关于夏热冬冷地区冬季采暖系统小温差运行分析——以合肥为例

朱道强，胡伟 （合肥热电集团有限公司，安徽 合肥 230000）

1 概述

随着国民经济的快速发展，集中供热在夏热冬冷地区也迅速发展起来，以合肥市为例，集中供热属于非强制供暖区域，但是集中供热在该城市也已发展三十余年，逐渐形成了一套独特的发展模式。由于不属于强制供暖区域，在设计时按照现有规范设计并不能完全适用，居民在开通、使用中的行为习惯、运行方式等会造成实际运行中“小温差、大流量”运行的原因之一。本文针对合肥市某住宅小区根据设计、初运行阶段、稳定运行阶段的数据进行分析“小温差、大流量”运行的影响因素，并探讨如何在非强制供暖区域根据用户实际开通情况，进行可变调节方式。

根据现行的国家供热设计规范规定供热二次网的供回水温度是75℃/50℃，温差为25℃。但实际运行中，我国的大部分地区供热二次网实际运行供回水温差在10℃～15℃。实际运行参数与设计参数相差很大。“大流量、小温差”运行方式在实际运行中确实能满足最不利端采暖用户的用热需求，缓解冷热不均的现象，但冷热不均的根本问题是水力不平衡，因此“大流量、小温差”是不能从根本上解决这个问题的，虽然表面上缓解了用户不热的问题，运行人员通过提高水泵运行频率、加大水泵流量及扬程，实际给能源带来了更大地损耗，不利于节能降耗。

通过对合肥市在运行的33个小区进行调研，实际运行时绝大多数都没有按照设计供热参数运行，但是运行效果良好。合肥33个供暖小区基本供水温度在50℃～60℃，合肥目前供热的一次能源主要为饱和蒸汽，实际运行为降低一次能源的消耗，各运行服务所通过降低供水温度来减少能源消耗。

供回水温度越高时，在供热负荷一定的情况下，散热器的散热面积越小，初投资费用就越省，同时散热器在供水温度高时，散热器的调节性能较好，随着供水温度降低，散热器的调节性能越差。

2 项目概况

合肥市国网南七家属区位于望江西路与宿松路交口，总建筑面积19.19万m，共计57栋住宅楼，1990户，分为东村和西村。东村共计31栋楼，西村26栋楼。2018年实施三供一业供热改造。截至目前，已运行两个供暖季。

3 设计工况

根据合肥市气象条件，参考目前住宅实际采暖用热负荷及供热普及率调查，南七职工家属区各楼栋单体的额建造年代及维护结构实际情况，依据《城镇供热管网设计规范》（CJJ34-2010），采暖热负荷计算参数如表1所示。

规范热指标选取表 表1

为确保户内采暖效果，故建筑热指标按上限取值，本项目热指标选取43.5W/m，采暖热指标中已包含管网损失。实际运行中可通过变频泵及阀门进行量调节和质调节。

根据南七职工家属区各楼栋占地面积及建筑面积，东村31栋住宅楼，测算本项目集中供热改造总建筑面积约为12.05万m，热指标为43.5W/m，东村采暖热负荷约为5242kW，折合蒸汽量为7.9t/h。

西村26栋住宅楼，测算本项目集中供热改造总建筑面积约为7.14万m，热指标为43.5W/m，西村采暖热负荷约为3106kW，折合蒸汽量为4.8t/h。

供热设计参数表 表2

供电东村主要设备参数表 表3

供电东村主要设备参数表 表4

根据南七职工家属区供热现状，本项目户内末端设计按分户计量方式考虑。

南七职工家属区热水二次网较长，最不利环路有4000m，二次网主要采用异程布置，部分采用同程布置。

其中东村二次网分为三个区，北区、东区和南区，均为异程系统；西村二次网分为北区和南区，北区采用同程系统，南区采用异程系统。

4 运行工况

本文通过对站房的远程监控系统对供热系统数据进行了采集，合肥市每年的法定供暖时间是12月5日至次年的3月5日，本次采集的数据选取每个月平均温度的那一天的管网运行数据，该项目至今已运行两个采暖季，通过对运行几个阶段的分析汇总，实际运行工况，供水温度均在55℃左右，回水在46℃左右。具体见表5、表6、表7、表8所示。

供电东村2019-2021年供暖季用户开通情况表 表5

供电西村2019-2021年供暖季用户开通情况表 表6

供电东村2019-2021年供暖季运行参数表 表7

供电西村2019-2021年供暖季运行参数表 表8

5 分析与探讨

根据系统水量的计算公式G=0.86Q/ΔT可知，当热量Q一定时，系统水流量和供回水温差成反比，小温差必然大流量，流量越大系统能耗越大。相反，温差增大2倍，系统流量缩小1/2，系统阻力降低至1/4，水泵功率降低至1/8，水泵是整个系统除了一次能源之外的主要能耗之一，由此可见，大温差可以大大降低水泵能耗，节能降耗效果明显。但是小流量带来的另一个问题就是水力失衡。水力失衡是供热系统中最大的难点，水力平衡必须要通过合理的设计、严格的施工、高效的运行完美的组合才能达到，但在实际实施过程中，这是很难完成的。

为保证供暖系统的水力平衡，任何一个供暖系统在系统初运行时，都要进行认真的初调节，而这项工作大量的人力和物力，特别是非强制采暖地区的合肥，热用户开通使用情况都是不停的变化中，为保障用户的使用效果，降低用户投诉率，绝大数运行人员采用的是增加管网系统流量的方式，减少水力失调带来的使用效果不理想的情况。

由于系统流量增大，运行人员考虑一次能源的消耗，降低供水温度，一般在50℃～60℃，设计时考虑户间传热的形象，散热器选型基本都偏大，实际供水温度低于设计时散热器选型温度，散热效率大大降低，造成供回水温差偏小。

6 结论

通过实际运行数据与设计参数相比，无论是供回水温度还是供回水温差都相差较大，但在实际末端用户反映情况来看，用户末端使用效果不受影响，通过走访一些用户，冬天室内温度基本都能保持在20℃左右。合理的供热系统的设计应该是以用户体验来决定的。在合肥市这样非强制采暖的区域，目前全市居民供暖面积达2500万m，居民用户12万户，居民小区2022户，提高供暖系统的效率和运行管理经验非常必要，提出以下几点建议。

①结合合肥市多年来的运行实际情况，及时修订符合实际的设计参数，不应照搬规范设计标准，避免从设计之初设备参数、管网输配的不合理。

②探索以合肥地区为例的夏热冬冷地区的供热计量模式，目前分户计量方式的确便于用户的控制和节能，但对于非强制供暖地区的合肥，间接造成用户开通率低，户间传热损耗大，管网及设备无法达到经济运行参数。

③当前国家智能化水平极速提升，而对于供热系统的智能化水平仍处于较低水平，应加大供热系统智能化系统的投入，加大系统检测与控制，提高智能化应用，从而达到管网系统的高效运行。

④充分发挥热力入口压差平衡阀的水力平衡作用,同时建议楼栋前热计量装置,通过流量监测,合理调节水力平衡。