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1、供热采暖系统的温控计量与建筑节能摘 要：论述了供热采暖系统的温控计量对建筑节能的意义。概要介绍了实现供热采暖系统温控计量的几种相关技术，以及可采用的相应控制装置等。 关键词：供热采暖系统；温度控制；热计量；节能 建筑节能是执行国家节约能源、保护环境基本国策的重要组成部分。建设部建筑节能“九五”计划和2010年规划指出1：“建筑能耗系指建筑在使用过程中的消耗，主要包括采暖、通风、空调、照明、炊事燃料、家用电器和热水供应等能耗。其中以采暖和空调为主。因此，建筑节能的重点放在采暖和降温能耗上”。在过去的很长一段时间内，建筑节能重点是围绕着建筑围护结构的改善来进行的。其实我们东北地区供热采暖期有近半年
2、的时间，采暖系统节能潜力更大。可以说，围护结构的节能为建筑节能创造了条件，而提高供热采暖系统运行效率，减少能源消耗是落实建筑节能的关键。 供热采暖系统节能的主要措施有：水力平衡，管道保温，提高锅炉热效率及供热采暖系统运行维护http:/ target=_blank class=infotextkey管理水平，实行室温控制调节和热量按户计费等。前几项措施在过去十几年里，经过国内科研、设计、运行http:/ target=_blank class=infotextkey管理人员的多方努力，取得了一定成果。而室温控制调节和热量按户计费成为系统节能的薄弱环节，加强这方面工作，具有十分重要的意义。1 供
3、热采暖系统温控计量的意义1.1 巩固围护结构建筑节能成果 近年来通过改善墙体保温，建筑住宅的室温有所提高。但因缺少房间温控与热计量手段，耗能多少与用户利益无关，用户在感觉房间温度较高时开窗降温，使实际耗能量并未降低。正确的做法应是温控与热计量并重，相辅相成。供热单位在提高自身运行、http:/ target=_blank class=infotextkey管理水平及服务质量的基础上，向热用户推行温控及热计量技术，巩固改善围护结构所带来的节能效果。1.2 保证热量分户计量的顺利进行 热计量关系到供热收费制度的改革，居民用热观念的转变。长期以来我国实行福利制供暖，百姓节能意识淡薄，收费体制不能刺激
4、节能，这是供热系统节能工作的一大障碍。发达国家经验说明：实行供热采暖计量收费措施，可节能20%30%2。我们应该遵循市场http:/ target=_blank class=infotextkey经济规律，将热量作为商品推向社会。热用户按个人需求从供热系统中取热，按实用热量合理交费，形成良好供需关系，调动用热和供热两方面的节能积极性。热计量能够验证温控的节能效果，按表收费将促进温控的实施。同水表、电表的推行和水电计量收费实施带来的节能效益一样，温控、热计量能够使公民增加节能意识，主动、自觉节能。1.3 提高居住环境的舒适度及用热自主性 随着人民生活水平的提高，对室内热环境的要求也提高。温控的目
5、的不仅仅是热计量，直接目的是要提高室内舒适度，满足热用户不同需求。温控热计量实施后，作为买方的用户会主动根据消费水平及热舒适度自行调节需热量。1.4 促进供热采暖系统运行水平提高和节能工作的深化 热用户作为直接消费者，一方面要对供热品质提出更高要求，另一方面也要求供热单位减少热网损失，降低成本，提高效能。热用户有监督和选择其他供热采暖方式的权力，这必然促使供热单位通过完善服务和降低成本来适应竞争，实施诸如提高供热品质、加装自动控制设备、改造供热采暖系统形式等具体措施来满足消费者。2 供热采暖系统温度控制是建筑节能的一个重要途径 根据“民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)大连地区实施细则”第
6、3.0.5条中给出的建筑耗热量指标与采暖耗煤量指标的计算公式可知3： qc=24ZqH/(Hc12) 式中：qc为采暖耗标准煤量指标(kg/m2)；qH为建筑物耗热量指标(W/m2)；Z为采暖期天数(d);Hc为标准煤热值，取8.14103(Wh/kg)；1为室外管网输送效率，采取节能措施前取0.85，采取节能措施后取0.90；2为锅炉运行效率，采取节能措施前取0.55，采取节能措施后取0.68。 该指标是评价由建筑物和采暖系统组成的综合体能耗水平的一个重要参数指标。其中，建筑物耗热量指标q是单位建筑面积在整个采暖季的平均能耗指标，与建筑热负荷的大小直接相关。建筑热负荷不是一个常量，除与建筑围
7、护结构保温性能、门窗密闭性等传热特性及自由热的补充等方面因素有关外，室内、外气温变化对建筑热负荷的影响也很大。因此要实现节能50%的目标2，从建筑物供热采暖系统的温度控制入手，也是大有节能潜力的。2.1 室外气候温度变化的影响 在采暖季里，气候的变化不总是很规律的(例如气候反常、暖冬等现象)。随着室外温度升高或降低地不断变化，建筑热负荷也将降低或升高地发生变化，供热采暖系统应能及时根据其变化自动调节相关的供热参数。2.2 室内需求温度变化的影响 不同地区、不同场合、不同建筑、不同时间、不同需求、不同消费水平等对室温的要求也不同。只要采取合理控制室温的方式，分别设置适当的室温设定值，并实行自动调
