分区分时供暖节能探讨

分区分时供暖节能探讨[摘要]：针对高校校区不同建筑物在使用时间上的特点，分析了采用连续供暖的某高校校区不同使用功能的建筑物分区分时供暖的可行性。在保证冬季室内舒适性要求的前提下，对不同建筑物在无人停留时段采取值班采暖模式。分析表明，当区域集中供暖热用户时间上存在差异时,对不同性质用户采用分时供暖,能获取显著的节能效果,从而提高整个集中供暖系统的经济效益、社会效益、环境效益。本文同时对采用分区分时供暖调节方式进行了讨论，确定应采用量调节模式，并计算了不同时段可能减少的热网循环流量。提出了采用量调节热源和热用户应该采取的改造措施。[关键词]：集中供暖；分区分时；节能;量调节；热源热用户1采用分时分区供暖可能性和意义供暖系统是由热源、热网和热用户三个重要环节组成的有机整体，是一个庞大而复杂的系统。针对使用同一热源的热用户在用热时间上的差异，采用分区分时供暖，目的是要达到在整个供暖季大幅度节能、节电，提高能源利用率，以获取更大的经济效益、社会效益和环境效益。这一方法的提出，是在保证满足各不同热用户在供暖效果上的要求基础上，对热源采用集中调节，与对热用户采用局部调节同时进行，是对供热调节方式、方法和手段的一种全新研究。本文对吉林某大学集中供暖热用户的用热时间、热负荷及变化进行了详尽调研和计算，分析了采用分时供暖的可行性及经济性，并提出了分时分区供暖的手段。2热用户热负荷分析2.1热负荷正确、合理地确定热负荷，是确定热源和供热管网规模的主要依据，是整个供热系统经济合理运行的基础。2.2正常工作时间段热负荷分析该校区冬季供暖建筑面积为1782923m2，由校区内独立的锅炉房作为热源。按学校冬季作息时间及学生、教职员工的学习、工作时间规律，笔者将全部供暖建筑物分成三大类。即：第I类为教职工住宅、学生宿舍、校医院，此类建筑需全天保证室内供暖温度；第Ⅱ类为教学楼、图书馆，此类建筑在夜间非教学时间只保持室内值班供暖温度即可；第Ⅲ类为办公楼、实验室、食堂，此类建筑只需在工作时间保持设计温度即可，而在夜间非工作时间内维持值班供暖温度；第I类建筑供暖时间最长（全天供暖），第Ⅲ类比第Ⅱ类建筑每天所需正常供暖时间还短。因为第Ⅱ、Ⅲ表1建筑物分类建筑面积及正常供暖时间建筑物名称建筑物面积m2类别正常供暖时间h教职工住宅I0:00—24:00学生宿舍143335I0:00—24:00校医院7189I0:00—24:00教学楼307736II7:00—21:00图书馆60093II7:00—21:00办公楼64676III7:00—17:00实验室18405III7:00—17:00食堂22308III5:00—17:00由表1对建筑物分类看出，若对II、III类建筑在供暖期正常工作日全天对用户供暖系统实施分两个阶段改变流量的量调节，可实现既保证供暖要求，又能大幅度地节能，而且节能潜力应巨大。2.3寒假期热负荷分析严寒地区高校在供暖季的另一个特点是：都有一个长达30天左右的寒假。在寒假时，可对上述第I类学生宿舍II类和III类建筑中大部分甚至是全部建筑实施全天只保证室内维持值班温度供暖即可。3节能分析用建筑物供暖面积指标法，可对上述全部建筑进行按现行供暖方法全年能耗计算以及采用分时供暖后能耗计算，从而得出全年节能总量。3.1现行传统供暖方法全年采暖期能耗计算现行供暖方法年度能耗计算可用下述公式计算，即：式中：—建筑物全年供暖总能耗,GJ;—建筑物供暖面积热指标W/m2,取70W/m2【1】;—供暖建筑物的建筑面积，m2;—供暖期天数，长春地区174d[2];—每小时3600秒，将J换算成GJ。将需要冬季供暖的建筑物总面积1782923m2代入式（1）可得到按现行传统供暖方法全年总能耗，即：3.2采用分时供暖建筑物能耗计算建筑物采用分时供暖能耗计算公式寒假期间II、III类建筑值班供暖年能耗计算公式为：式中：—建筑物非寒假值班供暖年能耗，GJ;—温差修正系数，；—值班供暖室内温度，取5℃—供暖期室外日平均温度，长春地区取－8℃；—供暖室内设计温度，取18℃—工作日每日工作小时数，h;其它符号意义同式（1）。(2)寒假期间I类建筑中学生宿舍，II、III类建筑的全部可采用全天值班采暖，其计算公式为：式中：—寒假期间建筑物值班供暖能耗，GJ;30—寒假期间定为30天，d;其它符号意义同前。分时供暖各建筑物年能耗计算结果将表1中的统计数据分别代入相应的公式（1），（2），（3）进行计算，即可得到各类建筑物分时供暖的年能耗量。（1）非寒假期间，用公式（1）计算，式中N供暖天数为174－30＝144（天）（2）寒假期间用公式（3）计算：其分时供暖年能耗量为124832.17＋13003.35＝137835.52（GJ）按上述方法计算各类建筑分时供暖年能耗汇总于表2。表2分时供暖各类建筑年能耗量总汇建筑物名称建筑物面积m2类别供暖时间h年能耗量GJ教职工住宅I0:00—24:001.220ⅹ106学生宿舍143335I0:00—24:001.378ⅹ105校医院7189I0:00—24:007.565ⅹ103教学楼307736II7:00—21:008.375ⅹ104图书馆60093II7:00—21:001.635ⅹ104办公楼64676III7:00—17:001.760ⅹ104实验室18405III7:00—17:005.009ⅹ103食堂22308III5:00—17:006.881ⅹ103由上述计算得知，采用现行供暖方法，该校区全年供暖总能耗为1.876ⅹ106GJ，而采用分时供暖方法，全年总能耗为1.495ⅹ106GJ，节省能耗为0.381ⅹ106GJ，相当于年节约标准煤12998t（标准煤应用基低位发热量为7000Kcal/Kg或29308KJ/Kg）。从中可以看出，如果采用分时分区供暖，节能的潜力是相当巨大的。表3不采用分时供暖II、III类建筑年能耗量总汇建筑物名称建筑物面积m2类别供暖时间h年能耗量GJ教学楼307736II7:00—21:001.889ⅹ105图书馆60093II7:00—21:003.689ⅹ104办公楼64676III7:00—17:003.970ⅹ104实验室18405III7:00—17:001.130ⅹ104食堂22308III5:00—17:001.369ⅹ104通过表2和表3II、III类建筑采用分时和不分时供暖年能耗量的对比可以看出不分时供暖的年能耗量是相当巨大的。4分时分区供暖的调节方法在寒假期间，I类建筑中学生宿舍，II、III类建筑中的全部可采用全天值班采暖，这样就减少了供热量根据公式对于采用分时供暖的建筑物可采用分阶段改变流量的质调节方式能减少热媒流量，由于水泵的电功率与流量的立方成正比，因而节电效果显著，从而节能。5热源、热用户改造措施5.1热源改造该校区有九个换热站,其中循环水泵24台,总容量1035KW。每个换热站有两台至三台循环水泵,针对该供热系统的实际情况，应在换热站另上一套小流量循环水泵，可以使水泵耗电大大降低，节电效果十分明显。5.2热用户改造对于分区分时供暖建筑物的热用户入口设有时间继电功能的调节阀，根据热用户所需求值进行调节流量的大小，从而节能。6结语总之，采用分