淺析供熱工程節(jié)能設計

摘 要：供熱工程是房屋建筑在投入使用后產(chǎn)生能耗的最主要部分，在能源日益緊缺的今天，如何使供熱工程達到節(jié)能的目的是必須重點關注的問題。文章介紹了目前房屋建筑工程幾種常見的供熱方式，討論了供熱工程節(jié)能設計的相關策略。

關鍵詞：供熱工程；節(jié)能；降低能耗；策略

前言

隨著經(jīng)濟和社會的發(fā)展，近十幾年以來建筑事業(yè)在我國的發(fā)展方興未艾，據(jù)統(tǒng)計房屋建筑工程投入使用后的能耗占全國總能耗的10%以上，是消耗能源的“大戶”，其中采暖能耗占據(jù)了房屋建筑能耗的大部分，在能源日益緊缺的今天，提倡建筑節(jié)能是大勢所趨，因此從供熱采暖工程入手，通過科學地選擇供熱方式并采取有效設計策略，在保證供熱的前提下最大限度地縮減能源消耗。

1 房屋建筑工程常見供熱方式

由于我國經(jīng)歷了計劃經(jīng)濟到市場經(jīng)濟的發(fā)展過程，這也對我國城市居民供熱方式帶來影響，在此過程中產(chǎn)生了多種供熱方式，如下：

1.1 集中供熱方式

集中供熱是當前我國城市中最主要的供熱方式，其是利用一個或若干個熱源通過鋪設的熱網(wǎng)向一定區(qū)域的用戶供熱的方式，燃料熱源有煤、重油、天然氣等，為了應對化石能源日益枯竭的局面，地熱、太陽能等二次能源在供熱工程中的應用也逐漸增多，除此之外，利用工業(yè)余熱、生活垃圾焚燒等作為熱源在一些西方國家也成為主流技術，這在很大程度上做到了廢物綜合利用。以近年來較熱門的熱電聯(lián)產(chǎn)為例，其是將發(fā)電廠除了實現(xiàn)發(fā)電的功能外，還作為供熱來源，主要原理是：鍋爐產(chǎn)生的蒸汽在經(jīng)過汽輪發(fā)電機做功后，帶有余熱的蒸汽進入熱網(wǎng)進行供熱，由于熱電聯(lián)產(chǎn)的蒸汽熱效率更高，并且實現(xiàn)了對余熱的充分利用，因此成為一種較為理想的集中供熱方式。相對于分散式鍋爐供熱，集中供熱占地面積小，對環(huán)境的影響也較小，且由于鍋爐規(guī)模較大，使得能源利用率更高，可超過85%，因此發(fā)展速度較快。

1.2 區(qū)域鍋爐房供熱方式

區(qū)域鍋爐房供熱是我國傳統(tǒng)的供熱方式，其熱效率比集中供熱低，大概在70%左右，一般是采用燃煤作為熱媒，雖然技術非常成熟，但由于耗能太高，再加上鍋爐房與小區(qū)距離太近導致大氣污染嚴重等缺點，使得這種供熱方式在發(fā)達國家正處在逐步淘汰的階段。為降低熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱的熱化系數(shù)，使熱電廠發(fā)揮出最佳的經(jīng)濟效益，通常會在區(qū)域內(nèi)根據(jù)需要建設一定數(shù)量的區(qū)域鍋爐房負責調(diào)峰任務，使得這種供熱方式在相當長的一段時間內(nèi)還將繼續(xù)存在。

1.3 分散燃氣鍋爐供熱方式

分散燃氣鍋爐的熱源為燃氣，與燃煤鍋爐相比其熱效率更高，并且燃燒產(chǎn)生的污染更少，鍋爐供熱過程中不產(chǎn)生對環(huán)境有害的固廢，另外分散燃氣鍋爐可實現(xiàn)自動化控制，便于維修。

2 我國城市供熱工程節(jié)能設計的必要性

雖然集中供熱在我國城市中已經(jīng)十分普遍，且正在向著大型化、環(huán)?；?、自動化的方向發(fā)展，但由于歷史原因，當前為數(shù)眾多的供暖企業(yè)還是沿襲了傳統(tǒng)的運作方式，導致了大量能源的浪費，主要體現(xiàn)在：第一，熱源仍然以煤炭為主，較低的熱效率帶來了巨大浪費；第二，技術設備相對落后，我國供熱尚未真正走上市場化的道路，熱企之間沒有形成良性競爭，因此雖然設備升級改造已是大勢所趨，但由于供熱工程相關設備價格昂貴，企業(yè)不愿過早升級換代；第三，在用戶層面，當前分戶計量供熱還沒有得到廣泛推行，大量的用戶還不能自行調(diào)節(jié)和控制供熱，而且單純按面積計算熱費的方式并不能調(diào)動用戶節(jié)能的熱情。

