集中供暖系統節能及換熱站控制系統研究

付文+何杉

摘 要：隨著我國經濟的飛速發展，人們的生活水平也得到了相應的提高，人們對自己的生活品質有了更多的追求，尤其是對建筑房屋的室內環境舒適度要求也逐漸提升，但是面臨的能源問題也日趨明顯。要想實現整個社會的可持續發展，就需要將供暖系統的節能提上日程。采用節能的方式，使能源緊張問題得到了一定程度的緩解，也降低了能源消耗費用，是一種比較理想的節能方法。本文主要論述了我國集中供暖以空調為主的系統節能技術，并且對換熱站控制系統的應用做出了深層的研究。

關鍵詞：集中供暖系統；節能；換熱站控制

對城市進行集中供熱系統節能的設計成為了城市尤為關注的重要問題，采用集中供暖系統對我國能源的節約以及生活環境的改善有著極為重要的影響。它不僅創造了一定的環境效益也為人們帶來了很大的經濟效益。因此，對集中供暖系統節能的設計是十分必要的，這里重點介紹了以空調供暖為主的供暖系統。另外也要保證換熱站控制系統的合理設計，這有利于獲取比較全面的供熱信息，使整個供暖節能系統更加高效的為人們的生活提供舒適的環境。

1 集中供暖系統（以空調供暖為主）

1.1 空調供暖系統節能的表現

主要介紹了空調供暖系統的節能設計，該系統節能的主要表現：

1.1.1 在用戶住處同時安裝有冬季和夏季共同使用的高效散熱器以及電動冷暖空調，這就形成了一個空調機組。

1.1.2 在供暖的空調設備站中裝有熱電聯產機組，并且可以利用直接式的水管網將供暖空調站和用戶便捷的連接在一起。

1.1.3 在冬季供暖的時期，將以聯產方式生產的熱水經過管網連接用戶然后通往空調機組中所組裝的高效散熱器。在夏季不需要供暖的季節，可以將在供暖空調總站中生產出的冷水流通到空調機組中的高效散熱器當中。

1.1.4 可以在供暖空調站中安裝調溫塔裝置，避免在緊要的時刻可以有效的保障發電量能夠免受聯產熱量的制約。

1.2 空調供暖系統節能的設計

1.2.1 對循環水泵的設計。據統計，為整個水循環系統創造動力的循環水泵耗電量大約是空調系統耗電量的20%，因此可以明顯的總結出水泵的能源消耗的高低不只是對空調系統能源消耗的高低有著重要的影響，還對整個建筑的節能產生相當大的影響。但是現如今，大多數循環水泵在進行工頻運行，不能夠隨著負荷的變化而做出調整，會產生嚴重的能源浪費現象。變頻調速技術已經應用于產品的生產中，不僅僅是局限于一個領域。有專家學者在對變流量空調系統的配置方式進行具體的分析之后，認為采用多泵并聯變速方式最為節能，也得出了四種配置方式的科學性研究分析結果，它對單泵定速系統來說，多泵定速的回收期比較短一些，但是多泵變速的回收期最長。在變壓的整個系統中將壓差的控制點設置在環境最差的環路管道上可以較大限度的減少水泵的能耗。在DDC網絡控制中，使傳統的二次泵系統變為全變速加壓泵系統，去除一、二次環路間的旁通管，這樣水泵的節能會體現的尤為顯著。

1.2.2 變頻技術。將變頻技術應用于供暖空調當中，既可以降低空調的能源消耗，又可以使供暖空調的缺點得到改正。供暖空調實際在運行的過程中負荷一般受外界環境的影響比較大，尤其是天氣的變化會使空調的運行負荷發生不尋常的變化，同時會加大其能源的消耗。在設計當中加入變頻技術，利用變頻器的工作來對供暖空調的運行模式以及工作頻率不斷調整，可以使空調依據現實的情況來進行合理的選擇，在一定程度上盡量滿足供暖空調的真正需要。

1.2.3 排風余熱回收技術。在冬季氣溫會明顯的降低，大多數人們會使用空調來增加室內的溫度，這樣就會使得外部環境的新風溫度大大低于室內的排風溫度，在這種情況下，室內的排風系統會產生許多看似無用的余熱。所以就可以利用熱回收裝置來對室內排風的余熱做出有效的回收利用處理，減少能源的消耗，避免浪費。安裝余熱回收裝置也就是在室內排風的出口位置安裝一個熱交換器，令室內與室外的空氣可以通過交換器來實現之間的流通，使室內排出來的余熱發揮一定的作用，達到對室外新風的預熱效果，不但能夠使室內的溫度達到正常，還可以保持空氣的有效循環。

2 換熱站控制系統

2.1 換熱站控制系統的設計

整個控制站主要分為液晶顯示操作終端以及控制系統。液晶顯示屏的功能就是進行現場監控的畫面顯示、采集數據的顯示、并且接收一部分參數設定的輸入信息。控制系統一般利用性價比稍高的PLC，它主要由CPU模塊、I/O模塊、背板等各個部件組成，系統結合了多種通訊接口，可以比較方便的應用于各種通訊網絡之中。現場PLC控制站的主要功能是對各換熱站、供熱沿線各節點各個設備運行狀態進行不定時的監控以及采集活動，并且要不斷依據氣象環境以及負荷變化按照提前設定好的控制策略對換熱站的循環泵、補水泵以及調節閥實施自動化的調整，以此完成換熱機組的完全自動化控制。倘若有通訊網絡作為主體，現場的監控站能夠使正進行反映換供熱運行的數據輸送到調度中心，另外也會接收調度中心發來的一些調度控制指令。

2.2 換熱站控制系統的工作原理

這里對換熱站供熱系統的工作原理進行詳細介紹。由供熱站內的三臺熱水鍋爐燒制的高壓高溫的熱水，由一次熱網送往各換熱站處，各分站把經過一次熱網處理的高壓高溫熱水通過平板換熱器，將熱能傳遞給二次熱網中的循環水，再由二次熱網放水，將熱能輸送至用戶處。冷卻后的回水，再次返回到二次熱網的回水管中。二次熱網中的循環水在換熱站的循環水泵驅動下，可以循環流動和反復使用。

3 結語

在經濟迅速發展的時代，也不能忽略社會效益以及環境效益的發展，節能環保將會成為社會生產發展的主題。對于集中供暖系統節能的設計不但要符合科學的理念還要考慮對能源的節約，減少對能源的浪費，供暖空調系統的運行是由各個設備組成的，對整個系統進行優化，才能夠使供暖系統實現節能的目標。同時要保證換熱站控制系統的合理設計，這有利于獲取比較全面的供熱信息，使整個供暖節能系統更加高效的為人們的生活提供舒適的環境。

參考文獻

[1] 孟哲，劉應宗，金宇澄.我國集中供熱的現狀與對策[J].華東交通大學學報，2004，6.

[2] 王超群，龍惟定.熱電冷聯供應用于住宅的經濟性分析[J].全國暖通空調制冷學術年會論文集，2004.

作者簡介：付文（1985- ），男，遼寧大連人，大連冰山空調設計有限公司，助理級工程師，本科學歷，研究方向：暖通；何杉（1987-），女，遼寧義縣人，遼寧城建設計院有限公司大連分公司，助理級工程師，本科學歷，研究方向：暖通。