關(guān)于夏熱冬冷地區(qū)冬季采暖系統(tǒng)小溫差運行分析
——以合肥為例

朱道強，胡偉 （合肥熱電集團有限公司，安徽 合肥 230000）

1 概述

隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，集中供熱在夏熱冬冷地區(qū)也迅速發(fā)展起來，以合肥市為例，集中供熱屬于非強制供暖區(qū)域，但是集中供熱在該城市也已發(fā)展三十余年，逐漸形成了一套獨特的發(fā)展模式。由于不屬于強制供暖區(qū)域，在設(shè)計時按照現(xiàn)有規(guī)范設(shè)計并不能完全適用，居民在開通、使用中的行為習慣、運行方式等會造成實際運行中“小溫差、大流量”運行的原因之一。本文針對合肥市某住宅小區(qū)根據(jù)設(shè)計、初運行階段、穩(wěn)定運行階段的數(shù)據(jù)進行分析“小溫差、大流量”運行的影響因素，并探討如何在非強制供暖區(qū)域根據(jù)用戶實際開通情況，進行可變調(diào)節(jié)方式。

根據(jù)現(xiàn)行的國家供熱設(shè)計規(guī)范規(guī)定供熱二次網(wǎng)的供回水溫度是75℃/50℃，溫差為25℃。但實際運行中，我國的大部分地區(qū)供熱二次網(wǎng)實際運行供回水溫差在10℃～15℃。實際運行參數(shù)與設(shè)計參數(shù)相差很大。“大流量、小溫差”運行方式在實際運行中確實能滿足最不利端采暖用戶的用熱需求，緩解冷熱不均的現(xiàn)象，但冷熱不均的根本問題是水力不平衡，因此“大流量、小溫差”是不能從根本上解決這個問題的，雖然表面上緩解了用戶不熱的問題，運行人員通過提高水泵運行頻率、加大水泵流量及揚程，實際給能源帶來了更大地損耗，不利于節(jié)能降耗。

通過對合肥市在運行的33個小區(qū)進行調(diào)研，實際運行時絕大多數(shù)都沒有按照設(shè)計供熱參數(shù)運行，但是運行效果良好。合肥33個供暖小區(qū)基本供水溫度在50℃～60℃，合肥目前供熱的一次能源主要為飽和蒸汽，實際運行為降低一次能源的消耗，各運行服務(wù)所通過降低供水溫度來減少能源消耗。

供回水溫度越高時，在供熱負荷一定的情況下，散熱器的散熱面積越小，初投資費用就越省，同時散熱器在供水溫度高時，散熱器的調(diào)節(jié)性能較好，隨著供水溫度降低，散熱器的調(diào)節(jié)性能越差。

2 項目概況

合肥市國網(wǎng)南七家屬區(qū)位于望江西路與宿松路交口，總建筑面積19.19萬m，共計57棟住宅樓，1990戶，分為東村和西村。東村共計31棟樓，西村26棟樓。2018年實施三供一業(yè)供熱改造。截至目前，已運行兩個供暖季。

3 設(shè)計工況

根據(jù)合肥市氣象條件，參考目前住宅實際采暖用熱負荷及供熱普及率調(diào)查，南七職工家屬區(qū)各樓棟單體的額建造年代及維護結(jié)構(gòu)實際情況，依據(jù)《城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)設(shè)計規(guī)范》（CJJ34-2010），采暖熱負荷計算參數(shù)如表1所示。

規(guī)范熱指標選取表 表1

為確保戶內(nèi)采暖效果，故建筑熱指標按上限取值，本項目熱指標選取43.5W/m，采暖熱指標中已包含管網(wǎng)損失。實際運行中可通過變頻泵及閥門進行量調(diào)節(jié)和質(zhì)調(diào)節(jié)。

根據(jù)南七職工家屬區(qū)各樓棟占地面積及建筑面積，東村31棟住宅樓，測算本項目集中供熱改造總建筑面積約為12.05萬m，熱指標為43.5W/m，東村采暖熱負荷約為5242kW，折合蒸汽量為7.9t/h。

西村26棟住宅樓，測算本項目集中供熱改造總建筑面積約為7.14萬m，熱指標為43.5W/m，西村采暖熱負荷約為3106kW，折合蒸汽量為4.8t/h。

供熱設(shè)計參數(shù)表 表2

供電東村主要設(shè)備參數(shù)表 表3

供電東村主要設(shè)備參數(shù)表 表4

根據(jù)南七職工家屬區(qū)供熱現(xiàn)狀，本項目戶內(nèi)末端設(shè)計按分戶計量方式考慮。

南七職工家屬區(qū)熱水二次網(wǎng)較長，最不利環(huán)路有4000m，二次網(wǎng)主要采用異程布置，部分采用同程布置。

其中東村二次網(wǎng)分為三個區(qū)，北區(qū)、東區(qū)和南區(qū)，均為異程系統(tǒng)；西村二次網(wǎng)分為北區(qū)和南區(qū)，北區(qū)采用同程系統(tǒng)，南區(qū)采用異程系統(tǒng)。

