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        采暖系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計方案

        2010-12-31 18:23:04牟冬
        中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2010年4期
        關(guān)鍵詞:分戶單管采暖系統(tǒng)

        牟冬

        (黑龍江同達建筑安裝有限責(zé)任公司,黑龍江 哈爾濱 150080)

        近年來節(jié)能問題在供暖系統(tǒng)設(shè)計中越來越被人們重視。因此有必要在新建住宅中采用更合適的供暖系統(tǒng)形式來滿足熱費按戶計量的需要。在節(jié)能問題上,尤其要特別重視能源利用過程前的處理,即在規(guī)劃設(shè)計整個供暖系統(tǒng)時,應(yīng)該考慮該系統(tǒng)的節(jié)能前景及經(jīng)濟效益。

        1 舊式采暖系統(tǒng)的基本形式及其優(yōu)缺點

        長期以來,我國城市住宅室內(nèi)采暖系統(tǒng)設(shè)計基本上都采用單管垂直系統(tǒng)的方案進行設(shè)計。這種設(shè)計方案有許多優(yōu)點:(1)系統(tǒng)簡單;(2)施工方便;(3)造價低等,但是也存在一定缺陷,主要是不便于用戶進行局部調(diào)節(jié),因而造成能源的浪費。隨著能源結(jié)構(gòu)的變化及節(jié)能和物業(yè)管理的要求,這一缺陷越來越明顯,使得此種供暖系統(tǒng)不得不被逐步替代。隨著我國社會主義市場經(jīng)濟的發(fā)展,“熱”也是商品的觀點逐步被人們所認識和接受。傳統(tǒng)的落后的按建筑面積結(jié)算收費的方法,既不科學(xué)又不合理。已不能適應(yīng)社會主義市場經(jīng)濟體制的要求,必須進行按熱量計量收費的改革。供熱收費由計劃經(jīng)濟時期的福利制向社會主義市場經(jīng)濟體制轉(zhuǎn)變,即熱用戶向供熱企業(yè)繳納熱費。因而用戶對供熱系統(tǒng)節(jié)能越來越關(guān)注。單管垂直采暖系統(tǒng)的弊病越來越明顯,其弊端具體表現(xiàn)在以下幾方面:

        1.1 系統(tǒng)不具有個體調(diào)節(jié)的能力

        單管垂直采暖系統(tǒng)的主要缺點是不利于進行局部調(diào)節(jié),無法改善和滿足熱用戶的熱舒適性要求。而且由于該系統(tǒng)是將熱水先供到住宅樓的頂層,然后依次向下分至各用戶,這就在理論上造成了各不同樓層的熱用戶的散熱器的傳熱系數(shù)K 值也不相等。因此造成頂層過熱,底層過冷,冷熱不均現(xiàn)象。頂層用戶過熱時只能通過打開門窗的方式來放走熱量以降低室內(nèi)溫度,這就造成了能源的浪費。如果采用調(diào)節(jié)熱水流量來降低室溫,就會造成以下各層過冷的現(xiàn)象。其次,該系統(tǒng)也無法對各房間的室溫進行單獨調(diào)節(jié),從而導(dǎo)致能源的浪費。

        1.2 系統(tǒng)維修時浪費能源

        由于單管垂直采暖系統(tǒng)是一個整體的熱水循環(huán)系統(tǒng)。如果該系統(tǒng)有一處設(shè)施漏水或堵塞,整個系統(tǒng)將會受到影響。嚴重時可能導(dǎo)致整個住宅樓停供;而且在維修時會造成大量熱水的浪費,在寒冷地區(qū)可能會出現(xiàn)供水管凍裂等嚴重問題,造成不必要的事故,影響居民的正常生活。

        1.3 不利于供熱部門的管理

        對于拖欠熱費的用戶處理困難,如果要停止個別用戶的供暖,可能影響到整個住宅樓停供。常此下去,致使供熱企業(yè)入不敷出,連年虧損。

        1.4 閑置住宅的能源浪費

        由于室內(nèi)采暖系統(tǒng)是單管串聯(lián)式,所以每層、每戶住宅必須用熱,否則該系統(tǒng)就無法正常運行。如出現(xiàn)有些用戶不想用熱或者有些住宅長期閑置,這就必然導(dǎo)致能源的浪費。目前在一些非采暖且又在發(fā)展小區(qū)采暖的地區(qū),此種現(xiàn)象十分突出。

