热能梯级利用在供热运行中的研究运用

华丽娟

摘 要：康平小区存在两种供热方式：①民用住宅系统利用散热片供热；②医院门诊楼、病房楼、商业办公楼通过医院换热站提供热源，利用中央空调供热。如果用同一套供热热备供热，两种供热方式因散热设备不同，散热速度和介质流动速度差别大，用户供热质量无法同时满足。所以供热成立以来，医院换热站一直存在两套独立的供热設备给两套系统供热，能耗及职工劳动强度大。本文采用热能梯阶原理将两套设备系统合并为一个供热系统：即利用民用回水作为中央空调供水。同时在中央空调回水和民用回水中间加装流量调节阀调节系统流量。热能梯级供热方案不仅满足供热质量，而且节能降耗效果好，一个小区出现多种供热方式时，可广泛推广使用。

关键词：热能；梯级；供热运行；提高供热；质量

中图分类号：TK114 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）11-0211-01

1 供热现状

1.1 康平小区医院换热站原有两套独立的供热系统

（1）民用供热系统，用户为居民，面积11万m2，有55kW循环泵2台，换热器2台。

（2）医院中央空调供热系统，为医院中央空调提供热源，用户为中原油田职工医院，面积4.2万m2。有45kW循环泵2台，换热器1台。

1.2 华龙商业大厦申请并入换热站热网

华龙商业大厦位于康平小区工业区，面积0.9万m2，采用中央空调散热，由大厦自己的燃煤小锅炉提供热源，由于小锅炉能耗大，能耗加人工约耗资160万元/年，且安全系数低，污染环境。早在2011年华龙商业大厦就要求并入医院供热站热网，因没有找到合适的连接方案，所以一直没有并入换热站热网。

2 研究目标

制定新型合理供热连接方案合并两种不同的供热系统降低能耗和人工成本，提高生产效率。

3 问题研究分析

3.1 两种系统的不同特点

中央空调系统采用风机盘管强制散热，与采用散热片散热的民用供暖系统比，散热速度快。

中央空调散热盘管比民用系统散热片管径细、拐弯多、阻力大，介质流动速度慢。

若站内用一套供热系统，采用常用的并联方法将中央空调主管线和民用主管线并联，将出现以下问题：开启中央空调系统增压泵，则流量大部分被中央空调抢去，造成民用用户不热，而中央空调系统过热的现象。

关闭中央空调系统增压泵，因中央空调管网阻力较大，中央空调因流量不足而不热。

常用的两系统并联连接方案不可行。

3.2 利用热能梯级原理将两系统合并为一个系统

（1）医院中央空调系统面积4.0万m2，热负荷为40000m2×80W/m2=3200kW。

民用供暖系统回水温度一般为40℃，总流量G=400m3/h，中央空调室内温度为20℃，水的比热容4.2×103J/kg，民用总回水温度降为20℃的散热量（余热）为Q=G×（t1-t2）×C=400kg×103/3600s×（40-20）℃×4.2×103J/kg℃=9330kW。民用回水余热9330大于中央空调热负荷3200kW。

（2）因中央空调系统的风机强制散热速度快，所以需要大流量小温差的供热方式。所以民用总流量能满足中央空调流量需求。

（3）结论：如果用民用回水作为中央空调供水将两系统串联，热量和流量完全可满足中央空调需求。即可利用热能梯级原理将两系统合并为一个系统。

4 措施制定

4.1 站内措施

利用热能梯级原理对站内两套系统进行合并改造，图1是站内流程图。

4.2 工业区华龙商业大厦入网措施

（1）同样华龙商厦中央空调也可采用热梯级利用原理连入工业区总回水管上。因华龙大厦位于工业区中，如果将华龙大厦供回水就与回水主管线连接，启动华龙商厦增压泵，B点压头升高，A点压头降低，建筑工程处因流量减少供暖温度不达标，方案一不可行。

（2）将接头放在工业区总回水管线的最末端C点。

（3）商业办公楼的用暖时间通常不固定或停电，停暖时人工开关阀门耗费人力且很麻烦。

解决办法：在两接头间安装旁通止回阀。华龙大厦用暖时启动增压泵，E点压头高于C点压头，止回阀自动关闭，旁通管没有流量通过；华龙不用暖时，停止循环泵C点压头高于E点压头止回阀自动开启，水流从旁通管通过，工业区用户正常供热，采用这种接法不管华龙大厦是否用暖都不影响工业区其他用户用暖，而且不需人力去频繁开关阀门。

5 改造效果

方案实施后，由于站内压损降低，民用、中央空调用户温度回访都达标。用户反映良好。小区部分供热质量较差的末端单体压差及用户室温合格率、收费率都明显提高。

6 效益情况

6.1 经济效益

（1）一个采暖季节电能（110-80）kW×24h×120d×0.68元/kWh=84200元。

（2）华龙商业大厦采暖费用由160万/年降为大厦采暖缴费9000m2×36元/m2=324000元。

（3）年创净效益：160+8.4-32.4=136万元。

6.2 社会效益

（1）降低能耗。节约资源和人工成本。

（2）提高供热质量，树立供热良好形象。

收稿日期：2018-3-15