第八章建筑供热.供暖节能技术

八、建筑供热、供暖节能技术8—1供暖系统的构成？热源(锅炉等设备)一热网、输送系统(水泵及管网)一热用户(末端设备、散热设备)；由热源、热网和热用户组成的系统，称为供暖供热系统。8—2热源的种类有哪些?集中供热热源有：热电厂余热(蒸汽和热水)、区域锅炉房(蒸汽和热水)、工业余热、地热水供热、热泵机组、直燃机。8—3什么是供暖供热系统节能？实现供暖供热系统节能，首先，需要提高两个效率，即锅炉运行效率和管网输送效率；其次，是提高末端设备的换热效率。其中，锅炉运行效率为锅炉产生的、可供有效利用的热量与其燃烧的煤燃气、油所含热量的比值。在不同条件下，又可分为锅炉铭牌效率(又称额定效率，指锅炉在设计工况下的效率)和锅炉运行效率(指锅炉实际运行工况下的效率)。为实现供暖供热系统节能，必须强调提高锅炉运行效率。而室外管网输送效率为管网输出总热量输入总热量减去各段热损失)与管网输入总热量的比值。通过几个方面能效比的提高，在保证用户的需求的条件下，降低供暖系统的能耗，降低运行成本。8—4什么是供热系统综合能效指标？供热系统综合能效指标，考虑了系统的总耗能量，包括燃料消耗量和相关电力消耗量，从而把耗煤量和水输送系数两个指标结合。&=R∑Qf／∑Qz式中&——供热系统综合能效指标；R——室温合格率；R∑Qf——达到热用户要求室温的有效热量；Qz——系统年耗能量，包括热源的燃料耗热量与系统用电设备电力消耗的折合热量。8—5供暖供热系统能耗过高的原因？(1)建筑围护结构的能耗损失与建筑形式、使用功能、所在地域、建筑材料等因素有关。(2)供暖供热系统能耗损失与设计、系统形式、供热方式、输送方式、管网平衡、系统调试、运行管理等因素有关。(3)在技术方面，供暖供热设计往往存在不利于节能的先天性缺陷，如设计热负荷偏高，因而选用设备偏大，形成锅炉低负荷运行，水泵大流量运行等；运行管理水平低、能耗大，如供暖运行方式不合理、缺少科学的运行调节等。8—6供暖供热系统可以从哪些方面开展节能？为推进供暖供热系统节能，可从以下几方面着手：(1)设计前期与建筑协调配合，做好负荷模拟，有条件的应对同地域同类项目进行负荷调研，合理配置热源负荷，确定供热系统方式、输送方式；系统设计外网应注意水力失调，室内管网必须做水力平衡计算；有条件应合理配置成熟的自控管理系统。(2)施工时应确保设计要求的落实，确保材料、特别是保温材料的质量和施工质量。(3)系统必须进行平衡调试，确保系统的运行质量。在旧有供暖供热系统节能改造方面，大力推广全国供暖网的总结和推荐，并在实践中收到明显节能效益的12项《锅炉供暖节能技术措施》。(4)在新建节能住宅实施“热表到户，计量收费”，在旧有非节能住宅中逐步实施“热表到户，计量收费”。(5)在新建的供暖供热系统中，实现远期配套的动态调节方面，由我国近期不完善的静态调节，过渡到远期配套的动态调节(如国外早已普遍使用的散热器温控阀、气温补偿器、压差遥控器以及调速循环泵等)，需要一段较长的时间。目前国外产品已大量涌进，国内厂家引进产品国产化或自行开发的产品也层出不穷，应尽快将进口的、国产的动态调节设备分别配套使用在整个供暖供热系统的试点工程上，以便总结经验，研究适合于我国国情的远期动态调节技术，择优选用。(6)在节能立法和政策方面，建议制定《城市锅炉供暖运行节能标准》；新建供暖供热系统的节能资金投入应纳入基建投资；旧有供暖供热系统的节能改造费应纳入供暖成本；制定锅炉、供暖运行节能的奖励政策；建立锅炉供暖节能奖励基金。(7)热源节能：应该包括锅炉房和换热站(供热站)内的所有节能。主要应提高能源转换的效率，包括锅炉和换热器的效降、降低输送系统的能耗(风机和水泵的能耗)；降低辅助系统的能耗包括煤、灰和排污等系统的能耗。(8)热网节能：应包括热网的各项能量损失的减少。减少散热损失是热网节能的重要一环，由于管道保温达不到标准要求而失热能是不允许的；由于热网上用户距热源远近不同，造成的不平衡而产生的热损失，必须力求避免；由于种种原因供热系统内热媒—热水通过热网的某些环节造成损失也会导致能源的浪费。