集中供熱系統的節能分析及優化設計

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摘要：在走可持續發展道路中，發展綠色經濟、環保經濟、節約經濟已成為我國當前社會發展的主要方向，而建筑的材料、設備、技術與建筑全壽命周期成本有著重大關聯，為此在面向全壽命周期的建筑設計中，就必須重視綠色設計，協調環境與經濟的可持續發展，提高建筑資源的利用效率，從而為建筑效益提供保障。

關鍵詞：集中供熱系統；節能；環保

一、我國的城鎮集中供熱系統

1、節能的循環水泵

在集中供熱系統中，一般都是選擇水作為供熱媒介，因為水的比熱容相對較大，性質相對穩定，價格低廉。水通過加熱之后會帶著能量通過管道進入到居民住宅區，然后散發熱量，隨后再通過循環水泵的動力返回到鍋爐房加熱，依次循環。這樣的循環系統，既能節約資源能源，又能在當今嚴重缺水的現狀下充分利用水資源。在城鎮集中供熱系統中，每一個供熱系統都要根據當地的實際情況具體分析應該選擇的循環水泵的種類，不同系統的循環水泵應優化數量、流量、揚程和功率等方面的不同。在集中供熱系統中，工作人員務必要對循環水泵的消耗情況進行定期的檢查，然后再根據不同情況進行相關的維護和修理。

2、供熱系統水力容易失衡

在集中供熱系統中，供熱系統的水力關系非常容易失調，這和熱力供應網的結構是息息相關的，熱力供應網一般都是水平放置的，當供熱的媒介從熱力管道循環時，由于供熱線路的主偏，經常會出現不同位置的住戶家中的供熱溫度不同，造成冷熱不均的現象。目前，在集中供熱系統中，水力失調是供熱系統面臨的主要問題，這樣不同住房位置的居民將會產生差別，對于城鎮居民的治安穩定也帶來一定的負面影響。相關機構對此做出了一系列措施進行調整，但大多數效果都不盡人意，水力失調的現象依舊存在。

3、熱網管道熱損失分析

供熱系統的熱能由管網承擔輸送，管道敷設有管溝、架空以及直埋三種方式。其熱能損失主要是因為管道附件不保溫或者管道保溫不好，其中管道泄漏與管道保溫不好時介質帶走熱量損失，約占熱損失的80%，應以控制失水為主。一般熱網效率應大于90～95%，架空和管溝敷設管道都不能達到要求，其熱損失遠大于10%。因為地溝失效或者不防水，引起積水管道泡水，破壞保溫性能，其損失甚至大于裸管。經過多年的應用證明，供熱管道直埋敷設的節能效益良好。主要表現在熱損失小，能夠更好地節約能源。采用聚氨酯硬質泡沫塑料作為保溫材料，因為吸水率小于10%，是其他保溫材料不可比擬的。聚氨酯保溫層外加高密度聚乙烯防水保護殼，能夠大大減少供熱管道的整體損失。

二、集中供暖系統的能源供給消耗

1、熱介質的選擇

目前在我國的集中供熱對熱介質的選擇基本上有兩種，一種是蒸汽，另一種是熱水。在供熱介質的選擇問題上要根據以下原則，若是完全針對集中供熱采暖負荷的熱網，一般采用熱水供熱介質，在供熱面積較大或者熱網供熱地形高差較大的情況下，供熱區域內熱用戶的情況不同，比如在高層建筑和一般建筑同時存在的情況下，一般采用高溫水中間換熱的形勢，這樣能夠滿足不同情況下的供熱需求，提高供熱整體的效果與平衡度，同時還可以節約大量工程投資。若是完全的工業用熱，可以考慮采用蒸汽，但供熱半徑應控制在合理范疇內，否則，不但不能達到供熱效果，還可能導致在蒸汽輸送過程中的大量損失與浪費，在輸送工業蒸汽的熱源的參數的選擇上，并不是熱源參數越高越好，尤其是熱電聯產的蒸汽的參數，必須結合熱網供熱范疇內的用戶參數來設計，應盡量降低所用蒸汽的參數。

2、采暖用戶的節能

采暖系統在運行的過程中可以通過采暖系統的熱能消耗滿足用戶的供暖需求，從而也能夠更好的為住戶創造良好的熱環境，相關部門在研究的過程中也制定了一定的制度，在這些制度中規定，在集中供暖熱費計量的工作中應該采用單獨計量熱費，同時還應該按照每一戶在供暖過程中對熱能的消耗來收取相應的費用，但是就當前的形式來看還是存在著很多傳統的供熱收費形式，他們大多是按照房屋的面積進行收費，這種方式的存在使得我國的節能型供暖方式在發展上遭到了一定的制約。

3、變頻技術的廣泛應用

由于無法實現根據天氣狀況和用戶需求，進行熱負荷變化的調節，在能耗方面會產生巨大浪費。隨著變頻技術的應用，實現對供熱系統流量無級變控，對傳動部位根據室外溫度進行變控。

這一技術能夠根據天氣溫度及用熱情況，來對水泵和其它傳動部位運行的參數進行調節控制。從而保證用戶在用熱量需求得到滿足的基礎上，減少不必要的能源浪費，達到節能目的和效果。

目前施工最廣泛的定壓技術是變頻調速補水泵頂壓系統。該技術有以下優點：（1）變頻控制，節約電能；（2）設定壓力值后，系統能夠自動補水，實現自動化管理；（3）變頻調速的軟啟動功能，可以在非正常工作狀態下發出警報信號；（4）手動、自動控制雙項有效地支持，安全可靠；（5）定壓壓力更準確、穩定、安全。

三、做好城市集中供熱系統節能減排工作的對策

1、對供熱系統進行科學的規劃與布局

在未來階段下，需要嚴格遵照國家的相關管理流程，對城市集中供熱系統的能源結構與節能減排規劃進行科學的調整，根據城市的具體情況精心的進行規劃，為降低城市集中供熱系統的能耗奠定好堅實的基礎。對于系統中的運行系統、檢測系統、管網與熱源，要加強計量檢測與運行管理，建立起完善的管理制度，將制度與工作人員的薪資水平掛鉤，激發出他們工作的積極性，提升他們的自認意識。

2、對集中供熱系統熱源進行優化處理

在技術方面，需要對集中供熱系統熱源進行優化，在優化時需要與國家的節能減排制度進行結合，將環保監測技術應用在管理過程中，減少供熱系統對于大氣的污染，并逐步提升新型清潔能源的使用份額，推廣沼氣供熱、核能供熱與地熱等可再生供熱技術的使用。此外，還要發展相關的熱電聯產項目，該種項目對于保證供熱系統穩定性、節約能源有著十分積極的效用。而國家方面也需要對此提供政策性支持，根據系統的熱負荷情況確定好熱電聯項目的規模，積極應用潔凈燃煤技術，對傳統的發電機組與工業鍋爐實施技術改造，在條件許可的情況下，還可以將分散的熱源點實施聯網管理，提升對整個供熱系統的管理水平。

結束語

集中供暖方式在我國的北方地區是非常普遍的一種供暖的形式。這種形式能夠很好的體現出供熱效率，保證更好的效果，集中供暖方式的采用和地理環境有著十分密切的關系，但是供暖系統在運行的過程中對能源的消耗是非常大的，怎樣更好的提高系統的節能性也成了相關人員日益關注的問題。

參考文獻：

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[2]張秋艷.基于環路拓展的集中供熱系統輸配能耗研究[D].山東建筑大學，2014.

[3]李磊磊.集中供熱協調優化控制系統研究[D].青島科技大學，2014.