熱能梯級利用在供熱運行中的研究運用

華麗娟

摘 要：康平小區(qū)存在兩種供熱方式：①民用住宅系統(tǒng)利用散熱片供熱；②醫(yī)院門診樓、病房樓、商業(yè)辦公樓通過醫(yī)院換熱站提供熱源，利用中央空調(diào)供熱。如果用同一套供熱熱備供熱，兩種供熱方式因散熱設備不同，散熱速度和介質(zhì)流動速度差別大，用戶供熱質(zhì)量無法同時滿足。所以供熱成立以來，醫(yī)院換熱站一直存在兩套獨立的供熱設備給兩套系統(tǒng)供熱，能耗及職工勞動強度大。本文采用熱能梯階原理將兩套設備系統(tǒng)合并為一個供熱系統(tǒng)：即利用民用回水作為中央空調(diào)供水。同時在中央空調(diào)回水和民用回水中間加裝流量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)系統(tǒng)流量。熱能梯級供熱方案不僅滿足供熱質(zhì)量，而且節(jié)能降耗效果好，一個小區(qū)出現(xiàn)多種供熱方式時，可廣泛推廣使用。

關鍵詞：熱能；梯級；供熱運行；提高供熱；質(zhì)量

中圖分類號：TK114 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）11-0211-01

1 供熱現(xiàn)狀

1.1 康平小區(qū)醫(yī)院換熱站原有兩套獨立的供熱系統(tǒng)

（1）民用供熱系統(tǒng)，用戶為居民，面積11萬m2，有55kW循環(huán)泵2臺，換熱器2臺。

（2）醫(yī)院中央空調(diào)供熱系統(tǒng)，為醫(yī)院中央空調(diào)提供熱源，用戶為中原油田職工醫(yī)院，面積4.2萬m2。有45kW循環(huán)泵2臺，換熱器1臺。

1.2 華龍商業(yè)大廈申請并入換熱站熱網(wǎng)

華龍商業(yè)大廈位于康平小區(qū)工業(yè)區(qū)，面積0.9萬m2，采用中央空調(diào)散熱，由大廈自己的燃煤小鍋爐提供熱源，由于小鍋爐能耗大，能耗加人工約耗資160萬元/年，且安全系數(shù)低，污染環(huán)境。早在2011年華龍商業(yè)大廈就要求并入醫(yī)院供熱站熱網(wǎng)，因沒有找到合適的連接方案，所以一直沒有并入換熱站熱網(wǎng)。

2 研究目標

制定新型合理供熱連接方案合并兩種不同的供熱系統(tǒng)降低能耗和人工成本，提高生產(chǎn)效率。

3 問題研究分析

3.1 兩種系統(tǒng)的不同特點

中央空調(diào)系統(tǒng)采用風機盤管強制散熱，與采用散熱片散熱的民用供暖系統(tǒng)比，散熱速度快。

中央空調(diào)散熱盤管比民用系統(tǒng)散熱片管徑細、拐彎多、阻力大，介質(zhì)流動速度慢。

若站內(nèi)用一套供熱系統(tǒng)，采用常用的并聯(lián)方法將中央空調(diào)主管線和民用主管線并聯(lián)，將出現(xiàn)以下問題：開啟中央空調(diào)系統(tǒng)增壓泵，則流量大部分被中央空調(diào)搶去，造成民用用戶不熱，而中央空調(diào)系統(tǒng)過熱的現(xiàn)象。

關閉中央空調(diào)系統(tǒng)增壓泵，因中央空調(diào)管網(wǎng)阻力較大，中央空調(diào)因流量不足而不熱。

常用的兩系統(tǒng)并聯(lián)連接方案不可行。

3.2 利用熱能梯級原理將兩系統(tǒng)合并為一個系統(tǒng)

（1）醫(yī)院中央空調(diào)系統(tǒng)面積4.0萬m2，熱負荷為40000m2×80W/m2=3200kW。

民用供暖系統(tǒng)回水溫度一般為40℃，總流量G=400m3/h，中央空調(diào)室內(nèi)溫度為20℃，水的比熱容4.2×103J/kg，民用總回水溫度降為20℃的散熱量（余熱）為Q=G×（t1-t2）×C=400kg×103/3600s×（40-20）℃×4.2×103J/kg℃=9330kW。民用回水余熱9330大于中央空調(diào)熱負荷3200kW。

（2）因中央空調(diào)系統(tǒng)的風機強制散熱速度快，所以需要大流量小溫差的供熱方式。所以民用總流量能滿足中央空調(diào)流量需求。

（3）結(jié)論：如果用民用回水作為中央空調(diào)供水將兩系統(tǒng)串聯(lián)，熱量和流量完全可滿足中央空調(diào)需求。即可利用熱能梯級原理將兩系統(tǒng)合并為一個系統(tǒng)。

4 措施制定

4.1 站內(nèi)措施

利用熱能梯級原理對站內(nèi)兩套系統(tǒng)進行合并改造，圖1是站內(nèi)流程圖。

4.2 工業(yè)區(qū)華龍商業(yè)大廈入網(wǎng)措施

（1）同樣華龍商廈中央空調(diào)也可采用熱梯級利用原理連入工業(yè)區(qū)總回水管上。因華龍大廈位于工業(yè)區(qū)中，如果將華龍大廈供回水就與回水主管線連接，啟動華龍商廈增壓泵，B點壓頭升高，A點壓頭降低，建筑工程處因流量減少供暖溫度不達標，方案一不可行。

（2）將接頭放在工業(yè)區(qū)總回水管線的最末端C點。

（3）商業(yè)辦公樓的用暖時間通常不固定或停電，停暖時人工開關閥門耗費人力且很麻煩。

解決辦法：在兩接頭間安裝旁通止回閥。華龍大廈用暖時啟動增壓泵，E點壓頭高于C點壓頭，止回閥自動關閉，旁通管沒有流量通過；華龍不用暖時，停止循環(huán)泵C點壓頭高于E點壓頭止回閥自動開啟，水流從旁通管通過，工業(yè)區(qū)用戶正常供熱，采用這種接法不管華龍大廈是否用暖都不影響工業(yè)區(qū)其他用戶用暖，而且不需人力去頻繁開關閥門。

5 改造效果

方案實施后，由于站內(nèi)壓損降低，民用、中央空調(diào)用戶溫度回訪都達標。用戶反映良好。小區(qū)部分供熱質(zhì)量較差的末端單體壓差及用戶室溫合格率、收費率都明顯提高。

6 效益情況

6.1 經(jīng)濟效益

（1）一個采暖季節(jié)電能（110-80）kW×24h×120d×0.68元/kWh=84200元。

（2）華龍商業(yè)大廈采暖費用由160萬/年降為大廈采暖繳費9000m2×36元/m2=324000元。

（3）年創(chuàng)凈效益：160+8.4-32.4=136萬元。

6.2 社會效益

（1）降低能耗。節(jié)約資源和人工成本。

（2）提高供熱質(zhì)量，樹立供熱良好形象。

收稿日期：2018-3-15