莱芜上海明珠花园供热采暖系统改造项目分析-论

莱芜上海明珠花园供热采暖系统改造项目分析

山东省莱芜市全通建筑设计有限公司 贾太斌

摘要 介绍了上海明珠花园16栋住宅楼的供热系统，包括换热站、二级管网及户内温控装置的节能改造。由于建筑的外围护结构按山东省《居住建筑节能设计标准》DBJ14-022-2003节能50%标准设计、施工，已经经过验收达到节能50%标准，为供热系统节能打下了良好的基础。通过对原供热系统进行气候补偿自动节能控制改造，分时段供热自动控制改造和二级管网变频流量控制改选以及二级管网水力平衡改造，最终实现了整个采暖期能耗水平由原来的40W/m²降低到20W/m²。

关键词 换热站 二级管网 温控装置 气候补偿 水力平衡

一、 工程概况：

1.供热面积：C5、C6、C7、C10、C11、C12、C13、C15、C16、D1、D2、D3、D5、D6、D7、D8号住宅楼供热面积34061.87平方米。

2.设计热负荷：C5、C6、C7、C10、C11、C12、C13、C15、C16、D1、D2、D3、D5、D6、D7、D8号住宅楼已经达到50%节能标准要求，竣工日期为2007年9月。室内采暖系统：低温辐射地板采暖系统。

3.运行情况

设计供/回水温度：60/50℃；

蒸汽运行参数：低时0.1-0.2MPa，高时0.4 Mpa,蒸汽温度约140℃;

当前系统供热能耗：在供暖面积约3万平方米时，耗热量约4820吨蒸汽。

⒊供暖管理 120天，每天24小时供暖。

这16栋住宅楼的屋顶、外墙、外窗、热桥等主要外围护结构保温性能满足居住建筑节能50%的要求。因为供暖系统未安装分户计量装置，未安装室内温度控制装置，未安装压力平衡装置，不符合《山东省既有居住建筑供热计量及节能改造技术导则（试用）》JD14-011-2008的要求。需要进行供热系统节能改造。

二、耗热量分析

根据当前的调查结果，按照每年120天每天供暖24小时的供暖时间计算，上海明珠花园小区C5、C6、C7、C10、C11、C12、C13、C15、C16、D1、D2、D3、D5、D6、D7、D8号住宅楼平均单位面积热耗约为41W！

根据山东省《居住建筑节能设计标准》DBJ14-022-2003规定，莱芜地区达到节能50%标准的建筑，其单位面积热负荷（在一定的室外计算温度条件下，满足18±2℃的供暖标准下的单位面积热耗）应该在20.4 W/m²。供热的高能耗，与多个因素有关：

1.建筑围护结构：建筑围护结构是影响建筑采暖能耗的主要因素，在整个建筑节能改造中，建筑围护结构部分的节能将占到整个节能改造的50%以上。上海明珠花园小区C5、C6、C7、C10、C11、C12、C13、C15、C16、D1、D2、D3、D5、D6、D7、D8号住宅楼建筑围护结构已经按节能50%的标准设计和建造，这是上海明珠花园供热能耗远低于其他小区的主要原因之一，也是既有建筑节能改造的关键部分。但调查结果却没能实现采暖期单位面积热负荷控制在在20.4 W/m²以下，原因就是供热系统的设计、运行存在问题。

2.供热系统的运行管理：供热系统的运行管理，主要是针对热源（即小区换热站房）运行管理而言。传统的站房运行管理模式，基本上采用的是平均供的模式，即冷天的暖天平均供，白天和晚上平均供，不能真正按照气候的变化需要和用户的实际需要来调节热量，这必然存在一定程度上的能源浪费。因此，对于供热系统的节能改造应该从以下几个方面入手：

①气候补偿控制（技术节能）：即按照气候的冷暖变化，调节供热量的输出。冬季室外气候温度变化范围大概在-10至+15度之间，一个采暖季120天，大概有一半的时间气温都在零上，如果整个采暖委采用平均供的模式，则必然在气候比较暖和的初寒期和末寒期、在气温比较高的白天时间内，存在过量供热现象而造成能源浪费。采用气候补偿控制，可以根据气温变化，自动调整供热温度，调节供热量，最大限度的节省热能。

②分时段供热（管理节能）：即在根据建筑的性质和实际用热需要，实现分时段供暖管理，如办公建筑：白天上班，正常供热，晚上下班，可以设置防冻运行；如住宅建筑：白天上班，可以根据用户有的实际需要调整供热量，晚上下班，正常供热。通过分时段供热管理的设置，可以实现供热的有效利用。

③量化调节（自主节能）：即实现二级管网循环水量的量化调节，用户根据自己的用热需要，调节用热量，系统将能够根据用户的自主调节而随动调节，真正实现“按需供热”。

3.水力平衡调节：水力平衡是供热系统节能改造的基础，所有的供热节能技术如果出现水力失调，都将失去节能的效果和意义，水力平衡将有效避免因供热不均而带来部分用户或支路过量供热所造成的浪费。一般来说，供暖系统供水温度平均每升高1℃，热耗将增加3-7%。实现全面水力平衡调节后，在保证用户室内温度的情况下，可以降低平均供水温度3℃，节能率约为9-21%；同时循环水泵节能率（电能）可达到15-30%。

4.供热计量室内温度控制：这是用户自主节能意识的真正体现。用户将根据自己的实际需要。各取所需，公平用热，实现“在满足供热舒适度的前提下节约用热”。在供暖期间供回水温差在10～20℃的情况下，供暖室温每平均盲目超温1℃，其能耗将增加5～10%。室内温控，将有效避免用户端盲目或无视超温用暖而造成的能源浪费。

三、节能改造措施

根据上述分析，上海明珠花园小区的节能改造应从以下几个方面实施：

1.换热站节能改造：①气候补偿自动节能控制改造②分时段供热自动控制改造③二级管网变频流量控制改选

2.二级管网水力平衡改造

对于实行分户热计量和室内温度控制改造的变流量系统，实行二级网的水力平衡改造应采取每个支路设置自动压差平衡阀，以保证所控制的环路两端保持恒定的压差，无论其他环路如何调节，本环路的资用压头保持不变，可满足在分户热计量的动态流量运行状态下的动态平衡调节。

根据水力计算结果，采取在每单元设置自立式压差平衡阀。

3.热计量及室内恒温控制改造

热计量应采取分户热计量的方式，提高自主节能意识；

室内恒温控制：在分户热计量入口加装恒温控制阀，采用“热电型温控阀+室内恒浊控制器”的方式。

四、结论

建筑围护结构部分节能设计固然重要，是节能的重点，但没有供热系统的节能设计，还是不能达到真正节省采暖能耗的目的。本工程通过对原供热系统进行气候补偿自动节能控制改造，分时段供热自动控制改造和二级管网变频流量控制改选以及二级管网水力平衡改造，最终实现了整个采暖期能耗水平由原来的40W/m²降低到20W/m²。

参考文献：

[1] 葛关金 李永安 居住建筑节能设计标准DBJ 14-022-2003

[2] 陆耀庆 实用供热空调设计手册 第二版