建筑供熱計量及節(jié)能調控改造

張 仲 生

(太原市熱力公司，山西 太原 030012)

建筑供熱計量及節(jié)能調控改造

張 仲 生

(太原市熱力公司，山西 太原 030012)

通過熱計量節(jié)能改造工程的實踐，從節(jié)能、熱計量、可調節(jié)的角度研究了節(jié)能改造方式及熱計量調控方式原理，著重對室內熱計量調控改造、二次管網平衡改造、熱力站及熱源改造措施進行了闡述，以達到節(jié)能環(huán)保的目的。

熱計量，可自動調節(jié)，節(jié)能

0 引言

目前我國現有建筑面積已超400億m2，且每年都在以新建16億m2～20億m2的速度在遞增著。在社會總能耗中，建筑能耗就占到了30%以上，因此在建筑節(jié)能上有很大的改善空間。供熱耗能是建筑耗能的一個重要組成部分，尤其是既有建筑耗能。在北方，70%的既有建筑為高能耗的建筑，我國高能耗建筑的耗能量是發(fā)達國家的兩倍以上。因此，既有建筑的供熱計量節(jié)能改造勢在必行，節(jié)能調控改造是科學的、經濟的、合理的。

在以往的集中供熱系統(tǒng)中，用戶自主權利小。熱用戶需求各有不同，就造成了供熱方式難以滿足用戶多樣化需求的問題，并且樓棟之間也不能達到很好的熱平衡效果。在上述情況下，近幾年漸漸演化出了一些針對節(jié)能的改造方案。其改造核心內容在于戶內獨立控制配以計量檢測，樓棟管網減少熱損。因此需根據建筑年代、供暖系統(tǒng)構造等基本特征，有針對性的進行建筑熱計量及節(jié)能調控改造。對于供熱計量節(jié)能改造主要有室內采暖改造、二次管網改造、熱源及熱力站改造、圍護結構改造等幾個方面。

1 室內熱計量及調控改造

通常需改造的建筑，都是垂直單管系統(tǒng)及垂直雙管系統(tǒng)。這種傳統(tǒng)系統(tǒng)是相對于已分戶供暖計量的系統(tǒng)而言的上供下回垂直單管系統(tǒng)和雙管系統(tǒng)。往往供暖系統(tǒng)是統(tǒng)一的整體，無法達到靈活的按需分配調節(jié)，節(jié)能更無從談起。但該系統(tǒng)結構簡單，耗材少，在民用建筑和公用建筑中還有廣泛的應用面。通常來講需進行節(jié)能改造的建筑大多都是這種傳統(tǒng)系統(tǒng)。

1)室內熱計量及調控改造采用用戶自行調節(jié)溫度、各用戶用熱分攤的方式改造，具體方法為：單管系統(tǒng)增加跨越管并安裝溫控閥和分戶熱分攤裝置；雙管系統(tǒng)安裝溫控閥和分戶熱計量或分戶熱分攤裝置；建筑物采暖管道入口處安裝熱量表及流量調節(jié)裝置，并可上傳用熱數據給數據中心。

2)溫控閥分執(zhí)行閥體和控制器兩部分：執(zhí)行閥體：安裝于住戶外回水管便于操作、維護的位置，以無漏水狀況為佳。控制器：安裝在用戶室內，便于操作和顯示室溫，可由住戶設定溫度來控制執(zhí)行閥體啟閉，并為執(zhí)行閥體提供電源。

3)熱分配表計量。熱分配表安裝在散熱器上，測量各散熱器熱量讀數，通過樓棟總熱量消耗按占用比例進行分攤計算，得出用戶用熱量。優(yōu)點：具有安裝方便，價格低的優(yōu)點，單管，雙管系統(tǒng)都可用。缺點：拆卸或者安裝暖氣片時易損壞，且精度不如熱量表高，需與換熱器匹配調試，入戶安裝牽涉到人為影響熱量測量問題。

4)熱量表計量。熱量表計量法是根據測量入戶的流量和供回水溫差，利用積算儀計算出真實用熱量。其造價比熱分配表要高。戶用熱量表適用于按戶分環(huán)系統(tǒng)，在樓棟地下室或樓梯間設集中熱量表箱，統(tǒng)一對樓棟及用戶進行熱量統(tǒng)計。

a.熱量表由三個部分組成：流量計：測量熱水流量。溫度傳感器：用于測量供回水溫度。積算儀：根據測量的流量溫度數據，計算用熱量。b.熱量表分類。熱量表計量方式和結構各有不同，一般常見的有機械式、電磁式、超聲波這三種類型，現簡單介紹三種熱量表優(yōu)缺點：機械式熱量表。優(yōu)點：結構簡單，生產便捷，價格低，功耗小。缺點：多部件易損壞，水質低的工況下易堵塞，工作持續(xù)性和穩(wěn)定性較低，壓力損失略大。超聲波熱量表。計量原理：根據超聲波在水介質傳播時，順水速度與逆水速度差計算流速，再通過計算得出流量。優(yōu)點：管道不易堵塞，可垂直或水平安裝，適用于供熱用水介質測量。缺點：安裝離震動源近會大程度的影響精度；水介質溫度變化較大時測量精度也會有比較大的變化；管道結垢的話會對超聲波傳播形成干擾，無法得到準確的測量數據。電磁式熱量表。優(yōu)點：壓損小，水略微變差及管路結垢都不影響測量；對管道震動適應性強；缺點：成本極高，功耗高。c.熱量表的安裝。熱量表的安裝與使用都直接影響到供熱計量的準確度，如沒有正確安裝，誤差率可達到30%以上。熱量表信號線易受到電磁干擾影響，在安裝時，信號線與電源線需保持足夠間隔距離(50 mm)，同時，積算器也應遠離上述干擾源；熱量表的電子部分不能安裝在超過極限工作溫度、濕度的地方。安裝時需保證直管段要求，避免氣泡位置及彎頭處安裝。