8、节，就可大大降低能耗，实现http:/ target=_blank class=infotextkey经济运行。3 实现供热采暖系统温度控制的几种相关技术 分析室内、外温度对供热采暖系统相关参数的影响可知，系统温度控制的节能途径主要从四个方面考虑3，即：系统水力、热力实现平衡；室内恒温控制，按需供热；利用自由热，减少供热量；室温调节，实现http:/ target=_blank class=infotextkey经济运行等。下面简述实现上述节能途径的几种相关措施。3.1 户内控制与户外控制相结合 对于一个户内控制设备完善的系统(安装了温控阀和热量表)，必须有相应的户外控制保证户内设备正常地工作
9、。如果户内采取了节能手段，而户外没有配合措施，一方面会引起管网水力 热力工况失调现象，导致近端与远端热用户平均室温差异过大，增加整个供热系统的热耗，降低输水系统的热效。另一方面室内温控阀、热量表也不能在正常工况下工作，节能这一根本目的就不能实现，所以户内控制一定要与户外控制相结合。3.2 热源温度控制 由于采暖用户在室内采取温控措施以及室外气温的变化，使系统热负荷为动态的变数，外网及热源必须采取相应的控制手段，例如热水网路采取相应的质量流量调节或质调节方式及气候补偿方式等。目前许多地方采用根据室外温度自动调供水温度的方法。图1为大连地区某换热站供、回水温度质调节曲线。 另外，热源热媒参数低，影
10、响传热系统。如集中锅炉房的高温水参数为11570，实际约为9575，低温热水锅炉的热媒参数应为9575，实际约为7055或更低2。供水温度普遍偏低主要是两个原因造成的：一是“大流量、小温差”的落后运行方式，二是散热器计算留有余地过多。对于一个恒供热量的热源(锅炉或热力站)来说，因循环水泵流量过大，降低了热媒参数，影响了室内散热器的传热。当供热系统的实际循环流量超过设计循环流量时，其实际供回水温差必然减少，进而导致供水温度下降，回水温度上升，能耗过大。如果适当提高热源供水温度，就能提高锅炉出力和换热器传热效率，改变换热器的低负荷运行状况。同时减少循环水泵流量，实现http:/ target=_b
11、lank class=infotextkey经济高效运行。3.3 水泵变频控制 室内采用温控阀是一种变流量调节的方式，利用组装式热力站和三通混水阀也要求改变通过的流量。这种情况下，最好采用循环水泵、补给水泵的变频变流量调节系统。变频水泵根据系统阻力、流量变化，改变转速，调节水泵出力，使水泵始终在较高的频率下工作，这对当前推广的动态变流量系统是十分重要的。循环水泵实现变流量调节，在整个运行期间，可节电30%50%。这不仅大大降低耗电量，有效节能，也改善了调节阀(温控阀、电动调节阀)的工作条件。而且系统运行平稳、可靠性高。3.4 加装相应的控制装置 国外发达国家的集中供热系统均为动态的变流量系统，
12、系统自动控制技术先进，调控手段完善，设备质量高。建设部制定的有关政策法规也就提高供热管网调节控制技术问题提出了要求1，指出：“在推广管网水力平衡技术，做到静调节的基础上，在开发推广热表和温控阀的过程中，引进和研究管网调节控制技术及其设备，如变频调速泵、压差控制器、气温补偿器等设备及其自动控制技术，使管网系统进一步做到动态调节。”因此，加装相应的控制装置是十分必要的。 (1) 室内温控阀。温控阀是安装在散热器上的自动控制阀门，它可以根据用户设定的温度，自动控制和调节散热器的热水供应，保证稳定舒适的室温。还可充分利用周围环境资源的热量(如阳光入射、人体活动、电器等热量产生的采暖自由热)，降低供暖热
13、负荷，实现充分的节能。室内温度根据需要自行设定也符合我国国民http:/ target=_blank class=infotextkey经济的发展水平。 (2) 气候补偿器。根据室外气候变化和时间变化，按照设定曲线求出恰当的供水温度给定值，自动控制供水温度，简单准确的实现动态质调节，满足用户对室内温度要求。保证供热量与建筑物的需热量一致，获得最佳舒适度及能源利用。 (3) 自力式流量调节阀、自力式压差调节阀。两种调节阀原理相同，都是根据测压点的压力变化自动调节阀芯位置，达到恒定流量或是恒定压差的作用。在供热采暖系统末端安装温控阀等控制元件后，动态地调节势必会给系统带来波动，系统稳定性受到影响。
14、影响其它末端设备工况的同时，也影响水泵、锅炉等中央设备的出力、效率等工况。因此需要这种自力式控制设备来增强系统稳定性。 (4) 平衡阀。平衡阀在我国开发应用已有较长时间。简单地说，平衡阀是一个可以测出流量的调节阀。在我国水力失调非常严重的现状下，平衡阀有很大的节能效果和推广价值。对于温控与计量的动态调节系统，平衡阀是调节系统平衡与稳定性，达到控制设备发挥应有作用的一个关键设备。 (5) 热量表。使用热量表可促使热用户按个人的需求从供暖系统中取热，节省多余热量和开支，使更多的人关注节能。发达国家早在六、七十年前就开始进行热量的按户计量工作。近年来，国外的厂商纷纷关注我国的市场，并带来了各种型号的仪表。国内也已研制生产出各种型号热计量表。3.5 采用计算机控制技术，实现供热http:/ target=_blank class=infotextkey管理信息化 计算机控制系统可对供热采暖系统的各种设备、阀门等运行状态进行在线的智能化监测、控制和http:/lunwen
