暖通工程師對建筑采暖系統的節(jié)能技術進行研究

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隨著我國市場經濟的不斷發(fā)展，城市開發(fā)建設也進人了一個十分繁榮的階段，高層建筑正以極快的速度在各大城市蓬勃興起。由于它的來勢較快，許多采暖配套設施還沒有跟上，這樣，對于高層建筑采暖是否能夠滿足人們日常生活需要以及能否做到節(jié)約能源，合理利用資源，是暖通專業(yè)技術人員急需解決的難題。

1 采用低溫熱水地板輻射采暖

本設計方案充分利用該樓的附加熱源95～70℃熱水，在低區(qū)采用散熱器采暖系統。對于主要功能房間均采用低溫熱水地板輻射采暖，熱源來自地熱熱源井。低溫熱水地板輻射采暖供水溫度≤6O℃，在傳送過程中熱量損失少，僅此項就可節(jié)省30%的能源，同時具有溫度分布均勻、衛(wèi)生條件好、舒適性高、室內空氣對流小、避免了灰塵的飛揚、室內環(huán)境清潔、熱損失少、節(jié)能效果顯著等優(yōu)點。這樣可以對能源充分利用，達到能源的充分、合理分配應用。

2 應用動態(tài)平衡調節(jié)技術

由于地熱熱源井的地熱水水質不易得到保證，為了防止室內管網受到腐蝕，特別是地熱盤管更應注意這一問題，本設計方案采用地熱間接供暖，即通過設置換熱器將室內網與室外網分開，保證了室內二次網運行的穩(wěn)定與獨立。為了解決遠端壓降過大、近端壓降過小的問題，采用動態(tài)平衡調節(jié)技術 在各個回水立管底部設置壓力控制自動平衡閥。它主要起到兩方面的作用：一方面，當采暖系統其他環(huán)路發(fā)生變化時，自身環(huán)路關鍵點壓差并不隨之發(fā)生變化，當自身的動態(tài)閥門(如溫控閥、電動調節(jié)閥)開度不變時，流量保持不變;另一方面，當外界環(huán)境負荷變化導致系統自身環(huán)路變化時，通過動態(tài)水力平衡設備的作用，使關鍵點壓差并不發(fā)生變化，此時自身其他并聯支路的流量也不發(fā)生變化。

3 應用高低層直連供暖技術

對于高層采暖系統，需突出解決高區(qū)回水與低區(qū)回水的處理問題。傳統方法是將高區(qū)回水與低區(qū)回水分兩路送回換熱間，而本設計方案采用高、低層直連供暖。

高區(qū)供暖系統的加壓泵只能給高區(qū)提供適當的流量和適當的壓頭，不能過量，防止發(fā)生對低區(qū)的搶水現象;

高區(qū)和低區(qū)無論在運行狀態(tài)還是在停運狀態(tài)，高區(qū)的高壓壓力不能傳遞到低區(qū)，否則會影響低區(qū)的安全，造成低區(qū)暖氣片超壓;高區(qū)熱用戶要充滿水，不能有氣。

當系統運行時，高區(qū)加壓泵將低區(qū)的供水送人高區(qū)的熱用戶，通過自力式流量控制閥對高區(qū)供熱系統的流量控制和恒定功能，防止了高區(qū)加壓泵對低區(qū)產生搶水現象的發(fā)生;自動消除系統富裕壓頭的功能，將高區(qū)的循環(huán)水壓力降低到安全壓力流入低區(qū)，保證了低區(qū)運行狀態(tài)時的安全;自動消除系統富裕壓力的實質是增加了自力式流量控制閥的自身阻力，將富裕壓力保留在高區(qū)，從而滿足了高區(qū)用戶系統的充水高度。當系統停運時，由于靜壓作用，高區(qū)供水管道中的水在向低區(qū)倒流時，會由于止回閥的關閉而封閉在高區(qū);高區(qū)回水管中的水在向低區(qū)流動使低區(qū)壓力升高時，穩(wěn)壓閥的閥后壓力會瞬間增高，當達到設定值時穩(wěn)壓閥自動關閉，將高區(qū)的回水也封閉在高區(qū)。這樣，在加壓泵、止回閥、自力式流量控制閥、穩(wěn)壓閥的共同協作下，形成了一種高層建筑與低層建筑直連供暖的新的供熱形式。

