建筑工程集中供热论文

建筑工程集中供热论文摘要：建筑工程中关于集中供暖的节能问题涉及的方面很多，要想从根本上解决供热系统的稳定及系统的节能问题需要各有关方面给予足够的重视。如果供热系统的各个环节都能切实做到节能，那么势必会带来能源市场的空前繁荣，不但缓解了我国能源市场紧缺状况，更能促进经济持续稳定的发展。前言所谓“节能”是指加强用能管理，采用技术上可行、经济上合理的以及环境和社会可以承受的措施，减少从能源生产到消费各个环节中的损失和浪费，更有效、合理的利用能源。就集中供热而言，要从系统连接方式、水泵的选择、系统的热力失调、热网及其水力特性和散热器的选用考虑。1概述供暖是为了控制室内达到所需的温度而利用不同的热媒向室内提供热量的系统，在供热采暖系统中主要有热源、热媒输送和散热设备三部分，现在我国通常所采用的热源有燃煤、燃气、燃油锅炉和电锅炉、地源热泵等，其中以燃煤供热所占比例最大，其他一些清洁能源只是在最近几年，在国家节能减排的要求下才开始有所发展，所以近几年在我国的采暖式开始呈多样性发展，从传统的散热器到现在的低温地源地板辐射供暖、天棚辐射供暖，现在的采暖方式以低能耗、低辐射、高舒适度为主。2设计集中供热系统时应考虑的主要因素2.1选择外网与用户系统的连接方式系统的连接方式热水供热管网和用户的连接方式通常分为直接连接和间接供热系统，直接连接供热系统又包括装有喷射泵，或混水泵等混水装置的直接连接方式。在实际的设计过程中，要结合供热区域的实际情况使用不同的连接方式。用户直接连接供热系统要遵循以下几个原则：第一是用户系统建筑物高度不能低于系统的静水压力（通常用户系统供水温度小于100℃时，不考虑水的汽化压力），这样，用户系统的顶部始终不可能倒空（假定系统无泄漏）。第二是用户系统的底部用热设备所受水压力不能超过用热设备允许的压力。对于用户的间接供热系统，用户系统的热媒流量和压力跟室外管网的参数没有任何关系。而是自身用户采暖系统有独立水力工况，随着室外热网的热媒参数变化用户系统的热媒温度能够通过自动调节器进行调节。使用这种方式大部分是因为热网的水压力超过了用户内部系统允许压力，必须把局部用户系统和热网水力工况分隔开，使用表面式加热器或者是其它间接连接的入口装置（一旦室外管网和静压很高的高层建筑进行连接的时候，使用直接连接就会使得整个热网的压力提高），这时多使用表面式热交换器的独立式的间接连接方式，也就是说使热网中的水不进入用户的室内系统，一次热媒使用热交换器加热用户系统的二次热媒。这样的入口设置在高温供水和回水管道上面设置了两个自动调节的阀门进行温度的控制和调节。2.2循环水泵、补水泵的选择水泵的选择，主要由其扬程和流量决定。供热系统循环水泵的扬程，可由水压图上直接读出，即循环水泵的出、入口压力差。一个充满水的闭式供热系统，扬程大小只影响水流循环的快慢，不存在能否循环的问题。闭式供热系统的充水功能则应由补水泵承担。循环水泵的扬程应该用来克服锅炉、换热器、外网以及热用户系统的阻力之和。循环水泵的流量应取供热系统的设计流量。由于系统的计算阻力往往大于其实际阻力，循环水泵在运行时，其工作点向右漂移将导致实际运行流量超过设计流量。因此，在考虑循环水泵流量时，可以不考虑系统1.05的漏损系数。补水泵的作用是在供热系统运行前，承担向系统充水的功能；系统运行中补偿系统的漏水量，进而实现静水压线的恒定。2.3供热系统的热力失调供热系统因水力失调即流量分配的不均匀性会引起用户水平方向和垂直向的室温偏差，我们称之为供热系统的热力失调。追求热力工况稳定，既不发生水平失调（各热用户间或立管间）也不出现垂直失调（同一立管间），使各供暖房间室温均匀一致，这是供热系统重要的控制目标之一。但是由于设计、施工安装和运行等多种原因，目前我国供热系统普遍存在冷热不均现象。