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        淺談城市住宅生活熱水供應(yīng)問題

        2021-12-20 01:37:44于成東
        環(huán)境與生活 2021年10期

        于成東

        近年來,很多城市住宅集中供生活熱水問題成為社會關(guān)注的焦點和熱點,引發(fā)小區(qū)業(yè)主對物業(yè)公司或供暖公司不滿,甚至帶來糾紛。在“雙碳”目標(biāo)背景下,如何解決城市住宅生活熱水供應(yīng)問題?本文通過對部分?jǐn)?shù)據(jù)的歸納整理和分析,本著科學(xué)、合理、環(huán)保、經(jīng)濟的原則,提出城市住宅生活熱水供應(yīng)最佳路徑建議。

        關(guān)鍵詞:居民生活 綠色低碳 電氣化

        20世紀(jì)90年代末期,隨著住宅開發(fā)市場競爭的日趨激烈,一二線城市部分開發(fā)商為迎合部分消費者的需求,推出集中供生活熱水配套設(shè)施,并帶來了可觀的經(jīng)濟效益。業(yè)主剛?cè)胱〉念^幾年,集中生活熱水供應(yīng)確實給生活帶來了方便與舒適,但隨著使用年限增加,設(shè)備設(shè)施老化,管網(wǎng)銹蝕,出現(xiàn)很多預(yù)料不到的問題,一些項目正面臨能否持續(xù)運行下去的抉擇。

        1 集中供生活熱水經(jīng)濟性分析

        本文以投入使用多年的燃?xì)忮仩t集中供生活熱水為例進行分析說明,此項目為高層住宅小區(qū),共5幢25~30層住宅,每幢140~160戶,每幢樓為獨立集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)。采取燃?xì)鉄崴仩t加容積式水加熱器供應(yīng)熱水,分高、中、低三區(qū),回水集中回至熱水回水箱。

        1.1 管網(wǎng)長度及熱損失分析

        對于住宅集中供生活熱水而言,其管路布置不同于賓館酒店客房衛(wèi)生間的熱水供應(yīng)系統(tǒng)。住宅生活熱水供應(yīng)的使用特點是用水點多、支管多,并且支管長度較長,部分管道熱水不能進入循環(huán)系統(tǒng)進行循環(huán),造成相當(dāng)部分的熱損失。這與家用分散熱水系統(tǒng)相比,集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)需多敷設(shè)熱水給水干管及回水干管,并需熱水循環(huán),從而增加相當(dāng)部分的熱損失,增加熱水使用成本。

        1.1.1 戶用熱水表前供回水干管的熱損失計算

        此部分熱損失計算不考慮進戶水表后的支管,且熱損失計算以每戶為單位進行計算。住宅的層間供回水干管的總長度約5m左右(一般層高為3m,加上平均分?jǐn)偟墓┧畽M干管及回水干管長度2m左右)。

        按《給水排水設(shè)計手冊》第2冊《建筑給水排水》的熱損失公式(公式3-19)計算:W=πDLK(1-η)(tm-tk)

        式中: W—管道的熱損失,kJ/h;D—管段的計算外徑,m,在此取平均供回水管徑DN50,即D=0.05m;L—計算管段長度,m,在此即為5m;K—無保溫時管段傳熱系數(shù),kJ/(m2·h·℃),若采用紫銅管,取50 kJ/(m2·h·℃)·;η—保溫系數(shù),在此取0.75(保溫材料為憎水型鋁鎂質(zhì)保溫隔熱材料);tm—計算管段的平均水溫,℃,設(shè)供水溫度60℃,回水溫度50℃,在此取平均水溫55℃;tk—計算管道周圍的空氣溫度,取北京室外空氣溫度逐時平均值,為12C。

        戶用熱水表前供回水干管的熱損失為:W=3.14×0.05×5×50×(1-0.75)×(55-12)=422kJ/h·戶,按24小時計算,則該部分管道的熱損失為:W=422×24=10128kJ/d·戶。

        1.1.2 每戶增加的熱損失分析如下:

        按現(xiàn)行《建筑給排水設(shè)計規(guī)范》(GB50015—2003,2009年版),住宅熱水系統(tǒng)的60℃最高日用水量為60~100L/(d·人),若取60L/(d·人),肯定也大于平均日熱水用水量[物管實測統(tǒng)計熱水使用量為平均35L/(d·人)左右]。每戶按3.5人計算,每戶全天耗熱量為:W=3.5人/戶×60L/d·人×(60℃-10℃)×4.187kJ/kg·℃×1.0kg/L=43964kJ/d·戶。如按物管實測統(tǒng)計熱水使用量為35L/d·人左右計算,則每戶全天耗熱量為:W=3.5人/戶×35L/d·人×(60℃-10℃)×4.187kJ/kg·℃×1.0kg/L=25645kJ/d·戶。

        綜上兩者相比較,前者為后者的23%,即集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)單熱水給水干管及回水干管的熱損失在到達(dá)用戶水表以前,其熱損耗量約占使用量的23%左右(但實際比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于此值,實際約為日平均熱水使用量39.5%)。這是一個相當(dāng)高的比例,顯然會對運行成本構(gòu)成很大的影響。

