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1、公共机构节能重点领域公共机构节能重点领域技术运用实务技术运用实务供热供热李先瑞李先瑞目目录录1.供热系统的能耗供热系统的能耗2.供热系统的节能技术供热系统的节能技术3.清洁能源和可再生能源在供热系统中的应用清洁能源和可再生能源在供热系统中的应用4.供热系统的能源审计供热系统的能源审计5.供热系统经济运行的评价指标供热系统经济运行的评价指标6.供热系统节能的新技术供热系统节能的新技术7.案例案例供热系统的能耗供热系统的能耗 (1)供热系统能耗现状供热系统能耗现状供热系统图供热系统图供热系统供热量和能耗供热系统供热量和能耗公共机构的供热能耗较大公共机构的供热能耗较大从表中可知，机关供热能耗较高。从
2、表中可知，机关供热能耗较高。供热系统的能效较低供热系统的能效较低从上表可见，中小型燃煤锅炉房与煤炉的效率极低，而其它从上表可见，中小型燃煤锅炉房与煤炉的效率极低，而其它供热系统运行则处于比较合理的水平。北京供热系统平均起来要供热系统运行则处于比较合理的水平。北京供热系统平均起来要比国内其它地方好一些。比国内其它地方好一些。中欧、东欧例子显示传统锅炉的一般效率仍然有效，对于现代中欧、东欧例子显示传统锅炉的一般效率仍然有效，对于现代锅炉而言，则利用固体燃料、油料与天然气。锅炉而言，则利用固体燃料、油料与天然气。燃煤锅炉的热效率较低燃煤锅炉的热效率较低上面的例子显示老式锅炉技术条件比较糟糕，没有自动
3、控制，上面的例子显示老式锅炉技术条件比较糟糕，没有自动控制，效率低下，烟气损失高。造成这种情况的原因是流量太高以及烟效率低下，烟气损失高。造成这种情况的原因是流量太高以及烟气温度太高。锅炉运行与锅炉房技术陈旧也会造成额外损失。燃气温度太高。锅炉运行与锅炉房技术陈旧也会造成额外损失。燃煤锅炉改造或煤锅炉改造或“煤改气、煤改油煤改气、煤改油”能够大大提高热能生产效率。能够大大提高热能生产效率。水泵的运行效率较低水泵的运行效率较低以上以上6座政府机构办公建筑循环不泵的效率座政府机构办公建筑循环不泵的效率,从表上可知从表上可知水泵的效率一般低于水泵的效率一般低于50%.水力失调度高，失水率较多水力失调
4、度高，失水率较多老管网漏水比较大，占水量的老管网漏水比较大，占水量的28，很难保证能够按照，很难保证能够按照补水的水质标准对漏水进行补充。补水的水质标准对漏水进行补充。根据老标准，补水只占循环水量的根据老标准，补水只占循环水量的12。这相当于集中。这相当于集中供热管网在一年中替换供热管网在一年中替换12次水。目前，欧洲集中供热公司发次水。目前，欧洲集中供热公司发展趋势是年换水量等于管网中的水容量，也就是一年只换水一展趋势是年换水量等于管网中的水容量，也就是一年只换水一次。次。水力失调度，近端远远大于水力失调度，近端远远大于1，远端远小于，远端远小于1。管网处于大流量、小温差运行方式管网处于大流
5、量、小温差运行方式。公共机构平均单位热耗、电耗指标较高公共机构平均单位热耗、电耗指标较高(2)经济运行对供热系统能耗的要求经济运行对供热系统能耗的要求a.单位供热量燃料消耗量单位供热量燃料消耗量锅炉房单位供热量燃料消耗量锅炉房单位供热量燃料消耗量b.单位供暖面积燃料消耗量单位供暖面积燃料消耗量供暖建筑单位面积燃料消耗量供暖建筑单位面积燃料消耗量c.单位供暖面积耗电量单位供暖面积耗电量d.单位供暖面积耗热量单位供暖面积耗热量e.补水比、供暖建筑单位面积补水量补水比、供暖建筑单位面积补水量供热系统的节能技术供热系统的节能技术（1）烟气冷凝回收装置）烟气冷凝回收装置 a.技术介绍技术介绍本技术适用于
6、燃气锅炉房的烟气冷凝回收，提高锅炉热本技术适用于燃气锅炉房的烟气冷凝回收，提高锅炉热效率。效率。目前，大多数燃气锅炉的排烟温度大约为目前，大多数燃气锅炉的排烟温度大约为150。所以，。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。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，尤其安装冷凝型烟气换热器，目的是利用烟气的余热，尤
7、其是烟气中以蒸汽形式存在的能量（潜热）。烟气冷却到露点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。热系统的回水）加热，即可回收烟气的余热。b.热回收效率热回收效率 一般来说，环境条件适当时，冷凝型烟气换热器可将锅炉房一般来说，环境条件适当时，冷凝型烟气换热器可将锅炉房的效率提高的效率提高10 %10 %左右。左右。 安装冷凝型烟气换热器的最安装冷凝型烟气换热器的最 佳条件是冷却介质温度相对较低，佳条件是冷却介质温度相对较低， 即区域供热系统的回
8、水温度要尽即区域供热系统的回水温度要尽 可能低。随着冷却介质温度的降可能低。随着冷却介质温度的降 低，锅炉排烟温度也降低，冷凝低，锅炉排烟温度也降低，冷凝 型烟气换热器的热回收效率进一型烟气换热器的热回收效率进一 步提高。图步提高。图1 1显示了效率与烟气显示了效率与烟气 温度及含氧量之间的关系。温度及含氧量之间的关系。提高效率与烟气温度及含氧量之间的关系提高效率与烟气温度及含氧量之间的关系烟气温度 烟气含氧量 效率 烟气含氧量、烟气温度和锅炉效率之间的关系。空气温度25，含湿量 0.01kg/kg空气。天然气冷凝型烟气换热器冷凝型烟气换热器冷凝型烟气换热器有多种冷凝型烟气换热器有多种形式，根
9、据烟气与水接触与形式，根据烟气与水接触与否，可分为直接接触型和间否，可分为直接接触型和间接接触型。直接接触型的换接接触型。直接接触型的换热器通过喷水与烟气接触，热器通过喷水与烟气接触，水带走大部分的热量，使得水带走大部分的热量，使得烟气发生冷凝，见图烟气发生冷凝，见图2。 图图2 冷凝式烟气换热器冷凝式烟气换热器(水水/烟气直接接触烟气直接接触)间接接触系统的例子间接接触系统的例子将排烟烟气导入该装置底将排烟烟气导入该装置底部的接收器，然后向上流过一部的接收器，然后向上流过一系列专门设计的翅片管，需预系列专门设计的翅片管，需预热的水则在翅片管的内部流过。热的水则在翅片管的内部流过。烟气与水逆向
10、流动，且管子上烟气与水逆向流动，且管子上装有很多翅片，可增加换热面装有很多翅片，可增加换热面积和换热效果。积和换热效果。 图图 翅片管换热器翅片管换热器c.初投资初投资一台一台7MW锅炉的烟气冷凝器的国外产品价格大约为锅炉的烟气冷凝器的国外产品价格大约为50万元人民万元人民币，安装费用包含在内，即约币，安装费用包含在内，即约7万元人民币万元人民币/MW。目前，中国有几家生产燃气锅炉用烟气冷凝器的厂家，价格估计目前，中国有几家生产燃气锅炉用烟气冷凝器的厂家，价格估计为为3万元人民币万元人民币/MW，安装费用包含在内。，安装费用包含在内。根据以上的数据粗略估算，根据以上的数据粗略估算，本技术措施的
11、初投资为本技术措施的初投资为10万万元人民币元人民币/MW，包括烟气管，包括烟气管道和烟囱等的整改费用在内。道和烟囱等的整改费用在内。v 冷凝器的价格冷凝器的价格 (1-10MW)d.技术可行性技术可行性从技术角度来看，所有的燃气锅炉都适合使用烟气冷凝器。但从技术角度来看，所有的燃气锅炉都适合使用烟气冷凝器。但是，在中国还没有广泛使用烟气冷凝器技术。是，在中国还没有广泛使用烟气冷凝器技术。e.经济可行性经济可行性如果锅炉效率提高如果锅炉效率提高5%，则简单投资回收期为，则简单投资回收期为3年左右。年左右。锅炉效率的实际改善幅度取决于锅炉的进水温度或系统的回水锅炉效率的实际改善幅度取决于锅炉的进
12、水温度或系统的回水温度，也取决于烟气中水蒸汽的冷凝潜力。温度，也取决于烟气中水蒸汽的冷凝潜力。f.优化优化烟气冷凝回收装置应由换热器主体、烟气系统、被加热水系统（或烟气冷凝回收装置应由换热器主体、烟气系统、被加热水系统（或其他介质）、排气与泄水装置、调节阀、温度和压力传感器等组成。其他介质）、排气与泄水装置、调节阀、温度和压力传感器等组成。烟气冷凝回收装置的设置应符合下列规定：烟气冷凝回收装置的设置应符合下列规定：.应设计安装在靠近锅炉尾部出烟口处，并应设置独立支撑结构；应设计安装在靠近锅炉尾部出烟口处，并应设置独立支撑结构；.宜设置旁通烟道，当不具备设置旁通烟道时，应采取防止被加热水宜设置旁
13、通烟道，当不具备设置旁通烟道时，应采取防止被加热水干烧的措施；干烧的措施；.应设烟气冷凝水排放口，并应对冷凝水收集处理；应设烟气冷凝水排放口，并应对冷凝水收集处理；装置最高点应设置自动排气阀，最低点应设置泄水阀；装置最高点应设置自动排气阀，最低点应设置泄水阀；.宜设置安全阀。宜设置安全阀。烟气冷凝回收装置的选型应符合下列规定：烟气冷凝回收装置的选型应符合下列规定：.应选用耐腐蚀材料，并应满足锅炉设备使用寿命和承压要求；应选用耐腐蚀材料，并应满足锅炉设备使用寿命和承压要求；.装置的烟气阻力应小于装置的烟气阻力应小于100Pa，不得影响锅炉的正常燃烧和原，不得影响锅炉的正常燃烧和原有出力。有出力。
14、.装置的承压能力应满足热水系统的压力要求；装置的承压能力应满足热水系统的压力要求；.装置应使锅炉热效率提高装置应使锅炉热效率提高5%以上。以上。（2）气候补偿技术）气候补偿技术 a.技术介绍技术介绍 气候补偿技术是一项在传统锅炉房供暖系统中加装气候补偿技术是一项在传统锅炉房供暖系统中加装一套气候补偿系统，该系统根据监测的室外温度变化及一套气候补偿系统，该系统根据监测的室外温度变化及时调节系统供热量，实现按需供热的一项节能技术。该时调节系统供热量，实现按需供热的一项节能技术。该项节能技术应用的节能设备为一套气候补偿系统，该系项节能技术应用的节能设备为一套气候补偿系统，该系统主要由气候补偿器、电动
