立足缺陷研究集中供熱采暖的節(jié)能設(shè)計(jì)
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0.引言
能源是社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，做為不可再生資源，其重要地位不言而喻，世界范圍內(nèi)的能源危機(jī)已讓各國(guó)在節(jié)約能源，提高能源的利用效率等問(wèn)題上達(dá)成共識(shí)。城市建筑集中供熱采暖的能源消耗量大，如何通過(guò)有效的節(jié)能措施，提高集中供暖的效率，降低能源的使用量，保證供暖的效果是一項(xiàng)重要的研究課題。
1.1建筑集中供熱采暖節(jié)能的必要性
我國(guó)面積幅員遼闊，氣候類型多樣，統(tǒng)計(jì)資料顯示，在冬季期間，我國(guó)三分之二多的東北、華北和西北地區(qū)，日平均氣溫小于5℃的天數(shù)超過(guò)90，寒冷的天氣給居民的工作和生活帶來(lái)了極大的不便，因此，集中供暖成為必然的選擇。由于集中供暖對(duì)能源的消耗量大，隨著我國(guó)需要集中供暖建筑面積的不斷攀升，能源的利用率成為迫切需要解決和重視的問(wèn)題，因建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性和門窗氣密性差、供暖鍋爐的燃燒率低、供熱管網(wǎng)漏氣、漏水、保溫性能降低等原因造成的熱損失給集中供暖的整體效果帶來(lái)重大沖擊。同時(shí)，由于能源消耗帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題日益突出，溫室氣體排放問(wèn)題已得到世界范圍內(nèi)重視，所以，對(duì)建筑集中供熱采暖節(jié)能效果進(jìn)行分析，并采取的一定的措施降低熱損失和對(duì)環(huán)境的影響，提高能源利用效率，是很有必要的。
1.2建筑集中供熱采暖存在的問(wèn)題
在我國(guó)，建筑集中供熱采暖工作開展的較晚，對(duì)節(jié)能技術(shù)的重視程度不夠，起步較晚，因此，在發(fā)展中存在一定的問(wèn)題：首先是建筑自身的節(jié)能保溫隔熱性能較差，建筑物能耗設(shè)計(jì)達(dá)標(biāo)的低，單位采暖建筑面積能耗是歐美國(guó)家的2-3倍以上，采用粘土實(shí)心磚或單一的混凝土砌塊的墻體材料，建筑熱工性能根本達(dá)不到建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，甚至達(dá)不到國(guó)家規(guī)定的最低的熱工標(biāo)準(zhǔn)，其外墻熱損失是歐美國(guó)家的3-5倍；同時(shí)建筑物窗體的保溫、隔熱、密封性能較差，使得大量的熱量到達(dá)建筑物后通過(guò)窗體散失，窗體的熱損失為歐美國(guó)家的2倍以上。其次是熱力網(wǎng)的熱損失嚴(yán)重。熱力站的設(shè)備老化成就，自動(dòng)化和機(jī)械化水平低，智能控制技術(shù)的使用率極低，專用設(shè)備的研究和開發(fā)周期長(zhǎng)，產(chǎn)業(yè)化速度慢，造成熱力工況的調(diào)節(jié)不能準(zhǔn)確、及時(shí)；熱力管理網(wǎng)年久失修，多為隱蔽工程，失水、補(bǔ)水量大，管網(wǎng)的保溫和防水工作不到位，造成大量的能量浪費(fèi)，同時(shí)由于水質(zhì)問(wèn)題，造成管網(wǎng)的腐蝕嚴(yán)重，大流量小溫差和“跑、冒、滴、漏”現(xiàn)象仍普遍存在。最后熱源的問(wèn)題。熱源在一般城市都采用煤作為燃料，燃燒造成的空氣和環(huán)境污染問(wèn)題嚴(yán)重；同時(shí)，由于供熱鍋爐的性能問(wèn)題，熱效率一直處于較低的水平，對(duì)燃料的消耗量大，供暖采暖的成本較高；城市供暖供熱項(xiàng)目由于缺乏專業(yè)的科學(xué)的規(guī)劃和審批，熱源的分布不對(duì)稱、不均勻，最終導(dǎo)致熱源建成后熱負(fù)荷不足的“大馬拉小車”的嚴(yán)重浪費(fèi)現(xiàn)象。
