供熱系統(tǒng)節(jié)能分析

李強(qiáng)

摘要：集中供熱系統(tǒng)的節(jié)能降耗是建筑節(jié)能最重要的工作，集中供熱系統(tǒng)主要就是由熱源、熱網(wǎng)、換熱站和熱用戶等四個方面組成。集中供熱系統(tǒng)節(jié)能降耗應(yīng)該針對于四個組成的部分采取不同的節(jié)能措施和方法。綜合使用分層式燃燒、煙氣余熱回收、變頻調(diào)速、管網(wǎng)直埋、氣候補(bǔ)償以及供熱計(jì)量等節(jié)能措施，能夠極大的降低集中供熱系統(tǒng)的耗能，提高能源的使用效率。

關(guān)鍵詞：供熱系統(tǒng)；節(jié)能；能量消耗

中圖分類號：TE08文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

前言

城鎮(zhèn)集中供熱的系統(tǒng)是當(dāng)前社會供熱系統(tǒng)中最重要的組成部分，其中熱力用戶、熱網(wǎng)和熱源是該系統(tǒng)的三大要素。這三者既是相互制約，同時也是相互聯(lián)系的。由于目前我國的能源資源逐漸緊缺，能源的利用和節(jié)約受到了國家的重視。集中供熱系統(tǒng)主要就是針對于我國的北方地區(qū)，這主要和地理的特點(diǎn)相關(guān)。供暖對能源的消耗巨大，使用的能源類型有煤炭、天然氣、電能、水蒸氣等等。隨著供熱的集中化方式，水能成為了供熱來源。熱水或者溫水經(jīng)由管道流經(jīng)千家萬戶又重新回到供熱源頭，這就是具體的供熱流程。如何不斷改進(jìn)供暖設(shè)備的設(shè)計(jì)和工藝，合理利用熱源，減少熱量的損耗，提高熱量的利用率，減少對于環(huán)境的污染，對于我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民群眾的生活水平的提高都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1.集中供熱系統(tǒng)的能量供給消耗

1.1、節(jié)能的循環(huán)水泵

供熱的媒介試水，首先必須要先加熱，水源帶著加熱的熱能通過管道的源頭，也就是循環(huán)水泵的原理，在進(jìn)入到居民住宅區(qū)內(nèi)的保暖設(shè)備中，從而散發(fā)了熱量，而后同樣是循環(huán)水在水泵的動力作用之下，按照相同的路徑最后回到鍋爐房中，等待再次被加熱。循環(huán)水泵的使用不僅僅節(jié)約了能源，同時還充分使用了水資源，這種方法是一種高效節(jié)水最好的方法。循環(huán)水泵有很多種，存在著容量大小、數(shù)量、功率等方面的不同。每個集中供熱系統(tǒng)都要根據(jù)實(shí)際情況具體分析判斷應(yīng)該選擇的循環(huán)水泵種類。還要定期檢驗(yàn)循環(huán)水泵的損耗情況，即使做出維護(hù)。

1.2、容易失衡的供熱系統(tǒng)水力

供熱系統(tǒng)的水利關(guān)系很容易失調(diào)，這和熱力供應(yīng)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)相關(guān)，熱力供應(yīng)網(wǎng)在室外是水平放置的，當(dāng)供熱的水源從總的路線中運(yùn)送的過程中，很可能沒有灌注到偏于主線路較遠(yuǎn)的支流就流送了過去，這樣就會使得不同位置的住戶家里的供熱的溫度不相同。當(dāng)前，水力失調(diào)是供熱的一大問題，常常會造成冷熱不均的現(xiàn)象。這種住房位置的差別待遇會給市民生活和城市的治安穩(wěn)定帶來一定的負(fù)面影響。相關(guān)機(jī)構(gòu)單位對此做出了一系列措施進(jìn)行調(diào)整，可惜大多效果不佳，水力失衡的問題依然存在。

1.3、保持溫度的管網(wǎng)

熱力供應(yīng)管網(wǎng)作為供熱的運(yùn)輸工具，在整個供熱系統(tǒng)個職工是暴露在外界的，這個區(qū)域的保溫問題是整個節(jié)能階段最重要的方式，如果熱量在運(yùn)輸?shù)倪^程中被消耗，那么就會直接造成能源的浪費(fèi)，同時還會增加投資的成本，熱力供應(yīng)管網(wǎng)的保暖是一定要重點(diǎn)關(guān)注的問題?，F(xiàn)在的管道線路處于保護(hù)和方便的原因，一般采用填埋、高架的方式，這樣的方式又會對管道外壁造成一定的損耗，但是與熱量流失的損耗相比，這要好得多。供熱管網(wǎng)的保溫措施有待相關(guān)技術(shù)人員的繼續(xù)研究。