15、调节阀、室外温度传感器、统主要由气候补偿器、电动调节阀、室外温度传感器、供水温度传感器等几部分组成。供水温度传感器等几部分组成。通过在气候补偿器中预设定锅炉供暖运行曲线，并根据通过在气候补偿器中预设定锅炉供暖运行曲线，并根据室外温度传感器实时监测并输送给气候补偿器的室外温度室外温度传感器实时监测并输送给气候补偿器的室外温度（变化），气候补偿器可依据锅炉供暖运行曲线时时计算出（变化），气候补偿器可依据锅炉供暖运行曲线时时计算出合理、节能的总供水温度值作为新的供水温度设定值，并将合理、节能的总供水温度值作为新的供水温度设定值，并将该温度值与系统实际供水温度值对比，依据该对比值，气候该温度值与系统实
16、际供水温度值对比，依据该对比值，气候补偿器系统输出信号控制调节电动调节阀的开度（即调节供补偿器系统输出信号控制调节电动调节阀的开度（即调节供暖系统回水量与锅炉供水量的混合比例），通过对总供水温暖系统回水量与锅炉供水量的混合比例），通过对总供水温度调节，使系统的实际供水温度与新的供水温度设定值相一度调节，使系统的实际供水温度与新的供水温度设定值相一致，从而实现锅炉房供暖系统根据室外温度的时时变化及时致，从而实现锅炉房供暖系统根据室外温度的时时变化及时调节系统供热量，达到按需供热的节能运行方式。调节系统供热量，达到按需供热的节能运行方式。b.气候补偿器气候补偿器 在集中采暖系统中，我们不能使用室内
17、温度控制器控制在集中采暖系统中，我们不能使用室内温度控制器控制采暖系统。因为一个房间的温度并不能代表整座建筑物对采采暖系统。因为一个房间的温度并不能代表整座建筑物对采暖系统的功率需求。暖系统的功率需求。 所以，人们一般采用根据室外温度，确定采暖系统出水所以，人们一般采用根据室外温度，确定采暖系统出水温度，调节采暖系统的输出功率。温度，调节采暖系统的输出功率。 天气很冷时，调节器给定天气很冷时，调节器给定一个较高的出水温度，随外界温度的升高，出水温度逐渐降一个较高的出水温度，随外界温度的升高，出水温度逐渐降低。这一温度变化规律我们称供热曲线。这种调节方式可以低。这一温度变化规律我们称供热曲线。这
18、种调节方式可以保证整个建筑的供暖需求。保证整个建筑的供暖需求。 这种调节器一般在满足基本调节这种调节器一般在满足基本调节功能功能 ，还具有很多其他附加功能，如：，还具有很多其他附加功能，如： 对一天中的不同时间段进行不同供暖模式的设置。对一天中的不同时间段进行不同供暖模式的设置。 对一周中的不同时间段进行不同供暖模式的设置。对一周中的不同时间段进行不同供暖模式的设置。 对供暖曲线的设置可以更方便、直观。对供暖曲线的设置可以更方便、直观。 对循环水泵提供控制功能，并可以在供暖系统停止运行对循环水泵提供控制功能，并可以在供暖系统停止运行期间，期间， 定期开启水泵一段时间，防止水泵长期停运抱死。定期
19、开启水泵一段时间，防止水泵长期停运抱死。 对供暖系统提供控制的同时，还可以对生活热水的生产对供暖系统提供控制的同时，还可以对生活热水的生产提供控制。提供控制。c.流程流程图图锅炉房气候补偿应用流程图锅炉房气候补偿应用流程图图图水水-水换热系统（电动三通分流阀）气候补偿应用流程图水换热系统（电动三通分流阀）气候补偿应用流程图图图水水-水换热（电动两通阀）气候补偿应用流程图水换热（电动两通阀）气候补偿应用流程图图图水水-水换热（一次侧分布式变频控制）气候补偿应用流程图水换热（一次侧分布式变频控制）气候补偿应用流程图图图汽汽-水换热气候补偿应用流程图水换热气候补偿应用流程图d.功能功能人机对话、图文
20、显示；人机对话、图文显示；室外温度、供水温度、回水温度等数据采集；室外温度、供水温度、回水温度等数据采集；手动和自动切换；手动和自动切换；参数设置；参数设置；故障报警、故障查询；故障报警、故障查询；PID或模糊控制等运算调节；或模糊控制等运算调节；根据室外气候条件及用户的负荷需求的供热曲线自动调节；根据室外气候条件及用户的负荷需求的供热曲线自动调节；数据存储；数据存储；控制器自检。控制器自检。(3)分时分区控制技术分时分区控制技术a.技术介绍技术介绍这是一种在供热系统中对供热要求不同的各区域采取分这是一种在供热系统中对供热要求不同的各区域采取分别控制的运行方式。各种类型建筑物由于自身使用功能的
21、不别控制的运行方式。各种类型建筑物由于自身使用功能的不同，在一昼夜内每一个时间段所需供热量是不同的。采用本同，在一昼夜内每一个时间段所需供热量是不同的。采用本技术后，可对集中供热区域中不同的建筑物进行供热分区，技术后，可对集中供热区域中不同的建筑物进行供热分区，并对一天中的时间段做出合理划分，并计算出每个时间段的并对一天中的时间段做出合理划分，并计算出每个时间段的供热负荷。供热负荷。在使用功能不同（如夜间无需供热）的建筑物供热支在使用功能不同（如夜间无需供热）的建筑物供热支路加装电动阀，选取其典型房间放置室内温度传感器，并路加装电动阀，选取其典型房间放置室内温度传感器，并在热源设置分时分区控制
22、器。根据具体使用时间及要求，在热源设置分时分区控制器。根据具体使用时间及要求，通过分时分区控制器来控制阀门的启闭，使这些建筑物在通过分时分区控制器来控制阀门的启闭，使这些建筑物在使用期间室内温度保持在规定室温以上；在非使用期间使使用期间室内温度保持在规定室温以上；在非使用期间使室内温度保持在防冻温度。室内温度保持在防冻温度。b.技术可行性技术可行性 对供热系统中供热要求不同的区域进行分时分区控制，这对供热系统中供热要求不同的区域进行分时分区控制，这种运行方式对于供热系统来说是最具有节能潜力的地方。在需种运行方式对于供热系统来说是最具有节能潜力的地方。在需要分时分区控制的区域分别选取典型房间放置
23、室内温度传感器，要分时分区控制的区域分别选取典型房间放置室内温度传感器，分时分区控制器通过测试室外温度和典型房间室内温度来控制分时分区控制器通过测试室外温度和典型房间室内温度来控制电动阀的开闭，达到对这些对供热要求不同的区域的分时分区电动阀的开闭，达到对这些对供热要求不同的区域的分时分区控制。该技术已成熟应用，技术实施上不存在难点。控制。该技术已成熟应用，技术实施上不存在难点。c.经济可行性经济可行性 基本数据基本数据简单计算表明，分时供暖夜间设定温度可以节能。我们以一简单计算表明，分时供暖夜间设定温度可以节能。我们以一个没有热惰性的建筑物为例。它的房间温度可以在瞬间由个没有热惰性的建筑物为例
24、。它的房间温度可以在瞬间由20下下降到降到8或由或由8上升到上升到20。假设该建筑的夜间室内温度设低周。假设该建筑的夜间室内温度设低周期期8小时，则小时，则24小时的平均温度为：小时的平均温度为：(2016+88)24=1624小时的室内平均温度比不使用分时分区控制技术时下降了小时的室内平均温度比不使用分时分区控制技术时下降了4，每下降，每下降1计算可节能计算可节能5%，则共节能，则共节能5420%。分区控制可应用于不同供暖分区控制可应用于不同供暖需求、不同用热规律的建筑物。需求、不同用热规律的建筑物。经济性分析见右表经济性分析见右表.e.环境效益环境效益应用分时分区控制技术后，可降低二氧化碳
25、排量为：应用分时分区控制技术后，可降低二氧化碳排量为：CO2减排量：减排量：CO2gas=QsavingsHgasCOgas=28086.90.0350.055=55.6tons/年年.f.流程图流程图（4）管网水力平衡技术）管网水力平衡技术a.技术介绍技术介绍本技术适用于热力输配管网，目的是通过技术手段实现各终本技术适用于热力输配管网，目的是通过技术手段实现各终端热用户（建筑物）之间管网水力工况平衡，提高管网水力工况端热用户（建筑物）之间管网水力工况平衡，提高管网水力工况的稳定性，使供热系统正常运行，可以节约无效的热能和电能消的稳定性，使供热系统正常运行，可以节约无效的热能和电能消耗。耗。目
26、前，北京地区以及国内其他采暖城市供热管网绝大多数为目前，北京地区以及国内其他采暖城市供热管网绝大多数为定流量系统。在实际运行中，这种系统的典型问题之一就是水力定流量系统。在实际运行中，这种系统的典型问题之一就是水力工况不平衡，近端用户过热、远端用户供热不足，系统供热质量工况不平衡，近端用户过热、远端用户供热不足，系统供热质量不高。管网水力工况不平衡直接与管网运行模式有关：在变流量不高。管网水力工况不平衡直接与管网运行模式有关：在变流量系统中一般不会出现水力工况不平衡问题，管网水力工况失衡只系统中一般不会出现水力工况不平衡问题，管网水力工况失衡只出现在定流量系统、或出现在从定流量系统向变流量系统
27、转换过出现在定流量系统、或出现在从定流量系统向变流量系统转换过程中。程中。可能导致系统水力工况失调的原因有：可能导致系统水力工况失调的原因有：系统在大流量、小温差工况下运行，与设计工况偏离；系统在大流量、小温差工况下运行，与设计工况偏离；热用户热力入口设备工况改变（阀门开度改变、私自拆装热用户热力入口设备工况改变（阀门开度改变、私自拆装设备等），造成系统水利工况改变。设备等），造成系统水利工况改变。特别需要指出的事，在系统水力工况失调，近端用户过特别需要指出的事，在系统水力工况失调，近端用户过热、远端用户供热不足时，不能采取加大循环泵扬程和循环热、远端用户供热不足时，不能采取加大循环泵扬程和循
28、环流量的办法，这种办法没有解决系统失衡问题，只是掩盖了流量的办法，这种办法没有解决系统失衡问题，只是掩盖了问题，只会造成系统热能、电能的更大浪费。问题，只会造成系统热能、电能的更大浪费。b.技术措施技术措施解决管网水利工况失调，提高水力稳定性，可以选择以下几种技解决管网水利工况失调，提高水力稳定性，可以选择以下几种技术措施：术措施：在管网中安装压差控制阀；在管网中安装压差控制阀；在管网中某些点限制流量（定流量）；在管网中某些点限制流量（定流量）；建筑物热力入口安装静态平衡阀；建筑物热力入口安装静态平衡阀；建筑物热力入口安装动态平衡阀；建筑物热力入口安装动态平衡阀；建筑物热力入口加装混合回路，对