3 供熱工程節(jié)能設計相關策略

在設計層面，可通過科學的設計使供熱工程在滿足用戶室內(nèi)溫度質(zhì)量要求的前提下最大限度地節(jié)約能源，為可持續(xù)發(fā)展做出貢獻。實際工作中，可從熱源、供熱管網(wǎng)和用戶三個層面采取有效設計策略達到節(jié)能的目的。

3.1 熱源節(jié)能設計

首先，應因地制宜地選擇熱源，充分利用熱電聯(lián)產(chǎn)、地熱、垃圾焚燒等方式，減少煤的燃燒。其次，對于普遍應用的燃煤鍋爐，鍋爐是否處于最佳運行狀態(tài)是決定能耗高低的主要因素，而決定鍋爐運行狀態(tài)的因素主要就是供煤量和供水量的控制，為此，應科學選擇循環(huán)水泵。循環(huán)水泵如果設計流量不足就無法滿足鍋爐供水的要求，而水泵設計流量過大就會導致水泵的效率發(fā)揮不出來，增加了能耗。另外由于設備自身原因，一般總循環(huán)水量大于標稱循環(huán)水量，這就可能導致鍋爐內(nèi)的阻力大于說明書中標稱的阻力值，在一定程度上降低了鍋爐的使用壽命，為了解決這一問題，實際工作中可以在循環(huán)水泵與鍋爐的供回水管之間設置一個旁通管，通過這樣的設計避免爐內(nèi)阻力超標。

3.2 供熱管網(wǎng)節(jié)能設計

供熱管網(wǎng)是通過數(shù)量眾多的管路連通熱源與用戶之間的管道網(wǎng)絡，科學設計供熱管網(wǎng)在供熱系統(tǒng)的節(jié)能降耗中起到至關重要的作用。在實際運行中由于多方面的原因使得各管道中被分配的流量經(jīng)常與用戶設計流量之間存在不相符的情況，即通常所說的水力失調(diào)現(xiàn)象，對于靜態(tài)水力失調(diào)，可通過設置自力式流量控制閥和靜態(tài)水力平衡閥消除，而對于動態(tài)水力失調(diào)則主要設置自力式壓差控制閥。為充分保證用戶的流量，傳統(tǒng)的做法是采用大功率循環(huán)水泵將總流量放大，然而這種做法的局限性在于大功率水泵的電耗太大，不符合節(jié)能要求。根據(jù)熱力學原理可知在供熱過程中循環(huán)水量與供回水溫差之間反相關，即為抵消水力失調(diào)，通過增加供回水溫差可以降低循環(huán)水量，實踐證明一級網(wǎng)、動力一級網(wǎng)和二級網(wǎng)三者的最佳供回水溫差分別為40℃、35℃和20-50℃。

由于供熱管網(wǎng)錯綜復雜，任何一個環(huán)節(jié)沒有考慮到都有可能造成浪費，因此實際工作中必須統(tǒng)籌兼顧，根據(jù)當?shù)氐臍夂?、當時的氣溫、地質(zhì)條件、水流量等科學計算，提高熱網(wǎng)的運行效率。

3.3 用戶端節(jié)能設計

實踐證明傳統(tǒng)的按面積收取熱費的方式會造成大量的浪費，而按熱量收費的方式在很大程度上能降低熱量浪費。要實現(xiàn)按熱量收費就需要給用戶安裝調(diào)節(jié)閥門和熱量分配表，用戶可根據(jù)室內(nèi)溫度的需要自行調(diào)節(jié)流量，流量越少則收費越低，這樣就充分調(diào)動了用戶主動節(jié)約的積極性，通過全面實施按熱量收費可大幅降低建筑能耗。

4 結(jié)束語

供熱工程要實現(xiàn)節(jié)能降耗的目的，不僅需要合理設計，而且還要供熱企業(yè)的科學管理，并不斷提升用戶的節(jié)能意識，真正實現(xiàn)按需供熱，多管齊下，共同推動社會的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

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