第五章 供热系统节能技术

第四章

供热系统节能技术主要内容室外供热管网设计2供热系统按热收费办法4分户计量节能技术33供热热源节能设计31供热系统组成：热源（锅炉房），热网，换热站和热用户热源是集中采暖的核心，主要有锅炉房、热电厂、地热供热站等。锅炉系统包括燃烧系统（风系统，烟气系统，煤系统，灰系统），水系统和控制调节系统。4.1供热热源节能设计一、供热规划为达到合理发展的目的，锅炉供热规划宜与城市建设的总体规划同步进行。通过分区合理规划，逐步实现联片供热，减少分散的小型供热锅炉房，并且为大部分居住建筑将来和城市供热管网相连接创造条件。4.1供热热源节能设计4.1供热热源节能设计二、锅炉选型与台数

锅炉的选型应按所需热负荷量，热负荷延续图、工作介质，来选择锅炉型式、容量和台数，并应与当地长期供应的煤种相匹配。

选用锅炉的额定效率不应低于表中规定的数值

表锅炉最低额定效率(％)

燃料发热值锅炉容量W(t/h)品种（kJ/kg）2.8×1064.5×1067.0×10614.0×10628.0×106烟煤Ⅱ15500～197007273747678Ⅲ＞197007476788082提高锅炉效率：根据供热总负荷选用锅炉台数，2－3台。从经济角度出发，不宜设置备用锅炉。设计时应考虑每一锅炉本体应基本保持定流量运行。为适应锅炉侧和用户侧不同的流量特性，可采用一级泵或二级泵的系统形式，划分为锅炉侧一次水和用户侧二次水系统，不宜采用设置换热器的方式。4.1供热热源节能设计4.1供热热源节能设计三、鼓风机和引风机为燃料在炉内正常燃烧所配用的鼓风机和引风机与锅炉容量以及除尘器类型等相匹配。4.1供热热源节能设计表燃煤锅炉的鼓风机和引风机匹配指标锅炉容量W（t/h）鼓风机引风机风量（m3/h）风压（Pa）功率（kw）风量（m3/h）风压（Pa）功率（kw）2.8×106（4）60005082.210590222510.04.5×106（6.5）975013625.517200209713.07.0×106（10）1476013527.525200209722.014.0×106（20）29520135217.050400209740.028.0×106（40）59040135230.0100800209775.04.1供热热源节能设计四、循环水泵1.单位电耗∑L（m）20040060080010001500200025003000DGR大0.00360.00420.00440.00480.0050.00550.00620.00700.0078表DGR最大值避免“大马拉小车”！！台数与容量：从充分发挥每台循环水泵的出力出发，一用一备为宜。初寒期及末寒期的供热热负荷较低，推荐采用大小（0.75G）循环水泵相结合的配备方案。4.1供热热源节能设计五、补给水

1.在可能条件下，宜设置锅炉给水的除氧设备。

2.建议改变建筑物高点集气罐的手动放风方式。

3.在自动排气阀的上游管道上，宜设置关闭阀和y形过滤器以减少排气阀故障并方便检修。4.1供热热源节能设计六、计量与监测仪表锅炉房内应设有耗用燃料的计量装置和输出热量的计量装置。

为使供热锅炉房的运行管理走向科学化，设计中应考虑锅炉房装设必要的计量与监测仪表。注：在《第六章供热系统运行监测与量化管理节能技术》中详细讲解！

七、连续供热运行制度连续供热设计和运行，可以减少锅炉的设计和运行台数。可提高锅炉的运行效率有助于提高锅炉的负荷率（实际产热量与额定产热量之比）节约初投资和运行费用远近建筑受益时间均衡4.1供热热源节能设计4.2室外供热管网设计一、管网设计的水力平衡水力失调时，各支路流量分配不均匀，产生冷热不均。为了避免水力失调，使不利建筑达到起码的舒适温度，一般有两种方法：（一）加大循环泵的循环水量（二）提高整个管网的运行水温二、改变大流量、小温差的运行方式，提高供水温度和输送效率4.2室外供热管网设计三、推广热水管道直埋技术，降低基础投资和运行费用