29、建筑物独立进行温度控制；建筑物热力入口加装混合回路，对建筑物独立进行温度控制；为供热建筑物设立独立热力站，将建筑物与管网进行水力分离。为供热建筑物设立独立热力站，将建筑物与管网进行水力分离。上述技术措施上述技术措施-是调节管网水力平衡的方法，是调节管网水力平衡的方法，-着眼着眼于对单栋建筑供热进行控制。改善管网水力工况，需要对管网以及热于对单栋建筑供热进行控制。改善管网水力工况，需要对管网以及热用户的情况具体分析选择合适的技术措施。用户的情况具体分析选择合适的技术措施。技术措施作用原理介绍技术措施作用原理介绍差压控制差压控制差压控制阀用于把系统的差压稳定在一定范围内。当差压控制阀用于把系统的差
30、压稳定在一定范围内。当系统的差压增加时，阀门减少开度消耗额外的压力。与此相系统的差压增加时，阀门减少开度消耗额外的压力。与此相反，阀门一旦增大，即意味着阀门的压降减少，系统的差压反，阀门一旦增大，即意味着阀门的压降减少，系统的差压也逐步到达预设值。也逐步到达预设值。流量控制流量控制同时使用静态平衡阀和动态平衡阀调节流量，但它们的应用同时使用静态平衡阀和动态平衡阀调节流量，但它们的应用条件各异。条件各异。静态平衡阀为流量的静态调整，是一次性手动调节，不能够静态平衡阀为流量的静态调整，是一次性手动调节，不能够自主随系统工况变化而变化阻力系数，所以称静态平衡阀。需通自主随系统工况变化而变化阻力系数，
31、所以称静态平衡阀。需通过手动设定流量，并能测量流量。平衡阀的作用对象是阻力，能过手动设定流量，并能测量流量。平衡阀的作用对象是阻力，能够起到手动可调孔板的作用，来平衡管网系统的阻力，达到各个够起到手动可调孔板的作用，来平衡管网系统的阻力，达到各个环路的阻力平衡。当调整动作完成时，阀流阻力不可能再随着系环路的阻力平衡。当调整动作完成时，阀流阻力不可能再随着系统条件的变化而发生变化，即，当系统条件变化时，每个循环的统条件的变化而发生变化，即，当系统条件变化时，每个循环的流量也变化。流量也变化。定流量阀也称为自力式流量控制阀。在一定的工作压差定流量阀也称为自力式流量控制阀。在一定的工作压差范围内，它
32、可以有效地控制通过的流量。例如：当阀门前后范围内，它可以有效地控制通过的流量。例如：当阀门前后的压差增大时，通过阀门的自动关小动作，保持流量不增大；的压差增大时，通过阀门的自动关小动作，保持流量不增大；反之，当压差减小时，阀门自动开大，以保持流量恒定；应反之，当压差减小时，阀门自动开大，以保持流量恒定；应用定流量阀的管路系统压差不能小于阀门所要求的正常工作用定流量阀的管路系统压差不能小于阀门所要求的正常工作压差范围，因为阀门本身不能提供额外压头，此时即使阀门压差范围，因为阀门本身不能提供额外压头，此时即使阀门全开，流量仍将低于规定流量，不能起控制作用。全开，流量仍将低于规定流量，不能起控制作用
33、。平衡阀的选用及安装平衡阀的选用及安装自动差压控制阀、平衡阀的选择应依据已知设计流量和差压相适自动差压控制阀、平衡阀的选择应依据已知设计流量和差压相适合的阀门性能指数（合的阀门性能指数（Kv值）确定。不能直接根据连接管网的管径选值）确定。不能直接根据连接管网的管径选择。择。静态平衡阀可安装在供水立管上，也可安装在回水立管上，一般静态平衡阀可安装在供水立管上，也可安装在回水立管上，一般是安装在回水立管上。是安装在回水立管上。自力式差压控制阀应安装在回水管上。调节器的压力传感器通过自力式差压控制阀应安装在回水管上。调节器的压力传感器通过毛细管与进水管连接。毛细管不能安装在进水管底端。否则，毛细管毛
34、细管与进水管连接。毛细管不能安装在进水管底端。否则，毛细管易受水中的泥沙污染。易受水中的泥沙污染。平衡阀的最终定型和它们位置的确定应依据特定操作工况下管网平衡阀的最终定型和它们位置的确定应依据特定操作工况下管网的水力分析。的水力分析。原则上，管网的平衡阀设置在各幢建筑物的前端，或者在原则上，管网的平衡阀设置在各幢建筑物的前端，或者在一组建筑物的前端，如下图所示：一组建筑物的前端，如下图所示：图图1管网的平衡管网的平衡建筑物供热控制建筑物供热控制建筑物级的供热控制可以采用混合回路或单幢建筑物热力站。建筑物级的供热控制可以采用混合回路或单幢建筑物热力站。现代化的最终用户控制系统都采用这些装置：现代
35、化的最终用户控制系统都采用这些装置：混合回路混合回路混合回路是一种能允许不同建筑物的用户自行对供热温度进混合回路是一种能允许不同建筑物的用户自行对供热温度进行独立控制的技术。如果供热管网中存在水力不平衡的问题，采行独立控制的技术。如果供热管网中存在水力不平衡的问题，采用混合回路有助于解决这个问题。用混合回路有助于解决这个问题。混合回路能够提供很多用换热器方案也能提供的控制功能。混合回路能够提供很多用换热器方案也能提供的控制功能。如果不需要将用户和管网进行水力分离，混合回路的投资额相对如果不需要将用户和管网进行水力分离，混合回路的投资额相对比较低。比较低。混合回路的构成包括循环泵、调节阀、电子控
36、制器、差压控混合回路的构成包括循环泵、调节阀、电子控制器、差压控制阀、平衡阀、热量表及温度传感器。制阀、平衡阀、热量表及温度传感器。建筑物热力站建筑物热力站换热器的应用是一种能够对不同建筑物的供水温度进行独换热器的应用是一种能够对不同建筑物的供水温度进行独立控制的技术。如果管网存在水力不平衡，利用换热器设备有立控制的技术。如果管网存在水力不平衡，利用换热器设备有助于解决这种问题。助于解决这种问题。换热器设备通常包括换热器、循环泵、调节阀、电子控制换热器设备通常包括换热器、循环泵、调节阀、电子控制器、差压控制阀、平衡阀、能量表、温度传感器、定压系统、器、差压控制阀、平衡阀、能量表、温度传感器、定
37、压系统、补水系统、以及安全阀。补水系统、以及安全阀。换热器设备能够提供很多由混合回路也能提供的控制功能。换热器设备能够提供很多由混合回路也能提供的控制功能。但是，换热器设备可以使热用户与管网实现水力分离，这是与但是，换热器设备可以使热用户与管网实现水力分离，这是与混合回路的主要区别。换热器设备的投资额通常比混合回路设混合回路的主要区别。换热器设备的投资额通常比混合回路设备的投资额高。备的投资额高。图图3热力站原理图热力站原理图c.技术可行性技术可行性固定流量小区供热系统中管网平衡为常规惯例，在技固定流量小区供热系统中管网平衡为常规惯例，在技术应用上没有特别问题。术应用上没有特别问题。在现代化供
38、热系统中，混合回路和建筑物热力站都属在现代化供热系统中，混合回路和建筑物热力站都属于常用技术，运行可靠。但目前在国内应用不多，处于探索于常用技术，运行可靠。但目前在国内应用不多，处于探索积累经验阶段。积累经验阶段。d.经济可行性经济可行性管网水力平衡成本费用与所采取的技术措施及项目的具体管网水力平衡成本费用与所采取的技术措施及项目的具体情况有关，不能一概而论。情况有关，不能一概而论。对于对于10,000平方米建筑物，一般建筑物的平均热负荷通平方米建筑物，一般建筑物的平均热负荷通常为常为300kW左右。左右。整套现代化混合回路装置的粗略估价为：整套现代化混合回路装置的粗略估价为：150,000R
39、MB/MW；整套建筑物热力站的粗略估价为：；整套建筑物热力站的粗略估价为：250,000RMB/MW。有关建筑物耗热控制的实例计算，参见下节。计算表明，有关建筑物耗热控制的实例计算，参见下节。计算表明，简单投资回收年限大约为简单投资回收年限大约为7年。年。e.环境效益环境效益计算表明，对于一个供热面积为计算表明，对于一个供热面积为10万平方米的系统来说，万平方米的系统来说，由于系统能耗降低可带来年减排由于系统能耗降低可带来年减排CO2120吨的环境效益。吨的环境效益。f.优化优化水力平衡优化包括下列内容：水力平衡优化包括下列内容：优化管网布局及调整管径，使并联环路之间压力损失相优化管网布局及调
40、整管径，使并联环路之间压力损失相对差额的计算值达到最小；对差额的计算值达到最小；在干、支管道或换热末端上设置水力平衡及调节阀门；在干、支管道或换热末端上设置水力平衡及调节阀门；在经济技术比较合理前提下，一次管网可选用分布式变在经济技术比较合理前提下，一次管网可选用分布式变频泵技术；频泵技术；在经济技术比较合理前提下，二次管网可选用末端混水在经济技术比较合理前提下，二次管网可选用末端混水技术。技术。水力平衡及调节阀门的选用应根据下列条件确定：水力平衡及调节阀门的选用应根据下列条件确定：供热管网内流量随负荷变化变化与否，即供热管网形式；供热管网内流量随负荷变化变化与否，即供热管网形式；供热管网运行
41、调节模式；供热管网运行调节模式；热计量及温控形式；热计量及温控形式；设计流量、压差和产品的相关技术参数及厂家技术要求。设计流量、压差和产品的相关技术参数及厂家技术要求。常见水力平衡及调节阀门，其应用原则如下：常见水力平衡及调节阀门，其应用原则如下：水力平衡阀应用于定流量系统、部分负荷时压差和流量变化水力平衡阀应用于定流量系统、部分负荷时压差和流量变化较小的变流量系统；不适用于部分负荷时压差和流量变化较大的较小的变流量系统；不适用于部分负荷时压差和流量变化较大的变流量系统；应用时应注意逐级安装以方便调试。变流量系统；应用时应注意逐级安装以方便调试。自力式流量控制阀应用于定流量系统等需要维持某特定
42、位置流自力式流量控制阀应用于定流量系统等需要维持某特定位置流量恒定的应用，不应用于流量会产生变化的部位供热管网运行调节量恒定的应用，不应用于流量会产生变化的部位供热管网运行调节模式；应用时无特殊情况应单级安装。模式；应用时无特殊情况应单级安装。自力式压差控制阀应用于部分负荷时压差和流量变化较大的自力式压差控制阀应用于部分负荷时压差和流量变化较大的变流量系统、可能被改造为变流量系统的定流量系统，或其他需要变流量系统、可能被改造为变流量系统的定流量系统，或其他需要维持系统内某环路资用压差相对恒定的场合，；应用时无特殊情况维持系统内某环路资用压差相对恒定的场合，；应用时无特殊情况应单级安装。应单级安
