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热计量管理与老旧小区热耗差异分析

2024-12-31白雪

中国科技投资 2024年26期
关键词:老旧小区

摘要:热计量管理作为一种通过科学、合理的手段对供热系统进行监控与调节的管理方式,已逐渐成为提升能源利用效率的重要手段。尤其是在老旧小区中,传统供热系统往往存在热耗高、能源浪费严重的问题,不仅增加了居民的生活成本,还对环境造成了不利影响。随着热计量设备的逐步普及,越来越多的小区实现了对供热的精准调节,凭借能耗比对和室外气温的动态监控,小区在供热季节显著降耗节能,不仅有助于合理配备热源,还提升了整体的能源管理水平。本文旨在探讨热计量管理在老旧小区中的应用现状与挑战,分析不同因素对热耗的影响,并提出进一步优化热计量管理的策略,以期为实现节能降耗目标提供理论支持和实践指导。

关键词:热计量管理;老旧小区;热耗差异

DOI:10.12433/zgkjtz.20242612

随着全球气候变化加剧和能源资源日益紧张,能源效率的提升已成为各国政府和社会各界关注的焦点。建筑能耗在总能源消耗中占据了相当大的比例,而供热系统作为建筑能耗的主要来源之一,其能效的提升尤为关键。特别是在我国的老旧小区,供热系统往往因年代久远、技术落后、管理粗放等原因,存在较为严重的能源浪费问题,这不仅增加了居民的供热成本,也加剧了能源资源的紧张状况。

一、热计量管理概述

(一)热计量管理的基本概念

热计量是一种通过科学的手段对建筑供热量进行精确测量与管理的过程,旨在实现供热资源的合理分配与高效利用[1]。热计量管理不仅仅是对热量的计量,更是一项综合性的系统工程,其涵盖从热量的产生、传输到最终使用的全过程。其管理内容主要涵盖热量分摊技术的应用、热计量设备的安装与维护以及对供热系统的实时监控与调整,应用这些方式,热计量管理能够在不同用户之间公平分配热量,避免供热资源的浪费,并有效降低能源消耗。

(二)热计量管理的理论基础

热计量管理的实施依赖于多个理论基础,其中,热力学原理和能源管理理论是最为关键的两个支柱。热力学原理为热计量管理提供了科学的基础,通过对能量守恒定律和热量传输机制的理解,技术人员可以精确测算热量在建筑物中的传递和消耗过程,为热量分摊和系统调控提供科学依据。热力学第一定律表明,系统中的总能量是恒定的[2]。因此,供热系统中的热量必须被合理分配,避免不必要的浪费。而热力学第二定律则阐述了能量从高温区向低温区传递的自然趋势,指导热计量管理在不同温度区域间的热量分配和调控。

(三)热计量管理的实施条件

技术条件是热计量管理的基础,现代化的热计量设备和信息化管理系统为精确测量和高效管理提供了有力支持。热量分摊技术需要高精度的传感器和智能化的计算系统,这些技术的成熟和应用直接决定了热计量管理的效果[3]。数据采集与处理技术的发展,使得实时监控和动态调节成为可能,这进一步提升了系统的响应能力和管理水平。经济条件是热计量管理能否得到广泛推广的关键因素。热计量设备的安装和维护成本相对较高,这对一些资金不足的小区来说构成了阻碍。

二、老旧小区热耗现状

(一)老旧小区的特点

老旧小区通常建造于数十年前,建筑结构和材料相对落后,多为砖混结构或老旧的钢筋混凝土结构[4],保温性能较差,供热系统也缺乏现代化的管理手段。这些材料的保温性能较差,使得冬季供暖时热量容易通过墙体、门窗等结构散失,无法被有效保留在室内。由于建筑年代久远,小区的供热系统往往设计落后、管道老化、散热器效率低下,导致供热过程中热量损失较大,无法达到预期的供暖效果,这不仅增加了供热系统的负荷,也导致居民对供热效果不满。

(二)老旧小区的热耗问题

在对老旧小区热耗情况进行分析时,可以清晰地看到热耗问题较为严重。据统计,北方某城市热力公司范围内老旧建筑面积约450万平方米,占比达16%左右,建筑在2023~2024采暖季的平均单耗为36.59W/m²,远高于新建建筑的标准热耗水平。这种高单耗现象主要集中在老旧小区和部分城中村建筑,这些区域由于热量分配不合理、建筑设计落后,热耗水平进一步升高。特别是在部分城中村建筑中,由于1~3层建筑较多,房屋外墙缺乏有效的保温措施,建筑的单耗达到53.27W/m²,显著高于老旧小区的平均水平。数据表明,老旧小区的热耗问题不仅是建筑设计和保温措施不到位的问题,更与热量分配不均、建筑结构老化等多重因素密切相关。如此高的单耗水平表明,老旧小区在采暖季中的能耗浪费十分严重,不仅增加了居民的取暖成本,也对能源资源的合理使用和环境保护形成了挑战。