建议在DN500以下管道积极推广直埋敷设。

四、管网冲洗中华人民共和国国家标准《采暖与卫生工程施工及验收规范》GBJ242-824.2室外供热管网设计五、管网保温室外供热管网的保温是供热工程中十分重要的组成部分。保温材料公称管径(mm)供热面积＜50000m2≥50000m2岩棉和矿棉管壳λ（）=O．0452W／(m·K)25～3240～150200～300303545303555超细玻璃棉管壳λ()=O．041W／(m·K)25～3240～150200～300253040253050聚氨酯硬质泡沫保温(直埋管)λ()=0.03W／(m·K)25～3240～150200～300202535202545表4－5供热管道的最小保温厚度(mm)4.2室外供热管网设计六、推广管道充水保护技术，防止管道腐蚀图管道腐蚀C扫描成像检测4.3分户计量节能技术是节约能源，提高用户用热的舒适度，改善大气质量和生态环境的有效措施。按面积收费

按用热量收费

一、新建集中采暖住宅分户热计量采暖系统

新建集中采暖住宅应根据采用的热量计量的方式选用不同的采暖系统形式。当采用热分配表加楼用总热量表计量方式时宜采用垂直式采暖系统；当采用户用热量表计量方式时应采用共用立管分户独立采暖系统。建筑内共用采暖系统:由热力入口装置、建筑内共用供回水水平干管，各用户共用的供回水立管组成。热力入口装置的设置位置：热力入口装置做法：定流量系统，应设自力式流量控制阀，双管变流量系统时，设自力式压差控制阀。供水管上设两级过滤器热表压力表供回水管上应设置截止阀，供回水之间应设旁通管和阀门。共用水平干管和共用立管不应穿越住宅的户内空间，应有利于共用立管的布置，不小于0.002的坡度。共用立管宜采用下供下回式，顶端设自动排气阀；一副共用立管每层连接的户数不应大于3户。考虑检修方便，应设置在管道井内或户外共用空间内1阀门；2压力表；3过滤器；4温度计；5自动式压差控制阀或流量控制阀；6流量传感器；7积分仪；8温度传感器

图

典型建筑物热力入口图示

户内采暖系统：应与采用的热计量方式相适应。由入户装置、户内的供回水管道、散热器及室温控制装置组成。户内采暖系统入户装置：锁闭调节阀、户用热量表、水过滤器及回水管上的锁闭阀。户内采暖系统的形式放射双管式系统或低温热水地板辐射采暖系统下供下回水平双管式系统上供上回水平双管式系统水平单管跨越式系统图

典型户内系统热力入口图示1锁闭调节阀；2过滤器；3热量表；4锁闭阀；5温度传感器；6关断阀；7热镀锌钢管；8户内系统管道二、高层住宅分户热计量系统

高层住宅分户计量采暖系统采用共用立管分户独立采暖系统时，每副共用供回水立管每层连接的户数不宜大于三户，当每层户数较多时，应增加共用立管数量或采用分集水器连接。因高层住宅封闭性强，住户复杂，热表应尽量出户，土建应预留足够的管井空间。三、既有集中采暖住宅分户热计量改造（一）既有住宅采暖系统存在的问题1.调控困难、能源浪费严重2.热费收取不合理，收费困难3.系统管理困难（二）既有住宅采暖系统的分户热计量改造1.结合室内管道更新，拆除原系统，按满足分户热计量的要求重新设计2.尽量利用原系统，进行适度改造，满足控温、计量的基本要求双管系统改造方案

