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1、第四章 供热系统节能技术,主要内容,供热系统组成：热源（锅炉房），热网，换热站和热用户热源是集中采暖的核心，主要有锅炉房、热电厂、地热供热站等。锅炉系统包括燃烧系统（风系统，烟气系统，煤系统，灰系统），水系统和控制调节系统。,4.1供热热源节能设计,一、供热规划 为达到合理发展的目的，锅炉供热规划宜与城市建设的总体规划同步进行。通过分区合理规划，逐步实现联片供热，减少分散的小型供热锅炉房，并且为大部分居住建筑将来和城市供热管网相连接创造条件。,4.1供热热源节能设计,4.1供热热源节能设计,二、锅炉选型与台数 锅炉的选型应按所需热负荷量，热负荷延续图、工作介质，来选择锅炉型式、容量和台数，并应
2、与当地长期供应的煤种相匹配。选用锅炉的额定效率不应低于表中规定的数值 表 锅炉最低额定效率(),提高锅炉效率：根据供热总负荷选用锅炉台数，23台。从经济角度出发，不宜设置备用锅炉。设计时应考虑每一锅炉本体应基本保持定流量运行。为适应锅炉侧和用户侧不同的流量特性，可采用一级泵或二级泵的系统形式，划分为锅炉侧一次水和用户侧二次水系统，不宜采用设置换热器的方式。,4.1供热热源节能设计,4.1供热热源节能设计,三、鼓风机和引风机 为燃料在炉内正常燃烧所配用的鼓风机和引风机与锅炉容量以及除尘器类型等相匹配。,4.1供热热源节能设计,表 燃煤锅炉的鼓风机和引风机匹配指标,4.1供热热源节能设计,四、循环
3、水泵1.单位电耗,表 DGR最大值,避免“大马拉小车”！,台数与容量：从充分发挥每台循环水泵的出力出发，一用一备为宜。初寒期级末寒期的供热热负荷较低，推荐采用大小（0.75G）循环水泵相结合的配备方案。,4.1供热热源节能设计,五、补给水 1.在可能条件下，宜设置锅炉给水的除氧设备。2.建议改变建筑物高点集气罐的手动放风方式。3.在自动排气阀的上游管道上，宜设置关闭阀和y形过滤器以减少排气阀故障并方便检修。,4.1供热热源节能设计,六、计量与监测仪表 锅炉房内应设有耗用燃料的计量装置和输出热量的计量装置。为使供热锅炉房的运行管理走向科学化，设计中应考虑锅炉房装设必要的计量与监测仪表。注：在第六
4、章 供热系统运行监测与量化管理节能技术中详细讲解！,七、连续供热运行制度连续供热设计和运行，可以减少锅炉的设计和运行台数。可提高锅炉的运行效率有助于提高锅炉的负荷率（实际产热量与额定产热量之比）节约初投资和运行费用远近建筑受益时间均衡,4.1供热热源节能设计,4.1供热热源节能设计,图 锅炉房及供热系统 l-锅炉；2-鼓风机；3-引风机；4-循环水泵；5-补给水,4.2室外供热管网设计,一、管网设计的水力平衡 水力失调时，各支路流量分配不均匀，产生冷热不均。为了避免水力失调，使不利建筑达到起码的舒适温度，一般有两种方法：（一）加大循环泵的循环水量（二）提高整个管网的运行水温二、改变大流量、小温
5、差的运行方式，提高供水温度和输送效率,4.2室外供热管网设计,三、推广热水管道直埋技术，降低基础投资和 运行费用 建议在DN500以下管道积极推广直埋敷设。四、管网冲洗 中华人民共和国国家标准采暖与卫生工程施工及验收规范GBJ242-82,4.2室外供热管网设计,五、管网保温 室外供热管网的保温是供热工程中十分重要的组成部分。,表45 供热管道的最小保温厚度(mm),4.2室外供热管网设计,六、推广管道充水保护技术，防止管道腐蚀,图 管道腐蚀C扫描成像检测,水力平衡是节能及提高供热品质的关键 水力失调，使得流经用户及机组的流量与设计流量不符。加上水泵选型偏大，水泵运行在不合适的工作点处，导致水
