既有建筑供热计量与节能改造工程浅谈

2015-01-01李晓芳

大陆桥视野 2015年8期

关键词：楼栋水力开度

李晓芳

（乌鲁木齐热力工程设计研究院新疆乌鲁木齐830000）

既有建筑供热计量与节能改造工程浅谈

李晓芳

（乌鲁木齐热力工程设计研究院新疆乌鲁木齐830000）

实施供暖分户热计量既是人民生活水平提高的要求，也是我国节能的要求。因此急需进行热计量改造。分户热计量系统是集中供暖领域的一次变革，采用分户热计量系统的采暖用户可以根据自己的需要适时的调节室内温度，不仅可以达到期望的舒适度，而且还可以大大的节约能源。

分户供热计量改造节能

一、前言

长期以来我国集中供热都是采用计划经济体制下的福利制供暖，耗能多少与用户利益无关，不能体现“用多少热，交多少费”的原则，无法调动热用户的节能意识，实施供暖分户热计量既是人民生活水平提高的要求，也是我国节能的要求。因此急需进行热计量改造。

二、供热系统现状概述

1.换热站现状。换热站一次侧设计供回水温度为130/80℃，设计压力为1.6 MPa。二次侧为散热器系统，设计供回水温度为85/60℃，设计压力为1.0 MPa。小区二次网管线枝状布置，敷设方式为管沟与直埋敷设，管网维护较好，跑冒滴漏现象较少。但是管网已使用多年，开始老化，部分保温不是很好。

2.改造前存在的问题。（1）整个小区存在水利失调的情况，办公室室温冷热不均。（2）楼栋热力入口为砖井，且未做防水处理，井内潮湿，雨后井室易积水，管网热损失较严重。（3）往年冬季户内温度多数均在20℃以上，部分楼平均室温达到22℃～25℃，高于乌鲁木齐市规定的室内采暖设计温度20℃，也高于人体感觉舒适温度有3℃～4℃。

三、改造方案

1.二次管网改造方案。（1）水力计算目的。对管网系统进行水力计算及系统阻力的校核，分析改造后供热系统的水力工况平衡，对阻力过大的管径进行更换，过大的管径加装平衡装置，为平衡调试提供依据。

（2）水力计算基本原则。①最不利环路的压力损失应满足循环水泵耗电输热比（HER）不大于限值。②按照末端所需流量，调整平衡阀开度，保证热网的水力平衡。③最不利环路满足设计要求的基础上，室外管网其他并联环路的流量也应该满足水力平衡要求。

（3）水力计算基础数据。①热指标。非节能建筑类多层住宅为75 W/㎡；节能建筑类多层住宅为55 W/㎡；非节能多层公共建筑为80 W/㎡；节能多层公共建筑为60 W/㎡。②最不利环路单体内部阻力，散热器系统按20 kPa，地板辐射采暖系统按30 kPa。

（4）改造内容。通过对管网水力平衡计算，水利失调严重的加装平衡阀，使供热管网达到相对的平衡，从而使各处楼栋室内温度相接近。在每栋楼的单元热力入口处，回水管上安装静态水力平衡阀。在系统安装完成后必须进行水力调节。

2.户内系统改造方案。（1）户内系统改造思路。现有供热系统不具备分户独立控制的条件，采用典型温度面积法，热量结算点为热力入口处所安装的楼栋热量表，按面积分摊热值。

（2）户内系统改造方案的确定及说明。设备选型说明及方案确定。①热计量表及控制阀门的选用说明。热表一般按设计流量的80％进行选型，考虑到既有建筑改造，为保证改造后的供暖效果，防止增加热表后管网阻力增大，本次改造工程全部选择与供热管道同管径的热表。热量表设置在供热供水管线上，另在设置热量表处的供热供水管线上增设管道过滤器，相应增加控制阀门，过滤器采用Y型过滤器，增加的控制阀门考虑现场安装直管段距离问题，采用蝶阀。

②方案确定。温度面积法由无线室温传感器、楼层无线接收器、采集计算器（楼栋分摊器）、楼栋热量总表组成。具体实施如下：A.数据收发器为每三层安装一个，安装于中间一层。B.中继器在数栋处理器接通断控制器超过60台的情况下，要安装一个中继器。C.在该楼栋的各单元热力入口处安装热量表，并与数据采集器通过RS485通讯。D.专用楼栋配电箱负责给现场各设备供电，本次改造项目中楼栋数据采集器与专用配电箱合为一体，安装在三楼转角楼梯休息平台上1.6 m处。数据采集器采集末端用户的数据，通过GPRS无线通讯方式与结算管理中心通讯；配电箱从每栋楼的公用电箱单独引线。

四、技术与安装要求

1.主要设备的技术要求。（1）热量表。用于计量和结算建筑物总供热量、参与用户热分摊的热量表，可以是一栋建筑一只楼栋热量表，也可是一栋建筑由几只热量表数据相加求和。热量表由流量计、供回水温度传感器、热量积分仪组成。（2）室温控制器。安装于用户室内相对统一位置的温控装置，用于测量房间温度、显示房间温度、设定需求温度，并能够通过通讯方式控制通断温控器工作、传输和记录温度和时间数据的仪器。（3）通断控制器。设置于用户室外管井中、入户供暖管道上的调控装置。该装置由通断控制阀和电动执行器组成，能够接受室温控制器的动作指令，按照预测阀门开停比的方法对供暖水系统的全开全关的通断调节动作，实现对室温的调节控制。（4）采集计算器。用于接收来自室温控制器或通断控制器的数据信息，进行数据存储和处理，也可以人工干预室内设定参数的设备。与楼栋热量表等组件通过通信线路相连接，能够即时通讯计算，可实现对供热过程的监测、热费分摊与其他约定的控制。

