既有建筑供熱計(jì)量與節(jié)能改造工程淺談

李曉芳

（烏魯木齊熱力工程設(shè)計(jì)研究院新疆烏魯木齊830000）

既有建筑供熱計(jì)量與節(jié)能改造工程淺談

李曉芳

（烏魯木齊熱力工程設(shè)計(jì)研究院新疆烏魯木齊830000）

實(shí)施供暖分戶熱計(jì)量既是人民生活水平提高的要求，也是我國(guó)節(jié)能的要求。因此急需進(jìn)行熱計(jì)量改造。分戶熱計(jì)量系統(tǒng)是集中供暖領(lǐng)域的一次變革，采用分戶熱計(jì)量系統(tǒng)的采暖用戶可以根據(jù)自己的需要適時(shí)的調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，不僅可以達(dá)到期望的舒適度，而且還可以大大的節(jié)約能源。

分戶 供熱計(jì)量 改造 節(jié)能

一、前言

長(zhǎng)期以來(lái)我國(guó)集中供熱都是采用計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制下的福利制供暖，耗能多少與用戶利益無(wú)關(guān)，不能體現(xiàn)“用多少熱，交多少費(fèi)”的原則，無(wú)法調(diào)動(dòng)熱用戶的節(jié)能意識(shí)，實(shí)施供暖分戶熱計(jì)量既是人民生活水平提高的要求，也是我國(guó)節(jié)能的要求。因此急需進(jìn)行熱計(jì)量改造。

二、供熱系統(tǒng)現(xiàn)狀概述

1.換熱站現(xiàn)狀。換熱站一次側(cè)設(shè)計(jì)供回水溫度為130/80℃，設(shè)計(jì)壓力為1.6 MPa。二次側(cè)為散熱器系統(tǒng)，設(shè)計(jì)供回水溫度為85/60℃，設(shè)計(jì)壓力為1.0 MPa。小區(qū)二次網(wǎng)管線枝狀布置，敷設(shè)方式為管溝與直埋敷設(shè)，管網(wǎng)維護(hù)較好，跑冒滴漏現(xiàn)象較少。但是管網(wǎng)已使用多年，開(kāi)始老化，部分保溫不是很好。

2.改造前存在的問(wèn)題。（1）整個(gè)小區(qū)存在水利失調(diào)的情況，辦公室室溫冷熱不均。（2）樓棟熱力入口為磚井，且未做防水處理，井內(nèi)潮濕，雨后井室易積水，管網(wǎng)熱損失較嚴(yán)重。（3）往年冬季戶內(nèi)溫度多數(shù)均在20℃以上，部分樓平均室溫達(dá)到22℃～25℃，高于烏魯木齊市規(guī)定的室內(nèi)采暖設(shè)計(jì)溫度20℃，也高于人體感覺(jué)舒適溫度有3℃～4℃。

三、改造方案

1.二次管網(wǎng)改造方案。（1）水力計(jì)算目的。對(duì)管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行水力計(jì)算及系統(tǒng)阻力的校核，分析改造后供熱系統(tǒng)的水力工況平衡，對(duì)阻力過(guò)大的管徑進(jìn)行更換，過(guò)大的管徑加裝平衡裝置，為平衡調(diào)試提供依據(jù)。

（2）水力計(jì)算基本原則。①最不利環(huán)路的壓力損失應(yīng)滿足循環(huán)水泵耗電輸熱比（HER）不大于限值。②按照末端所需流量，調(diào)整平衡閥開(kāi)度，保證熱網(wǎng)的水力平衡。③最不利環(huán)路滿足設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上，室外管網(wǎng)其他并聯(lián)環(huán)路的流量也應(yīng)該滿足水力平衡要求。

（3）水力計(jì)算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。①熱指標(biāo)。非節(jié)能建筑類(lèi)多層住宅為75 W/㎡；節(jié)能建筑類(lèi)多層住宅為55 W/㎡；非節(jié)能多層公共建筑為80 W/㎡；節(jié)能多層公共建筑為60 W/㎡。②最不利環(huán)路單體內(nèi)部阻力，散熱器系統(tǒng)按20 kPa，地板輻射采暖系統(tǒng)按30 kPa。

（4）改造內(nèi)容。通過(guò)對(duì)管網(wǎng)水力平衡計(jì)算，水利失調(diào)嚴(yán)重的加裝平衡閥，使供熱管網(wǎng)達(dá)到相對(duì)的平衡，從而使各處樓棟室內(nèi)溫度相接近。在每棟樓的單元熱力入口處，回水管上安裝靜態(tài)水力平衡閥。在系統(tǒng)安裝完成后必須進(jìn)行水力調(diào)節(jié)。

