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集中热水供暖系统中节能措施的探讨

   2014-07-19 中国节能网2140
核心提示:集中热水供暖工程技术是以促进人类居住的舒适性、健康性、卫生性、实现建筑节能、保护地球环境、对能源的有效利用、实现人类可持续发展等观点
集中热水供暖工程技术是以促进人类居住的舒适性、健康性、卫生性、实现建筑节能、保护地球环境、对能源的有效利用、实现人类可持续发展等观点为原则而不断取得技术创新而向前发展的。我国能源消耗已占世界总能源消耗的11.5%,成为仅次于美国的第二大能源消费国。其中建筑能耗占总能耗的比例大约为27%,而在建筑能耗中,用于暖通空调的能耗占到35.5%以上。北方地区普遍采用燃煤集中供热方式,能源利用效率低,温室效应、臭氧层破坏、酸雨污染等环境问题较为突出。
随着全球保护地球环境,抑制CO2排放量的国际要求日益高涨,我国人均能源少,利用效率低,环境污染严重,节能减排压力进一步加大。据统计,到2020年,我国将超过美国成为第一耗能大国。耗能的飞速增长,将带来沉重的环境压力。建筑节能与人居环境和地球环境密不可分。我国目前的节能减排举措,是实现可持续发展目标的重要环节,利在当代,功在千秋。
本文从建筑供暖耗能的技术角度出发,针对目前集中热水供暖系统存在的一些问题,从供暖系统的设备、设计、施工和运行管理等方面分析了影响集中热水供暖系统节能和运行经济性的原因,提出了一些提高集中热水供暖系统经济性和节能潜力的措施。供同行商榷。
1新建单幢建筑物的供热设计与原有区域供热管网系统脱节
这种状况出现的原因,一方面是设计中未计算与测试单幢建筑物热用户与室外供热管网入口处的每项技术参数。另一方面是错误的认为设计单幢建筑的供暖只是局限在本建筑范围内,没有对有关热网连接的技术问题进行考虑,这样就将联系广、影响因素多的供暖工程局部孤立了,导致脱节、疏漏。造成的结果是,即便室内的理论设计大体正确,可是受热用户和热源距离不一样,供热的室外管网阻力在新老建筑中不均衡等因素影响,还是可能达不到设计要求,从而有过热或者过冷现象产生,致使进行二次施工或者重新修改设计。为将该问题解决,第一要与实际相结合,强化整体意识,使设计思考范围扩大。在对原区域供热系统所有运行状态参数进行调研与测算的前提下设计新增建筑物的供暖。第二,应结合建筑区域内中、远期规划作供热管网新旧结合的结合分析。必要时将设计范围扩大并调整管网,增设调节以及加压装置、调整管路循环方式或走向、改变管径等。
2热网设计中放水阀和放气阀的设置不足
要使热网可靠性得以提高,重要措施之一就是在热网干线上设置分段阀,分段阀间隔一定距离。若干线上有事故发生,可以将个别分段阀关闭,将事故管段截断,进而把供热的时间和影响尽可能地控制在相对小的范围之内。在管道的高点要有放气阀的设置,在管道的低点(包括分段阀划分的每个管段的低点)要有放水阀的设置。
热网在启动、修理及进行冲洗、水压试验时,放水阀与放气阀是其中必要部件,有着不可忽视的作用。只有在管段低处设放水阀,高处设放气阀,使两者的工作配合起来,在管网修理或者启动的时侯才可以确保将水放尽以及充满水。有事故发生时,管路供热就会停止,主要有对事故管段予以截断并放水、将事故排除及充水三个时间段。统计显示,放水与充水时间在修理总时间中占20%以上,具有很大的比例,这就要求放水阀与放气阀有更高的设置。通常要求放气阀与放水阀的设置要能保证将水在1小时内排尽。另外,热网干线、热网支干线及支线和支干线连接处均应有关断阀的设置,以使事故发生时的充水量与放水量减少。
3排气应注意的问题
3.1 预防室外架空管网放气阀冻坏若室外架空管网上的放气阀设置过高则操作不便,设置过低则容易冻结。对此种问题进行解决的办法是,放气阀在低处设置,同时加一循环伴热芯管。
3.2 管道坡度的设置要有保证在设计中遇到管道过梁、穿墙时,要配合土建,在最大程度上降低水平管道的下弯,注意支架的设置高度与间距,确保供水、回水干管的坡向与坡度,以使排气顺利进行。