6、系统处于大流量、小温差运行工况。水泵运行效率低，热量输送效率低。近热源处室温偏高，远热源处室温偏低。结果，能耗高，供热品质差。,4.3供热小区水力平衡技术,4.3供热小区水力平衡技术,水力失调：1、(后天的)系统水力稳定性带来的 2、设计,施工,初调之后存在的(先天),尽管设计时计算平衡了,但实际运行时,各环路及末端装置中的水流量与设计并不符,且系统总水量远大于设计水量,是因为什么?一是缺乏消除环路剩余压力的定量调节装置.二是水泵实际运行点偏离设计运行点.,4.3供热小区水力平衡技术,管网水力平衡技术 硬件要求具有良好的流量调节性,又能定量显示环路流量的阀门.软件要求研究管网平衡调试方法.平衡
7、阀的特性平衡阀的安装位置平衡阀的选型原则 平衡阀的使用注意事项平衡原理及步骤,4.3供热小区水力平衡技术,平衡阀的特性 工作原理:通过改变阀芯和阀座的间隙来调节流量.与普通阀门的不同在于有开度指示、开度锁定装置及阀体上有两个测压小阀。具有以下特性：直线性流量特性，清晰、精确的阀门开度指示、调试后不能随便更改开度值、阀体上的测压孔可测流量、耐压耐温性能、局部阻力系数。,4.3供热小区水力平衡技术,平衡阀的安装位置 所有需要保证设计流量的地方，每一环路只需安设一平衡阀。锅炉机组的平衡。热力站的一二次环路水量平衡。小区供热管网中各楼之间的平衡。,平衡原理及调试步骤 简易法:适合并联机组环路、系统简单
8、的小区平衡阀的调试。问：简易法对系统作了简化，试分析简化前后误差与那些有关，误差多大？比例法（补偿法）：,4.3供热小区水力平衡技术,4.3供热小区水力平衡技术,比例法及补偿法原理图,支管,1.1,1.2,1.3,1.4,立管1,比例法原理：如果两条并联管路中的水流量以某一比例流动，则总水量正负30内变化时，流量比例保持不变。,补偿法原理：保证平衡好的阀门处压降不变。,4.4分户计量节能技术,是节约能源，提高用户用热的舒适度，改善大气质量和生态环境的有效措施。,按面积收费,按用热量收费,一、新建集中采暖住宅分户热计量采暖系统,新建集中采暖住宅应根据采用的热量计量的方式选用不同的采暖系统形式。当
9、采用热分配表加楼用总热量表计量方式时宜采用垂直式采暖系统；当采用户用热量表计量方式时应采用共用立管分户独立采暖系统。,图 典型建筑物热力入口图示,建筑屋内共用采暖系统:由热力入口装置、建筑内共用供回水水平干管，各用户共用的供回水立管组成。热力入口装置的设置位置：热力入口装置做法：定流量系统，应设自力式流量控制阀，双管变流量系统时，设自力式压差控制阀。供水管上设两级过滤器热表压力表供回水管上应设置截止阀，供回水之间应设旁通管和阀门。共用水平干管和共用立管不应穿越住宅的户内空间，应有利于共用立管的布置，不小于0.002的坡度。共用立管宜采用下供下回式，顶端设自动排气阀；一副共用立管每层连接的户数不
10、应大于3户。考虑检修方便，应设置在管道井内或户外共用空间内,图 典型户内系统热力入口图示,户内采暖系统：应与采用的热计量方式相适应。由入户装置、户内的供回水管道、散热器及室温控制装置组成。户内采暖系统入户装置：锁闭调节阀、户用热量表、水过滤器及回水管上的锁闭阀。户内采暖系统的形式放射双管式系统或低温热水地板辐射采暖系统下供下回水平双管式系统上供上回水平双管式系统水平单管跨越式系统,二、高层住宅分户热计量系统,高层住宅分户计量采暖系统采用共用立管分户独立采暖系统时，每副共用供回水立管每层连接的户数不宜大于三户，当每层户数较多时，应增加共用立管数量或采用分集水器连接。因高层住宅封闭性强，住户复杂，
11、热表应尽量出户，土建应预留足够的管井空间。,三、既有集中采暖住宅分户热计量改造,（一）既有住宅采暖系统存在的问题1.调控困难、能源浪费严重 2.热费收取不合理，收费困难3.系统管理困难,双管系统改造方案,单管顺流式系统改造方案,分户热计量改造要点：垂直单管系统应采用低阻力恒温阀，可以是两通或者三通，垂直双管系统采用两通高阻力恒温阀。设三通调节阀时，垂直单管系统的跨越管管径宜与立管管径相同，不设三通，散热器维高阻力类型时，跨越管管径宜较相应立管管径小一号。改造时散热器罩有些条件下需要拆除。改造后，应对相应室外管网系统重新进行平衡计算和水压图分析，保证建筑物热力入口处有足够的资用压力。若采用共用立