如何消除供热系统的热力工况水平失调和垂直失调，一直成为人们十分关注的课题。为了提高供热效果，克服热力工况失调现象，目前国内常采用“大流量、小温差”的运行方式；即靠换大水泵、增加水泵并联台数或增设加压泵等方式提高系统循环流量，有时系统实际运行流量甚至比设计流量高达好几倍。这种“大流量”的运行方式，是我国供热系统运行人员从多年的实际经验中总结出来的。它在一定程度上能够缓解热力工况的失调，因此得到了广泛应用。但它有很大的局限性。大流量必然带来大能耗。大流量运行方式，将引起能耗的增加，提高了耗电费用，增加了供热量浪费。供热系统热力失调的根本原因是水力失调即流量分配不均所致。因此，为实现按需供热，随室外气温的变化，在热源处进行供热系统供、回水温度、循环流量的调节称为集中运行调节。集中运行调节包括质调节、量调节、分阶段改变流量的质调节、间歇调节、热水供暖系统的最佳调节工况-质和量的综合调节。不论是单管还是双管热水供暖系统，其最佳调节工况均是质和量的综合调节。随着室外气温tw的升高，不但应降低供水温度tg，而且还应该逐步减少网路的循环水流量G。同一供热系统中，热网循环水总流量与各用户楼及用户各房间的循环水流量的变化比例是一致的。（假定同一供热系统中，各用户楼室内采暖系统的型式完全相同）。对于二级热水网来讲，此法供热质量最好，同时既节电又节热，也是最节能的调节方法。因为此种调节方法流量的变化也是连续的同量调节一样，也存在热网平衡控制上的困难，所以虽然近几年国内供热行业在二级热网实施循环泵变频调速变流量运行，进行质和量并调的工程实践项目也较多，但效果不理想。流量的变化幅度不大，降不下来，运行中流量多数都是始终高于设计状态下的计算流量，远远没有达到最佳调节工况的参数状态，而仅成为解决设备大马拉小车的手段，节能潜力远远没有挖掘出来，正是因为热网的不平衡，导致二级热网循环泵变频调速变流量运行节能效益不高，极大地阻碍了此项节能技术的推广应用和质量并调的这一节能的调节方法的应用。2.4热网水力特性热网上各用户之间总体上来讲都是并联的，目前国内调节热网平衡的技术产品主要有以下几种：手动调节阀或普通关断阀门、平衡阀、自力式流量控制阀（器）及差压式流量控制阀、热网微机控制平衡技术、双功能自力式流量控制阀。目前双功能自力式流量控制阀具有自力式流量控制阀恒定流量和手动调节阀变流量这双重功能，国内目前应用较多。2.5供热系统运行调节的发展趋势由于我国供热系统管理运行跟不上供热规模的发展，绝大多数系统仍处于手工操作阶段，从而影响了集中供热优越性的充分发挥。主要反映在：缺少全面的参数测量手段，无法对运行工况进行系统的分析判断，系统工况失调难以消除，造成用户冷热不均、供热参数未能在最佳工况下运行、供热量与需热量不匹配；故障发生时，不能及时诊断报警，影响可靠运行；数据不全，难以量化管理。为了进一步改善供热效果，提高供热能效，实现计算机自动监控无疑是必然的发展趋势。计算机自动监控，恰好弥补了上述不足。概括起来，可以实现如下五个方面的功能：（1）及时检测参数，了解系统工况。通常的供热系统，由于不装或仅装少量遥测仪表，调度很难随时掌握系统的水压图和温度分布状况，结果对运行工况“情况不明，心中无数”，致使调节处于盲目状态。实现计算机自动检测，可通过遥测系统全面及时测量供热系统的温度、压力、流量等参数。由于供热系统安装了“眼睛”，运行人员即可“居调度室而知全局”。全面了解供热运行工况，是一切调节控制的基础。（2）均匀调节流量，消除冷热不均。对于一个比较复杂的供热系统，特别是多热源、多泵站的供热系统，投运的热源、泵站数量或投运的方式不同，对系统水力工况的影响也不同。因此，消除水力工况失调的工作，不是单靠系统投运前的一次性初调节就能一蹴而就的。这样，系统在运行过程中，经常的流量均匀调节是必不可少的。除自力式调节阀外，其它手动调节阀将无能为力。