，冷熱不均現(xiàn)象。頂層用戶(hù)過(guò)熱時(shí)只能通過(guò)打開(kāi)門(mén)窗的方式來(lái)放走熱量以降低室內(nèi)溫度，這就造成了能源的浪費(fèi)。如果采用調(diào)節(jié)熱水流量來(lái)降低室溫，就會(huì)造成以下各層過(guò)冷的現(xiàn)象。其次，該系統(tǒng)也無(wú)法對(duì)各房間的室溫進(jìn)行單獨(dú)調(diào)節(jié)，從而導(dǎo)致能源的浪費(fèi)。

1.2 系統(tǒng)維修時(shí)浪費(fèi)能源

由于單管垂直采暖系統(tǒng)是一個(gè)整體的熱水循環(huán)系統(tǒng)。如果該系統(tǒng)有一處設(shè)施漏水或堵塞，整個(gè)系統(tǒng)將會(huì)受到影響。嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致整個(gè)住宅樓停供；而且在維修時(shí)會(huì)造成大量熱水的浪費(fèi)，在寒冷地區(qū)可能會(huì)出現(xiàn)供水管凍裂等嚴(yán)重問(wèn)題，造成不必要的事故，影響居民的正常生活。

1.3 不利于供熱部門(mén)的管理

對(duì)于拖欠熱費(fèi)的用戶(hù)處理困難，如果要停止個(gè)別用戶(hù)的供暖，可能影響到整個(gè)住宅樓停供。常此下去，致使供熱企業(yè)入不敷出，連年虧損。

1.4 閑置住宅的能源浪費(fèi)

由于室內(nèi)采暖系統(tǒng)是單管串聯(lián)式，所以每層、每戶(hù)住宅必須用熱，否則該系統(tǒng)就無(wú)法正常運(yùn)行。如出現(xiàn)有些用戶(hù)不想用熱或者有些住宅長(zhǎng)期閑置，這就必然導(dǎo)致能源的浪費(fèi)。目前在一些非采暖且又在發(fā)展小區(qū)采暖的地區(qū)，此種現(xiàn)象十分突出。

2 分戶(hù)計(jì)量的發(fā)展前景及控制原理

分戶(hù)計(jì)量采暖系統(tǒng)的特點(diǎn)是對(duì)每個(gè)采暖用戶(hù)進(jìn)行單獨(dú)控制，即每戶(hù)獨(dú)立采用一個(gè)供回水系統(tǒng)，一戶(hù)一表制，可以單獨(dú)對(duì)用戶(hù)進(jìn)行調(diào)節(jié)、關(guān)斷、計(jì)量，不會(huì)影響其他用戶(hù)。達(dá)到分戶(hù)計(jì)量目的的根本方法是對(duì)用戶(hù)獨(dú)立系統(tǒng)的控制，具體做法是在每戶(hù)供水入口處設(shè)置熱表及散熱器上安設(shè)調(diào)節(jié)閥。通過(guò)調(diào)節(jié)散熱器使采暖房間的室溫滿(mǎn)足人體熱舒適性的要求。實(shí)現(xiàn)散熱器調(diào)節(jié)的方法，主要是通過(guò)對(duì)散熱器散熱量進(jìn)行控制，以達(dá)到室溫要求。目前散熱器個(gè)體調(diào)節(jié)主要依靠改變進(jìn)流散熱器熱水流量的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，但是在進(jìn)行散熱器調(diào)節(jié)時(shí)必須不影響整個(gè)供熱系統(tǒng)的水力穩(wěn)定性，所以供熱系統(tǒng)要有完善的調(diào)節(jié)控制措施和高水平的運(yùn)行管理辦法。否則，很難實(shí)現(xiàn)真正意義上的分戶(hù)計(jì)量。

3 適宜分戶(hù)計(jì)量的采暖系統(tǒng)

3.1 單管制采暖系統(tǒng)