        2 分戶計量的發(fā)展前景及控制原理

        分戶計量采暖系統(tǒng)的特點是對每個采暖用戶進行單獨控制,即每戶獨立采用一個供回水系統(tǒng),一戶一表制,可以單獨對用戶進行調(diào)節(jié)、關(guān)斷、計量,不會影響其他用戶。達到分戶計量目的的根本方法是對用戶獨立系統(tǒng)的控制,具體做法是在每戶供水入口處設(shè)置熱表及散熱器上安設(shè)調(diào)節(jié)閥。通過調(diào)節(jié)散熱器使采暖房間的室溫滿足人體熱舒適性的要求。實現(xiàn)散熱器調(diào)節(jié)的方法,主要是通過對散熱器散熱量進行控制,以達到室溫要求。目前散熱器個體調(diào)節(jié)主要依靠改變進流散熱器熱水流量的方法來實現(xiàn),但是在進行散熱器調(diào)節(jié)時必須不影響整個供熱系統(tǒng)的水力穩(wěn)定性,所以供熱系統(tǒng)要有完善的調(diào)節(jié)控制措施和高水平的運行管理辦法。否則,很難實現(xiàn)真正意義上的分戶計量。

        3 適宜分戶計量的采暖系統(tǒng)

        3.1 單管制采暖系統(tǒng)

        3.1.1 單管水平串聯(lián)系統(tǒng)。單管水平串聯(lián)系統(tǒng)是一種比較常見的采暖系統(tǒng)。其做法是在每個住宅單元設(shè)置一個總的供回水系統(tǒng)(稱為大系統(tǒng)),每層用戶為一個獨立的小系統(tǒng)??偣┗厮⒐芄芫O(shè)在靠樓梯的櫥衛(wèi)處,每層供回水接在大系統(tǒng)上(每層只裝一戶),在小系統(tǒng)出入口管道上加調(diào)節(jié)關(guān)斷閥門及熱計量表,以便分戶計量熱費。此系統(tǒng)的優(yōu)點是:豎向無穿樓層的立管,不影響墻面裝修;缺點是:不能分室控制溫度;每組散熱器均須設(shè)冷風(fēng)閥;管線過門、陽臺須處理。

        3.1.2 單管水平跨越系統(tǒng)。同單管水平串聯(lián)式系統(tǒng)相同,采用一個大系統(tǒng),可將該系統(tǒng)的供、回水立管設(shè)置在管道井內(nèi)。此設(shè)計方案中須增設(shè)與散熱器組數(shù)相對應(yīng)數(shù)量三通調(diào)節(jié)閥,控制進入散熱器的最大流量為循環(huán)流量的30%。該方案的優(yōu)點是:可實現(xiàn)分室控制溫度;豎向無立管,不影響墻面裝修;缺點是:管路中的附屬設(shè)備(三通調(diào)節(jié)閥)增加;管線過門、陽臺須處理;每組散熱器須設(shè)冷風(fēng)閥。

        3.2 雙管制采暖系統(tǒng)

        3.2.1 雙立管并聯(lián)式系統(tǒng)。對于雙立管并聯(lián)式系統(tǒng),任何一層的用戶只要在散熱器支管上加調(diào)節(jié)閥就可以達到調(diào)節(jié)介質(zhì)流量,從而滿足用戶對熱舒適性的要求,并實現(xiàn)節(jié)能。但這種調(diào)節(jié)方式在使用時,應(yīng)該考慮到以下問題:(a)此系統(tǒng)在樓層數(shù)過多時易出現(xiàn)嚴重的垂直失調(diào)現(xiàn)象,其系統(tǒng)垂直高度以不超過三層為宜,實用性受到限制。(b)穿越樓層的立管數(shù)增多。(c)僅適用于安裝熱量分配表的系統(tǒng)。