计算机监控系统，则可随时测量热力站或热用户入口处的回水温度或供回水平均温度，通过电动调节阀实现温度调节，达到流量的均匀分配，进而消除冷热不均现象。（3）合理匹配工况，保证按需供热。供热系统出现热力工况失调，除因水力工况失调外，还有一个重要因素，即系统的总供热量与当时系统的总热负荷不一致，从而造成全网的平均室温或者偏高或者偏低。当“供大于需”时，供热量浪费；当“需大于供”时，影响供热效果，在手工操作中，保证按需供热是相当困难的。计算机监控系统可以通过软件开发，配置供热系统热特性识别和工况优化分析程序，可以根据前几天供热系统的实测供回水温度、循环流量和室外温度，预测当天的最佳工况（供回水温度、流量）匹配，进而对热源和热力网实行直接自动控制或运行指导。（4）及时诊断故障，确保安全运行。目前我国在供热系统上尚无完备的故障诊断系统，系统故障常常发展到相当严重程度才被发现，既影响了正常供热，也增加了检修难度。计算机监控系统可以配置故障诊断专家系统，通过对供热系统运行参数的分析，即可对热源、热力网和热用户中发生的泄漏、堵塞等故障进行及时诊断，并指出故障位置，以便及时检修，保证系统安全运行。当然对于计算机监控系统本身也可进行故障诊断，发现问题，及时处理。（5）健全运行档案，实现量化管理。由于计算机监控系统可以建立各种信息数据库，能够对运行过程的各种信息数据进行分析，根据需要打印运行日志、水压图、煤耗、水耗、电耗、供热量等运行控制指标。还可存贮、调用供回水温度、室外温度、室内平均温度，压力、流量、故障记录等历史数据，以便查巡、研究。由于计量能力大大提高，因而健全了运行档案，为量化管理的实现提供了物质基础。供热系统的计算机自动监控，由于具备上述功能，不但可以改善供热效果，而且能大大提高系统的热能利用率。一般在手动调节的基础上，供热系统还能再节能10～20%左右。3供暖分户计量节能措施鉴于我国供暖面临能源浪费大、供暖费收缴困难、系统难于管理等问题，随着供暖体制的改革，供暖实行按用热量收费势在必行。居住建筑供暖分户计量是把热能作为一种商品，提供有偿供暖服务，利用经济杠杆使节约热量消耗逐步成为一种自觉行为。分户热计量后由于每户可进行分室控温，用户能够自主调节室温，以满足各自不同的温度需求，这是实现采暖系统节能的关键和基础。4散热器装饰的节能举措散热器可以分为辐射器和对流器两种，辐射器是指依靠对流和辐射两种方式传热的散热器。如铸铁或钢（铝）制板型、柱型、管型、扁管型、柱翼型和闭式串片型等；而对流器是指几种完全依靠对流方式传热的散热器，各种以翅片管为散热元件的带外罩散热器，均属此类。按常规做法，在散热器外表面涂银粉漆，会使散热器表面的黑度减少，辐射传热能力减少。但凡辐射器，无论其结构形状如何，表面只要涂覆银粉漆，其散热能力都会不同程度的减弱。因此建议在明装散热器时采用非金属涂料涂装其表面，这样不仅可以增强散热器的辐射散热，还可以使其外观色彩丰富多样，利于散热器装饰与居室装饰的和谐。5供暖管网上的节能举措由于管网跑冒、滴漏造成的热损失难以计算。因此对供暖管网进行节能举措，是搞好节能管理的关键。适当增加保温厚度，这既是当前供热外网进行节能举措的主要内容，更是为了今后使能源得到更加有效和更加合理的利用。6结束语建筑工程中关于集中供暖的节能问题涉及的方面很多，要想从根本上解决供热系统的稳定及系统的节能问题需要各有关方面给予足够的重视。如果供热系统的各个环节都能切实做到节能，那么势必会带来能源市场的空前繁荣，不但缓解了我国能源市场紧缺状况，更能促进经济持续稳定的发展。参考文献[1]雷洁兰.对住宅供暖分户热计量问题的探讨[J].太原科技，2003（3）.[2]高鹏.节能65%指标分配与温度法采暖热计量分配系统试验研究[D].硕士，2005.[3]王晓华.城市集中供暖技术的现状和发展前景[J].城市建设，2012.