2.熱源的節(jié)能

熱源是供熱的直接供應(yīng)點(diǎn)，目前我國的熱源是多種多樣的。除了常使用的熱電廠之外，還有大型的集中供熱的鍋爐房，還有一些零散的使用風(fēng)能、太陽能和潮汐能等熱源形式。熱源的選擇應(yīng)該盡量因地制宜，在考察當(dāng)?shù)氐墓岬男枨蠛湍茉促Y料的基礎(chǔ)之上在進(jìn)行選擇。目前來說，熱電聯(lián)產(chǎn)是國家當(dāng)前最支持的節(jié)能項(xiàng)目，將發(fā)點(diǎn)和制熱相互連接在一起，不僅僅提高了資源的利用效率，從而解決了環(huán)境污染的問題，符合當(dāng)前發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)的發(fā)展主題。雖然我國總的煤炭資源豐富，但是人均占有量卻非常少。因此開展對于以煤炭為資源的熱源供熱上，應(yīng)該在取得相關(guān)部門的批準(zhǔn)之后，對于一些容量較大，狀況較好的大型設(shè)備進(jìn)行保留，作為用熱高峰的備用裝置，其余中小型燃煤發(fā)熱廠房和設(shè)備一律給予取締，大力發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)的大型產(chǎn)熱企業(yè)，以來可以節(jié)約能耗，二來加大了對于環(huán)境的保護(hù)。

3.熱網(wǎng)的節(jié)能措施

3.1、熱介質(zhì)的選擇

目前來說，我國常用的供熱介質(zhì)主要有兩種形式，一種是熱水，還有一種就是蒸汽。熱水的熱能的消耗在運(yùn)輸?shù)倪^程中要比蒸汽的熱量消耗的要少很多，因此，目前國內(nèi)在大力推廣以熱水為熱介質(zhì)的集中供熱的紫銅。但是由于針對的熱用戶不相同，目前依然有部分工業(yè)用熱需要以蒸汽為介質(zhì)。但隨著供熱技術(shù)的不斷提高，這方面的問題正在不斷改變。在針對居民用熱方面，應(yīng)該充分考慮到高層建筑的結(jié)構(gòu)對于供熱的能量損耗。

3.2、設(shè)計(jì)上的節(jié)能

隨著供熱系統(tǒng)的不斷改進(jìn)，如何才能對供熱的網(wǎng)線進(jìn)行優(yōu)化和改造，成為了供熱設(shè)計(jì)部門最主要的工作。目前來說，供熱在設(shè)計(jì)上的節(jié)能措施主要可以從供熱管網(wǎng)熱量負(fù)荷的確定和熱網(wǎng)系統(tǒng)形式的設(shè)計(jì)、熱網(wǎng)循環(huán)泵的設(shè)置上進(jìn)行整改。

（1）供熱管網(wǎng)熱負(fù)荷確定

熱管網(wǎng)熱負(fù)荷的確定需要對供熱的全年的需求做出預(yù)測，這個實(shí)在設(shè)計(jì)供熱管網(wǎng)的時候的設(shè)計(jì)根據(jù)。尤其是在考慮熱源和供熱管道的路線和用量上，都需要根據(jù)對供熱地區(qū)的全年氣溫曲線圖進(jìn)行詳細(xì)的分析，一般而言，全年氣溫中溫度較低的月份持續(xù)時間較長，那么需要供熱的總量就會越大，這些都是需要在設(shè)計(jì)的進(jìn)行管道供熱量的總體安排，引起設(shè)計(jì)人員的足夠重視。

（2）熱網(wǎng)系統(tǒng)型式設(shè)計(jì)

熱網(wǎng)系統(tǒng)的型式在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，最為重要的關(guān)鍵點(diǎn)就是確保系統(tǒng)在滿負(fù)荷的運(yùn)作過程中的安全性，其次考慮的才是經(jīng)濟(jì)效益。環(huán)裝的管網(wǎng)是目前我國內(nèi)使用比較普遍的供熱系統(tǒng)，尤其是多聯(lián)的環(huán)狀管網(wǎng)系統(tǒng)，其有著安全性高和能源節(jié)約等諸多優(yōu)點(diǎn)，唯一的不足是在建設(shè)的初期的投人較大。因此適合在官網(wǎng)節(jié)能改造中作為一種備選的方案進(jìn)行預(yù)備。