2.戶內(nèi)系統(tǒng)改造方案。（1）戶內(nèi)系統(tǒng)改造思路?，F(xiàn)有供熱系統(tǒng)不具備分戶獨(dú)立控制的條件，采用典型溫度面積法，熱量結(jié)算點(diǎn)為熱力入口處所安裝的樓棟熱量表，按面積分?jǐn)偀嶂怠?/p>

（2）戶內(nèi)系統(tǒng)改造方案的確定及說(shuō)明。設(shè)備選型說(shuō)明及方案確定。①熱計(jì)量表及控制閥門(mén)的選用說(shuō)明。熱表一般按設(shè)計(jì)流量的80％進(jìn)行選型，考慮到既有建筑改造，為保證改造后的供暖效果，防止增加熱表后管網(wǎng)阻力增大，本次改造工程全部選擇與供熱管道同管徑的熱表。熱量表設(shè)置在供熱供水管線上，另在設(shè)置熱量表處的供熱供水管線上增設(shè)管道過(guò)濾器，相應(yīng)增加控制閥門(mén)，過(guò)濾器采用Y型過(guò)濾器，增加的控制閥門(mén)考慮現(xiàn)場(chǎng)安裝直管段距離問(wèn)題，采用蝶閥。

②方案確定。溫度面積法由無(wú)線室溫傳感器、樓層無(wú)線接收器、采集計(jì)算器（樓棟分?jǐn)偲鳎?、樓棟熱量總表組成。具體實(shí)施如下：A.數(shù)據(jù)收發(fā)器為每三層安裝一個(gè)，安裝于中間一層。B.中繼器在數(shù)棟處理器接通斷控制器超過(guò)60臺(tái)的情況下，要安裝一個(gè)中繼器。C.在該樓棟的各單元熱力入口處安裝熱量表，并與數(shù)據(jù)采集器通過(guò)RS485通訊。D.專(zhuān)用樓棟配電箱負(fù)責(zé)給現(xiàn)場(chǎng)各設(shè)備供電，本次改造項(xiàng)目中樓棟數(shù)據(jù)采集器與專(zhuān)用配電箱合為一體，安裝在三樓轉(zhuǎn)角樓梯休息平臺(tái)上1.6 m處。數(shù)據(jù)采集器采集末端用戶的數(shù)據(jù)，通過(guò)GPRS無(wú)線通訊方式與結(jié)算管理中心通訊；配電箱從每棟樓的公用電箱單獨(dú)引線。

四、技術(shù)與安裝要求

1.主要設(shè)備的技術(shù)要求。（1）熱量表。用于計(jì)量和結(jié)算建筑物總供熱量、參與用戶熱分?jǐn)偟臒崃勘?，可以是一棟建筑一只樓棟熱量表，也可是一棟建筑由幾只熱量表?shù)據(jù)相加求和。熱量表由流量計(jì)、供回水溫度傳感器、熱量積分儀組成。（2）室溫控制器。安裝于用戶室內(nèi)相對(duì)統(tǒng)一位置的溫控裝置，用于測(cè)量房間溫度、顯示房間溫度、設(shè)定需求溫度，并能夠通過(guò)通訊方式控制通斷溫控器工作、傳輸和記錄溫度和時(shí)間數(shù)據(jù)的儀器。（3）通斷控制器。設(shè)置于用戶室外管井中、入戶供暖管道上的調(diào)控裝置。該裝置由通斷控制閥和電動(dòng)執(zhí)行器組成，能夠接受室溫控制器的動(dòng)作指令，按照預(yù)測(cè)閥門(mén)開(kāi)停比的方法對(duì)供暖水系統(tǒng)的全開(kāi)全關(guān)的通斷調(diào)節(jié)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)對(duì)室溫的調(diào)節(jié)控制。（4）采集計(jì)算器。用于接收來(lái)自室溫控制器或通斷控制器的數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理，也可以人工干預(yù)室內(nèi)設(shè)定參數(shù)的設(shè)備。與樓棟熱量表等組件通過(guò)通信線路相連接，能夠即時(shí)通訊計(jì)算，可實(shí)現(xiàn)對(duì)供熱過(guò)程的監(jiān)測(cè)、熱費(fèi)分?jǐn)偱c其他約定的控制。

2.水力平衡裝置的技術(shù)要求。（1）一般要求。供應(yīng)商必須提供靜態(tài)水力平衡閥的供貨、安裝、調(diào)試等技術(shù)服務(wù)，并按要求提交水力平衡調(diào)試數(shù)據(jù)報(bào)告。