4 運行工況

本文通過對站房的遠程監(jiān)控系統(tǒng)對供熱系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行了采集，合肥市每年的法定供暖時間是12月5日至次年的3月5日，本次采集的數(shù)據(jù)選取每個月平均溫度的那一天的管網(wǎng)運行數(shù)據(jù)，該項目至今已運行兩個采暖季，通過對運行幾個階段的分析匯總，實際運行工況，供水溫度均在55℃左右，回水在46℃左右。具體見表5、表6、表7、表8所示。

供電東村2019-2021年供暖季用戶開通情況表 表5

供電西村2019-2021年供暖季用戶開通情況表 表6

供電東村2019-2021年供暖季運行參數(shù)表 表7

供電西村2019-2021年供暖季運行參數(shù)表 表8

5 分析與探討

根據(jù)系統(tǒng)水量的計算公式G=0.86Q/ΔT可知，當熱量Q一定時，系統(tǒng)水流量和供回水溫差成反比，小溫差必然大流量，流量越大系統(tǒng)能耗越大。相反，溫差增大2倍，系統(tǒng)流量縮小1/2，系統(tǒng)阻力降低至1/4，水泵功率降低至1/8，水泵是整個系統(tǒng)除了一次能源之外的主要能耗之一，由此可見，大溫差可以大大降低水泵能耗，節(jié)能降耗效果明顯。但是小流量帶來的另一個問題就是水力失衡。水力失衡是供熱系統(tǒng)中最大的難點，水力平衡必須要通過合理的設(shè)計、嚴格的施工、高效的運行完美的組合才能達到，但在實際實施過程中，這是很難完成的。

為保證供暖系統(tǒng)的水力平衡，任何一個供暖系統(tǒng)在系統(tǒng)初運行時，都要進行認真的初調(diào)節(jié)，而這項工作大量的人力和物力，特別是非強制采暖地區(qū)的合肥，熱用戶開通使用情況都是不停的變化中，為保障用戶的使用效果，降低用戶投訴率，絕大數(shù)運行人員采用的是增加管網(wǎng)系統(tǒng)流量的方式，減少水力失調(diào)帶來的使用效果不理想的情況。

由于系統(tǒng)流量增大，運行人員考慮一次能源的消耗，降低供水溫度，一般在50℃～60℃，設(shè)計時考慮戶間傳熱的形象，散熱器選型基本都偏大，實際供水溫度低于設(shè)計時散熱器選型溫度，散熱效率大大降低，造成供回水溫差偏小。

6 結(jié)論

通過實際運行數(shù)據(jù)與設(shè)計參數(shù)相比，無論是供回水溫度還是供回水溫差都相差較大，但在實際末端用戶反映情況來看，用戶末端使用效果不受影響，通過走訪一些用戶，冬天室內(nèi)溫度基本都能保持在20℃左右。合理的供熱系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)該是以用戶體驗來決定的。在合肥市這樣非強制采暖的區(qū)域，目前全市居民供暖面積達2500萬m，居民用戶12萬戶，居民小區(qū)2022戶，提高供暖系統(tǒng)的效率和運行管理經(jīng)驗非常必要，提出以下幾點建議。

①結(jié)合合肥市多年來的運行實際情況，及時修訂符合實際的設(shè)計參數(shù)，不應(yīng)照搬規(guī)范設(shè)計標準，避免從設(shè)計之初設(shè)備參數(shù)、管網(wǎng)輸配的不合理。

②探索以合肥地區(qū)為例的夏熱冬冷地區(qū)的供熱計量模式，目前分戶計量方式的確便于用戶的控制和節(jié)能，但對于非強制供暖地區(qū)的合肥，間接造成用戶開通率低，戶間傳熱損耗大，管網(wǎng)及設(shè)備無法達到經(jīng)濟運行參數(shù)。

③當前國家智能化水平極速提升，而對于供熱系統(tǒng)的智能化水平仍處于較低水平，應(yīng)加大供熱系統(tǒng)智能化系統(tǒng)的投入，加大系統(tǒng)檢測與控制，提高智能化應(yīng)用，從而達到管網(wǎng)系統(tǒng)的高效運行。

④充分發(fā)揮熱力入口壓差平衡閥的水力平衡作用,同時建議樓棟前熱計量裝置,通過流量監(jiān)測,合理調(diào)節(jié)水力平衡。