采用此方法進行高低層的直連供暖，在不改變原來供熱系統運行方式、運行參數和運行工況的情況下，只增加幾種價格低廉的供熱設備配合使用，就可以實現高低區(qū)的壓力隔絕，運行起來互不影響，與以往的其他方式相比，此種方案具有簡單、經濟、實用的特點。

4 采用自動控制系統

由于建筑的采暖熱負荷隨著室外氣候變化而變化的，為了達到供為所需和節(jié)能的目的，采用了氣候補償器智能控制。補償器智能控制可根據室外氣候溫度變化，由用戶設定不同時間的室內溫度要求，按照設定的曲線求出恰當的供水溫度、自動控制供水溫度，實現供熱系統供水溫度的氣候補償，也可以通過室內溫度傳感器根據室溫調節(jié)供水溫度實現室溫補償，還具有限定最低回水溫度的功能。本設計方案是在地下室換熱站設置氣候補償器自動控制高區(qū)低溫熱水采暖系統。這樣使得系統功能齊全、運行可靠、操作維護簡便。

5 采用補水泵變頻調速定壓方式

設置系統定壓裝置的目的是使系統能在穩(wěn)壓狀態(tài)下運行，保證系統內不倒空、不汽化。本設計方案中采用補水泵變頻調速定壓方式。與補水泵連續(xù)運行定壓相比較，節(jié)省補水泵系統上調節(jié)閥的節(jié)流損耗。對于間歇運行的補水泵定壓，因補水泵啟動頻繁，不但影響補水泵壽命，而且多耗費了電能。水泵在啟動時，由于電機的定子、轉子的轉差大，通常電機的啟動電流約為額定電流的6～7倍，進而其啟動功率約比額定功率大30%左右。由于變頻器可以使補水泵在額定電流下啟動，且啟動頻率不頻繁，因此變頻調速定壓比起問歇運行定壓，省電效果明顯與氣體定壓罐比較，特別是供熱規(guī)模較大，定壓罐容積較大時，補水泵變頻調速定壓方式在經濟上也是占優(yōu)勢的。

根據補水泵變頻調速變壓的調節(jié)規(guī)律，在旁通管增加電磁閥。此時壓力給定，由壓力傳感測出循環(huán)泵旁通管上的被調壓力值，將其壓力信號反饋與給定壓力比較，若不等則由調節(jié)器計算出變頻器的輸入電流，變頻根據輸入電源，自動將頻率調至其相應值。變頻器將頻率輸出信號傳給補水泵進而改變補水泵轉速。調節(jié)補水量使恒壓點壓力維持在給定值，當系統壓力值低于下限時，補水泵啟動進行補水，當壓力值超過上限值，電磁閥自動啟動泄至補水箱。

6 采用熱用戶端智能控制系統

針對我國建筑采暖系統單純采用機械設備控制方式，對負荷變化不能做出及時調整，造成采暖房間常常出現冷熱不均，同時運行費用較高。本設計采用采暖系統熱用戶端智能控制系統，該系統主要實現四方面的調節(jié)：平衡調節(jié)(包括水力平衡和熱力平衡)、峰谷調節(jié)、蓄熱調節(jié)、余量調節(jié)。通過這幾方面的調節(jié)可以使運行流量始終處于經濟流量，減少運行成本，降低建筑能耗和電能消耗，高質量地滿足人們對室內熱環(huán)境舒適性要求，適應了采暖系統與建筑節(jié)能相匹配的發(fā)展趨勢。本方案設計從采暖系統結構的合理設計、平衡閥的正確選擇和整個系統智能控制三方面人手解決高層建筑采暖系統水力失調的問題，也是降低系統運行成本，取得良好經濟效果的有力手段。

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