室内采暖系统节能设计

于彦博

摘要：通过对几种采暖系统原理的分析,提出住宅室内采暖设计的节能方案，对于住宅小区的供暖系统设计，如果规划和设计合理，不仅能够实现较好的系统控制和计量功能，同时可以降低能源的浪费，极大的提高供热的社会效益并获得相当的经济效益。为建设高质量住宅小区采暖提供参考依据。

关键词：住宅；室内采暖；节能；分户计量；控制；计量

节能是我国一项长远的战略方针。我国政府对节能工作高度重视，特别是改革开放以后节能工作出现了欣欣向荣的局面。节能对于供热行业来说潜力是相当大的。供热行业是能耗大户，能耗支出占据其大部分成本。由于以往的住宅供暖按面积收取热费，存在很大的不合理性，且不便于用户进行局部调节，造成供热用热浪费很大。随着人们生活水平的提高和供暖事业的不断发展，对供暖系统实现用热量的分户计量和独立控制的呼声越来越高。

1 旧式采暖系统的基本形式及其优缺点

长期以来，我国城市住宅室内采暖系统设计基本上都采用单管垂直系统的方案进行设计。这种设计方案有许多优点：系统简单；施工方便；造价低等，但是也存在一定缺陷，主要是不便于用户进行局部调节，因而造成能源的浪费。随着能源结构的变化及节能和物业管理的要求，这一缺陷越来越明显，使得此种供暖系统不得不被逐步替代。

随着我国社会主义市场经济的发展，“热”也是商品的观点逐步被人们所认识和接受。传统的落后的按建筑面积结算收费的方法，既不科学又不合理。已不能适应社会主义市场经济体制的要求，必须进行按热量计量收费的改革。供热收费由计划经济时期的福利制向社会主义市场经济体制转变，即热用户向供热企业缴纳热费。因而用户对供热系统节能越来越关注。单管垂直采暖系统的弊病越来越明显，其弊端具体表现在以下几方面：

1.1 系统不具有个体调节的能力

单管垂直采暖系统的主要缺点是不利于进行局部调节，无法改善和满足热用户的热舒适性要求。而且由于该系统是将热水先供到住宅楼的顶层，然后依次向下分至各用户，这就在理论上造成了各不同楼层的热用户的散热器的传热系数K值也不相等。因此造成顶层过热，底层过冷，冷热不均现象。顶层用户过热时只能通过打开门窗的方式来放走热量以降低室内温度，这就造成了能源的浪费。如果采用调节热水流量来降低室温，就会造成以下各层过冷的现象。

1.2 系统维修时浪费能源

由于单管垂直采暖系统是一个整体的热水循环系统。如果该系统有一处设施漏水或堵塞，整个系统将会受到影响。严重时可能导致整个住宅楼停供；而且在维修时会造成大量热水的浪费，在寒冷地区可能会出现供水管冻裂等严重问题，造成不必要的事故，影响居民的正常生活。

1.3 不利于供热部门的管理

对于拖欠热费的用户处理困难，如果要停止个别用户的供暖，可能影响到整个住宅楼停供。常此下去，致使供热企业入不敷出，连年亏损。

1.4 闲置住宅的能源浪费

由于室内采暖系统是单管串联式，所以每层、每户住宅必须用热，否则该系统就无法正常运行。如出现有些用户不想用热或者有些住宅长期闲置，这就必然导致能源的浪费。目前在一些非采暖且又在发展小区采暖的地区，此种现象十分突出。

2 适宜分户计量的采暖系统

2.1 单管制采暖系统

单管水平串联系统。单管水平串联系统是一种比较常见的采暖系统。其做法是在每个住宅单元设置一个总的供回水系统（称为大系统），每层用户为一个独立的小系统。总供回水立管管井设在靠楼梯的橱卫处，每层供回水接在大系统上（每层只装一户），在小系统出入口管道上加调节关断阀门及热计量表，以便分户计量热费。此系统的优点是：竖向无穿楼层的立管，不影响墙面装修；缺点是：不能分室控制温度；每组散热器均须设冷风阀；管线过门、阳台须处理。