3.1.1 單管水平串聯(lián)系統(tǒng)。單管水平串聯(lián)系統(tǒng)是一種比較常見(jiàn)的采暖系統(tǒng)。其做法是在每個(gè)住宅單元設(shè)置一個(gè)總的供回水系統(tǒng)（稱(chēng)為大系統(tǒng)），每層用戶(hù)為一個(gè)獨(dú)立的小系統(tǒng)?？偣┗厮⒐芄芫O(shè)在靠樓梯的櫥衛(wèi)處，每層供回水接在大系統(tǒng)上（每層只裝一戶(hù)），在小系統(tǒng)出入口管道上加調(diào)節(jié)關(guān)斷閥門(mén)及熱計(jì)量表，以便分戶(hù)計(jì)量熱費(fèi)。此系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是：豎向無(wú)穿樓層的立管，不影響墻面裝修；缺點(diǎn)是：不能分室控制溫度；每組散熱器均須設(shè)冷風(fēng)閥；管線(xiàn)過(guò)門(mén)、陽(yáng)臺(tái)須處理。

3.1.2 單管水平跨越系統(tǒng)。同單管水平串聯(lián)式系統(tǒng)相同，采用一個(gè)大系統(tǒng)，可將該系統(tǒng)的供、回水立管設(shè)置在管道井內(nèi)。此設(shè)計(jì)方案中須增設(shè)與散熱器組數(shù)相對(duì)應(yīng)數(shù)量三通調(diào)節(jié)閥，控制進(jìn)入散熱器的最大流量為循環(huán)流量的30%。該方案的優(yōu)點(diǎn)是：可實(shí)現(xiàn)分室控制溫度；豎向無(wú)立管，不影響墻面裝修；缺點(diǎn)是：管路中的附屬設(shè)備（三通調(diào)節(jié)閥）增加；管線(xiàn)過(guò)門(mén)、陽(yáng)臺(tái)須處理；每組散熱器須設(shè)冷風(fēng)閥。

3.2 雙管制采暖系統(tǒng)

3.2.1 雙立管并聯(lián)式系統(tǒng)。對(duì)于雙立管并聯(lián)式系統(tǒng)，任何一層的用戶(hù)只要在散熱器支管上加調(diào)節(jié)閥就可以達(dá)到調(diào)節(jié)介質(zhì)流量，從而滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)熱舒適性的要求，并實(shí)現(xiàn)節(jié)能。但這種調(diào)節(jié)方式在使用時(shí)，應(yīng)該考慮到以下問(wèn)題：(a)此系統(tǒng)在樓層數(shù)過(guò)多時(shí)易出現(xiàn)嚴(yán)重的垂直失調(diào)現(xiàn)象，其系統(tǒng)垂直高度以不超過(guò)三層為宜，實(shí)用性受到限制。(b)穿越樓層的立管數(shù)增多。(c)僅適用于安裝熱量分配表的系統(tǒng)。

3.2.2 水平雙管系統(tǒng)。采用水平雙管設(shè)計(jì)方案，可以避免雙立管并聯(lián)式系統(tǒng)的垂直失調(diào)問(wèn)題，而且該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)每戶(hù)一個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)，有利于熱量表的安裝，能實(shí)現(xiàn)散熱器個(gè)體調(diào)節(jié)。任何一層的用戶(hù)都可以通過(guò)室內(nèi)調(diào)節(jié)閥方便的調(diào)節(jié)介質(zhì)流量，從而達(dá)到舒適的室溫，并實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的，又不影響其他用戶(hù)采暖，但該系統(tǒng)須增設(shè)與散熱器組數(shù)相對(duì)應(yīng)數(shù)量三通調(diào)節(jié)閥。該方案的優(yōu)點(diǎn)是：能夠使不易解決的供熱系統(tǒng)垂直失調(diào)的難題得到極大的改善；可分室控制溫度，調(diào)節(jié)性能優(yōu)于單管系統(tǒng)；墻面豎向無(wú)立管，不影響裝修；缺點(diǎn)是：室內(nèi)散熱器下部的供回水管隱蔽困難；管線(xiàn)過(guò)門(mén)、陽(yáng)臺(tái)不好處理；每組散熱器須安裝冷風(fēng)閥。