        3.2.2 水平雙管系統(tǒng)。采用水平雙管設(shè)計方案,可以避免雙立管并聯(lián)式系統(tǒng)的垂直失調(diào)問題,而且該系統(tǒng)可以實現(xiàn)每戶一個獨立系統(tǒng),有利于熱量表的安裝,能實現(xiàn)散熱器個體調(diào)節(jié)。任何一層的用戶都可以通過室內(nèi)調(diào)節(jié)閥方便的調(diào)節(jié)介質(zhì)流量,從而達到舒適的室溫,并實現(xiàn)節(jié)能的目的,又不影響其他用戶采暖,但該系統(tǒng)須增設(shè)與散熱器組數(shù)相對應(yīng)數(shù)量三通調(diào)節(jié)閥。該方案的優(yōu)點是:能夠使不易解決的供熱系統(tǒng)垂直失調(diào)的難題得到極大的改善;可分室控制溫度,調(diào)節(jié)性能優(yōu)于單管系統(tǒng);墻面豎向無立管,不影響裝修;缺點是:室內(nèi)散熱器下部的供回水管隱蔽困難;管線過門、陽臺不好處理;每組散熱器須安裝冷風(fēng)閥。

        4 供暖系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)注意的問題

        雖然分戶式計量在新建住宅小區(qū)得到有力推廣,但其在推行過程中必然會在采暖系統(tǒng)設(shè)計、建筑物設(shè)計、儀表選用、管理等方面存在一些問題。

        4.1 供暖系統(tǒng)熱負荷計算及戶內(nèi)散熱器布置

        熱負荷計算是供暖系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ),以往的設(shè)計由于害怕暖氣不熱而盲目加大熱負荷值,致使散熱器安裝面積過大,將不利于散熱器支管上溫控閥的調(diào)節(jié),應(yīng)該選擇合理的熱指標(biāo)估算辦法。室內(nèi)散熱器位置要布置合理,室內(nèi)水平管線會增加,存在管線明裝占用空間,影響室內(nèi)裝修、家具布置及過門、陽臺難處理等問題。

        4.2 對建筑材料傳熱性能的要求

        新的建筑材料能否滿足現(xiàn)代節(jié)能房間的要求,即建筑材料的傳熱性能是否理想。采暖建筑的耗熱量主要是通過圍護結(jié)構(gòu)的傳熱耗熱量構(gòu)成,約占73%~77%,其次為通過門窗縫隙的空氣滲透熱量,約占23%~27%,在傳熱耗熱量中外墻占23%~34%,由此可見,提高建筑物的保溫性能將會達到很好的節(jié)能效果。另外,計算表明,對于一間不采暖的房間從周圍房間獲取傳熱量可維持12~14℃室溫,其他用戶有近1/4~1/5的熱量傳給了該房間,其他用戶將多支付這部分熱費,很不合理。所以,有必要增強戶間建筑結(jié)構(gòu)的隔熱性能。

        4.3 熱表參數(shù)修正及表計校核問題

        由于住戶所處樓層、圍護結(jié)構(gòu)不同,保持相同室溫的耗熱量肯定存在差異,所以應(yīng)該選擇合理的熱表參數(shù)。我單位在同用戶進行計量儀表校核、熱費結(jié)算中就發(fā)生過糾紛。而且,應(yīng)該組織專門人員定期對計量表計進行校核。

        4.4 供熱系統(tǒng)變流量問題

        由于實現(xiàn)分戶計量,系統(tǒng)的熱負荷變化會很頻繁,所以,供熱系統(tǒng)應(yīng)該能自動調(diào)節(jié)供熱量,使其跟蹤所需熱負荷的變化。應(yīng)該在換熱站設(shè)置有壓差控制的裝置。

        4.5 住宅小區(qū)設(shè)置分戶計量裝置后,要加強節(jié)能宣傳;提高節(jié)能意識。

        4.6 對供熱企業(yè)的管理提出更高的要求。

        5 結(jié)束語

        綜上所述,對于住宅小區(qū)的供暖系統(tǒng)設(shè)計,如果規(guī)劃和設(shè)計合理,不僅能夠?qū)崿F(xiàn)較好的系統(tǒng)控制和計量功能,同時可以降低能源的浪費,極大的提高供熱的社會效益并獲得相當(dāng)?shù)慕?jīng)濟效益。

        [1]賀平,孫剛.供熱工程[M].中國建筑工業(yè)出版社.

        [2]民用建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準[M].中國建筑工業(yè)出版社,1995.

        [3]李岱森.簡明供暖設(shè)計手冊.中國建筑工業(yè)出版社,1998.

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