智能化板式換熱機(jī)組在集中供熱中的應(yīng)用

谷志濤

（邢臺市熱力公司，河北邢臺054000）

1 引言

城市化的建設(shè)和人口發(fā)展，冬季供熱成為居民當(dāng)前的主要需求，同時(shí)，為了滿足人們需求，還要求工作人員能夠?qū)Ξ?dāng)前供熱質(zhì)量進(jìn)行有效提高，做到既能源節(jié)約，還能減輕熱能使用對大氣造成的各種污染問題。由于現(xiàn)階段人們的生產(chǎn)發(fā)展產(chǎn)生了巨大變化，在當(dāng)前的房屋建設(shè)工作中，更加注重房屋保暖、透氣。但是想要更好地滿足當(dāng)前人們的整體需求，還需要采用一些必要措施和設(shè)備，智能化板式換熱機(jī)組就成了首要選擇。

2 智能化板式換熱機(jī)組市場現(xiàn)狀

在我國當(dāng)前的整體建筑面積中，有70%的建筑采用了各種形式的集中供暖，同時(shí)也使得我國一些采暖地區(qū)和非采暖地區(qū)的整體集中供暖面積呈現(xiàn)出上升趨勢。由于我國當(dāng)前的工業(yè)化和整體能源結(jié)構(gòu)都處于轉(zhuǎn)型階段，有著相對較大的能源缺口，且建設(shè)單位在設(shè)計(jì)建筑供暖中，增加了建筑需要承擔(dān)的負(fù)荷，但整體供暖換熱站工作效率卻相對較低。例如：在我國冬季相對寒冷的地區(qū)，空調(diào)的熱負(fù)荷為65～80W/m2左右，而處在相同維度的發(fā)達(dá)國家，其空調(diào)熱負(fù)荷為35～45W/m2，可以說有著巨大的差異。這些差異雖然是因?yàn)楫?dāng)初在房屋設(shè)計(jì)工作中，對于保暖工作的設(shè)計(jì)不到位，但是更多得還是因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)過程中沒有采用智能化板式換熱機(jī)組，造成了熱能不集中，出現(xiàn)熱能浪費(fèi)。

3 智能化板式換熱機(jī)組的整體構(gòu)造和特點(diǎn)

3.1 智能化板式散熱機(jī)的整體結(jié)構(gòu)

板式換熱機(jī)組在組成上主要由兩個(gè)部分構(gòu)成，這兩個(gè)部分為熱源側(cè)循環(huán)系統(tǒng)以及用戶側(cè)水循環(huán)系統(tǒng)兩大類。而在熱源側(cè)循環(huán)系統(tǒng)中，主要是由電場或者供熱單位向這一系統(tǒng)提供熱源的方式進(jìn)行的；而用戶側(cè)水循環(huán)系通常情況下是通過低溫自來水以及循環(huán)式水泵、閥門和運(yùn)輸管道組成，這些設(shè)備之間相互聯(lián)系，和用戶之間形成了相對統(tǒng)一的環(huán)路[1]。同時(shí)，這兩個(gè)循環(huán)系統(tǒng)都是通過板式換熱器來進(jìn)行熱能交換，從而完成當(dāng)前熱能向用戶側(cè)的傳導(dǎo)。在當(dāng)前發(fā)展時(shí)期，為了能夠保證供暖工作的穩(wěn)定，防止供暖管道中出現(xiàn)水垢，從而直接影響到整體供暖，還需要在這兩個(gè)循環(huán)系統(tǒng)中，增添一項(xiàng)特殊部件進(jìn)行完善，這類部件可以是控制元件，儀表或者過濾器等；用戶側(cè)水循環(huán)系統(tǒng)中，還可以安裝電子除垢、水溫傳感器和具有編程功能的控制器等，因此，就需要將各個(gè)地區(qū)的控制與遠(yuǎn)程控制結(jié)合起來，從而保證溫度穩(wěn)定。

3.2 板式換熱機(jī)組的智能化控制特點(diǎn)

在板式換熱機(jī)組工作中，使用智能化控制系統(tǒng)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對機(jī)組的有效控制，還能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)運(yùn)行，節(jié)約供熱部門人力資源。對于控制系統(tǒng)而言，主要是由過熱能控制器以及專業(yè)控制軟件組成，可以同時(shí)為熱網(wǎng)、熱源以及熱力控制站提供完善的方案。同時(shí)，這項(xiàng)自動(dòng)化系統(tǒng)還可以針對不同客戶對熱能的需求進(jìn)行控制。專用控制器與專家控制軟件的結(jié)合，不僅能夠節(jié)約對通訊控制系統(tǒng)的使用，熱源單位降低成本，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)當(dāng)前對補(bǔ)水泵和控制閥的自動(dòng)控制，從而保證板式換熱機(jī)組的智能化應(yīng)用，體現(xiàn)出該系統(tǒng)在熱能供應(yīng)中，經(jīng)濟(jì)適用、便于調(diào)試與維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)[2]。