（2）靜態(tài)平衡閥。①應(yīng)有生產(chǎn)廠家配套專(zhuān)用的智能儀表，具有現(xiàn)場(chǎng)在線流量測(cè)定功能。②應(yīng)按以下要求由省級(jí)及以上檢測(cè)機(jī)構(gòu)出具檢測(cè)（測(cè)試）合格報(bào)告，并滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求：A.平衡閥的實(shí)測(cè)最大流通能力與設(shè)計(jì)最大流通能力之間的偏差不得大于±10％。B.平衡閥相對(duì)開(kāi)度為20％時(shí)的流通能力，應(yīng)在實(shí)測(cè)最大流通能力的10％～20％；平衡閥相對(duì)開(kāi)度為50％時(shí)的流通能力，應(yīng)在實(shí)測(cè)最大流通能力的30％～65％；平衡閥相對(duì)開(kāi)度為80％時(shí)的流通能力，應(yīng)在實(shí)測(cè)最大流通能力的60％～90％。C.回差不得大于10％。D.配套專(zhuān)用的智能儀表的流量測(cè)量誤差不應(yīng)大于±10％；水力平衡閥不同口徑不同開(kāi)度下的流通能力，應(yīng)在實(shí)驗(yàn)室中測(cè)定并儲(chǔ)存在智能儀表之中，不同企業(yè)產(chǎn)品的流通能力數(shù)據(jù)不得替換和混用。E.應(yīng)有開(kāi)度顯示功能，顯示精度不低于1/10圈，在關(guān)閉時(shí)開(kāi)度顯示值為0。F.應(yīng)該具有開(kāi)度限位的功能，開(kāi)度限位只能通過(guò)專(zhuān)用工具改變。G.在關(guān)閉狀態(tài)下，在閥門(mén)上游方向單向壓力不大于工作壓力時(shí)，不得泄露。

（3）自力式壓差控制閥。應(yīng)符合《采暖空調(diào)用自力式壓差控制閥》（JG/T 383），并有省級(jí)及以上檢測(cè)機(jī)構(gòu)出具的檢測(cè)（測(cè)試）合格報(bào)告。

3.安裝要求。（1）通斷時(shí)間面積法在操作實(shí)施前，應(yīng)進(jìn)行戶間的水力平衡調(diào)節(jié)，消除系統(tǒng)的垂直失調(diào)和水平失調(diào)；在實(shí)施過(guò)程中，用戶的散熱器不可自行改換。

（2）采集計(jì)算器及通斷控制器電源引自設(shè)備自帶UPS，UPS電源就近引自電井插座，具體位置各單位平面圖說(shuō)明或現(xiàn)場(chǎng)交底時(shí)確定。

（3）采集計(jì)算器建議設(shè)置于一至二層休息平臺(tái)或門(mén)廳內(nèi)，箱門(mén)設(shè)置門(mén)鎖，防止無(wú)關(guān)人員的誤操作對(duì)系統(tǒng)造成不利影響。當(dāng)多個(gè)單元同時(shí)使用一個(gè)集中器時(shí)，采集計(jì)算器安裝在距熱量表較近的單元，無(wú)線信號(hào)較好的位置。各種線路敷設(shè)要求做到美觀且隱蔽。

（4）每一棟樓內(nèi)采集計(jì)算器、樓棟熱量表、通斷控制器和室溫控制器組成的系統(tǒng)應(yīng)相對(duì)獨(dú)立，能夠在采集計(jì)算器內(nèi)實(shí)現(xiàn)熱量分?jǐn)偤痛鎯?chǔ)，不依賴上位機(jī)實(shí)現(xiàn)計(jì)算和存儲(chǔ)功能。