3.3 排气口布置要正确设计时通常把排气口布置于室内或者通到室外。如果置于室内,因为室内装修一新,就不免因溅气、浅水对家具与墙面造成损坏。如果直接通到室外,首先,外墙面易被水锈污染,建筑物的美观受到影响;第二,放气时可能会对建筑物下的行人造成影响,不安全;第三,现在建筑物周围有很多绿化物,放水放气时会对植物的生长造成影响。为使此类情况的发生得到避免,可以采取下列措施:一、尽量把集气阀(罐)置于厨房或卫生间内,把排气管引至有排水口的地方,使排气管口离地面或水池底5厘米;二、选择的产品质量要可靠,在施工中装平、装正、装牢固排气阀;三、加装控制阀门于自动排气阀处,倘若气孔流水,在不对系统正常运行产生影响的前提下能及时更换或维修;四、将直径匹配的塑料软管套装在排气管上,并把管口另一端引到室外或水池以免水汽浅出。
4室内供暖管线地沟敷设的问题
敷设在不通行地沟内的供暖管线如果发生破漏、腐蚀等问题,很难发现维修。因此,应将DN25的焊拉钢管均匀分布在供暖地沟内的多个地方作为检漏管,并且把检漏管直接埋设到建筑物散水处,同时设一积水坑于检漏管所在室外的地方。定时进行检查,及时发现问题并维修。这对供暖系统而言是非常重要的,因此,我们建议在新老暖气施工中应进行广泛地推广并使用。
5在搞好外网初调节,消除水平失调的基础上,改变“大流量,小温差”的不经济运行方式
在解决由于外网水平失调而导致远近用户冷热不均的问题时,我们应克服使用大流量、小温差”这种不经济的运行方式:通常为加大循环水泵,并联运行多台泵,末端添设加压泵以及增大末端管径等。可选用调节阀配合调配阀及其智能仪表、平衡阀及其智能仪表、超声波流量计,将外网的初调节作好,并以外网调节平衡为基础,使循环水泵流量减少,使“大流量、小温差”的不经济运行得以改变,使当前每m2的流量,一次水由2~3kg/h逐渐降为1.3kg/h,二次水由3~5kg/h降为2~3kg/h。6采用补水泵变频调速调压,改变“变压”运行为“定压”运行
恒压点压力维持恒定是供暖系统能够正常运行的基础,但因对定压设备有不当的安装或运行操作,常常使“定压”运行实质上成了“变压”运行,必须彻底改变这种现状。因为定压罐操作复杂,价格昂贵,膨胀水箱定压有使用范围的局限,补水泵定压的应用较多,但补水泵持续运行费电,间歇运行就有压力波动,所以近些年,补水泵变频调整定压比较欢迎,虽然变频调速器有较高的成本,且功率越大成本越大,但补水泵通常没有大的功率,能够接受,应积极推广使用补水泵变频调整定压。
7采用自动排气阀和臭味剂,防止系统丢水
在过去,通常在供暖系统的末安装集气罐,当作手动的放风装置,用户经常从这私自取用系统水,若选用国产自动排气阀,常常因为质量不够好,就会有放水不跑气的被动局面出现,是运行管理很难处理的问题,若采用价格稍贵(每个三、四百元),但保证质量的E121自动排气阀,就有非常理想的效果。另外为防止用户私自对系统水予以取用,可投入适量臭味剂(70~80克/每吨水),有很好的效果。这种药剂若用户需求能在购买防腐阻垢剂时一并采购使用。
8作好除污器安装维修及清洗工作
在热水供暖管网系统中,除污器是一个必不可少的装置。除污器安装使用不当会造成供暖系统的很多故障。所以对除污器作用的认识应当提高,依据系统事实上的情况,及时地给予排气、排污。尤其是对新建成的热水或管网用户系统的排污次数要增加。除污器最好在总回水干管循环水泵的吸入口前的地方安装,置于泵房中,以便于检修与排污,应设自动排气阀于除污器的顶部,底部应设快速排污阀或者设闸板阀,不能使用截止阀。在除污器前后要设置压力表,旨在查看除污器的运行情况,并且设置旁通管道,旨在对除污器进行检修时系统能常规运转。除污器要定期地检修与清洗,若有条件,建议换为卧式除污器。若供暖系统的质量不高,最好先将除污器的影响因素予以排除,然后再进一步地进行检查。投放使用的新建用户系统,在第一个供暖季内,清理除污器的工作最少应为2~3次,第一次清理最好安排在运行开始后一周之内,原因是这时系统内有较多的施工残留杂质,往后最少每年给予一次应清理。
