老舊樓房集中供暖和熱計(jì)量系統(tǒng)改造的研究

王　磊

(太原市熱力公司，山西 太原　030021)

在社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí)，城鎮(zhèn)之中建筑面積急劇增加，同時(shí)居民的居住條件以及房屋配套設(shè)施同樣也有了極大的提升。國內(nèi)建筑能耗數(shù)量是我國總能耗的20%左右，而供暖能耗又占據(jù)了建筑總能耗的50%左右。和一些西方發(fā)達(dá)國家對比而言，國內(nèi)的建筑供熱能耗值較高，建筑節(jié)能的潛力極大?，F(xiàn)階段，雖然我國社會與經(jīng)濟(jì)取得了快速的發(fā)展，但是能源短缺以及環(huán)境污染物問題卻日益嚴(yán)重，建筑節(jié)能也變得更為重要。我國一些城市集中供暖開始的時(shí)間相對較晚，在城市之中依舊存在一些老舊小區(qū)未能實(shí)施集中供暖，導(dǎo)致小區(qū)建筑的能耗非常高，很多情況下是依靠土暖氣或者燃?xì)獠膳姆绞竭M(jìn)行供暖，使得能源的利用效率非常低。另外，居民供暖節(jié)能意識較為薄弱，導(dǎo)致出現(xiàn)大量的能源浪費(fèi)。依照發(fā)達(dá)國家經(jīng)驗(yàn)來看，在推行分戶熱計(jì)量方式之后，可以有效節(jié)約20%左右的能源，通過推行供熱體制的改革，將供熱進(jìn)一步的推入市場，依據(jù)熱用戶自身的實(shí)際需求對供暖加以調(diào)控，依照用熱數(shù)量收取相應(yīng)的供暖費(fèi)用，這樣便可以有效的提升供暖與采暖雙方的節(jié)能積極性，從而也能夠達(dá)到良好的節(jié)能效果。

1　分戶熱計(jì)量系統(tǒng)的計(jì)量方式

1.1　用戶熱量表法

用戶熱量表原理如圖1所示。

在采取此種熱計(jì)量方式時(shí)，一般會出現(xiàn)下列問題：1)熱計(jì)量結(jié)果的修正。因?yàn)槭艿綉糸g傳熱的作用，而且不同建筑物所擁有的保溫效果也有所差異，會使得同樣大小、室溫相同的熱用戶因?yàn)樗幬恢糜兴町惗鵁嵊?jì)量結(jié)果有所差異。為了能夠確保相同位置、相等大小以及同等溫度的情況下，所收取供熱費(fèi)用保持一致，應(yīng)當(dāng)對各個(gè)位置的熱用戶熱計(jì)量數(shù)據(jù)加以修訂。2)水質(zhì)差引起的問題。因?yàn)樵诠峁艿乐?，不可避免的會出現(xiàn)結(jié)垢的問題，將使熱計(jì)量儀表發(fā)生堵塞，特別是使用機(jī)械式熱計(jì)量儀表裝置時(shí)，導(dǎo)致用戶熱計(jì)量的準(zhǔn)確性受到影響。因此，對于應(yīng)用熱量表的一些建筑在進(jìn)行供熱時(shí)需要對水體事先軟化處理。3)安裝的問題。很多老舊小區(qū)在進(jìn)行熱計(jì)量系統(tǒng)改造時(shí)，由于之前所建設(shè)的管道井空間有限，很多情況下不能達(dá)到熱計(jì)量儀表安裝時(shí)所需的直管長度，從而在一定程度上會影響到熱計(jì)量的準(zhǔn)確性。

1.2　通斷時(shí)間面積法

其是在熱力入口位置安裝上熱計(jì)量儀表裝置，從而對整棟建筑或者整個(gè)單位的熱用量加以統(tǒng)計(jì)，并且在各個(gè)用戶供暖回路之中加設(shè)電動閥門，依靠閥門接通與斷開對供熱量進(jìn)行調(diào)節(jié)，并對室內(nèi)的溫度加以調(diào)控，通過計(jì)算閥門接通時(shí)間以及用戶居住面積，再和整個(gè)建筑物總面積進(jìn)行對比，采用分?jǐn)傆?jì)算的方式得出每一個(gè)用戶具體用熱量。但是，因?yàn)榇嬖趹糸g傳熱現(xiàn)象以及末端供熱不平衡的問題，會使得計(jì)量分?jǐn)偨Y(jié)果存在誤差。

1.3　熱分配計(jì)法

將熱計(jì)量儀表設(shè)置在通向散熱裝置的管道之中，如此便可以直接得出流徑散熱裝置的熱流量。熱計(jì)量方法能夠應(yīng)用在多種供暖系統(tǒng)之中，對于熱用戶室內(nèi)的布局不會造成影響，尤其是針對一些老舊建筑而言，由于熱量分配計(jì)和熱介質(zhì)不存在接觸問題，所以裝置發(fā)生故障的概率也非常小，使用過程中更加經(jīng)濟(jì)。不過，針對一些建筑物因?yàn)槠洳捎玫拇怪惫┡艿溃恳粦糁芯O(shè)置有立管和上下層用戶公用，此種情況下用戶的熱量表便不適宜采用這樣的方式進(jìn)行計(jì)量。