单管顺流式系统改造方案

分户热计量改造要点：垂直单管系统应采用低阻力恒温阀，可以是两通或者三通，垂直双管系统采用两通高阻力恒温阀。设三通调节阀时，垂直单管系统的跨越管管径宜与立管管径相同，不设三通，散热器为高阻力类型时，跨越管管径宜较相应立管管径小一号。改造时散热器罩有些条件下需要拆除。改造后，应对相应室外管网系统重新进行平衡计算和水压图分析，保证建筑物热力入口处有足够的资用压力。若采用共用立管的分户独立系统，按新建系统要求设计。4.4供热系统按热收费办法要实现供热系统按热收费，首先要让用户能自主的调节室温，这涉及到散热器恒温阀；要做到热量计量，需要有热量计量手段及设备，这涉及到热(量)表及热量分配表；还要解决水系统由定水量转化为变水量后产生的新问题，本节针对以上问题作初步探讨。一、室温调节图直式散热器恒温阀图角式散热器恒温阀一、室温调节散热器恒温阀构造及工作原理一、室温调节工作原理：带少量液体的充气波纹管膜盒，室温升高时，部分液体蒸发，压缩波纹管关小阀门开度，减少流通水量，恢复室温。反之，阀门开度变大。从而达到节能目的，也能减少水力失调带来的热量分配不均。属于比例控制器，根据室温和恒温阀设定值的偏差，比例地、平稳地打开或关闭阀门。恒温阀的选择：根据采暖系统形式合理选用调节精度温度调节范围：严寒地区要求恒温阀必须具备防冻功能。垂直双管系统应尽可能通过水力计算由管道系统解决垂直失调问题。利用具有预调节功能的恒温阀通过预调节解决垂直失调时，注意防止堵塞一、室温调节恒温阀的安装：安装在每台散热器的进水管上。单管系统必须设跨越管才能应用恒温阀恒温阀调温器要处于水平位置。恒温阀感温包应能正确感受房间温度阀体安装时候应注意水流方向，手轮设置在最大开启位置。安装前对管道和散热器进行彻底清洗。热力入口必须安装过滤器。安装位置远离高温物体表面一、室温调节散热器恒温阀的节能效益节能且能提高室内舒适度。安装了可以节能20%-30%左右单管顺流式加跨越管减轻垂直失调行之有效二、热量计量为了实现供热系统按实际耗热量来收取费用，在采暖系统中必须要有计量热量的仪表二、热量计量热量计量方式采用分户热量表直接测量采用蒸发式或电子式热分配表测量每组散热器相对用量，结合楼用总热量表确定用户热量测量热水流量，误差较大室内外温差对时间积分，造价低廉。测量室内温度及散热器平均温度对时间积分计算散热器散热量。热量表热量表热量表：通过对热媒的焓差和质量流量在一定时间内的积分，得出某一系统使用热量，实质是一台热水热量积算仪。热水的体积流量可由安装在回水管上的流量计测定。焓值及密度值为温度的函数，一般用铂电阻测。热表由三部分组成：流量计、温度传感器、微处理器。根据测量元件不同分为：机械式、超声波式、电磁式等。根据三个部分安装形式分为：分体式，紧凑式和一体式。特点：原理明确，测量数值准确，直观可靠，读数方便，技术成熟。二、热量计量热量分配表蒸发式热分配表：工作原理：细玻璃管内充有带颜色的无毒化学液体，上有一细孔。表后为一导热板，紧贴在散热器上，散热器散热时候，管内液体蒸发，蒸发量可以表示散热器散热量多少。测量结果只和散热器的温度和时间有关，要考虑非线性分步，散热器功率修正，传热热阻修正，房间设定温度修正。电子式热量分配表直接测定室内温度及散热器平均温度。热量分配表应用中的问题：居民位置不同，使得同样的室温散热不一样，不同房子结构具体也不一样，合理收费问题。三、热计量收费办法

（一）热价组成

两部热价法其一为固定热费，也称容量热费，即仅根据用户的采暖面积收费而不管用户是否用热或者用热多少收取的费用。