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健康的区域供热系统技术标准

作者: 舒适人居网 发布时间: 2013-08-22 10:28:46 【关闭】
摘要:

一、区域供热系统现状

 

1.区域供热的地位

 

城市区域供热是由区域集中热源所产生的蒸汽或热水通过管网供给一个城市或部分地区生产和生活使用的供热方式。城市区域供热系统,是城市经济和社会发展的重要基础设施,其发展水平是城市现代化的标志。发展城市区域供热已成为我国城市建设的一项基本政策。

 

2.区域供热系统节能势在必行

 

资源、环境、人口是制约我国经济发展的3大瓶颈。以拼资源、牺牲环境为代价换来的粗放经济高速增长已经无法继续,节能减排成为国家的长期国策。建筑节能已经进行了十几年,可是到目前仍是“新建的数量巨大的房屋建筑中,95%以上还是高能耗建筑单位建筑面积采暖能耗高达气候条件相近的发达国家新建建筑的3倍左右” 的局面。相关数据指出:北方城镇采暖能耗已经占到建筑总能耗的25%,建筑能耗占全国总能耗的27.8%,并且很快将达到33%。区域供热系统节能势在必行。

 

3.没有认清区域供热系统的本质

 

由于对区域供热系统的内在本质、必然规律和固有特点认识不清,缺乏系统观思想,现行区域供热系统的节能改造基本上是换一个高效水泵加一个变频器加一个气候补偿器采用高效锅炉之类的片面堆积叠加模式,对设备容入系统其本质要发生根本变化的系统科学原理不清楚,更换或增加的设备在系统中的静态特性、动态特性和对邻舍的影响程度模糊,不能解决系统节能的根本问题因此节能效果非常有限,有时甚至是节能的,用户不满意。

 

二、现行区域供热系统存在6大问题

 

传统区域供热系统设计思想。传统区域供热系统是按专业模块用“片面思考”的理念,堆积叠加构成的。传统设计思想没有搞清区域供热系统的内在本质必然规律和固有特点缺乏“系统节能”理论的指导,构成的系统多是病态的。下面我们从系统节能理论的角度来解析区域供热系统存在的问题。

 

区域供热系统循环水泵的总耗能由公式(1)计算:

                                 (1)

式中:

     Wt——水泵总功耗,W;

     ΔP——水泵扬程,Pa;

      L——水泵流量,m3/s;

      ηp——水泵轴效率,%;

      ηm——水泵电机及传动总效率,%;

      ηp——水泵变频器或变速器效率,%。

 

    由系统节能理论证明,水泵系统最节能的运行模式是全相似变压变流量运行模式,水泵节能运行的流量范围是(60%~100%)L0(额定流量)。用系统节能理论审视,现行的区域供热系统存在6大问题:

 

1. 水泵配置不合理

 

循环水泵配置裕度过大,大马拉小车,多处在大流量、小温差、低效能状态运行;根据调查,北方供热系统循环水泵容量实际需求1.7倍。

 

2. 水泵管道特性不匹配

 

水泵管道特性不匹配,水泵不能时时在最高效率点运行,差者比水泵最高效率低5%~10%;全国系统水泵的平均效率仅为30%,比国外相差20%,运行效率很低。

 

3. 锅炉不适应变水量运行

 

锅炉标准中没有变水量性能考核项目,在(60%~100%)L0(额定流量)范围实现水泵变水量节能控制运行时,不能保证锅炉高效运行

 

4.各小区进户换热器不能按需供水

 

多数区域供热系统未做水力平衡调节,未配动态水力平衡调节控制装置,做不到小区进户换热器按需供水的要求

 

5. 多年来只盯住分户计量,忽视了区域供热有机系统整体性能的研究

 

供热体制改革只盯着分户计量,忽视了区域供热有机系统整体性能的研究,致使对供热耗能系统的本质、规律、特点认识不清,设计观念落后,单位面积供热耗能是国外同等建筑的3倍

 

6. 区域供热控制系统不能和系统的本质特性相匹配

 

区域供热控制系统不能和系统的本质特性相匹配,没有“实时跟踪负荷变化”的功能,没有“花最小的代价实现实时跟踪负荷变化控制过程”的功能,整个系统基本上是“傻瓜式”的。

 

三、健康的区域供热系统技术标准

 

在系统节能理论指导下的区域供热系统节 能改造是个系统工程,整合锅炉、水泵、管道、末端入户换热器、强弱电系统等要素,达到配置合理,运行协调境界的健康的有机系统整体,那么在有机系统整体层 面上就会涌现出人们期望的简约、节能、自适应、大大降低运行管理的难度等等一系列健康的属性来。根据系统节能理论,健康的区域供热系统技术标准有6条:

 

1. 水泵容量配置合理

 

要消除大马拉小车的现象,新配置的水泵容量是实际需要的1.02~1.05倍

 

2. 水泵时时在最高效率点运行

 

消除水泵管道系统不匹配、水泵实际运行工况偏离最高效率点运行的问题,使水泵时时在最高效率点附近运行,流量偏差控制在最佳值的±5%之内

 

3. 锅炉适应变水量运行

 

在(60%~100%)L0(额定流量)范围实现水泵变水量节能控制运行时,锅炉都能保证高效运行。

 

4.各小区入户换热器能实现按需供水

 

有系统动态水力平衡控制设备,各小区入户换热器能够实现实时按需供水的要求

 

5. 能够较好地解决小区供暖系统的节能和分户计量的技术问题

 

小区供热系统也是一个耗能的有机系统整体,将揭耗能有机系统本质、规律、特点的系统节能理论作为指导,一定能够解决困扰我国多年的小区供热系统的节能和分户计量的技术问题。

 

6. 控制系统和区域供热系统特性匹配良好

 

控制系统和区域供热系统特性匹配良好,使域供热系统具有“实时跟踪负荷变化”和“花最小的代价实现实时跟踪负荷变化过程”功能,即有头脑、有智商。

 

达到上述6条技术标准,区域供热系统就是健康的,那在健康的有机系统整体层面上就会自然而然涌现出人们期望的一系列优良属性:

 

节能效果特别显著如果测算水泵容量是需容量的1.3倍,通过“系统节能”理论指导节能改造成功的系统,理论计算年节能量至少60%;

 

系统是自适应的不管遇到什么天气、什么负荷,贯穿有“实时跟踪负荷变化”和“花最小的代价实现实时跟踪负荷变化过程”的区域供热系统,能够始终处在最佳状态运行,节能效果显著且大大降低了节能运行管理的难度;

 

健康的区域供热系统有清晰的物理模型和扎实的理论基础。理论是最重要的。系统节能理论是构造健康区域供热系统的思想基础和根本保障。

 

四、区域供暖系统存在问题诊断及节能改造程序

 

系统节能理论,区域供热系统存在问题诊断及节能改造流程如图1所示。如果严格按照图1流程执行,那么一个健康的区域供热系统就会呈现在人们的面前。

 

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