l(9)用户节能：用户的供热系统的节能应该包括保证管网系统平衡，不出现垂直失调(上热下冷)；保证室内系统不漏水；使室内供热系统便于调节和计量，避免因供暖过热引起的开窗等能耗损失。’8—7建筑集中供热热源形式选择应符合什么原则?居住建筑集中供热热源形式选择，应符合以下原则：(1)以热电厂和区域锅炉房为主要热源；在城市集中供热范围内时，应优先采用城市热网提供的热源。(2)在技术经济合理的情况下，宜采用冷、热、电联供系统。(3)集中锅炉房的供热规模应根据燃料确定，采用燃气时，供热规模不宜过大，采用燃煤时供热规模不宜过小。(4)在工厂区附近时，应优先利用工业余热和废热。(5)有条件时应积极利用可再生能源，如太阳能、地热能等。8—8为什么要进行供热供暖热计量？供热供暖系统有热源、输送和用户端组成，除了热源、输送系统的供热效率，用户端的能耗使用情况，使用效率需要通过热计量得出；同时，可改变过去不按用户端使用的热量计费而按平方米均摊的收费办法，避免用户端不必要的能耗损失(过热开窗)，达到按需用热、降低能耗的目的。8—9燃气锅炉供热节能的关键是什么？提高燃煤供热供暖系统的两个效率(即锅炉效率和管网输送效率)是落实节能的关键。燃气锅炉供热的节能，也应遵循此原则。下面分别简要说明燃气锅炉供热提高“两个效率”的要点。(1)关于提高燃气锅炉效率要提高每一台锅炉的平均运行效率，最好选配比例调节燃烧机；同时，要求厂家的调试工作一定要规范、到位，并以测试报告为依据，只有这样才能保证运行中，在30％～100％负荷工况下，使平均运行效率尽量接近额定效率成为可能。(2)要尽量减少整个供暖期内各锅炉的启、停次数和待机时间。因每次锅炉启、停都要经过吹扫，消耗燃气；而待机时，锅炉就相当一个大散热器，也要损失热。(3)总之，为提高锅炉组(群)的季节效率，设计的选型配置至关重要，如选用多大容量的锅炉?各选用几台?如何组合最佳?都是需要认真考虑的问题。考虑的原则：一是使锅炉的组合具有较好的变负荷调节能力；二是锅炉的最小出力尽量与最低负荷相匹配(只有这样才能具备“减少锅炉启、停次数和待机时问”的条件)。这也是设计中选型配置需要遵循的原则。做好这一点就能为运行节能打下良好的基础，就是最好的设计；反之，如果配置不合理，即使额定效率90％的锅炉，其锅炉组的季节效率有可能仅达到70％，自然就不节能了。8—10燃油燃气及燃煤锅炉的选择，应符合什么规定？燃油燃气及燃煤锅炉的选择，应符合以下规定：(1)锅炉的最低热效率，不应低于表8—1中规定的数值。锅炉热效率表8—1锅炉类型热效率（%）燃煤（Ⅱ烟煤）蒸汽、热水锅炉78燃油、燃气蒸汽、热水锅炉89(2)应合理确定锅炉房单台锅炉的容量，确保在最大热负荷和低谷热负荷时都能高效运行。(3)锅炉台数不宜少于2台，中、小型建筑一台锅炉能满足热负荷和检修需要时可设1台。(4)应充分利用锅炉产生的多种余热。8—11锅炉的设计效率如何确定？意义是什么？锅炉的选型应与当地长期供应的燃料种类相适应。锅炉的设计效率不应低l于表8—2之中规定的数值，在保证了锅炉最低设计效率不低于73％，才能保证锅炉运行效率大于70％。锅炉的最低设计效率（%）表8—2锅炉类型、燃料种类及发热值在下列锅炉容量（MW）下的设计效率（%）0.71.42.84.27.014.0＞28.0燃煤烟煤Ⅱ——7374787980Ⅲ——7476788082燃油、燃气868787888990908—12为什么严寒和寒冷地区的住宅内，不应设计直接电热供暖?建设节约型社会已成为全社会的责任和行动，用高品位的电能直接转换为低品味的热能进行供暖，热效率低，是不适合的。同时必须指出，“火电”并非清洁能源。在发电过程中，不仅对大气环境造成严重污染，而且还产生大量温室气体（CO2），对保护地球、抑制全球气候变暖非常不利。严寒、寒冷地区全年有4～6个月供暖期，时间长，供暖能耗占有较高比例。