12、管的分户独立系统，按新建系统要求设计。,4.5供热系统按热收费办法,要实现供热系统按热收费，首先要让用户能自主的调节室温，这涉及到散热器恒温阀；要做到热量计量，需要有热量计量手段及设备，这涉及到热(量)表及热量分配表；还要解决水系统由定水量转化为变水量后产生的新问题，本节针对以上问题作初步探讨。,一、室温调节,图 直式散热器恒温阀 图 角式散热器恒温阀,一、室温调节,散热器恒温阀构造及工作原理,一、室温调节,工作原理：带少量液体的充气波纹管膜盒，室温升高时，部分液体蒸发，压缩波纹管关小阀门开度，减少流通水量，恢复室温。反之，阀门开度变大。从而达到节能目的，也能减少水力失调带来的热量分配不均。属
13、于比例控制器，根据室温和恒温阀设定值的偏差，比例地、平稳地打开或关闭阀门。恒温阀的选择：根据采暖系统形式合理选用调节精度温度调节范围：严寒地区要求恒温阀必须具备防冻功能。垂直双管系统应尽可能通过水力计算由管道系统解决垂直失调问题。利用具有预调节功能的恒温阀通过预调节解决垂直失调时，注意防止堵塞,一、室温调节,恒温阀的安装：安装在每台散热器的进水管上。单管系统必须设跨越管才能应用恒温阀恒温阀调温器要处于水平位置。恒温阀感温包应能正确感受房间温度阀体安装时候应注意水流方向，手轮设置在最大开启位置。安装前对管道和散热器进行彻底清洗。热力入口必须安装过滤器。安装位置远离高温物体表面,一、室温调节,散热
14、器恒温阀的节能效益节能且能提高室内舒适度。安装了可以节能20%-30%左右单管顺流式家跨越管减轻垂直失调行之有效,二、热量计量,为了实现供热系统按实际耗热量来收取费用，在采暖系统中必须要有计量热量的仪表,二、热量计量,热量计量方式采用分户热量表直接测量采用蒸发式或电子式热分配表测量每组散热器相对用量，结合楼用总热量表确定用户热量测量热水流量，误差较大室内外温差对时间积分，造价低廉。测量室内温度及散热器平均温度对时间积分计算散热器散热量。,热量表,热量表,热量表：通过对热媒的焓差和质量流量在一定时间内的积分，得出某一系统使用热量，实质是一台热水热量积算仪。,热水的体积流量可由安装在回水管上的流量
15、计测定。焓值及密度值为温度的函数，一般用铂电阻测。由三部分组成：流量计、温度传感器、微处理器。根据测量元件不同分为：机械式、超声波式、电磁式等。根据三个部分安装形式分为：分体式，紧凑式和一体式。特点：原理明确，测量数值准确，直观可靠，读数方便，技术成熟。,分户计量仪表安装,二、热量计量,热量分配表蒸发式热分配表：工作原理：细玻璃管内充有带颜色的无毒化学液体，上有一细孔。表后为一导热板，紧贴在散热器上，散热器散热时候，管内液体蒸发，蒸发量可以表示散热器散热量多少。测量结果只和散热器的温度和时间有关，要考虑非线性分度，散热器功率修正，传热热阻修正，房间设定温度修正。电子式热量分配表直接测定室内温度
16、及散热器平均温度。热量分配表应用中的问题：居民位置不同，使得同样的室温散热不一样，不同房子结构具体也不一样，合理收费问题。,三、热计量收费办法,（一）热价组成 两部热价法 其一为固定热费，也称容量热费，即仅根据用户的采暖面积收费而不管用户是否用热或者用热多少收取的费用。其二为实耗热费，也称热量热费，是根据用户实际用热量的多少来分摊计算的热费。,（二）热价制定,热费分摊的原则是用热公平、公共耗热量共摊的原则。用户热费为 供热站所收缴的全部费用应为 按各用户热计量表读值的计费热价元kWh 按各户建筑收取的基本费用(元m2),(三)应用中的问题,1.朝向、位置修正2.散热器类型不同解决！实测二个修正值。合理收费问题。,四、系统的控制,锅炉量化仪表确保锅炉（热力站）供热量始终与需热量保持一致，国外称之为“气候补偿器”。北京会城门示范小区热力站实行自动控制，采用变速泵技术，水泵的转速按小区内最末端建筑入口压差自动控制。,四、系统的控制,思考题,1.供热系统有哪几个部分组成？2.如何提高室外管网的输送效率？3.既有建筑的分户热计量改造？4.热费的收取基于什么原则？,
