地暖不同调节方式的节能与污染物排放分析

朱 剑 丽

(太原市热力公司，山西 太原 030000)



地暖不同调节方式的节能与污染物排放分析

朱 剑 丽

(太原市热力公司，山西 太原 030000)

利用热平衡方程式导出地暖各种调节的调节公式，算出水泵的耗电量，从而导出耗标准煤的量以及煤燃烧产生的大气污染物量，比较发现，分阶段改变流量的质调节(用户入口接混水泵)的节能效果显著，节能空间巨大，值得推广应用。

地暖，调节方式，污染物，集中供热

0 引言

随着我国城市集中供热事业的迅速发展以及政府对供热节能、减排的高度重视，城市地暖集中供热系统越来越普遍[1]。地暖采暖方式以其自身的优越性更是得到了飞快的发展，在新开发的小区中，大部分采用了地暖采暖。因此，不同调节方式在地暖采暖中的节能效果需要对比及研究[2,3]。

目前，我国在热水集中供热中，常采用的调节方法有质调节，分阶段改变流量的质调节，量调节和间歇调节(辅助调节)[4,5]。

其中，质调节是通过改变网路的供水温度来进行调节的，循环水量在供暖期保持不变。其调节简便，得到了广泛应用。

量调节是通过改变网路的循环水量来进行调节的，供水温度在供暖期保持不变。由于循环水量随室外温度的改变一直变化，因此量调节比较难控制，在实际中很少单独采用。

表1 地暖不同调节方式运行耗电量，电费对比

分阶段改变流量的质调节是介于质和量调节之间的调节方式，这种调节方式是在较低室外温度时采用设计流量，在室外温度较高时减小流量，在供暖期内设定若干阶段，在每个阶段内都相当于质调节，因而比较容易调节而且较节能[6]。

1 地暖不同调节方式的运行能耗和污染物排放比较

分阶段改变流量的质调节，改变流量时对应的室外温度是依照调节方式的供水温度公式和相对流量比经试算出，不同室外温度延续时间可按无因次综合公式法算出。本例中，分两阶段时，变流量的室外温度为-4 ℃；分三阶段时，分别为-5.6 ℃和0.8 ℃。

表2 地暖不同调节方式间接耗煤量，产生污染量对比

水泵轴功率按扬程37 m，流量3 870 t/h，效率0.8计算。混水泵扬程6 m。电费按1.1元/度。运行耗电量，电费对比表见表1。

标准煤热量29 308 kJ/kg，煤的元素含量按阳煤计算。一般火电厂煤与电的能量转换比为40%。间接耗煤量，产生污水量对比见表2。

对于量调节，调节过程中只要保证用户的调节流量不小于设计流量60%[10]，就可以避免双管系统因各个立管循环作用压头比例增大而引起的上热下冷垂直失调。

本例中的低温热水供热系统，采用量调节时，运行耗电量，耗煤量及污染物产生量见表3，曲线如图1，图2所示。

表3 地暖量调节节电量，间接耗煤量，产生污染量对比

由于回水温度th受室内温度tn的限制，不可能再降低的缘故，图1中，+1 ℃～+5 ℃的范围内，回水温度曲线为一条水平直线。从而网路的回水温度th等于室内温度tn时，应维持网络的最低回水温度。

由表1～表3可以看出，分两个阶段改变流量的质调节比质调节的煤，电减少使用18%，污染物排放减少18%；三个阶段改变流量的质调节煤，电减少使用24%，污染物排放减少24%；量调节煤，电减少使用39%，污染物排放减少39%；带混水的质调节煤，电减少使用44%，污染物排放减少44%；带混水分三阶段改变流量的质调节煤，电减少使用57%，污染物排放减少57%。

截至2010年，全国集中供热总面积43.57亿m2，地暖按总供热面积的1/2计算。每年地暖运用不同调节方式与质调节比较，省电，省煤量和减少排放污染物量见表4。

2 地暖采暖间接连接各种调节方式的比较

表4 各种调节方式与质调节比较节电，煤的量和污染物少排放量

供暖用户系统与热水网路采用间接连接时，随着外温度tw的变化，需同时对热水网路和供暖用户进行供热调节。通常，对供暖用户按质调节的方式进行供热调节，以保持供暖用户系统的水力工况稳定。供暖用户系统质调节时的供回水温度的计算公式与直接连接的公式相同。

热水网路的供回水温度τ1和τ2，取决于一级网路采取的调节方式和水—水换热器的热力特性。通常可采用集中质调节或质量—流量调节方式。

仍以上述的供热小区为例，一级网路设计供回水温度τ1′/τ2′=120 ℃/70 ℃；二级网路设计供回水温度τ1/τ2=60 ℃/50 ℃。

计算结果见表5，曲线如图3所示。

表5 地暖间接连接不同调节方式对比

图3中，系列1，2为二级网质调节供回水温度，℃；系列3，4为一级网质调节供回水温度，℃；系列5，6为一级网质量—流量调节供回水温度，℃。

低温热水供热间接连接时，二级网系统采用质调节，一级网系统采用质—量调节比单纯的质调节节能，污染物排放量少(与直接连接一致)。

3 结语

通过对低温热水地面辐射供暖调节公式的推导，以及从上述例子可以看出，采用分三阶段变流量的质调节(带混水)是较节能的调节方式，与常用的质调节比较节能达到57%，一个采暖季省电182 341万度，相当于2台135 MW凝汽式汽轮机一年满负荷的发电量。间接少燃烧标准煤559 937万t，继而减少了污染物排放量。因此，调节方式的改进具有巨大的节能空间，分三阶段变流量的质调节(带混水)应大力推广。

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[10] 贺 平,孙 刚.供热工程[M].第3版.北京：中国建筑工业出版社，1993.

Different adjusting to groung heating energy-saving and pollutant emissions analysis

Zhu Jianli

(Taiyuan Heating Power Co., Ltd, Taiyuan 030000, China)

Using the heat balance equation derived the regulation modes of all kinds of regulations of ground heating, calculated the power consumption of water pump, so as to derive the amount of standard coal consumption and the air pollutants amount produced by coal combustion. In comparison, the energy saving effect significant of phase change the flow quality regulation(with the user entrance mixing pump), energy saving space huge, worthy of popularization and application.

ground heating, regulating mode, pollutant, central heating

1009-6825(2017)16-0205-03

2017-03-13

朱剑丽(1988- )，女，助理工程师

TK521

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