        1.2 生活熱水循環(huán)耗電量情況分析

        本住宅(26層或30層)集中熱水供應(yīng)系統(tǒng),雖然用水點較集中,但熱水供應(yīng)系統(tǒng)同給水一樣,其豎向要求采用減壓閥分區(qū),其中區(qū)及低區(qū)勢必增加熱水循環(huán)泵的揚程,以便克服減壓閥所減去的壓力,而循環(huán)泵的功率和損耗成正比關(guān)系,則低區(qū)及中區(qū)的循環(huán)水泵功率均較一般循環(huán)水泵大,設(shè)計低、中、高區(qū)的循環(huán)泵功率分別為5.5kW、4.0kW、1.1kW。由于循環(huán)泵的功率增加,其運行費用勢必增加,根據(jù)供暖公司將近十年的實測計量,每m3熱水的實際平均耗電量為5.7KWh左右(循環(huán)泵設(shè)有溫控裝置,為間斷運行),這從熱水使用經(jīng)濟上衡量不是個小數(shù)目,與家用熱水器相比,其增加的成本為每1m3熱水5.7kWh/m3×1.0元/(kWh)=5.7元/m3(電價為不同時段的平均用電價格,供暖公司提供),這也是一個不小的數(shù)據(jù),對運行成本構(gòu)成很大影響。

        1.3 集中生活熱水供應(yīng)成本分析

        以北京地區(qū)為例,大多數(shù)集中生活熱水供應(yīng)采用燃?xì)忮仩t作為熱源。熱水直接成本由水、電、氣費構(gòu)成,目前自來水水費5元/m3,電費1.0元/kWh(電價為不同時段的平均用電價格),天然氣2.58元/m3。

        1.3.1 每1m3(60℃)熱水所需費用計算

        (1)每1m3(60℃)熱水的燃?xì)赓M。設(shè)計參數(shù):自來水溫平均10℃,鍋爐出水溫度60℃,天然氣熱值8200kcal/m3,鍋爐效率90%,那么理論計算每m3(60℃)熱水的耗氣費用:A=[1m3×(60℃-10℃)×1000kcal/m3 ℃÷8200kcal/m3÷0.9]×2.58元/ m3=17.47元/m3。另外,根據(jù)以上分析,考慮23%的供回水干管熱損耗,則每1m3熱水的理論耗氣費為A1=17.47×1.23=21.5元/m3。

        (2)每1m3熱水循環(huán)所耗電費用A2=5.7kWh/ m3×1.0元/kWh=5.7元/m3

        (3)每1m3熱水所需自來水費A3=5元/m3

        (4)每1m3熱水理論計算成本通過以上分析計算,每1m3(60℃)熱水成本為:A=A1+A2+A3=21.5+5.7+5=32.2元/m3。

        1.3.2 成本分析

        1.3.2.1 集中熱水供應(yīng)成本構(gòu)成

        經(jīng)以上計算,集中生活熱水供應(yīng)的理論成本由燃?xì)赓M、電費、自來水費三部分組成,其所占比例分別為 66.8%、17.7%、15.5%,這還未包括設(shè)備的管理和維修費用。

        1.4 集中供生活熱水存在計量偏差較大問題

        《住宅設(shè)計規(guī)范》(GB 50096—2011)要求水表、熱量表應(yīng)設(shè)置在便于管理的位置,一般設(shè)在小室公共管井內(nèi)。導(dǎo)致生活熱水進戶后用水點多、支管較長,這部分熱水不能進入循環(huán)狀態(tài)且很難保溫,當(dāng)用戶使用熱水時,要放很長時間的冷水,才能滿足使用,用戶雖然放的是冷水,卻要支付熱水的價格,并且放出的冷水也白白浪費掉了,用戶對此意見很大。

        2 集中供生活熱水存在的主要問題

        2.1 集中供生活熱水成本太高

        根據(jù)上述成本分析,集中供生活熱水要比分散式燃?xì)鉄崴骷半姛崴鞯某杀疽叩枚唷?/p>

        2.2 集中供生活熱水水質(zhì)較差

        熱水管道會出現(xiàn)銹蝕,熱水水質(zhì)發(fā)黃,甚至無法達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn),造成住戶使用率低。使用率越低,成本就會越高,陷入惡性循環(huán)。

        2.3 集中供生活熱水檢修次數(shù)多

        每年都需要停機檢修一次,少則兩三天,長則一兩周,這個期間會給業(yè)主洗澡和其他方面用水帶來影響。

        2.4 集中供生活熱水水溫較低,需要大量放冷水

        多數(shù)沒有設(shè)置循環(huán)系統(tǒng),導(dǎo)致需要放大量冷水,放的冷水也要按照熱水價格收費。

        2.5 集中供生活熱水存在風(fēng)險

        集中供生活熱水,目前對于熱力公司或物業(yè)公司均處于虧本運營狀態(tài),現(xiàn)有系統(tǒng)存在突然停運的風(fēng)險。

        3 結(jié)論

        綜合以上分析不難看出,城市住宅集中供生活存在問題較多,運行成本較高、安全隱患突出、資源浪費嚴(yán)重、個性需求難調(diào),特別是對那些成本倒掛、矛盾問題突出的項目建議停止使用集中供生活熱水。2021年10月24日,中共中央、國務(wù)院印發(fā)的《關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見》(中發(fā)〔2021〕36號)中指出:“加快推動建筑用能電氣化和低碳化”“大幅提高建筑采暖、生活熱水、炊事等電氣化普及率”。就此看來,對于現(xiàn)有城市住宅集中供生活熱水實施分戶電熱水器更換改造符合未來發(fā)展方向,將是大勢所趨。

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