2　老舊建筑集中供暖和熱計(jì)量系統(tǒng)改造實(shí)例分析

2.1　改造案例供暖系統(tǒng)介紹

我公司于2015年承接了汾河一壩、晉泉小區(qū)、金座公寓、金剛里省委小區(qū)、青年宮宿舍等多個(gè)老舊小區(qū)供暖系統(tǒng)改造項(xiàng)目。在這些小區(qū)之中，供暖系統(tǒng)的形式包含有兩種類型，其一是依照不同用戶預(yù)置熱計(jì)量儀表裝置，從而形成戶內(nèi)獨(dú)立循環(huán)系統(tǒng)；其二是通過建筑中公用的立管實(shí)現(xiàn)分單元控制。在進(jìn)行熱計(jì)量系統(tǒng)改造之前，針對老舊建筑工程的圍護(hù)結(jié)構(gòu)以及熱工性能等加以診斷。

2.2　室內(nèi)熱計(jì)量系統(tǒng)與溫度調(diào)控改造方案

1)垂直單管跨越式改造方案。針對順流式的單管供熱系統(tǒng)，通過垂直單管跨越式改造方案完成改造工作。在改造過程中加設(shè)跨越管以及溫控閥門并于散熱器中部加裝熱分配器等，改造后系統(tǒng)形式如圖2所示。

要想確保流徑散熱系統(tǒng)的水量能夠進(jìn)行調(diào)控，在散熱系統(tǒng)的水平支管的入口位置設(shè)置三通溫控閥門，并在散熱系統(tǒng)的水平支管間設(shè)置跨越管，同時(shí)，在散熱器中部加裝熱分配器。經(jīng)過上述的改造之后，便可以依照不同負(fù)荷波動而實(shí)時(shí)的對熱流量加以調(diào)控，確保室內(nèi)溫度值能夠保持在設(shè)定的溫度范圍之中，不僅為用戶提供了舒適的居住環(huán)境，同時(shí)也達(dá)到了節(jié)能的目標(biāo)。

2)垂直雙管式改造方案。此種熱計(jì)量改造方式是在散熱系統(tǒng)的水平支管的入口位置設(shè)置兩通溫控閥門，同時(shí)，在散熱器中部加裝熱分配器。改造之后系統(tǒng)形式如圖3所示。

要想確保供熱計(jì)量的分戶調(diào)節(jié)，應(yīng)當(dāng)在散熱裝置入口位置加設(shè)溫控閥門，如此便能夠確保供暖系統(tǒng)能夠調(diào)控，還可以使得樓層高度對于水力工況帶來的影響變得要小。但是，因?yàn)榇朔N改造檔案易使出現(xiàn)垂直重力失調(diào)問題，所以，一般僅僅應(yīng)用在低層供暖系統(tǒng)改造過程中。

3)水平單管跨越式改造方案。此種改造方案是針對不同房間之中散熱裝置串聯(lián)在一起的情況，在散熱系統(tǒng)的水平支管的入口位置設(shè)置三通溫控閥門，并在散熱系統(tǒng)的水平支管間設(shè)置跨越管，同時(shí)，在散熱器中部加裝熱分配器，對用戶的實(shí)際用熱量加以計(jì)量。改后系統(tǒng)形式如圖4所示。

4)管道井雙立管改造方案。此種改造方案是在管道井中為每戶安裝熱計(jì)量表實(shí)現(xiàn)分戶計(jì)量。難度是管道井空間狹小、位置不理想等導(dǎo)致計(jì)量表前后直管段不好保證。改后系統(tǒng)形式見圖5。

3　改造效果分析

經(jīng)過改造之后的5個(gè)小區(qū)，對改造前后的耗熱量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析，得出相關(guān)數(shù)據(jù)見表1。

表1　不同小區(qū)改造前后的節(jié)能效率分析

在集中供熱和熱計(jì)量系統(tǒng)改造之前，不少的熱用戶反映均未能達(dá)到溫度要求，經(jīng)常出現(xiàn)冷熱不均的問題，建筑耗熱量較高。由于供暖效果不理想，導(dǎo)致熱用戶不滿情緒激增，供熱管理方和居民之間的矛盾日益突出，供熱收費(fèi)率也偏低，往年只有70%左右。在經(jīng)過改造之后，因?yàn)樵O(shè)置了平衡閥門、溫控閥門等，確保室內(nèi)問題能夠保持穩(wěn)定，使得居民的舒適度極大提升，用戶滿意度顯著增高，而且供熱收費(fèi)率也超過了92%。在實(shí)施改造之后，建筑節(jié)能效果也非常良好，系統(tǒng)運(yùn)行工況穩(wěn)定，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益以及社會效益。

4　結(jié)語

國內(nèi)很多的老舊建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能性相對差，而且供熱管理調(diào)節(jié)的方式與方法也較為落后，較大范圍內(nèi)實(shí)施供暖計(jì)量的條件依舊不具備，要求我們需要結(jié)合目前的我國不同地區(qū)集中供暖現(xiàn)實(shí)情況，不斷學(xué)習(xí)國外成功經(jīng)驗(yàn)，從全局出發(fā)積極推行能源審計(jì)工作，開展建筑節(jié)能改造，確保我國熱計(jì)量事業(yè)能夠健康、穩(wěn)定的發(fā)展。