分區(qū)分時供暖節(jié)能

PAGEPAGE8分區(qū)分時供暖節(jié)能探討[摘要]：針對高校校區(qū)不同建筑物在使用時間上的特點(diǎn)，分析了采用連續(xù)供暖的某高校校區(qū)不同使用功能的建筑物分區(qū)分時供暖的可行性。在保證冬季室內(nèi)舒適性要求的前提下，對不同建筑物在無人停留時段采取值班采暖模式。分析表明，當(dāng)區(qū)域集中供暖熱用戶時間上存在差異時,對不同性質(zhì)用戶采用分時供暖,能獲取顯著的節(jié)能效果,從而提高整個集中供暖系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益、環(huán)境效益。本文同時對采用分區(qū)分時供暖調(diào)節(jié)方式進(jìn)行了討論，確定應(yīng)采用量調(diào)節(jié)模式，并計算了不同時段可能減少的熱網(wǎng)循環(huán)流量。提出了采用量調(diào)節(jié)熱源和熱用戶應(yīng)該采取的改造措施。[關(guān)鍵詞]：集中供暖；分區(qū)分時；節(jié)能;量調(diào)節(jié)；熱源熱用戶1采用分時分區(qū)供暖可能性和意義供暖系統(tǒng)是由熱源、熱網(wǎng)和熱用戶三個重要環(huán)節(jié)組成的有機(jī)整體，是一個龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)。針對使用同一熱源的熱用戶在用熱時間上的差異，采用分區(qū)分時供暖，目的是要達(dá)到在整個供暖季大幅度節(jié)能、節(jié)電，提高能源利用率，以獲取更大的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和環(huán)境效益。這一方法的提出，是在保證滿足各不同熱用戶在供暖效果上的要求基礎(chǔ)上，對熱源采用集中調(diào)節(jié)，與對熱用戶采用局部調(diào)節(jié)同時進(jìn)行，是對供熱調(diào)節(jié)方式、方法和手段的一種全新研究。本文對吉林某大學(xué)集中供暖熱用戶的用熱時間、熱負(fù)荷及變化進(jìn)行了詳盡調(diào)研和計算，分析了采用分時供暖的可行性及經(jīng)濟(jì)性，并提出了分時分區(qū)供暖的手段。2熱用戶熱負(fù)荷分析2.1熱負(fù)荷正確、合理地確定熱負(fù)荷，是確定熱源和供熱管網(wǎng)規(guī)模的主要依據(jù)，是整個供熱系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)合理運(yùn)行的基礎(chǔ)。2.2正常工作時間段熱負(fù)荷分析該校區(qū)冬季供暖建筑面積為1782923m2，由校區(qū)內(nèi)獨(dú)立的鍋爐房作為熱源。按學(xué)校冬季作息時間及學(xué)生、教職員工的學(xué)習(xí)、工作時間規(guī)律，筆者將全部供暖建筑物分成三大類。即：第I類為教職工住宅、學(xué)生宿舍、校醫(yī)院，此類建筑需全天保證室內(nèi)供暖溫度；第Ⅱ類為教學(xué)樓、圖書館，此類建筑在夜間非教學(xué)時間只保持室內(nèi)值班供暖溫度即可；第Ⅲ類為辦公樓、實(shí)驗室、食堂，此類建筑只需在工作時間保持設(shè)計溫度即可，而在夜間非工作時間內(nèi)維持值班供暖溫度；第I類建筑供暖時間最長（全天供暖），第Ⅲ類比第Ⅱ類建筑每天所需正常供暖時間還短。因為第Ⅱ、Ⅲ類建筑在夜間會有少量人員在局部房間采用局部供暖，以保證適宜的房間溫度。表1給出了上述各類建筑物的分類、建筑面積和每天所需的正常供暖時間。表1建筑物分類建筑面積及正常供暖時間建筑物名稱建筑物面積m22類別正常供暖時間hh教職工住宅11591811I0:00—24:00學(xué)生宿舍143335I0:00—24:00校醫(yī)院7189I0:00—24:00教學(xué)樓307736II7:00—21:00圖書館60093II7:00—21:00辦公樓64676III7:00—17:00實(shí)驗室18405III7:00—17:00食堂22308III5:00—17:00由表1對建筑物分類看出，若對II、III類建筑在供暖期正常工作日全天對用戶供暖系統(tǒng)實(shí)施分兩個階段改變流量的量調(diào)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)既保證供暖要求，又能大幅度地節(jié)能，而且節(jié)能潛力應(yīng)巨大。2.3寒假期熱負(fù)荷分析嚴(yán)寒地區(qū)高校在供暖季的另一個特點(diǎn)是：都有一個長達(dá)30天左右的寒假。在寒假時，可對上述第I類學(xué)生宿舍II類和III類建筑中大部分甚至是全部建筑實(shí)施全天只保證室內(nèi)維持值班溫度供暖即可。