2.水力平衡装置的技术要求。（1）一般要求。供应商必须提供静态水力平衡阀的供货、安装、调试等技术服务，并按要求提交水力平衡调试数据报告。

（2）静态平衡阀。①应有生产厂家配套专用的智能仪表，具有现场在线流量测定功能。②应按以下要求由省级及以上检测机构出具检测（测试）合格报告，并满足相关标准要求：A.平衡阀的实测最大流通能力与设计最大流通能力之间的偏差不得大于±10％。B.平衡阀相对开度为20％时的流通能力，应在实测最大流通能力的10％～20％；平衡阀相对开度为50％时的流通能力，应在实测最大流通能力的30％～65％；平衡阀相对开度为80％时的流通能力，应在实测最大流通能力的60％～90％。C.回差不得大于10％。D.配套专用的智能仪表的流量测量误差不应大于±10％；水力平衡阀不同口径不同开度下的流通能力，应在实验室中测定并储存在智能仪表之中，不同企业产品的流通能力数据不得替换和混用。E.应有开度显示功能，显示精度不低于1/10圈，在关闭时开度显示值为0。F.应该具有开度限位的功能，开度限位只能通过专用工具改变。G.在关闭状态下，在阀门上游方向单向压力不大于工作压力时，不得泄露。

（3）自力式压差控制阀。应符合《采暖空调用自力式压差控制阀》（JG/T 383），并有省级及以上检测机构出具的检测（测试）合格报告。

3.安装要求。（1）通断时间面积法在操作实施前，应进行户间的水力平衡调节，消除系统的垂直失调和水平失调；在实施过程中，用户的散热器不可自行改换。

（2）采集计算器及通断控制器电源引自设备自带UPS，UPS电源就近引自电井插座，具体位置各单位平面图说明或现场交底时确定。

（3）采集计算器建议设置于一至二层休息平台或门厅内，箱门设置门锁，防止无关人员的误操作对系统造成不利影响。当多个单元同时使用一个集中器时，采集计算器安装在距热量表较近的单元，无线信号较好的位置。各种线路敷设要求做到美观且隐蔽。

（4）每一栋楼内采集计算器、楼栋热量表、通断控制器和室温控制器组成的系统应相对独立，能够在采集计算器内实现热量分摊和存储，不依赖上位机实现计算和存储功能。

（5）符合《通断时间面积法热计量装置技术条件》（JG/T 379），并按以下要求由省级及以上检测部门出具检测（测试）合格报告：①采集计算器和通断控制器的时钟24 h内走时误差不应大于5 s，通断控制器24 h内通断计时之和（通断次数自定）误差不应大于5 s。②室温控制器测温元件最大测温允许偏差不大于0.5℃。③热计量装置各组成部分应符合GB4793.1和GB4943的有关规定。④外壳防护等级划分应符合GB4208-2008的规定，其中室温控制器外壳防护等级不应低于IP20；采集计算器外壳防护等级不应低于IP51，市电电源外壳防护等级不应低于IP52；通断控制器和管井内接线盒外壳防护等级不应低于IP54。⑤热计量装置各组成部分的抗扰度限值应符合GB/T 17618规定的要求。⑥采用无线传输的装置，应符合国家无线电管理相关要求。无线传输装置天线应放置于无线信号较好的位置，保证信号传输的稳定性。

五、项目节能分析

1.气候补偿技术效益分析。气候补偿节能控制系统依据室外环境温度变化以及实际检测供/回水温度与用户设定温度的偏差，通过PI/PID方式输出DC0-10V信号控制阀门的开度。即通过调节一次侧冷/热煤流量达到控制出水/送风温度的目的，自动调整一次侧供水流量，间接控制二次侧供水温度，通过量调节控制，达到质调节的目的，最大化的节约能源，克服室外环境温度变化造成的室内温度波动，达到节能、舒适之目的。气候补偿节能控制系统具有高自动化、高效率、高应用性的特点。根据系统不同，节能量在5％～10％。

2.变频器节能效益分析。变频节电是通过降低电机转速来降低泵、风机的输出功率，使其输出功率与事实负载匹配，降低电机的铜损和铁损、提高电机的功率因数、改善电机的启动和停机性能，并且可以减少泵、风机损耗，从而达到节电、降低噪音和延长泵、风机寿命的效果。根据设备效率的不同节电约为20％～50％。

3.管网平衡节能效益分析。在保证供热质量、舒适度的前提下，通过对管网的水力平衡措施，能有效地解决管网流量分配不均的问题，使过热的用户温度降到人体舒适温度范围之内，过冷用户温度升至人体舒适温度范围之内。根据管网的现状及改造程度不同，节能量在5％～10％。

4.节能效果预测。本项目增加以上节能措施后，预计节能率可达5％～10％。