(三)热耗数据的获取与分析

热耗数据的采集方法涵盖现场测量、数据记录、远程监控等多种方式。现场测量通常通过安装在供热系统中的热计量设备获取具体的热量使用数据,这些设备能够精确记录供热过程中热量的输入和输出情况,为后续的数据分析提供基础。数据记录则可以通过供热企业的运行记录、用户的热量消耗账单等形式获取,数据为供热季节结束后的热耗总结和分析提供了详实的依据。随着物联网和大数据技术的发展,远程监控逐渐成为热耗数据采集的重要手段,通过在供热系统中部署智能传感器和数据采集装置,可实时监控系统的运行状态和热量使用情况,为动态调节和优化提供数据支持。

三、热计量管理对热耗的影响

(一)热计量管理措施

热计量管理的实施关键在于热量分摊技术、热计量设备安装以及热耗监控与管理系统的有效结合。热量分摊技术通过对每户的实际热量使用情况进行精确计算,可确保供热费用分配的公平性和透明性。热计量设备的安装是实现热量分摊的基础,现代化的热计量设备能够准确记录每户的热量消耗情况,为后续的费用计算和系统调整提供数据支持。热耗监控与管理系统的引入则使得热计量管理能够实时监控和动态调节,凭借智能化的监控系统,全方位监测供热系统的运行状态,并根据不同的外部环境条件和室内需求,精准调控供热量,达到节能减排的效果。

(二)热计量管理的效果

热计量管理的有效实施对热耗的减少和能源利用效率的提升具有显著的效果。在热量分摊技术和热计量设备的支持下,居民可以清晰了解自身的热量使用情况,提高节能意识和行为。在这种管理模式下,热量浪费现象大幅减少,供热系统的能源消耗也因此得到了有效控制,凭借热耗监控与管理系统的实时调控,供热系统能够根据外部气温和室内需求的变化,动态调整供热量,从而避免了传统供热方式中出现的过热或供热不足的情况。由此,热量的合理分配和精准控制不仅显著降低了整体热耗,也使得供热系统的运行效率大幅提升。

(三)热计量管理的挑战

尽管热计量管理在降低热耗方面取得了显著成效,但随着时间的推移,一些新的挑战逐渐显现。以北方某城市热力公司数据为例,从2010年开始,其管辖的新建建筑逐步安装了楼栋和分户计量装置,并在2016年进行平台整合,确保数据上传的统筹管理。这些措施在促进居民自主节能方面发挥了积极作用,2023~2024采暖季,165万平方米的计量退费小区,涉及14000户居民,退费金额达340万元,推动了用户自主节能意识的提升。然而,随着热计量设备使用时间的延长,设备损坏率逐年增加,尤其是在已安装计量表的小区,这一问题尤为突出。2023~2024采暖季,共有58163户用户上传有效计量数据,覆盖面积达744.14万平方米,采暖季的平均单耗为20.52W/m²,相较于未安装热计量设备的小区,节能效果明显。然而,热计量表的损坏、维修、校验等问题正日益成为热计量管理中的难点。随着设备的老化,表计损坏的比例逐渐上升,由于维修、更换和校验费用的分担问题复杂,开发商、物业和用户三方都不愿承担相关费用,导致设备的维护难以跟上实际需求。这不仅影响了热计量管理的精度和可靠性,也在一定程度上削弱了计量管理的节能效果。

四、老旧小区热耗差异分析

(一)热耗差异的影响因素

热耗差异的形成主要受到建筑结构与保温性能、供热系统效率、居民使用习惯等多重因素影响。建筑结构与保温性能决定了热量的散失程度,保温性能较差的建筑在冬季供暖时热量散失严重,导致热耗高,而建筑保温措施完善的房屋则能够有效减少热量损失,降低热耗。供热系统的效率直接影响着热量的传输和分配效率,高效的供热系统能够在较低的能耗下实现良好的供热效果,反之则会导致热量浪费。居民的使用习惯也是影响热耗差异的重要因素,不同的居住习惯如开窗通风、房间温度设置等都会对热耗产生直接影响。

(二)热耗差异的分类分析

热耗差异的分类分析有助于深入理解不同因素在热量消耗中的具体表现。按建筑年代分类,较老建筑由于结构和材料老化,其保温性能和供热系统效率普遍低于新建筑,导致热耗普遍较高。按供热系统类型分类,不同类型的供热系统在能源利用效率上存在显著差异,集中供热系统的热量传输效率通常高于分散供热系统,但如果集中供热系统的管理不到位,其热耗仍然较高。按居民行为模式分类,生活习惯、温度设置偏好及节能意识的高低直接影响着供热能耗,节能意识较强的住户往往能够通过合理使用供热系统减少热量浪费,降低热耗。