5)流溫法計量?；驹恚涸O樓棟熱量表及溫度采集箱并可上傳數據至數據中心，用戶供回水及室內設溫度傳感器，傳感器的數據傳輸至溫度采集箱，由數據中心進行實際用熱的分攤計算。優(yōu)點：a計量穩(wěn)定，流量固定，不論檢修或用戶對溫控閥調節(jié)，都不會影響熱量數據的采集。b系統(tǒng)簡單可靠，故障率低，使用時間長。缺點：維護工作量大，實際操作難度大；散熱器溫差小，溫度計量的誤差容易導致熱量表誤差較大。

6)通斷時間面積法計量。a.具體做法是，在用戶總管上安裝溫控閥。通過用戶設定室內目標溫度，溫控閥通過計算確定一個周期內閥門的開停比，以此調節(jié)室內熱量，同時記錄通斷時間，并以每戶的供暖通水的時間來分攤建筑的總熱量。b.這種計量方法對采暖設備比較苛刻：采暖設備和負荷匹配要得當；用戶不可改變采暖設備類型及數量；水力不能失衡，流量需每戶都一致；要保證水質，定期清理過濾器。

通斷時間面積法是對用戶按供熱按時按需求收費，使用時間一致則收費一致，不需修正。

2 二次管網平衡改造

熱力管網需盡量保持平衡，集中供熱企業(yè)一般一次管網均配置了自動控制系統(tǒng)，可自動按需分配流量及熱量，但二次網部分大多由用戶自行管理，存在資金、技術等影響決策的問題。水力失衡是經常在二次管網上發(fā)生的現象，其原因可分為靜態(tài)與動態(tài)兩種：1)靜態(tài)水力失調：管路系統(tǒng)特性本身造成水力失調，是供暖系統(tǒng)固有的。2)動態(tài)水力失調：動態(tài)水力失調是在系統(tǒng)運行過程中產生的。它是因某些閥門開度改變，導致流量變化，管路壓力產生變化，引起互擾而使其他用戶流量偏離預設值?，F今解決水力失調問題的辦法是，建筑入口加裝平衡調節(jié)裝置，保障各建筑供回水壓差，進而保證樓棟流量。平衡調節(jié)裝置需配合圍護結構改造同步進行，才能最大限度的節(jié)約建筑能耗，實現建筑節(jié)能的效果。另為保障水力平衡，加裝平衡調節(jié)閥的同時也要對老舊管網進行管道及閥門的維護。

3 熱力站及熱源改造

在熱源及熱力站內進行循環(huán)水泵變頻改造、設置氣候補償系統(tǒng)、在熱力出口處安裝熱量表。氣候補償系統(tǒng)工作原理：1)當室外氣溫發(fā)生變化時，熱力站外的溫度傳感器將室外溫度傳遞給調度中心，通過調節(jié)一次網流量來調節(jié)二次網供熱量。這樣可在初寒、嚴寒、末寒期根據需熱量不同自行調節(jié)供熱量，以達到節(jié)省能源的效果。2)通過用戶設定時間控制器，根據不同時段的不同室溫要求供熱，達到無人時減少供暖量的效果。

4 建筑圍護結構節(jié)能改造

建筑物由圍護結構包裹，減少建筑物熱散失。據統(tǒng)計，建筑物本體散熱占整個建筑用熱量的65%以上，既有建筑的圍護結構改造是整個節(jié)能改造的重點。而且圍護結構改造投資費用非常低廉，節(jié)能效果確實很高。改造內容：外墻改造選用外保溫技術制作保溫層；外窗改造宜將單玻、推拉窗改造成雙玻、平開窗，或在原窗的一側加裝一樘保溫性能好的窗戶;選用合適材料(聚氨酯或擠塑聚苯板)對屋面制作保溫層。

5 結語

太原市政府對節(jié)能工作高度重視，近年來節(jié)能改造也在逐步進行。供熱企業(yè)擔負各地區(qū)大面積供暖任務，其耗能在各行業(yè)中屬前列，且能源支出在供熱企業(yè)的成本中占有很大比重。因此科學合理的利用能源，做好節(jié)能改造是各供熱單位都面臨的問題。節(jié)能改造完成后，預期供熱能耗會降低30%，從另一個角度來講相當于可擴網40%，增大了供熱能力。

供熱系統(tǒng)節(jié)能改造，是一項利國利民的環(huán)保工程，項目的實施不僅改善城市環(huán)境、提高城市居民的生活質量，同時為城市的快速發(fā)展奠定了堅實的基礎，是一項具有節(jié)能效益、社會效益、環(huán)保效益的多贏工程，項目的實施是必要的、可行的。

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On architectural power-supply metering and energy-saving adjustment and reconstruction

Zhang Zhongsheng

(TaiyuanThermalPowerCompany,Taiyuan030012,China)

According to the practice of the reconstruction project of the thermal metering, researches the energy-saving reconstruction approaches and adjustment principle for the thermal metering from the energy-saving, thermal metering, and adjustability, and illustrates the indoor thermal metering adjustment and reconstruction, secondary pipe network balance reconstruction, heating station and reconstruction measures for the heat resource, so as to achieve the environment-friendly and energy-saving aims.

thermal metering, automatic adjustment, energy-saving

1009-6825(2015)32-0121-02

2015-09-02

張仲生(1980- )，男，工程師

TU833

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