近些年来由于供暖用电所占比例逐年上升，致使一些省市冬季尖峰负荷也迅速增长，电网运行困难，出现冬季电力紧缺。盲目推广没有蓄热配置的电锅炉，直接电热供暖，将进一步劣化电力负荷特性，影响民众日常用电。因此，应严格限制应用直接电热进行集中供暖的方式。8—13燃气锅炉房节能应符合什么规定？燃气锅炉房节能应符合下列规定：(1)给高层建筑供暖时供热面积不宜大于70000㎡，给多层建筑供暖时供热面积不宜大于40000㎡。(2)锅炉房的供热半径不宜大于150m。当受条件限制供热面积较大时，应经技术经济比较确定，采用分区设置热力站的间接供热系统。(3)模块式组合锅炉房，宜以楼栋为单位设置；数量宜为4～8台，不应多于10台。(4)每个锅炉房的供热量宜在l.4Mw以下。总供热面积较大，且不能以楼栋为单位设置时，锅炉房也应分散设置。(5)燃气锅炉直接供热系统的锅炉供、回水温度和流量的限定值，与负荷侧在整个运行期对供、回水温度和流量的要求不一致时，应按热源侧和用户侧配置二次泵水系统。8—14锅炉供热系统设计时应如何利用锅炉产生的各种余热?锅炉房设计时利用以下措施回收锅炉产生的余热：(1)热媒供水温度不高于60℃的低温供热系统，应设烟气余热回收装置。(2)有条件时应选用冷凝式燃气锅炉，当选用普通锅炉时，应另设烟气余热回收装置。8—15什么是燃气锅炉的烟气冷凝回收?燃气锅炉房的烟气冷凝回收可提高锅炉热效率。目前，大多数燃气锅炉的排烟温度大约为150℃，所以，把高温烟气直接排放到大气，不但造成环境热污染，而且还造成了能源浪费。如果在锅炉排烟管道上增加一套冷凝型烟气换热器，回收烟气中的余热，无疑可以解决上述两个问题。安装冷凝型烟气换热器，目的是利用烟气的余热，尤其是烟气中以蒸汽形式存在的能量(潜热)。烟气冷却到露点以下开始冷凝，蒸汽相变所释放的热量把冷却介质(如供热系统的回水)加热，即可回收烟气的余热，如图8—1所示．8—16采用户式燃气炉节能吗?作为热源时有何要求?(1)户式燃气炉的优点是可以独立控制，按需供暖；有一定的节能优势，但能耗也受户室之间供暖需求的影响。(2)在有条件采用集中供热或在楼内集中设置燃气热水机组(锅炉)的高层建筑中，不宜采用户式燃气供暖炉(热水器)作为供暖热源。采用户式燃气炉作为热源时，应设置专用的进气及排烟通道，并应符合下列要求：1)燃气炉自身必须配置有完善且可靠的自动安全保护装置。2)燃气热风供暖炉的额定热效率不低于80％。3)燃气热水供暖炉的额定热效率不低于89％，部分负荷下的热效率不低于85％。4)具有同时自动调节燃气量和燃烧空气量的功能，并配置有室温控制器。5)配套供应的循环水泵的工况参数，与供暖系统的要求相匹配。8—17什么是供暖系统的质调节?量调节?意义是什么?(1)集中供热调节的方法主要有以下几种：1)质调节。通过改变网路的供水温度，而用户的循环水量和供热时数保持不变。2)分阶段改变流量的质调节。3)间歇调节。改变每天供暖小时数。4)质量——流量调节(2)意义在于按需运行管理，保证运行质量的同时，达到节能的目的。8—18管网输送方式有哪些?对输送能耗的影响是什么?(1)一次管网直供(一次泵系统)，易产生多余的资用压头和无效的能量损失，适用输送半径较小的系统。(2)二次换热系统(一次、二次管网系统)，系统规模较大时可确保热源的运行效率，易进行负荷调整，减少输配能耗。(3)加压泵系统，设置合理时可降低系统压力，减少运行电耗。(4)分布式变频供热输配系统是近几年推出的供热系统，分热源水泵、热网水泵、热用户水泵三级输送模式，一次投资高，但可通过变频水泵调节运行，减低总能耗，减少调节设备。8—19管网系统保温的节能技术有哪些?管网系统节能技术主要有：(1)按照《设备及管道绝热效果的测试与评价》(GB／T8174—2008)的要求，检查设备及管道的保温情况。地上管道：现有的地上供热管道都必须进行保温，并符合最新标准。换热器、阀门和管道保温技术：换热器、阀门和管道保温技术，可用于热源和