43、装。动态压差平衡性电动调节阀可用于变流量系统的末端温控，动态压差平衡性电动调节阀可用于变流量系统的末端温控，或其他需兼顾水力平衡与控制的场合；应用时无特殊情况应单级安或其他需兼顾水力平衡与控制的场合；应用时无特殊情况应单级安装。装。（5）水泵变频调速技术）水泵变频调速技术a.技术介绍技术介绍调速泵是通过改变泵叶轮转速而灵活调整泵的扬程和水流量。调速泵是通过改变泵叶轮转速而灵活调整泵的扬程和水流量。泵调速后可以在高效工况下运转，达到即满足使用工况要求而又节泵调速后可以在高效工况下运转，达到即满足使用工况要求而又节约能源（节约泵耗电量）的目的。这是目前广泛使用的通用技术。约能源（节约泵耗电量）的目
44、的。这是目前广泛使用的通用技术。调速泵的原理是在泵的电机上连接一个变频器，变频器可将电调速泵的原理是在泵的电机上连接一个变频器，变频器可将电源频率（通常为源频率（通常为50Hz）调到一较低的频率并相应地使泵电动机在）调到一较低的频率并相应地使泵电动机在一低速上运行。泵电动机的速度取决于电源频率和电动机构造（例一低速上运行。泵电动机的速度取决于电源频率和电动机构造（例如两极电动机，四极电动机等）。如两极电动机，四极电动机等）。供热系统中，锅炉房、热力站和建筑物等可能安装有循环泵、供热系统中，锅炉房、热力站和建筑物等可能安装有循环泵、补水泵、加压泵及混合泵等，在供热系统中应用的场合较多。补水泵、加
45、压泵及混合泵等，在供热系统中应用的场合较多。该技术涉及的设备有：水泵（离心泵）、泵电动机（交流电动该技术涉及的设备有：水泵（离心泵）、泵电动机（交流电动机）和机）和变频器。变频器。b.适应范围适应范围调速泵技术适用于多种情况，例如：调速泵技术适用于多种情况，例如：变流量供热系统：水泵的流量和扬程必须根据需要而随时变流量供热系统：水泵的流量和扬程必须根据需要而随时调节，如锅炉房和热力站等处都要使用调速循环泵才能满足调调节，如锅炉房和热力站等处都要使用调速循环泵才能满足调节的需要；节的需要；定流量供热系统：目前一般都是水泵额定流量过大、通过定流量供热系统：目前一般都是水泵额定流量过大、通过阀门节流
46、而调节水泵的扬程和流量，阀门节流而调节水泵的扬程和流量，阀门节流实际上就是能阀门节流实际上就是能量浪费。通过调速泵技术，用调节水泵的速度代替阀门调节，量浪费。通过调速泵技术，用调节水泵的速度代替阀门调节，就可以节省阀门节流所造成的能耗；就可以节省阀门节流所造成的能耗；补水系统：用调速泵补水，不仅节省补水泵的电耗，而且使补水系统：用调速泵补水，不仅节省补水泵的电耗，而且使系统的定压点的压力波动幅度大幅度下降，利于系统的稳定运行。系统的定压点的压力波动幅度大幅度下降，利于系统的稳定运行。图图1表示定速泵节流阀的定流量系统中水压的分布情况，表示定速泵节流阀的定流量系统中水压的分布情况，图图2表示在同
47、一系统中，如果用变频器控制变速泵作为定速泵表示在同一系统中，如果用变频器控制变速泵作为定速泵节流阀替代方案时的水压分布情况。由图可以看出，在保持用户节流阀替代方案时的水压分布情况。由图可以看出，在保持用户同样水压分布的情况下，调速泵节省了节流阀的损失。同样水压分布的情况下，调速泵节省了节流阀的损失。图图1定速增压泵和节流阀压力曲线在内的简化流程图定速增压泵和节流阀压力曲线在内的简化流程图图图2包括（变频器控制的）变速增压包括（变频器控制的）变速增压 泵压力曲线在内的简化流程图泵压力曲线在内的简化流程图一般来说，变频器即可以提高频率也可以降低频率，但频率一般来说，变频器即可以提高频率也可以降低频
48、率，但频率提高的幅度远远小于频率降低的幅度。同时要注意，频率提高后提高的幅度远远小于频率降低的幅度。同时要注意，频率提高后泵耗电量高于额定耗电量，电机发热量增加，有可能导致电机过泵耗电量高于额定耗电量，电机发热量增加，有可能导致电机过热而停机或损坏。热而停机或损坏。c.技术可行性技术可行性本技术是成熟的、目前已广泛推广使用的技术，技术上本技术是成熟的、目前已广泛推广使用的技术，技术上完全可行。完全可行。在采用调速泵技术时，应注意的是要认真、全面在采用调速泵技术时，应注意的是要认真、全面的了解和分析供热系统的水力状况。的了解和分析供热系统的水力状况。一般来说，在变、定流量供热系统中的循环泵均可以
49、使一般来说，在变、定流量供热系统中的循环泵均可以使用调速泵。同时，补水定压泵也适宜采用调速泵。用调速泵。同时，补水定压泵也适宜采用调速泵。d.经济可行性经济可行性可通过计算简单的财务指标，例如可通过计算简单的财务指标，例如NPV或回收期来评估财务或回收期来评估财务可行性。可行性。假设一台转速为假设一台转速为2,900RPM的定速泵，装有一个节流阀，的定速泵，装有一个节流阀，现更换成带变频器的调速泵，同时取消了节流阀。在流量现更换成带变频器的调速泵，同时取消了节流阀。在流量200m3/h时，使用调速泵后泵的扬程可降低时，使用调速泵后泵的扬程可降低200kPa，如图，如图3。图中虚线所围圈的区域，
50、表示考虑到其它因素后变频器和泵电动图中虚线所围圈的区域，表示考虑到其它因素后变频器和泵电动机额定值所限制区域。机额定值所限制区域。图图3 调速泵与定速泵节流阀的电耗比较调速泵与定速泵节流阀的电耗比较 e.社会效益社会效益如上图，定速泵节流阀系统的流量为如上图，定速泵节流阀系统的流量为200m3/h，扬，扬程为程为620kPa，此时泵的效率为，此时泵的效率为0.78，电动机效率为，电动机效率为0.93，每年供热运行，每年供热运行125天。天。更换成调速泵后，节流阀拆除，水泵流量不变，但水泵更换成调速泵后，节流阀拆除，水泵流量不变，但水泵扬程降为扬程降为420kPa，泵的效率为，泵的效率为0.76
51、，电动机效率为，电动机效率为0.94，变频器效率是，变频器效率是0.96，供热天数不变。，供热天数不变。则原来泵的耗电量根据式（则原来泵的耗电量根据式（2）：）：Pex=620kPa*200m3/h/3,600sec/h/(0.78*0.93)=47.48kW更换成调速泵后，由式（更换成调速泵后，由式（3）知：）知：Pnew=420kPa*200m3/h/3,600sec/h/(0.76*0.94*0.96)=34.02kW每年减少的耗电量根据式（每年减少的耗电量根据式（5）:Ered=(47.48kW34.02kW)*125天天/年年*24小时小时/天天=40383.14kWh/年年回收分析
52、回收分析由表由表1知，知，55kW的变频器价格为的变频器价格为41500元。本案例元。本案例泵电机功率为泵电机功率为47.48kW，可取投资，可取投资41500元，仅增加变元，仅增加变频器，不更换泵。但应加上拆除节流阀、增加旁通管等施工频器，不更换泵。但应加上拆除节流阀、增加旁通管等施工费用，设费用，设7000元，元，则总投资约则总投资约48500元。电价元。电价0.65元元/kWh。则年节省电费为：。则年节省电费为：40383.14kWh/年年*0.65RMB/kWh=26249.04RMB/年。年。简单回收期为：简单回收期为：48500/26249.04年年=1.85年。年。当原系统中的节
53、流阀损失由当原系统中的节流阀损失由200kPa变为变为100kPa时，时，则回收期变为则回收期变为4.64年。因此回收期的长短与原系统节流阀的年。因此回收期的长短与原系统节流阀的损失大小由密切关系。损失大小由密切关系。社会效益调速泵的使用，可以降低水泵耗电量，从而降社会效益调速泵的使用，可以降低水泵耗电量，从而降低供热成本。在用同样热量的前提下，人们采暖的费用将降低供热成本。在用同样热量的前提下，人们采暖的费用将降低，因此有着积极的社会意义，尤其是对低收入者，其社会低，因此有着积极的社会意义，尤其是对低收入者，其社会效果更为明显。效果更为明显。(6)锅炉集中控制技术锅炉集中控制技术智能型锅炉控
54、制系统，由智能主机（主机控制系统）和下智能型锅炉控制系统，由智能主机（主机控制系统）和下位机（终端控制器）组成，系统规模大小、功能灵活可变位机（终端控制器）组成，系统规模大小、功能灵活可变。控制系统示意图控制系统示意图主机控制系统主机控制系统控制系统可对各区域进行温度补偿控制和手动控制，以及控制系统可对各区域进行温度补偿控制和手动控制，以及对同一区域的各锅炉进行联动控制，实现对多台锅炉及换热器对同一区域的各锅炉进行联动控制，实现对多台锅炉及换热器进行集中控制的功能。进行集中控制的功能。在温度补偿功能中，温度补偿曲线采用四次曲线，该曲线在温度补偿功能中，温度补偿曲线采用四次曲线，该曲线是通过用户
55、设定的特定值拟合而成，用户还可为一周七天设置是通过用户设定的特定值拟合而成，用户还可为一周七天设置不同的供暖时间段，并为每一个供暖对象设置各自的温度补偿不同的供暖时间段，并为每一个供暖对象设置各自的温度补偿曲线。曲线。终端控制器终端控制器锅炉智能控制器，可根据用户的需求，实现对多台锅炉或调锅炉智能控制器，可根据用户的需求，实现对多台锅炉或调节阀的控制。控制器直接和锅炉或调节阀门相连，适合就地控制，节阀的控制。控制器直接和锅炉或调节阀门相连，适合就地控制，具有自动控制、手动控制和强制手动控制三种控制方式。具有自动控制、手动控制和强制手动控制三种控制方式。控制模式控制模式本产品可实现五种控制模式：
56、（本产品可实现五种控制模式：（1）控制单台锅炉全自动运）控制单台锅炉全自动运行；（行；（2）控制多台锅炉联动运行；（）控制多台锅炉联动运行；（3）控制供暖系统全自动运）控制供暖系统全自动运行；（行；（4）控制锅炉与供暧系统联合运行；（）控制锅炉与供暧系统联合运行；（5）实现计算机中央）实现计算机中央控制，远程监测、网络控制。控制，远程监测、网络控制。技术可行性技术可行性该系统融合了计算机信息管理技术、远程监控技术、该系统融合了计算机信息管理技术、远程监控技术、internet宽带通信技术、多屏幕监视技术等。供热运行集宽带通信技术、多屏幕监视技术等。供热运行集中监控系统的建立，便于各级管理人员实