3節(jié)能分析用建筑物供暖面積指標(biāo)法，可對上述全部建筑進(jìn)行按現(xiàn)行供暖方法全年能耗計算以及采用分時供暖后能耗計算，從而得出全年節(jié)能總量。3.1現(xiàn)行傳統(tǒng)供暖方法全年采暖期能耗計算現(xiàn)行供暖方法年度能耗計算可用下述公式計算，即：式中：—建筑物全年供暖總能耗,GJ;—建筑物供暖面積熱指標(biāo)W/m2,取70W/m2【1】;—供暖建筑物的建筑面積，m2;—供暖期天數(shù)，長春地區(qū)174d[2];—每小時3600秒，將J換算成GJ。將需要冬季供暖的建筑物總面積1782923m2代入式（1）可得到按現(xiàn)行傳統(tǒng)供暖方法全年總能耗，即：3.2采用分時供暖建筑物能耗計算建筑物采用分時供暖能耗計算公式寒假期間II、III類建筑值班供暖年能耗計算公式為：式中：—建筑物非寒假值班供暖年能耗，GJ;—溫差修正系數(shù)，；—值班供暖室內(nèi)溫度，取5℃；—供暖期室外日平均溫度，長春地區(qū)?。?℃；【2】—供暖室內(nèi)設(shè)計溫度，取18℃；—工作日每日工作小時數(shù)，h;其它符號意義同式（1）。(2)寒假期間I類建筑中學(xué)生宿舍，II、III類建筑的全部可采用全天值班采暖，其計算公式為：式中：—寒假期間建筑物值班供暖能耗，GJ;30—寒假期間定為30天，d;其它符號意義同前。分時供暖各建筑物年能耗計算結(jié)果將表1中的統(tǒng)計數(shù)據(jù)分別代入相應(yīng)的公式（1），（2），（3）進(jìn)行計算，即可得到各類建筑物分時供暖的年能耗量。（1）非寒假期間，用公式（1）計算，式中N供暖天數(shù)為174－30＝144（天）（2）寒假期間用公式（3）計算：其分時供暖年能耗量為124832.17＋13003.35＝137835.52（GJ）按上述方法計算各類建筑分時供暖年能耗匯總于表2。表2分時供暖各類建筑年能耗量總匯建筑物名稱建筑物面積mm2類別供暖時間h年能耗量GJ教職工住宅11591811I0:00—24:001.220ⅹ1106學(xué)生宿舍143335I0:00—24:001.378ⅹ1105校醫(yī)院7189I0:00—24:007.565ⅹ1103教學(xué)樓307736II7:00—21:008.375ⅹ1104圖書館60093II7:00—21:001.635ⅹ1104辦公樓64676III7:00—17:001.760ⅹ1104實(shí)驗室18405III7:00—17:005.009ⅹ1103食堂22308III5:00—17:006.881ⅹ1103由上述計算得知，采用現(xiàn)行供暖方法，該校區(qū)全年供暖總能耗為1.876ⅹ106GJ，而采用分時供暖方法，全年總能耗為1.495ⅹ106GJ，節(jié)省能耗為0.381ⅹ106GJ，相當(dāng)于年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤12998t（標(biāo)準(zhǔn)煤應(yīng)用基低位發(fā)熱量為7000Kcal/Kg或29308KJ/Kg）。從中可以看出，如果采用分時分區(qū)供暖，節(jié)能的潛力是相當(dāng)巨大的。表3不采用分時供暖II、III類建筑年能耗量總匯建筑物名稱建筑物面積mm2類別供暖時間h年能耗量GJ教學(xué)樓307736II7:00—21:001.889ⅹ1105圖書館60093II7:00—21:003.689ⅹ1104辦公樓64676III7:00—17:003.970ⅹ1104實(shí)驗室18405III7:00—17:001.130ⅹ1104食堂22308III5:00—17:001.369ⅹ1104通過表2和表3II、III類建筑采用分時和不分時供暖年能耗量的對比可以看出不分時供暖的年能耗量是相當(dāng)巨大的。4分時分區(qū)供暖的調(diào)節(jié)方法在寒假期間，I類建筑中學(xué)生宿舍，II、III類建筑中的全部可采用全天值班采暖，這樣就減少了供熱量根據(jù)公式對于采用分時供暖的建筑物可采用分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)方式能減少熱媒流量，由于水泵的電功率與流量的立方成正比，因而節(jié)電效果顯著，從而節(jié)能。5熱源、熱用戶改造措施5.1熱源改造該校區(qū)有九個換熱站,其中循環(huán)水泵24臺,總?cè)萘?035KW。每個換熱站有兩臺至三臺循環(huán)水泵,針對該供熱系統(tǒng)的實(shí)際情況，應(yīng)在換熱站另上一套小流量循環(huán)水泵，可以使水泵耗電大大降低，節(jié)電效果十分明顯。5.2熱用戶改造對于分區(qū)分時供暖建筑物的熱用戶入口設(shè)有時間繼電功能的調(diào)節(jié)閥，根據(jù)熱用戶所需求值進(jìn)行調(diào)節(jié)流量的大小，從而節(jié)能。6結(jié)語總之