（3）熱網(wǎng)循環(huán)泵的設(shè)置

熱網(wǎng)循環(huán)泵的主要作用就是熱網(wǎng)系統(tǒng)在供熱運(yùn)作的過程中，根據(jù)供熱的需求來調(diào)節(jié)熱流的流量，從而滿足供熱的需求。目前在節(jié)能的各個方面采取的是變速的熱網(wǎng)循環(huán)泵，其自身有著靈活便利的優(yōu)點(diǎn)，在進(jìn)行整體設(shè)計(jì)的過程中，必須要充分考慮循環(huán)泵的調(diào)整留有足夠大的運(yùn)作位置，這樣便可以大為降低工作中的能量損耗，有利于能源的節(jié)約。

4.換熱站的節(jié)能措施

換熱站安裝監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時調(diào)節(jié)和控制供給給熱用戶的熱量。根據(jù)實(shí)際的情況確定換熱站內(nèi)部的采暖系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)和生活熱水系統(tǒng)等的控制水平。當(dāng)一次網(wǎng)、二次網(wǎng)系統(tǒng)采用水質(zhì)調(diào)節(jié)時，可根據(jù)二次網(wǎng)系統(tǒng)的供水溫度、回水溫度來控制一次網(wǎng)系統(tǒng)的供水，可以通過手動調(diào)節(jié)閥、自力式流量調(diào)節(jié)閥或配有電動執(zhí)行器的閥門來控制。采取氣候補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)，在供熱系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中，室外環(huán)境空氣的溫度和設(shè)計(jì)的溫度都會存在著一定的偏差，需要及時根據(jù)室外空氣溫度變化的情況來調(diào)整換熱站的供熱的能力，否則就會造成換熱站的供熱量和熱用戶的需求不相符合從而導(dǎo)致了用戶溫度達(dá)不到要求或者是造成能源的浪費(fèi)。氣候補(bǔ)償器內(nèi)部設(shè)有不同的溫度條件中之下的調(diào)節(jié)曲線，可以根據(jù)室外環(huán)境空氣溫度的變化來自動調(diào)節(jié)一次網(wǎng)的供水流量，以此來達(dá)到控制二次網(wǎng)供水的溫度和節(jié)能的目的。采用二次網(wǎng)混水技術(shù)。即在二次網(wǎng)系統(tǒng)的建筑物熱力入口處加裝混水泵及相應(yīng)的控制裝置。該方法可在滿足熱用戶室內(nèi)溫度達(dá)標(biāo)的前提下，大幅度降低換熱站的運(yùn)行電量，還可以有效解決建筑物內(nèi)垂直水力失調(diào)的問題，提高熱力利用率。

5.熱用戶的節(jié)能措施

按照建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對新建建筑設(shè)計(jì)或者對現(xiàn)有的建筑節(jié)能進(jìn)行改造，全面提高其維護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱的能力，加強(qiáng)墻體的保溫，提高門窗氣密性，加強(qiáng)屋頂?shù)谋丶夹g(shù)，有效的利用太陽的敷設(shè)。推薦供熱的計(jì)算，全面推進(jìn)城鎮(zhèn)供熱的體系改革，在保證供熱質(zhì)量的情況下，實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能。隨著人民生活水平的日益提高，熱用戶對用熱舒適性的要求越來越高。實(shí)施供熱計(jì)量可以滿足熱用戶根據(jù)自身要求，利用室內(nèi)溫度控制裝置在一定溫度范圍內(nèi)自主調(diào)節(jié)所需室溫，節(jié)能降耗。公建建筑采用熱力入口前安裝超聲波或機(jī)械式熱量表分用戶、分系統(tǒng)的方式進(jìn)行熱計(jì)量；居住建筑則采用以樓棟為對象設(shè)置熱量表進(jìn)行計(jì)量、各用戶通過技術(shù)手段進(jìn)行熱量分?jǐn)?。目前國?nèi)供熱計(jì)量主要方式有熱分配計(jì)法、戶用熱量表法、流量溫度法、通斷時間面積法和溫度面積等。

結(jié)束語

總的來說，對于系統(tǒng)性供熱的能源節(jié)約是從多個方面進(jìn)行的。每一個地區(qū)都應(yīng)該根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況進(jìn)行分析，務(wù)必不能完全不夠熱網(wǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行整改，因?yàn)橐坏┫到y(tǒng)性的熱網(wǎng)關(guān)節(jié)出現(xiàn)了問題，那么就會對整個供暖的系統(tǒng)帶來嚴(yán)重的影響。因此，城鎮(zhèn)集中供熱系統(tǒng)的節(jié)能分析應(yīng)該以實(shí)際情況依據(jù)，從而為熱網(wǎng)的節(jié)能減排，做出更大的貢獻(xiàn)。

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