9作好热水采暖堵塞故障的排除
在热水采暖系统中,堵塞为最常见的故障之一。堵塞会导致暖气系统不热,有很复杂的表现情况,让人很难断定。它可能引起很多故障的发生,如常见的超压、冻裂、抽空、倒空、吸空、倒流、不热死循环等。即便判断系统中有堵塞,要把堵塞的准确位置确定下来,找出堵塞物品也不是容易的事。由于堵塞物在系统中通常情况都是没有整个堵死,还是会有部分热媒流过,因此堵塞点前后的温度没有明显变化。热媒流过堵塞点,想要使其冷却下来需要经过一定距离的散热,流过堵塞点的热媒的流量决定了冷却距离的长度,而堵塞的程度又决定了该流量的大小。这些都是未知的情况,因此很难将堵塞的位置确定下来。加上一些堵塞是活动性的,比如石子、铁屑等,会随系统水被放空流至进出口处,这样找遍整个室内系统也找不出来,但又会因重新运行而随水流进到系统中。所以解决堵塞的好方法就是设置除污器在用户引入口处,但遗憾的是实质施工中极少见除污器的设置;根据预防堵塞的运行经验,今后应在回水干管上设置用户引入口的除污器会更有利,而不是当前大部分在供水干管上设置,对新建供暖用户系统尤其要多加注意该问题。
怎样对异物堵塞及其部位进行判定,需要在系统充满水水泵与锅炉出力足够的情况下,专业技术人员做认真调查、分析及判断,必要时要用超声流量检测器与温度计予以确诊。很多堵塞故障证明,人为造成的堵塞是比较多,自然形成的堵塞较少。在三通、四通、弯头、各种阀门处及变径、补心、接头处容易发生堵塞。
如果发现系统内某个环路堵塞,可先用冲洗法予以排除,就是把系统中除堵塞的环路外的其它环路都关死,水泵开大,将堵塞环路回水管的末端打开,排水冲洗,则因流量流速度加大可将小石子及泥砂铁锈全部冲出。若用这个方法仍不能将堵塞排除,应完全放水后,打开管道将堵塞污物取出。实践表明,新供暖工程完工后,投放使用之前,施工人员必须依照相关施工规范、规程认真清洗、检查室内供暖系统与室外管网,保证无误后,才可交付使用。运行管理中,必须加强供暖系统与锅炉的保养、检查及维修工作。
10分户热计量供暖系统的问题
分户热计量供暖系统,便于分户按实际耗热量计费,节约能源和满足用户对采暖系统多方面的功能要求,同时对建筑结构和供暖设计提出了新的要求。目前供暖系统主要采用分户水平式系统及放射式系统。热表一般装在用户入口管道上,可有效防止用户偷热水,降低系统的失水率,但流量计或热表装在用户入口管道上,水温高,会损坏热表缩短其使用寿命,影响用户的情绪,加大供暖收费难度是得不偿失的,因此,热表装在用户出口管道上,在系统中投入臭味剂防止失水率增加是明智之举。为了防止铸铁散热器铸造型砂以及其他污物聚积堵塞热表、温控阀等部件,分户式供暖系统宜选用不残留型砂的铸铁散热器或其他材质的散热器,系统投入运行前应进行冲洗。
考虑到供暖收费难的现状,从便于管理和控制的角度,在供水管上应安装锁闭阀,以便需要时采取强制性措施关闭用户的供暖系统。新建住宅热水集中供暖系统应设置分户热计量和室温控制装置,在每一户管路的起止点安装关断阀和在起止点其中之一处安装调节阀。分户热计量的入口装置宜设在管道井内,并在入口处设置热量表、差压式流量调节装置、除污器或过滤器等。为了保护热量表不被堵塞,过滤器应设在热量表前面。由于户内系统形式的变化,与传统的供暖系统不同,计量供暖系统户内普遍采用塑料管材,以便于水平管安装敷设。布置在地面下垫层内的管道,不论采用何种配管方式,都要求管道有较长的使用寿命。较小的垫层厚度和较为简便的安装方法,并避免在垫层内有连接管件,因此,不宜采用钢管,只能采用塑料管材。热水供暖系统常用的塑料管材有:XPAP(交联铝塑复合管)、PB(聚丁烯管)、PP-R(无规苯聚聚丙烯管)、嵌段苯聚聚丙烯管(在德国称称其为PP-B,在韩国称其为PP-C,较适宜于低温热水地板辐射供暖系统)。
 
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