2.2 双管制采暖系统

双立管并联式系统。对于双立管并联式系统，任何一层的用户只要在散热器支管上加调节阀就可以达到调节介质流量，从而满足用户对热舒适性的要求，并实现节能。但这种调节方式在使用时，应该考虑到以下问题：(a)此系统在楼层数过多时易出现严重的垂直失调现象，其系统垂直高度以不超过三层为宜，实用性受到限制。(b)穿越楼层的立管数增多。(c)仅适用于安装热量分配表的系统。

水平双管系统。采用水平双管设计方案，可以避免双立管并联式系统的垂直失调问题，而且该系统可以实现每户一个独立系统，有利于热量表的安装，能实现散热器个体调节。任何一层的用户都可以通过室内调节阀方便的调节介质流量，从而达到舒适的室温，并实现节能的目的，又不影响其他用户采暖，但该系统须增设与散热器组数相对应数量三通调节阀。该方案的优点是：能够使不易解决的供热系统垂直失调的难题得到极大的改善；可分室控制温度，调节性能优于单管系统；墙面竖向无立管，不影响装修；缺点是：室内散热器下部的供回水管隐蔽困难；管线过门、阳台不好处理；每组散热器须安装冷风阀。

3 供暖系统设计中应注意的问题

虽然分户式计量在新建住宅小区得到有力推广，但其在推行过程中必然会在采暖系统设计、建筑物设计、仪表选用、管理等方面存在一些问题。

3.1 供暖系统热负荷计算及户内散热器布置

热负荷计算是供暖系统设计的基础，以往的设计由于害怕暖气不热而盲目加大热负荷值，致使散热器安装面积过大，将不利于散热器支管上温控阀的调节，应该选择合理的热指标估算办法。室内散热器位置要布置合理，室内水平管线会增加，存在管线明装占用空间，影响室内装修、家具布置及过门、阳台难处理等问题。

3.2 对建筑材料传热性能的要求

新的建筑材料能否满足现代节能房间的要求，即建筑材料的传热性能是否理想。采暖建筑的耗热量主要是通过围护结构的传热耗热量构成，约占73%~77%，其次为通过门窗缝隙的空气渗透热量，约占23%~27%，在传热耗热量中外墙占23%~34%，由此可见，提高建筑物的保温性能将会达到很好的节能效果。另外，计算表明，对于一间不采暖的房间从周围房间获取传热量可维持12~14℃室温，其他用户有近1/4~1/5的热量传给了该房间，其他用户将多支付这部分热费，很不合理。所以，有必要增强户间建筑结构的隔热性能。

3.3 热表参数修正及表计校核问题

由于住户所处楼层、围护结构不同，保持相同室温的耗热量肯定存在差异，所以应该选择合理的热表参数。我单位在同用户进行计量仪表校核、热费结算中就发生过纠纷。而且，应该组织专门人员定期对计量表计进行校核。

3.4 供热系统变流量问题

由于实现分户计量，系统的热负荷变化会很频繁，所以，供热系统应该能自动调节供热量，使其跟踪所需热负荷的变化。应该在换热站设置有压差控制的装置。

3.5 住宅小区设置分户计量装置后，要加强节能宣传；提高节能意识。

3.6 对供热企业的管理提出更高的要求。

结束语：

综上所述，对于住宅小区的供暖系统设计，如果规划和设计合理，不仅能够实现较好的系统控制和计量功能，同时可以降低能源的浪费，极大的提高供热的社会效益并获得相当的经济效益。

参考文献

[1]贺平,孙刚.供热工程[M].中国建筑工业出版社，1993.

[2]民用建筑节能设计标准[M].中国建筑工业出版社,1995.

[3]李岱森.简明供暖设计手册.中国建筑工业出版社,1998.