(三)热耗差异的统计方法

热耗差异的统计分析可以通过多种方法进行,其中,描述统计分析和多变量回归分析是常用的手段。描述统计分析通过对数据的集中趋势和分散程度进行计算,能够直观展示不同建筑的热耗差异。多变量回归分析则能够在考虑多种影响因素的情况下,揭示各因素对热耗的影响程度,并通过模型建立预测热耗的趋势,有助于深入理解热耗差异的形成机制,进而为制定有针对性的节能措施提供数据支持和理论依据,凭借科学的分析手段,可以将复杂的热耗问题量化和模型化,帮助管理者更好地把握供热系统的运行状态,并作出更为科学合理的决策,提高供热管理的精细化水平。

五、热计量管理的优化策略

(一)技术优化

在热计量管理中,技术优化是提升管理效果的关键途径。先进热计量技术的应用能够提供更为精准和可靠的热量数据,为供热系统的科学调控提供坚实的技术基础。智能热量分配系统通过实时监控和动态调整,使得供热过程能够根据外部环境和内部需求的变化,进行精确的热量分配,减少热量浪费,提升能源利用效率。凭借技术的不断革新和优化,热计量管理将更好地适应复杂的供热需求,降低系统的运行成本,并提升供热系统的整体效能。技术优化不仅在于硬件设备的升级,还涵盖数据分析和管理系统的改进,利用先进的算法和数据模型,可以更准确地预测热耗趋势,提供更加智能化的供热解决方案。

(二)管理优化

管理优化在热计量管理中扮演着不可或缺的角色,其核心在于构建高效的热耗监控与反馈机制,提升居民的节能意识,凭借精细化管理,实现对供热过程的实时监控,及时发现并纠正供热系统中的异常情况,确保系统始终运行在最佳状态。居民节能意识的提升也是管理优化的重要组成部分,居民的积极参与和配合将显著影响热计量管理的实际效果,凭借广泛的宣传教育和激励措施,政府可以引导居民养成良好的节能习惯,合理使用供热系统,减少不必要的能源消耗。管理优化的目标在于通过综合管理手段,提升热计量管理的整体效率,实现供热系统的可持续发展。

(三)政策支持

政策支持在热计量管理的实施过程中起着至关重要的作用。政府通过制定合理的政策和提供相应的补贴与激励措施,能够有效降低热计量管理的实施成本,促进其在更广泛的范围内应用。政府补贴可用于热计量设备的采购和安装,减轻居民和物业的经济负担,使得更多的小区能够享受到热计量管理带来的节能效益。同时,法律法规的完善也是政策支持的重要方面,通过制定和执行严格的节能标准和法规,可确保热计量管理的各项措施得以有效落实。法律的约束力和政策的引导性将共同推动热计量管理的规范化和标准化发展,提升供热系统的整体效率和节能效果。政策支持不仅为热计量管理的推广提供了坚实的保障,也为社会的可持续发展创造了良好的外部环境。

六、结论

随着技术的不断进步,特别是物联网、大数据和人工智能技术的应用,热计量管理的智能化水平将进一步提升。未来,先进的热计量技术将更加精准地监测和分析供热系统的运行状况,实时调整供热参数,实现更高效的能源利用。智能热量分配系统和热耗监控与反馈机制的优化,将进一步降低供热能耗,提升整体的能源管理水平。在管理方面,随着居民节能意识的不断提升和政策支持力度的加大,热计量管理的推广将更加顺利。政府在政策支持、财政补贴、法律法规完善等方面的持续发力,将为热计量管理的推广创造更加有利的环境。针对老旧小区的特殊性,未来的研究与实践应更加注重技术与管理的协同优化,通过引入多方参与、构建合作机制等方式,推动热计量管理在老旧小区的深度应用。

参考文献:

[1]刘伟.微型热电联产在小区集中供暖场景的应用[J].上海节能,2023(6):859-863.

[2]沈鲁光,闫冬梅,文静,左晓栋,李东旭,马振杰.山东某老旧小区大温差清洁供暖系统应用分析[J].节能,2023,42(1):64-67.

[3]翟艺鈜,张磊,文丹,王虎龙,杜浩伟.北方冬季供暖综合保障险探讨[J].合作经济与科技,2023(3):56-57.

[4]马金星,张小刚,姚翔宇,李垚.咸阳市某小区中深层地热供暖系统设计应用[J].暖通空调,2022,52(S2):200-204.

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