57、时监测运行数据。中监控系统的建立，便于各级管理人员实时监测运行数据。该系统与气候补偿器系统、分时分区控制器、远传温度采集该系统与气候补偿器系统、分时分区控制器、远传温度采集器实时进行通讯，有利于供热系统管理人员高效的、及时、器实时进行通讯，有利于供热系统管理人员高效的、及时、全面地掌握供热系统运行的实际情况，为其进行综合监督检全面地掌握供热系统运行的实际情况，为其进行综合监督检查创造条件，有利于提高管理工作效率，减少失误，此项目查创造条件，有利于提高管理工作效率，减少失误，此项目已经进入现场试验阶段。已经进入现场试验阶段。经济可行性经济可行性节能量节能量如表如表4所示为供热系统应用该技术前后的
58、能耗数据。所示为供热系统应用该技术前后的能耗数据。供热系统能量消耗调研表供热系统能量消耗调研表根据调研智能型锅炉控制系统技术节气根据调研智能型锅炉控制系统技术节气(20%)*以上。以上。节气量节气量Qsavings=Qbefore-Qafter=4540000-3740000=800000m3式中：式中：Qsavings：节约燃气耗量，：节约燃气耗量，m3；Qbefore：改造前燃气耗量，：改造前燃气耗量，m3；Qafter：改造后燃气耗量，：改造后燃气耗量，m3。其中，安装智能型锅炉控制系统可节约燃气量：其中，安装智能型锅炉控制系统可节约燃气量：Q=20%Qsaving=8000000.2=
59、160000m3节约费用节约费用Agas=QPgas=1600001.95=312000元元/年年式中：式中：Pgas燃气价，燃气价，1.95元元/m3。投资费用投资费用锅炉房智能型锅炉控制系统设备投资约为锅炉房智能型锅炉控制系统设备投资约为70万元万元*，即，即Q。回收期回收期回收期的含义即采取节能措施后，多支付的费用可在这个期回收期的含义即采取节能措施后，多支付的费用可在这个期限内，从少支付的供暖费用中得到补偿。限内，从少支付的供暖费用中得到补偿。回收期：回收期：PB=Q/A年年=700000/312000=2.24年年经过上述保守计算，智能型锅炉控制系统这项技术节能经济经过上述保守计算，
60、智能型锅炉控制系统这项技术节能经济效益是相当可观的。随着能源价格的不断上涨和该技术的发展，效益是相当可观的。随着能源价格的不断上涨和该技术的发展，回收年限将进一步缩短、收益会进一步增大。回收年限将进一步缩短、收益会进一步增大。社会效益社会效益智能型锅炉控制系统是现代化的燃气锅炉房中必不可少的组成智能型锅炉控制系统是现代化的燃气锅炉房中必不可少的组成部分，可以真正实现无人职守，同时能达到及时检测热网运行参数，部分，可以真正实现无人职守，同时能达到及时检测热网运行参数，了解系统运行工况；均匀调节流量，消除冷热不均；合理匹配工况，了解系统运行工况；均匀调节流量，消除冷热不均；合理匹配工况，保证按需供
61、热；及时诊断系统故障，确保安全运行；健全运行档案，保证按需供热；及时诊断系统故障，确保安全运行；健全运行档案，实现量化管理的目的。实现量化管理的目的。这项技术可使整个生产过程实现信息化管理，使供热采暖系统这项技术可使整个生产过程实现信息化管理，使供热采暖系统的运行、管理水平走向现代化。使人们的居住舒适性有所提高，降的运行、管理水平走向现代化。使人们的居住舒适性有所提高，降低了采暖费用，又同时减少了能源的消耗，体现了节约型社会的要低了采暖费用，又同时减少了能源的消耗，体现了节约型社会的要求，对社会的可持续发展有着重要的意义。求，对社会的可持续发展有着重要的意义。环境效益环境效益全年的环境效益为：
62、全年的环境效益为：CO2减排量：减排量：CO2.gas=QgasHgasCO2.gas=1600000.036420.055=320tons/年年f.环境效益环境效益水泵用电量的降低，相对于中国以燃煤发电而言的国水泵用电量的降低，相对于中国以燃煤发电而言的国家，用电量的降低即意味着家，用电量的降低即意味着CO2、NOx与烟尘的排放量与烟尘的排放量减少，因此有着很大的环境效益。如用电量减少减少，因此有着很大的环境效益。如用电量减少20，则相应的减排量也为则相应的减排量也为20。(7)热计量热计量有关热计量的政策有关热计量的政策根据中华人民共和国节约能源法的规定，新建建筑根据中华人民共和国节约能源
63、法的规定，新建建筑和既有建筑的节能改造应按照规定安装热量计量装置。和既有建筑的节能改造应按照规定安装热量计量装置。2006年建设部城建司下发的关于推进供热计量的实年建设部城建司下发的关于推进供热计量的实施意见中，对实施供热计量的技术措施做出了明确的规定。施意见中，对实施供热计量的技术措施做出了明确的规定。A.室外供热系统的热源、热力站、管网、建筑物必须室外供热系统的热源、热力站、管网、建筑物必须安装计量装置和水力平衡、气候补偿、变频等调控装置；安装计量装置和水力平衡、气候补偿、变频等调控装置；B.新建建筑室内系统应安装计量和调控装置，包括：户用热新建建筑室内系统应安装计量和调控装置，包括：户用
64、热表或分配式计量装置、水力平衡、散热器恒温阀等装置，并达到表或分配式计量装置、水力平衡、散热器恒温阀等装置，并达到分户热计量的要求，经验收合格后方可交付使用；分户热计量的要求，经验收合格后方可交付使用；C.既有非节能建筑及其供热采暖系统的改造应同步进行，达既有非节能建筑及其供热采暖系统的改造应同步进行，达到节能建筑和热计量要求；到节能建筑和热计量要求；D.既有建筑采暖系统的计量改造，在楼前必须加装计量装既有建筑采暖系统的计量改造，在楼前必须加装计量装置，室内采暖系统应根据实际情况选择不同的计量方式，包括户置，室内采暖系统应根据实际情况选择不同的计量方式，包括户用热表或分配式计量等装置；用热表或
65、分配式计量等装置；E.政府机构办公楼等公共建筑应按供热计量要求进行改造，政府机构办公楼等公共建筑应按供热计量要求进行改造，必须加装热量总表和调控装置，室内系统应安装温度调节装置。必须加装热量总表和调控装置，室内系统应安装温度调节装置。公共建筑供热热计量公共建筑供热热计量公共建筑应根据供热单位与用户之间的协议，将结算点位置公共建筑应根据供热单位与用户之间的协议，将结算点位置确定在楼栋的热力入口或热力站，并在此设置热量表。确定在楼栋的热力入口或热力站，并在此设置热量表。公建的情况与住宅不尽相同，作为热量结算终端对象，有公建的情况与住宅不尽相同，作为热量结算终端对象，有可能一个建筑物是一个结算对象，
66、也有可能一个建筑群是一个结可能一个建筑物是一个结算对象，也有可能一个建筑群是一个结算对象，还有可能一个建筑物中各部分归属于不同的使用单位。算对象，还有可能一个建筑物中各部分归属于不同的使用单位。用户与供热单位可进行协商共同确定热量结算点的位置，并在此用户与供热单位可进行协商共同确定热量结算点的位置，并在此为各用户单位装设热量表。这种情况适用于既有公共建筑的节能为各用户单位装设热量表。这种情况适用于既有公共建筑的节能改造。对于新建建筑，在设计阶段难于确定归属于不同的单位的改造。对于新建建筑，在设计阶段难于确定归属于不同的单位的各部分，可在热力入口或热力站设置热量表，并以此作为热量结各部分，可在热
67、力入口或热力站设置热量表，并以此作为热量结算点，各用户采用热分摊方式。算点，各用户采用热分摊方式。居住建筑供热热计量居住建筑供热热计量住宅分户热计量应采取以楼栋为热量结算点，每户热分住宅分户热计量应采取以楼栋为热量结算点，每户热分摊的方法。摊的方法。居住建筑的热量结算点是在楼栋的各热力入口处，该位居住建筑的热量结算点是在楼栋的各热力入口处，该位置的热量表是耗热量的热量结算依据，而楼内住户的热计量置的热量表是耗热量的热量结算依据，而楼内住户的热计量应为热分摊，当然每户应该有相应的装置对整栋楼的耗热量应为热分摊，当然每户应该有相应的装置对整栋楼的耗热量实现户间分摊。实现户间分摊。住宅分户热计量（热
68、分摊）方法的选择，应从技术、经住宅分户热计量（热分摊）方法的选择，应从技术、经济、运行维护和推动节能效果等多个方面综合考虑，并根据济、运行维护和推动节能效果等多个方面综合考虑，并根据系统形式按以下原则确定：系统形式按以下原则确定：A.共用立管分户独立式散热器系统，当室温为分户总体控共用立管分户独立式散热器系统，当室温为分户总体控制时，宜采用通断时间面积法；当户内各房间要求分室控制温制时，宜采用通断时间面积法；当户内各房间要求分室控制温度时，宜采用散热器热分配计法或户用热量表法。度时，宜采用散热器热分配计法或户用热量表法。B.既有居住建筑为竖向双管散热器系统时宜采用散热器热既有居住建筑为竖向双管
69、散热器系统时宜采用散热器热分配计法。分配计法。C.既有居住建筑为竖向单管散热器系统时宜采用散热器热既有居住建筑为竖向单管散热器系统时宜采用散热器热分配计法或流量温度法。分配计法或流量温度法。D.地面辐射供暖系统，当户内为总体温度控制时，宜采用地面辐射供暖系统，当户内为总体温度控制时，宜采用通断时间面积法；当户内室温要求分环路控制温度时，宜采用通断时间面积法；当户内室温要求分环路控制温度时，宜采用户用热量表法。户用热量表法。E.集中供热按户分环，采用风机盘管等空调末端设备供热集中供热按户分环，采用风机盘管等空调末端设备供热的系统，宜采用户用热量表法。的系统，宜采用户用热量表法。住宅入户装置及热分
70、摊原理图示住宅入户装置及热分摊原理图示清洁能源和可再生能源在供热系统工程中的应用清洁能源和可再生能源在供热系统工程中的应用（1）楼宇式冷热电联产技术）楼宇式冷热电联产技术a.技术描述技术描述楼宇式燃气热电冷联产系统（楼宇式燃气热电冷联产系统（BCHP）是为建筑物提供热、）是为建筑物提供热、电和冷的现场能源综合利用系统。它工作的基本原理是：首先利电和冷的现场能源综合利用系统。它工作的基本原理是：首先利用天然气高品位热能在原动机中做功发电，再利用原动机发电所用天然气高品位热能在原动机中做功发电，再利用原动机发电所产生的废热进行供热、除湿或驱动吸收机制冷，从而实现能源的产生的废热进行供热、除湿或驱动