2.城市集中供熱采暖節(jié)能設(shè)計(jì)研究
2.1熱用戶采暖節(jié)能設(shè)計(jì)
熱用戶是供熱采暖系統(tǒng)中的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，也是熱能的最終消耗環(huán)節(jié)，因此，該環(huán)節(jié)的節(jié)能設(shè)計(jì)顯得尤為重要。首先，建筑本身需要進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)和改造，新建建筑應(yīng)選用雙層隔熱玻璃，合理選用原片玻璃，控制通過(guò)門窗的輻射傳熱，改進(jìn)中空玻璃間隔層內(nèi)氣體性能、選用低傳導(dǎo)間隔層和隔熱性能好的窗框材料降低窗體熱量的損失；同時(shí)，在建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上，目前我國(guó)已針對(duì)不同氣候地區(qū)出臺(tái)相應(yīng)節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范，建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造做法，傳熱系數(shù)等限值給出了明確參考和規(guī)定，外墻保溫隔熱做法，解決防濕、防結(jié)露、防熱橋等問(wèn)題的設(shè)計(jì)上已趨于成熟。其次是針對(duì)采暖需求要建立按熱量的使用量計(jì)量系統(tǒng)，積極采用熱能計(jì)、熱量分配表等設(shè)備，逐步建立和完善對(duì)熱用戶按耗熱量計(jì)取熱費(fèi)的體系，針對(duì)新建和新增加采暖系統(tǒng)的建筑，建議采用分戶獨(dú)立、一戶一表的供熱采暖計(jì)量方式，對(duì)于老舊供暖系統(tǒng)改造的建筑，可采用熱分配表式，將用戶的使用數(shù)量與費(fèi)用直接掛鉤，提高用戶的節(jié)能意識(shí)，同時(shí)，需要按照節(jié)能要求，在供暖采暖系統(tǒng)，推廣使用散熱器、恒溫控制器、平衡閥、壓差控制器等先進(jìn)的室溫控制設(shè)備，避免熱用戶水力失調(diào)和熱能浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)按熱用戶需求供熱。最后是不同的熱力站之間應(yīng)該用間接連接方式，以保證量調(diào)節(jié)的實(shí)現(xiàn)。熱力站是集中供熱采暖系統(tǒng)一次網(wǎng)和二次網(wǎng)的連接紐帶，是一次網(wǎng)實(shí)現(xiàn)量調(diào)節(jié)和使一二次網(wǎng)分離減少熱網(wǎng)漏水損失的核心。在熱力站中應(yīng)積極推廣采用高效板式換熱器機(jī)組，并配以自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，實(shí)現(xiàn)熱力站按熱用戶的需求和氣候變化進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)。通過(guò)改變供水溫度或供水量，達(dá)到節(jié)能的目的。
2.2熱力網(wǎng)供暖節(jié)能設(shè)計(jì)
熱力網(wǎng)節(jié)能是供熱采暖系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，熱力網(wǎng)聯(lián)接著熱力站和采暖用戶，中間環(huán)節(jié)的節(jié)能措施至關(guān)重要。首先要根據(jù)城市水文、地理及建筑物特點(diǎn)，做好熱力網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)。熱網(wǎng)設(shè)計(jì)應(yīng)在綜合考慮經(jīng)濟(jì)、技術(shù)效果的前提下，確定優(yōu)化方案，并進(jìn)行詳細(xì)的水力平衡計(jì)算，以期達(dá)到最佳設(shè)計(jì)效果。