（5）符合《通斷時(shí)間面積法熱計(jì)量裝置技術(shù)條件》（JG/T 379），并按以下要求由省級(jí)及以上檢測(cè)部門(mén)出具檢測(cè)（測(cè)試）合格報(bào)告：①采集計(jì)算器和通斷控制器的時(shí)鐘24 h內(nèi)走時(shí)誤差不應(yīng)大于5 s，通斷控制器24 h內(nèi)通斷計(jì)時(shí)之和（通斷次數(shù)自定）誤差不應(yīng)大于5 s。②室溫控制器測(cè)溫元件最大測(cè)溫允許偏差不大于0.5℃。③熱計(jì)量裝置各組成部分應(yīng)符合GB4793.1和GB4943的有關(guān)規(guī)定。④外殼防護(hù)等級(jí)劃分應(yīng)符合GB4208-2008的規(guī)定，其中室溫控制器外殼防護(hù)等級(jí)不應(yīng)低于IP20；采集計(jì)算器外殼防護(hù)等級(jí)不應(yīng)低于IP51，市電電源外殼防護(hù)等級(jí)不應(yīng)低于IP52；通斷控制器和管井內(nèi)接線盒外殼防護(hù)等級(jí)不應(yīng)低于IP54。⑤熱計(jì)量裝置各組成部分的抗擾度限值應(yīng)符合GB/T 17618規(guī)定的要求。⑥采用無(wú)線傳輸?shù)难b置，應(yīng)符合國(guó)家無(wú)線電管理相關(guān)要求。無(wú)線傳輸裝置天線應(yīng)放置于無(wú)線信號(hào)較好的位置，保證信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。

五、項(xiàng)目節(jié)能分析

1.氣候補(bǔ)償技術(shù)效益分析。氣候補(bǔ)償節(jié)能控制系統(tǒng)依據(jù)室外環(huán)境溫度變化以及實(shí)際檢測(cè)供/回水溫度與用戶設(shè)定溫度的偏差，通過(guò)PI/PID方式輸出DC0-10V信號(hào)控制閥門(mén)的開(kāi)度。即通過(guò)調(diào)節(jié)一次側(cè)冷/熱煤流量達(dá)到控制出水/送風(fēng)溫度的目的，自動(dòng)調(diào)整一次側(cè)供水流量，間接控制二次側(cè)供水溫度，通過(guò)量調(diào)節(jié)控制，達(dá)到質(zhì)調(diào)節(jié)的目的，最大化的節(jié)約能源，克服室外環(huán)境溫度變化造成的室內(nèi)溫度波動(dòng)，達(dá)到節(jié)能、舒適之目的。氣候補(bǔ)償節(jié)能控制系統(tǒng)具有高自動(dòng)化、高效率、高應(yīng)用性的特點(diǎn)。根據(jù)系統(tǒng)不同，節(jié)能量在5％～10％。

2.變頻器節(jié)能效益分析。變頻節(jié)電是通過(guò)降低電機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)降低泵、風(fēng)機(jī)的輸出功率，使其輸出功率與事實(shí)負(fù)載匹配，降低電機(jī)的銅損和鐵損、提高電機(jī)的功率因數(shù)、改善電機(jī)的啟動(dòng)和停機(jī)性能，并且可以減少泵、風(fēng)機(jī)損耗，從而達(dá)到節(jié)電、降低噪音和延長(zhǎng)泵、風(fēng)機(jī)壽命的效果。根據(jù)設(shè)備效率的不同節(jié)電約為20％～50％。

3.管網(wǎng)平衡節(jié)能效益分析。在保證供熱質(zhì)量、舒適度的前提下，通過(guò)對(duì)管網(wǎng)的水力平衡措施，能有效地解決管網(wǎng)流量分配不均的問(wèn)題，使過(guò)熱的用戶溫度降到人體舒適溫度范圍之內(nèi)，過(guò)冷用戶溫度升至人體舒適溫度范圍之內(nèi)。根據(jù)管網(wǎng)的現(xiàn)狀及改造程度不同，節(jié)能量在5％～10％。

4.節(jié)能效果預(yù)測(cè)。本項(xiàng)目增加以上節(jié)能措施后，預(yù)計(jì)節(jié)能率可達(dá)5％～10％。

六、結(jié)束語(yǔ)

分戶熱計(jì)量系統(tǒng)是集中供暖領(lǐng)域的一次變革，采用分戶熱計(jì)量系統(tǒng)的采暖用戶可以根據(jù)自己的需要適時(shí)的調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，不僅可以達(dá)到期望的舒適度，而且還可以大大的節(jié)約能源。

［1］CJJ28-2004，城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)施工及驗(yàn)收規(guī)范.

［2］CJJ34-2010，城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范.

［3］JG/T 362-2012，中華人民共和國(guó)建筑工業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)溫度法熱計(jì)量分?jǐn)傃b置.

［4］GB50736-2012，民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范.

［5］JGJ26-2010，嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn).

［6］CJ 128-2007，熱量表.

［7］JGJ/16-2008，民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范.

［8］HG/T20505～2000，過(guò)程測(cè)量和控制儀表的功能標(biāo)志及圖形符號(hào).

［9］GB50093-2002，自動(dòng)化儀表工程施工及驗(yàn)收規(guī)范.