71、吸收机制冷，从而实现能源的梯级利用。梯级利用。联产系统的组成部分，主要可分为：发电机组、余热回收设联产系统的组成部分，主要可分为：发电机组、余热回收设备和蓄能装置。备和蓄能装置。楼宇式热电冷联产系统的类型较多，其在供热、制冷模式楼宇式热电冷联产系统的类型较多，其在供热、制冷模式下的主要系统流程，可分别由图下的主要系统流程，可分别由图1-1、图、图1-2表示。实际的热表示。实际的热电冷联产系统，一般是这两种流程系统的组合或其中的一部分。电冷联产系统，一般是这两种流程系统的组合或其中的一部分。图图1-1热电冷联产供热工况系统图热电冷联产供热工况系统图图图1-2热电冷联产制冷工况系统图热电冷联产制冷
72、工况系统图b.适用范围适用范围一般来说，热负荷相对较大且稳定、热电负荷匹配较好的建一般来说，热负荷相对较大且稳定、热电负荷匹配较好的建筑，应用联产系统可同时获得相对较好的节能率及经济性，这类筑，应用联产系统可同时获得相对较好的节能率及经济性，这类负荷的建筑主要以游泳馆、医院、酒店等建筑类型为主。而对于负荷的建筑主要以游泳馆、医院、酒店等建筑类型为主。而对于写字楼、商场、办公楼等建筑类型，人口密度较大，夏季单位面写字楼、商场、办公楼等建筑类型，人口密度较大，夏季单位面积电负荷、冷负荷较高，过渡季节负荷时期一般较短，因而这类积电负荷、冷负荷较高，过渡季节负荷时期一般较短，因而这类建筑应用联产系统时
73、，机组年运行时间也较长，一般也具有较好建筑应用联产系统时，机组年运行时间也较长，一般也具有较好的经济性能，但值得注意的是联产系统在这类建筑应用的节能潜的经济性能，但值得注意的是联产系统在这类建筑应用的节能潜力有限，有时甚至是废能的。力有限，有时甚至是废能的。图图1-3中高档写字楼中高档写字楼BCHP系统经济性评价系统经济性评价能源价格对系统经济评价的影响能源价格对系统经济评价的影响联产系统的经济性与当地的电价、气价有着密切的关系，联产系统的经济性与当地的电价、气价有着密切的关系，对应不同的价格体系，联产系统的经济性可能有着根本性的不对应不同的价格体系，联产系统的经济性可能有着根本性的不同。仍以
74、北京中高档写字楼为例，写字楼建筑面积约为同。仍以北京中高档写字楼为例，写字楼建筑面积约为6万平方万平方米，采用燃气轮机型的联产系统，对应不同的能源价格，系统米，采用燃气轮机型的联产系统，对应不同的能源价格，系统的经济性如图的经济性如图1-4所示。图中经济性极好区、经济性较好区及所示。图中经济性极好区、经济性较好区及经济性警戒区分别由增量投资回收年限为经济性警戒区分别由增量投资回收年限为4年和年和10年的两条等年的两条等年线分开划定。年线分开划定。从图中可以看出，在目前价格体系下（天然气价格从图中可以看出，在目前价格体系下（天然气价格1.80元元/m3，分时电价：峰电，分时电价：峰电1.077元
75、元/kWh、平电、平电0.688元元/kWh、谷电谷电0.322元元/kWh），该写字楼应用联产系统的经济性较好。），该写字楼应用联产系统的经济性较好。当燃气价格下降，电力价格进一步上升，则当燃气价格下降，电力价格进一步上升，则BCHP系统的经济系统的经济性将进一步得到改善。性将进一步得到改善。图图1-4能源价格对系统经济评价的影响能源价格对系统经济评价的影响d.可行性分析可行性分析能源利用分析能源利用分析目前在对燃气热电冷联产系统的能源利用进行评价时，目前在对燃气热电冷联产系统的能源利用进行评价时，常采用将燃气的常采用将燃气的BCHP联产系统与燃煤的分产系统进行比较联产系统与燃煤的分产系统进
76、行比较1。天然气与煤是两种品质不同的一次能源，对燃气。天然气与煤是两种品质不同的一次能源，对燃气BCHP联产系统评价，将其与高效的燃气分产（燃气联合循联产系统评价，将其与高效的燃气分产（燃气联合循环发电效率环发电效率=50%，燃气锅炉能源利用效率，燃气锅炉能源利用效率=90%）进行比较可能更为合理。在这种比较基准下，不同类型进行比较可能更为合理。在这种比较基准下，不同类型BCHP的节能率见图的节能率见图2-1、图、图2-2。从图中可以看出，热电冷联产系统在供热工况下是有一定的从图中可以看出，热电冷联产系统在供热工况下是有一定的节能优势，但在制冷工况下，节能很少。因此从能效的角度看，节能优势，但
77、在制冷工况下，节能很少。因此从能效的角度看，热电冷联产的节能还是有条件的，系统是否节能以及节能量的热电冷联产的节能还是有条件的，系统是否节能以及节能量的大小，要看全年冷热工况所占的比例，以及系统的发电效率以大小，要看全年冷热工况所占的比例，以及系统的发电效率以及余热利用效率的大小。及余热利用效率的大小。图图2-1燃气内燃机燃气内燃机BCHP系统节能率系统节能率图图2-2燃气轮机燃气轮机BCHP系统节能率系统节能率技术可行性技术可行性 从从技技术术角角度度来来看看，楼楼宇宇热热电电冷冷联联产产系系统统只只是是把把成成熟熟的的技技术术及及产产品品进进行行系系统统集集成成，技技术术是是完完全全可可行
78、行的的。另另外外，从从国国外外已已有有系系统统的的运运行行经经验验来来看看，根根据据不不完完全全统统计计，日日本本在在2001年年3月月以以前前，已已有有1413个个成成功功运运行行的的联联产产项项目目，总总容容量大于量大于2212MWe，这也可说明它的技术可行性。，这也可说明它的技术可行性。 经济可行性经济可行性 根根据据目目前前的的能能源源价价格格体体系系，商商建建热热电电冷冷联联产产系统的增系统的增 量投资回收期一般在量投资回收期一般在310年左右年左右.e.社会环境效益社会环境效益社会效益社会效益燃气热电（冷）联产系统科学合理的利用，对于提高能源燃气热电（冷）联产系统科学合理的利用，对
79、于提高能源利用效率、缓解电力负荷夏季高峰及昼夜峰谷差、提高供电安利用效率、缓解电力负荷夏季高峰及昼夜峰谷差、提高供电安全性、改善燃气冬夏季峰谷差、降低污染排放等有着非常积极全性、改善燃气冬夏季峰谷差、降低污染排放等有着非常积极的意义。的意义。环境效益环境效益评价热电冷联产的环境效益，选取的基准参考对象是燃煤评价热电冷联产的环境效益，选取的基准参考对象是燃煤锅炉、燃煤电厂及电制冷。在这种比较基准下，锅炉、燃煤电厂及电制冷。在这种比较基准下，BCHP系统相系统相对传统的燃煤分产方式而言，对传统的燃煤分产方式而言，CO2减排率在减排率在3060，NOx减排率在减排率在70%90%（2）热泵）热泵a.
80、技术描述技术描述热泵技术是一种用电高效供热、制冷的实用技术，可以热泵技术是一种用电高效供热、制冷的实用技术，可以节省一次能源，减小环境污染。节省一次能源，减小环境污染。按照热源的不同，热泵技术可以分为水源热泵、空气源按照热源的不同，热泵技术可以分为水源热泵、空气源热泵和土壤源热泵等。水源热泵从水中取热，空气源热泵从热泵和土壤源热泵等。水源热泵从水中取热，空气源热泵从空气中取热，而土壤源热泵从土壤中取热。空气中取热，而土壤源热泵从土壤中取热。b.热泵种类热泵种类水源热泵水源热泵污水源热泵采暖、生活热水供应系统图污水源热泵采暖、生活热水供应系统图水源热泵的特点：水源热泵的特点：v属于可再生能源属于
81、可再生能源v系统效率高，节能系统效率高，节能v运行相对稳定可靠运行相对稳定可靠v保护环境，减小污染保护环境，减小污染v可以利用废热，提高能源利用率可以利用废热，提高能源利用率土壤源热泵土壤源热泵图图2间接型土壤源热泵系统间接型土壤源热泵系统图图3直接蒸发型土壤源热泵系统直接蒸发型土壤源热泵系统空气源热泵空气源热泵空空气气源源热热泵泵是是以以空空气气作作为为高高温温(低低温温)热热源源来来进进行行供供热热(供供冷冷)的的装装置置。相相对对于于其其它它热热泵泵类类型型而而言言，我我国国对对空空气气源源热热泵泵的的研研究究起起步步较较早早，研研究究内内容容也也较较多多。以以环环境境空空气气作作为为低
82、低品品位位热热源源，可可以以取取之之不不尽尽，用用之之不不竭竭，处处处处都都有有，无无偿偿获获取取。空空气气源源热热泵泵则则安安装装灵灵活活、使使用用方方便便、初初投投资资相相对对较较低低，且且比比较较适适用用于于分分户户安安装装，比比较较适适合合于于户户用用或或小小型型空空调调系统。系统。c.可行性分析可行性分析初投资初投资水源热泵水源热泵北京地区以地下水源热泵系统为主，其初投资约北京地区以地下水源热泵系统为主，其初投资约200元元/m2（采暖面积），仅包括热源及安装费。（采暖面积），仅包括热源及安装费。土源热泵土源热泵土源热泵系统的初投资与地下水源热泵相近，约土源热泵系统的初投资与地下水源
83、热泵相近，约200元元/m2（采暖面积）仅包括热源及安装费。（采暖面积）仅包括热源及安装费。 空气源热泵空气源热泵空气源热泵系统的初投资比前两种要低，因为空气源系统不空气源热泵系统的初投资比前两种要低，因为空气源系统不需从地下取热，不用打井或埋管，其初投资约需从地下取热，不用打井或埋管，其初投资约150元元/m2（采暖（采暖面积），仅包括热源及安装费。面积），仅包括热源及安装费。运行费用运行费用热泵系统的运行费用比燃煤和燃油系统都低，见表热泵系统的运行费用比燃煤和燃油系统都低，见表1。表表不同热源供热系统运行费用不同热源供热系统运行费用d.社会效益社会效益该该技技术术没没有有任任何何负负面面社
84、社会会影影响响。它它不不但但可可以以设设备备和和管管道道散散热热损损失失，节节省省一一次次能能源源，而而且且能能减减小小污污染染、改改善善环环境境，改改善供热质量和供热效果。善供热质量和供热效果。供热系统的能源审计供热系统的能源审计（1）能源审计依据）能源审计依据国家机关办公建筑和大型公共建筑能源审计导则国家机关办公建筑和大型公共建筑能源审计导则.（2）供热系统能源审计）供热系统能源审计a.能源审计的流程能源审计的流程常见的能源审计的流程常见的能源审计的流程如图如图2-1所示：所示：b.供热系统能源审计的对象供热系统能源审计的对象通常集中供热系统主要由锅炉房、热力站、管网和建筑物通常集中供热系