4 供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題

雖然分戶(hù)式計(jì)量在新建住宅小區(qū)得到有力推廣，但其在推行過(guò)程中必然會(huì)在采暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)、建筑物設(shè)計(jì)、儀表選用、管理等方面存在一些問(wèn)題。

4.1 供暖系統(tǒng)熱負(fù)荷計(jì)算及戶(hù)內(nèi)散熱器布置

熱負(fù)荷計(jì)算是供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，以往的設(shè)計(jì)由于害怕暖氣不熱而盲目加大熱負(fù)荷值，致使散熱器安裝面積過(guò)大，將不利于散熱器支管上溫控閥的調(diào)節(jié)，應(yīng)該選擇合理的熱指標(biāo)估算辦法。室內(nèi)散熱器位置要布置合理，室內(nèi)水平管線(xiàn)會(huì)增加，存在管線(xiàn)明裝占用空間，影響室內(nèi)裝修、家具布置及過(guò)門(mén)、陽(yáng)臺(tái)難處理等問(wèn)題。

4.2 對(duì)建筑材料傳熱性能的要求

新的建筑材料能否滿(mǎn)足現(xiàn)代節(jié)能房間的要求，即建筑材料的傳熱性能是否理想。采暖建筑的耗熱量主要是通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱耗熱量構(gòu)成，約占73%～77%，其次為通過(guò)門(mén)窗縫隙的空氣滲透熱量，約占23%～27%，在傳熱耗熱量中外墻占23%～34%，由此可見(jiàn)，提高建筑物的保溫性能將會(huì)達(dá)到很好的節(jié)能效果。另外，計(jì)算表明，對(duì)于一間不采暖的房間從周?chē)块g獲取傳熱量可維持12～14℃室溫，其他用戶(hù)有近1/4～1/5的熱量傳給了該房間，其他用戶(hù)將多支付這部分熱費(fèi)，很不合理。所以，有必要增強(qiáng)戶(hù)間建筑結(jié)構(gòu)的隔熱性能。

4.3 熱表參數(shù)修正及表計(jì)校核問(wèn)題

由于住戶(hù)所處樓層、圍護(hù)結(jié)構(gòu)不同，保持相同室溫的耗熱量肯定存在差異，所以應(yīng)該選擇合理的熱表參數(shù)。我單位在同用戶(hù)進(jìn)行計(jì)量?jī)x表校核、熱費(fèi)結(jié)算中就發(fā)生過(guò)糾紛。而且，應(yīng)該組織專(zhuān)門(mén)人員定期對(duì)計(jì)量表計(jì)進(jìn)行校核。

4.4 供熱系統(tǒng)變流量問(wèn)題

由于實(shí)現(xiàn)分戶(hù)計(jì)量，系統(tǒng)的熱負(fù)荷變化會(huì)很頻繁，所以，供熱系統(tǒng)應(yīng)該能自動(dòng)調(diào)節(jié)供熱量，使其跟蹤所需熱負(fù)荷的變化。應(yīng)該在換熱站設(shè)置有壓差控制的裝置。

4.5 住宅小區(qū)設(shè)置分戶(hù)計(jì)量裝置后，要加強(qiáng)節(jié)能宣傳；提高節(jié)能意識(shí)。

4.6 對(duì)供熱企業(yè)的管理提出更高的要求。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，對(duì)于住宅小區(qū)的供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)，如果規(guī)劃和設(shè)計(jì)合理，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)較好的系統(tǒng)控制和計(jì)量功能，同時(shí)可以降低能源的浪費(fèi)，極大的提高供熱的社會(huì)效益并獲得相當(dāng)?shù)慕?jīng)濟(jì)效益。

[1]賀平,孫剛.供熱工程[M].中國(guó)建筑工業(yè)出版社.

[2]民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[M].中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1995.

[3]李岱森.簡(jiǎn)明供暖設(shè)計(jì)手冊(cè).中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1998.