3.3 提升傳熱效率，便于檢修

熱能在傳遞過程中，由于會在管道中出現(xiàn)水垢等因素，造成了熱量供應(yīng)不均衡，熱能浪費(fèi)等問題，而板式換熱器的設(shè)計(jì)，采用了獨(dú)特的設(shè)計(jì)手法，能夠保證熱能在傳輸過程中，在流道內(nèi)有著不同方向，并且還能將速度控制在3～5m/s，讓熱能的流動(dòng)速度能夠長期保持在烈紊流的狀態(tài)下，同時(shí)，在保證流速的同時(shí)，還能保證使固粒處于懸浮狀態(tài)，從而降低了管道結(jié)垢概率，最終增強(qiáng)了傳熱能力。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提升，在設(shè)計(jì)板式換熱器時(shí)，加入了全新材料與制作工藝，并減少了熱量阻力，從而能夠保持長期穩(wěn)定的傳熱系數(shù)。此外，板式換熱器在工作進(jìn)程中，所占用的整體環(huán)境相對較小，在組合上也處于相對靈活的狀態(tài)，保障該項(xiàng)設(shè)備實(shí)施的調(diào)整與維修。

4 智能化板式換熱機(jī)組的應(yīng)用

4.1 智能化板式換熱機(jī)組的作用

通過在戶外安裝傳感器的方式，能夠有效及時(shí)地對室外溫度進(jìn)行獲取，從而使機(jī)組能夠直接獲取戶外實(shí)際溫度進(jìn)行分析，并根據(jù)不同室外溫度，計(jì)算出當(dāng)前供水溫度需求。然后，再經(jīng)由安裝到一次熱源閥門上，實(shí)現(xiàn)對溫度和熱量的控制，完善智能化板式換熱機(jī)組的供暖工作[3]。

同時(shí)，智能化建筑和綠色建筑已經(jīng)成為未來建筑的發(fā)展方向，而其中的“綠色”是一種概念，“智能”是一種手段，因此，這就要求綠色建筑的規(guī)劃采用綠色的方式和概念，在應(yīng)用智能技術(shù)的同時(shí)，加大綠色生態(tài)設(shè)施、新能源管理與監(jiān)控的應(yīng)用。智能技術(shù)是智能建筑的一個(gè)技術(shù)要點(diǎn)，在綠色建筑技術(shù)導(dǎo)則中，要求通過智能技術(shù)來支撐系統(tǒng)與產(chǎn)品的開發(fā)，從而提高綠色建筑的性能，設(shè)置可有效滿足用戶功能性、舒適性和安全性的智能化系統(tǒng)。因此，在智能化板式換熱機(jī)組應(yīng)用的過程中，還需要加強(qiáng)對環(huán)境的保護(hù)意識與能源節(jié)約意識，這樣就需要工作人員在滿足當(dāng)前供暖需求的基礎(chǔ)上，能夠不斷調(diào)整控制閥溫度，從而能夠保證通過熱站的管網(wǎng)中，熱水能夠一直處于飽滿狀態(tài)。這樣就完善了熱源對換熱機(jī)組的供應(yīng)，還能有效降低大氣污染。此外，關(guān)于補(bǔ)水泵和循環(huán)泵的使用情況，不僅保證了熱源供應(yīng)中，不會出現(xiàn)器械超負(fù)荷工作情況，還能提供良好工作基礎(chǔ)與保障。

4.2 實(shí)現(xiàn)智能化控制

采用智能化控制系統(tǒng)，能夠全面實(shí)現(xiàn)工作人員針對換熱機(jī)組進(jìn)行的遠(yuǎn)程手動(dòng)控制，讓換熱機(jī)組做到自動(dòng)化運(yùn)行。在這項(xiàng)智能化控制系統(tǒng)中，主要是由控制器以及專家軟件這兩種技術(shù)組成，同時(shí)還能為當(dāng)前熱源、熱網(wǎng)、熱站以及熱力用戶中出現(xiàn)的問題提供全面的解決方案。以兩臺循環(huán)泵并聯(lián)運(yùn)行為例，采用定水量運(yùn)行時(shí)，全年水泵運(yùn)行電功耗 P0為：P0＝2φ0N0T0，式中：N0——單臺循環(huán)水泵的額定電功耗，kW；φ0——容量系數(shù)，可取為0.9；T0——系統(tǒng)全年的運(yùn)行小時(shí)數(shù)，h/a。采用分段啟動(dòng)、同步變頻運(yùn)行時(shí)，全年水泵運(yùn)行的電功耗PI的公式：

式中：Q0、△P0、η0、N0——分別表示單臺水泵工頻運(yùn)行時(shí)的流量、揚(yáng)程、效率、功率；Q0′、△P0′、η0′、2N0——分別表示兩臺水泵并聯(lián)工頻運(yùn)行時(shí)的流量、揚(yáng)程、效率、功率；Qi、△Pi、ηi、Ti——分別表示對應(yīng)不同的負(fù)荷率，水泵變頻運(yùn)行時(shí)的流量、揚(yáng)程、效率、運(yùn)行小時(shí)數(shù)

5 結(jié)語

在綠色建筑中，建設(shè)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)主要是通過實(shí)施運(yùn)營管理達(dá)到。借助智能化板式換熱機(jī)組智能化控制、傳熱效率，便于檢修等特點(diǎn)，加強(qiáng)其在城市供暖中的應(yīng)用。在改進(jìn)傳統(tǒng)物業(yè)設(shè)施服務(wù)的基礎(chǔ)上，采用現(xiàn)代化的信息技術(shù)和智能化技術(shù)手段，達(dá)到建筑節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)。