85、统主要由锅炉房、热力站、管网和建筑物构成，由此形成了供热系统的四部分供热环节。构成，由此形成了供热系统的四部分供热环节。住宅小区的供热系统能源审计包括四部分内容：建筑物审住宅小区的供热系统能源审计包括四部分内容：建筑物审计、锅炉房审计、管网审计和热力站审计，见图计、锅炉房审计、管网审计和热力站审计，见图3-1。图图3-1审计对象（锅炉房、管网、热力站和建筑物）审计对象（锅炉房、管网、热力站和建筑物）c.审计思路审计思路能源审计分为简单审计和详细审计。简单审计和详细审能源审计分为简单审计和详细审计。简单审计和详细审计取决于审计地点的选择。计取决于审计地点的选择。简单审计是一种基本的能源审计方式，
86、它可以获得一些简单审计是一种基本的能源审计方式，它可以获得一些基本信息，诸如能耗水平和节能潜力与建议。相关的信息和基本信息，诸如能耗水平和节能潜力与建议。相关的信息和数据既可以从现场直接获得，也可以通过能源审计来获得。数据既可以从现场直接获得，也可以通过能源审计来获得。例如，根据建筑功能和设计的不同，同一个采暖系统中的住例如，根据建筑功能和设计的不同，同一个采暖系统中的住宅建筑可以分为多个类型。对于每一种类型的建筑，必须选择一宅建筑可以分为多个类型。对于每一种类型的建筑，必须选择一栋进行详细审计，其他的可以进行简单审计。简单审计时，可以栋进行详细审计，其他的可以进行简单审计。简单审计时，可以共
87、用详细审计中获得的一些建筑特性参数。共用详细审计中获得的一些建筑特性参数。详细审计比简单审计更复杂一些，它所需的时间更长，内详细审计比简单审计更复杂一些，它所需的时间更长，内容更多。详细审计必须收集更多的数据，以分析系统实际的工作容更多。详细审计必须收集更多的数据，以分析系统实际的工作状况和节能潜力，提出合理可行的改造措施和建议，并分析其经状况和节能潜力，提出合理可行的改造措施和建议，并分析其经济效益。济效益。d.审计方法审计方法不同类型的审计都有相应的审计方法，这些方法介绍了审不同类型的审计都有相应的审计方法，这些方法介绍了审计人员应该做的工作。审计方法分为五种：计人员应该做的工作。审计方法
88、分为五种：建筑物简单审计方法建筑物简单审计方法建筑物详细审计方法建筑物详细审计方法锅炉房详细审计方法锅炉房详细审计方法管网详细审计方法管网详细审计方法热力站详细审计方法热力站详细审计方法e.审计步骤审计步骤（1）锅炉热效率）锅炉热效率锅炉运行热效率锅炉运行热效率供热系统经济运行的评价指标供热系统经济运行的评价指标（2）管网水力工况）管网水力工况供热管网水力工况应符合下列规定：供热管网水力工况应符合下列规定：热源、热力站的循环流量应不大于设计流量的热源、热力站的循环流量应不大于设计流量的1.1倍；倍；街区热水管网水力平衡度应在街区热水管网水力平衡度应在0.91.2范围内；范围内；热源、热力站出口
89、供回水温差不宜小于调节曲线规定供回热源、热力站出口供回水温差不宜小于调节曲线规定供回水温差的水温差的0.8倍。倍。（3）用户室内温度）用户室内温度室内温度应不低于设计温度室内温度应不低于设计温度2，且不宜高于设计温度，且不宜高于设计温度5。（4）平均失水率）平均失水率 热水供热系统平均失水率应符合下列规定：热水供热系统平均失水率应符合下列规定：间接连接热水供热系统，热源失水率不应大于间接连接热水供热系统，热源失水率不应大于0.5%设计循环流设计循环流量；量；直接连接高温热水供热系统，热源失水率不大于直接连接高温热水供热系统，热源失水率不大于2%设计循环流设计循环流量；量；供水温度高于供水温度高
90、于65的街区供热系统，失水率不大于的街区供热系统，失水率不大于1%设计循设计循环流量；环流量；供水温度等于或高于供水温度等于或高于65的街区供热系统，失水率不大于的街区供热系统，失水率不大于0.3%设计循环流量。设计循环流量。（5）凝结水回收率）凝结水回收率蒸汽热源的采暖系统凝结水总回收率宜大于蒸汽热源的采暖系统凝结水总回收率宜大于80%。（6）管道保温）管道保温供热管道保温应满足下列规定：供热管道保温应满足下列规定：地下敷设热水管道设计工况下沿程温度降不应大于地下敷设热水管道设计工况下沿程温度降不应大于0.1/km；地上敷设热水管道设计工况下沿程温度降不应大于地上敷设热水管道设计工况下沿程温
91、度降不应大于0.2/km；蒸汽管道设计工况下沿程温度降不应大于蒸汽管道设计工况下沿程温度降不应大于10/km。（7）保温材料的热损失）保温材料的热损失保温材料的实测热损失与设计值的偏差应小于保温材料的实测热损失与设计值的偏差应小于20%。（1）基于吸收式换热的热电联产集中供热技术）基于吸收式换热的热电联产集中供热技术基于吸收式换热的热电联产基于吸收式换热的热电联产(Co-generationBasedAbsorptionHeat-exchange，简称，简称Co-ah)集中供热系集中供热系统在热力站设置吸收式换热机组，将一次网的回水温度降至统在热力站设置吸收式换热机组，将一次网的回水温度降至2
92、5，输送温差较常规的，输送温差较常规的130/70拉大了近一倍，将热网的拉大了近一倍，将热网的输送能力提高了近输送能力提高了近80%，可降低新建管网建设投资，可降低新建管网建设投资30%以以上，也可避免既有管网增容扩建的投资与施工的不便。在电厂热上，也可避免既有管网增容扩建的投资与施工的不便。在电厂热网加热首站采用网加热首站采用“温度对口温度对口”的分阶段梯级加热方式的分阶段梯级加热方式:热网水先由热网水先由电厂循环水通过水电厂循环水通过水水换热环节水换热环节D加热至加热至30;供热系统节能的新技术供热系统节能的新技术继而通过吸收式热泵环节继而通过吸收式热泵环节E(COPh=1.67)，用汽轮
93、机的，用汽轮机的供暖蒸汽和循环水余热由供暖蒸汽和循环水余热由30加热至加热至90;最后通过调峰最后通过调峰汽汽水换热环节水换热环节F，用供暖蒸汽由，用供暖蒸汽由90加热至加热至130。电厂。电厂循环水余热参与供热，可大大拓宽多级加热运用的领域。正循环水余热参与供热，可大大拓宽多级加热运用的领域。正是由于吸收式换热创造的低温回水与电厂循环水余热能级趋是由于吸收式换热创造的低温回水与电厂循环水余热能级趋近，同时拓宽了热网制热的升温幅度，从而可以降低余热回近，同时拓宽了热网制热的升温幅度，从而可以降低余热回收付出的可用能代价。流程加热环节总能效收付出的可用能代价。流程加热环节总能效COPh，tota
94、l=1.384，即汽轮机抽汽与凝汽的供热量的比例为，即汽轮机抽汽与凝汽的供热量的比例为1 0.384，这意味着将电厂供热能力增加了近，这意味着将电厂供热能力增加了近40%，热电联产，热电联产的能源利用效率也有显著的提高。这是目前常规电厂循环水的能源利用效率也有显著的提高。这是目前常规电厂循环水余热利用技术所不能及的。余热利用技术所不能及的。图图(2)基于吸收式换热的烟气冷凝热回收技术基于吸收式换热的烟气冷凝热回收技术为改善大气环境质量，我国一些城市为改善大气环境质量，我国一些城市(如北京如北京)开始用污开始用污染小的高位天然气代替煤炭作为供暖燃料。至染小的高位天然气代替煤炭作为供暖燃料。至20
95、08年，北京年，北京市的集中供热以天然气为燃料所占比重超过市的集中供热以天然气为燃料所占比重超过66%。天然气是。天然气是一种价格较高的燃料，应用于低位供热的前提是必须将其利用一种价格较高的燃料，应用于低位供热的前提是必须将其利用效率最大化。天然气的成分中含氢量很高，燃烧后排出的烟气效率最大化。天然气的成分中含氢量很高，燃烧后排出的烟气中含有大量的水蒸气中含有大量的水蒸气(容积成分接近容积成分接近20%)，其汽化潜热占，其汽化潜热占天然气高位发热量的比例达到天然气高位发热量的比例达到10%11%，是烟气热量的，是烟气热量的主要携带者，因此水蒸汽潜热的有效利用不论在节能方面还是主要携带者，因此水
96、蒸汽潜热的有效利用不论在节能方面还是经济方面都有重要意义。经济方面都有重要意义。目前，相继研发和生产的冷凝锅炉，就是为了利用这部分目前，相继研发和生产的冷凝锅炉，就是为了利用这部分热量，其效率比常规锅炉可提高热量，其效率比常规锅炉可提高5%10%。但是在区域供。但是在区域供热领域中，热网回水温度一般在热领域中，热网回水温度一般在5060以上，高于烟气以上，高于烟气冷凝的露点，因此无论是大型燃气锅炉，还是燃气冷凝的露点，因此无论是大型燃气锅炉，还是燃气蒸汽联合蒸汽联合循环的热电联产，均无法实现有效的冷凝热回收。利用吸收式循环的热电联产，均无法实现有效的冷凝热回收。利用吸收式换热，将热网回水温度降
97、到换热，将热网回水温度降到25左右，可使烟气冷凝热的直左右，可使烟气冷凝热的直接回收成为可能接回收成为可能(如下图所示如下图所示)。设天然气锅炉大火运行的排。设天然气锅炉大火运行的排烟温度一般为烟温度一般为140，通过烟气冷凝热回收装置，以，通过烟气冷凝热回收装置，以25的的热网回水吸收锅炉烟气的显热和冷凝热。按过剩空气系数为热网回水吸收锅炉烟气的显热和冷凝热。按过剩空气系数为1.1，天然气热值为，天然气热值为39.8MJ/Nm3来计算，可使锅炉效率提来计算，可使锅炉效率提高约高约15%。烟气最终排放温度降低到。烟气最终排放温度降低到40以下，一次网回水以下，一次网回水通过烟气热回收装置升温至
98、通过烟气热回收装置升温至41作为锅炉给水。作为锅炉给水。烟气冷凝热的回收一方面可增加燃气锅炉的供热能力，烟气冷凝热的回收一方面可增加燃气锅炉的供热能力，降低锅炉增容改造的投资降低锅炉增容改造的投资;另一方面可大幅提高燃气锅炉系统另一方面可大幅提高燃气锅炉系统能源利用效率，降低运行成本。北京用于供暖的天然气耗量能源利用效率，降低运行成本。北京用于供暖的天然气耗量可达可达30亿亿Nm3/a，如果，如果50%的燃气锅炉能够回收这些的燃气锅炉能够回收这些天然气燃烧的烟气冷凝热，可节约天然气用量为天然气燃烧的烟气冷凝热，可节约天然气用量为2.23亿亿Nm3/a。v图图案例（1）天然气分布式能源的应用）天