熱力管網(wǎng)布置及走向應(yīng)服從小區(qū)的統(tǒng)一規(guī)劃，根據(jù)小區(qū)具體情況，進(jìn)行科學(xué)論證，推廣使用保溫性能好，占地面積下，同時(shí)施工簡(jiǎn)單、成本低的硬質(zhì)聚氨酯保溫直埋技術(shù)，熱網(wǎng)主干線的敷設(shè)要靠近熱負(fù)荷密集區(qū)，盡量降低管網(wǎng)的長(zhǎng)度，選定合理的熱指標(biāo)，管網(wǎng)參數(shù)設(shè)計(jì)要合理，熱網(wǎng)支管及用戶入口管徑的設(shè)計(jì)，應(yīng)按外網(wǎng)總壓力平衡計(jì)算來(lái)確定，并核算其流通能力。其次要做好熱力網(wǎng)的控制與管理節(jié)能。要放棄傳統(tǒng)的熱力網(wǎng)的手動(dòng)調(diào)節(jié)方式，實(shí)行科學(xué)的管理和自動(dòng)化控制。研究熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)或其它自控方式的可行性，采用熱網(wǎng)微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，提高自控系統(tǒng)的可靠性。同時(shí)，要提高運(yùn)行管理人員技術(shù)水平和整體素質(zhì)，參與到自控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)施過(guò)程中，以保證整個(gè)熱力管網(wǎng)的自動(dòng)化管理水平，提高管理效率和水平。最后要提高熱網(wǎng)的設(shè)施與材料的節(jié)能水平。逐步放棄使用保溫性能較差的珍珠巖瓦、巖棉管等保溫材料，推廣使用聚胺酣保溫材料。逐步放棄使用調(diào)節(jié)功能很局限的調(diào)節(jié)閘閥，在各個(gè)供熱干管上安裝調(diào)節(jié)性能優(yōu)良的平衡閥或自力式流量控制器，使管路或用戶的流量符合要求，從而消除管網(wǎng)水力失調(diào)，解決暖氣局部過(guò)熱、局部不熱的問(wèn)題。
2.3熱源節(jié)能設(shè)計(jì)
熱源的節(jié)能設(shè)計(jì)對(duì)改善供熱環(huán)境，提高供熱水平，節(jié)約燃料，降低供熱系統(tǒng)對(duì)環(huán)境的污染效果明顯。首先是嚴(yán)格限制高硫煤的開采和大力推行煤炭的洗選加工，開發(fā)和推廣清潔煤技術(shù)和循環(huán)流化床鍋爐，積極推廣使用除塵設(shè)備和電廠脫硫技術(shù)及其成套裝備。其次采取合理的運(yùn)行管理措施，根據(jù)實(shí)際情況選用集中質(zhì)調(diào)節(jié)，量調(diào)節(jié)，分階段改變流量質(zhì)調(diào)節(jié)及間歇調(diào)節(jié)方式，避免運(yùn)行過(guò)程中的冷熱失調(diào)，提高控制和調(diào)節(jié)水平。在操作方面要提高鍋爐操作人員的規(guī)范化操作水平，放棄“看天燒火”的經(jīng)驗(yàn)主義做法，根據(jù)室外溫度合理確定供暖期每日的鍋爐運(yùn)行參數(shù)，使鍋爐運(yùn)行科學(xué)化、程序化，做到既保暖又節(jié)煤。
3.結(jié)論
城市集中供熱采暖是目前寒冷區(qū)域廣泛推廣使用的取暖方式，隨著供暖規(guī)模的擴(kuò)大，提高供暖系統(tǒng)的節(jié)能效果，降低運(yùn)行成本和對(duì)環(huán)境的影響成為供暖系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。本文在分析建筑集中供熱采暖系統(tǒng)基本理論和存在問(wèn)題基礎(chǔ)上，詳細(xì)闡述了供熱采暖節(jié)能設(shè)計(jì)措施，其結(jié)果對(duì)提高建筑集中供熱采暖節(jié)能設(shè)計(jì)的效果具有重要指導(dǎo)意義。