99、然气分布式能源的应用北京会议中心九号楼工程，主体为新建的四星级酒店。北京会议中心九号楼工程，主体为新建的四星级酒店。建建筑面积为筑面积为7.30万万m2，其中客房面积，其中客房面积4.20万万m2，餐厅宴会厅，餐厅宴会厅面积面积1.50万万m2，车库及其它等约合，车库及其它等约合1.6万万m2。冬夏季节两个。冬夏季节两个典型日的热电负荷如下。由负荷分析可知，酒店常年需要生活典型日的热电负荷如下。由负荷分析可知，酒店常年需要生活热水负荷，电负荷也比较稳定，热电联产方案考虑解决生活热热水负荷，电负荷也比较稳定，热电联产方案考虑解决生活热水基本负荷，并提供部分电力，而供冷及采暖负荷则考虑由常水基本负
100、荷，并提供部分电力，而供冷及采暖负荷则考虑由常规能源站来解决。现对不同方案进行分析比较。规能源站来解决。现对不同方案进行分析比较。图图4-1冬季典型日负荷冬季典型日负荷图图4-2夏季典型日负荷夏季典型日负荷基准方案：市电基准方案：市电+燃气锅炉燃气锅炉热电联产方案一：微燃机烟气吸收热泵热电联产方案一：微燃机烟气吸收热泵热电联产方案二：内燃机烟气吸收热泵热电联产方案二：内燃机烟气吸收热泵热电联产系统主要考虑在峰平电期间内运行，发电机组所发热电联产系统主要考虑在峰平电期间内运行，发电机组所发电力采取电力采取“并网不上网并网不上网”的运行策略，与市网一起为宾馆供电，不的运行策略，与市网一起为宾馆供电
101、，不足部分由市电补充。而热电联产系统产生的热量承担部分生活热足部分由市电补充。而热电联产系统产生的热量承担部分生活热水负荷及采暖负荷，不足热量由燃气锅炉补充。水负荷及采暖负荷，不足热量由燃气锅炉补充。技术评价技术评价设备投资设备投资运行能耗运行能耗增量投资回收年限增量投资回收年限（2）空气源热泵的应用）空气源热泵的应用热水工程要求一次性投资，长期使用，同时要重视运行成本。在热水工程要求一次性投资，长期使用，同时要重视运行成本。在未来的未来的1020年，各方面信息显示，矿物燃料的紧缺不会缓解，其年，各方面信息显示，矿物燃料的紧缺不会缓解，其价格将会不断攀升，因此使用燃烧加热热水方式的热能设备，无
102、论是价格将会不断攀升，因此使用燃烧加热热水方式的热能设备，无论是燃油或者燃气都将面临运行成本上涨的压力，还涉及到废气排放及噪燃油或者燃气都将面临运行成本上涨的压力，还涉及到废气排放及噪音控制等环境监控的投入，同时也具有一定的安全隐患。音控制等环境监控的投入，同时也具有一定的安全隐患。空气源热泵热水设备是新一代的节能环保产品，符合当前建设节空气源热泵热水设备是新一代的节能环保产品，符合当前建设节能社会的国策。该系统采用热泵逆卡诺原理，将空气中的低品位的热能社会的国策。该系统采用热泵逆卡诺原理，将空气中的低品位的热能能,通过制冷压缩机按热泵方式作功通过制冷压缩机按热泵方式作功,提升为高品位的热能生
103、产热水，提升为高品位的热能生产热水，不但环保、安全、管理简单不但环保、安全、管理简单(全自动控制全自动控制)，而且不受天气影响全天候，而且不受天气影响全天候运行，是所有热水系统中综合经性能最好的一种运行，是所有热水系统中综合经性能最好的一种,可以节省可观的运行可以节省可观的运行费用。费用。项目概况、热水用量负荷预算及热泵设备选型：项目概况、热水用量负荷预算及热泵设备选型：项目概况：项目概况：本项目用于学生公寓，共计有四栋公寓楼，每栋预计入住的本项目用于学生公寓，共计有四栋公寓楼，每栋预计入住的用水人数如下：用水人数如下：15栋公寓楼栋公寓楼预计入住人数约为预计入住人数约为650人；人；16栋公
104、寓楼栋公寓楼预计入住人数约为预计入住人数约为650人；人；17栋公寓楼栋公寓楼预计入住人数约为预计入住人数约为650人；人；18栋公寓楼栋公寓楼预计入住人数约为预计入住人数约为650人人空气源热泵主机及热水保温储水箱放置于空气源热泵主机及热水保温储水箱放置于7楼楼顶的预留荷重楼楼顶的预留荷重受力位置，热水用水方式为浴室内淋浴式，供水方式按流量自动受力位置，热水用水方式为浴室内淋浴式，供水方式按流量自动进行加压供水。供水时间由业主根据实际需要自行控制。进行加压供水。供水时间由业主根据实际需要自行控制。热水负荷设计计算：热水负荷设计计算：根据上表国标推荐的热水使用标准，现向贵校按所需用量根据上表国
105、标推荐的热水使用标准，现向贵校按所需用量进行热水用量计算及设备选型：进行热水用量计算及设备选型：15栋公寓楼每天最用水量按国标最基本标准计算：栋公寓楼每天最用水量按国标最基本标准计算：Mmax用水人数用水人数每人每天用水量每人每天用水量650人人*40L/人人/天天26000L/天天16栋公寓楼每天最用水量按国标最基本标准计算：栋公寓楼每天最用水量按国标最基本标准计算：Mmax用水人数用水人数每人每天用水量每人每天用水量650人人*40L/人人/天天26000L/天天16栋公寓楼每天最用水量按国标最基本标准计算：栋公寓楼每天最用水量按国标最基本标准计算：Mmax用水人数用水人数每人每天用水量每
106、人每天用水量650人人*40L/人人/天天26000L/天天18栋公寓楼每天最用水量按国标最基本标准计算：栋公寓楼每天最用水量按国标最基本标准计算：Mmax用水人数用水人数每人每天用水量每人每天用水量650人人*40L/人人/天天26000L/天天每天热水量：每天热水量：N1=m1qr1B其中其中N1淋浴每日热水量淋浴每日热水量(L)；m1用水计算人数；共用水计算人数；共1500人；人；qr1每人热水定额；每人热水定额；(m3)，最低取，最低取40升最高升最高取取60升；升；B热水同用系数热水同用系数;取取1；热泵设备选型：热泵设备选型：热泵主机热泵主机深圳地区的气候条件深圳地区的气候条件:年
107、平均温度年平均温度:22.1，冬季平均气温，冬季平均气温15；为了保证最恶劣天气情况下的正常用水；为了保证最恶劣天气情况下的正常用水,本工程的设备选本工程的设备选择按冬季平均气温为设计温度。择按冬季平均气温为设计温度。根据产品手册的性能曲线表可得：在冬季平均气温根据产品手册的性能曲线表可得：在冬季平均气温15，进水温度为进水温度为16，出水温度，出水温度55时，时，RJ-270E/S-HZ每小时每小时产热水量为产热水量为m=660L/h；为了设备达到最佳使用状况，一般；为了设备达到最佳使用状况，一般设备每天运行时间不大于设备每天运行时间不大于11小时，本工程按最大的运行时间小时，本工程按最大的
108、运行时间T=11小时小时/天设计。天设计。15栋公寓楼每天用水量需配备的热泵设备为：栋公寓楼每天用水量需配备的热泵设备为：设备机日产水量设备机日产水量=660L/h411=29m3，因此，选，因此，选用型号为用型号为4台台RJ-270E/S-HZ热泵设备就可以完全满足热泵设备就可以完全满足15栋公栋公寓楼每天寓楼每天26m3的热水用水要求。的热水用水要求。水箱选型水箱选型水箱容积应对应热泵机组制热量，综合考虑到学生在高峰水箱容积应对应热泵机组制热量，综合考虑到学生在高峰期的用水要求，当地供电峰谷时段设定的储备使用及对热能吸收，期的用水要求，当地供电峰谷时段设定的储备使用及对热能吸收，按国标最基
109、本用水标准按国标最基本用水标准,每栋公寓楼建议选用每栋公寓楼建议选用2个个12m内外为内外为不锈钢，保温层为不锈钢，保温层为50mm厚聚胺酯整体发泡的圆形保温水箱。厚聚胺酯整体发泡的圆形保温水箱。各保温水箱内设高、中、低各保温水箱内设高、中、低3个水位传感器和个水位传感器和1个温度传感器。个温度传感器。(考虑楼面承载重量并有效减少混水面积考虑楼面承载重量并有效减少混水面积)。经济效益分析对比及优化经济效益分析对比及优化各种热源热值表各种热源热值表各种热源在使用其加热过程中并不能完全燃烧，实际产生各种热源在使用其加热过程中并不能完全燃烧，实际产生的热值均低于理论热值，根据各种热源的热效率，现将其
110、实际热的热值均低于理论热值，根据各种热源的热效率，现将其实际热值列表如下：值列表如下：加热每吨热水燃料成本比较加热每吨热水燃料成本比较(现以加热现以加热1吨热水为例，自来水进水温度按吨热水为例，自来水进水温度按20，加热至，加热至55，需要，需要35000kcal的热量。的热量。)各种热水设备使用成本及安全性能对比表各种热水设备使用成本及安全性能对比表（以每天用水（以每天用水104吨、电费按吨、电费按0.7元元/kwh,柴油按柴油按5.5元元/计算）计算）空气源热泵相比用柴油锅炉每年节省：约空气源热泵相比用柴油锅炉每年节省：约60.04万元，半年多就将万元，半年多就将初期设备投资初期设备投资“
111、省省”回。回。综合结论综合结论学生公寓投资安装学生公寓投资安装“空气源热泵空气源热泵”与与“柴油锅炉柴油锅炉”对比，安装对比，安装“空气源热泵空气源热泵”比比“柴油锅炉柴油锅炉”初期需增加初期需增加28万元万元,每年可节省能每年可节省能源费约源费约60万元。安装万元。安装“空气源热泵空气源热泵”一年四季可全天候运行，一年四季可全天候运行，,从从而保证了全年而保证了全年365天保证热水供应。安装天保证热水供应。安装“空气源热泵空气源热泵”管理方管理方便，安全可靠。绝不会产生废气排放、人员中毒的危险。只要少便，安全可靠。绝不会产生废气排放、人员中毒的危险。只要少量电能，即可产生大量热水，且不产生任
112、何污染，即响应了国家量电能，即可产生大量热水，且不产生任何污染，即响应了国家倡导的利用可再生能源的号召，又可体现使用者绿色、节能、环倡导的利用可再生能源的号召，又可体现使用者绿色、节能、环保的意识和理念。保的意识和理念。在正常使用下，每年将节约能源费用约在正常使用下，每年将节约能源费用约60.04万元，大约万元，大约一年就可将成本收回。如业主按谷峰时间的电费进行合理调整使一年就可将成本收回。如业主按谷峰时间的电费进行合理调整使用方式用方式,将更快将投资成本收回。将更快将投资成本收回。本门课程学习到此结束本门课程学习到此结束 请您尽快完成“课程作业”，并定期进行自测，巩固学习效果。 为了更好的改进课程，请您配合完成“课程评估”。 如您对课程内容有任何疑问，请提交您的问题至“答疑库”或发送您的问题至教务管理邮，将由相应老师为您做出解答，同时也可以登录“学员论坛”交流讨论。 如有其它疑问，请您及时点击网络平台在线咨询，或拨打咨询热线。 祝您学习愉快！
