住宅室內(nèi)采暖設(shè)計管理論文
時間:2022-07-05 11:17:00
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摘要:通過對幾種采暖系統(tǒng)原理的分析,提出住宅室內(nèi)采暖設(shè)計的節(jié)能方案,對于住宅小區(qū)的供暖系統(tǒng)設(shè)計,如果規(guī)劃和設(shè)計合理,不僅能夠?qū)崿F(xiàn)較好的系統(tǒng)控制和計量功能,同時可以降低能源的浪費,極大的提高供熱的社會效益并獲得相當(dāng)?shù)慕?jīng)濟(jì)效益。為建設(shè)高質(zhì)量住宅小區(qū)采暖提供參考依據(jù)。
關(guān)鍵詞:住宅室內(nèi)采暖節(jié)能分戶計量控制計量
1、引言
節(jié)能是我國一項長遠(yuǎn)的戰(zhàn)略方針。我國政府對節(jié)能工作高度重視,特別是改革開放以后節(jié)能工作出現(xiàn)了欣欣向榮的局面。節(jié)能對于供熱行業(yè)來說潛力是相當(dāng)大的。供熱行業(yè)是能耗大戶,能耗支出占據(jù)其大部分成本。由于以往的住宅供暖按面積收取熱費,存在很大的不合理性,且不便于用戶進(jìn)行局部調(diào)節(jié),造成供熱用熱浪費很大。隨著人們生活水平的提高和供暖事業(yè)的不斷發(fā)展,對供暖系統(tǒng)實現(xiàn)用熱量的分戶計量和獨立控制的呼聲越來越高。
近年來節(jié)能問題在供暖系統(tǒng)設(shè)計中越來越被人們重視。因此有必要在新建住宅中采用更合適的供暖系統(tǒng)形式來滿足熱費按戶計量的需要。在節(jié)能問題上,尤其要特別重視能源利用過程前的處理,即在規(guī)劃設(shè)計整個供暖系統(tǒng)時,應(yīng)該考慮該系統(tǒng)的節(jié)能前景及經(jīng)濟(jì)效益。建設(shè)部《建筑節(jié)能“九五”計劃和2010年規(guī)劃》明確指出,“對集中供暖的民用建筑安裝熱表及有關(guān)調(diào)節(jié)設(shè)備并按戶計量收費的工作,1998年通過試點取得成效,開始推廣,2000年在重點城市新建小區(qū)中推行,2010年全面推廣”。因此,在進(jìn)行住宅室內(nèi)采暖系統(tǒng)設(shè)計時,設(shè)計人員應(yīng)考慮熱用戶分戶及分室控制溫度的需要。據(jù)初步測算,采取供暖分戶計量,可以實現(xiàn)采暖節(jié)能20%以上。本文就幾種適宜分戶計量的采暖系統(tǒng)做一淺析。
2、舊式采暖系統(tǒng)的基本形式及其優(yōu)缺點
長期以來,我國城市住宅室內(nèi)采暖系統(tǒng)設(shè)計基本上都采用單管垂直系統(tǒng)的方案進(jìn)行設(shè)計。(如圖1)這種設(shè)計方案有許多優(yōu)點:1系統(tǒng)簡單;2施工方便;3造價低等,但是也存在一定缺陷,主要是不便于用戶進(jìn)行局部調(diào)節(jié),因而造成能源的浪費。隨著能源結(jié)構(gòu)的變化及節(jié)能和物業(yè)管理的要求,這一缺陷越來越明顯,使得此種供暖系統(tǒng)不得不被逐步替代。
圖1單管垂直采暖系統(tǒng)
隨著我國社會主義市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,“熱”也是商品的觀點逐步被人們所認(rèn)識和接受。傳統(tǒng)的落后的按建筑面積結(jié)算收費的方法,既不科學(xué)又不合理。已不能適應(yīng)社會主義市場經(jīng)濟(jì)體制的要求,必須進(jìn)行按熱量計量收費的改革。供熱收費由計劃經(jīng)濟(jì)時期的福利制向社會主義市場經(jīng)濟(jì)體制轉(zhuǎn)變,即熱用戶向供熱企業(yè)繳納熱費。因而用戶對供熱系統(tǒng)節(jié)能越來越關(guān)注。單管垂直采暖系統(tǒng)的弊病越來越明顯,其弊端具體表現(xiàn)在以下幾方面:
2.1系統(tǒng)不具有個體調(diào)節(jié)的能力
單管垂直采暖系統(tǒng)的主要缺點是不利于進(jìn)行局部調(diào)節(jié),無法改善和滿足熱用戶的熱舒適性要求。而且由于該系統(tǒng)是將熱水先供到住宅樓的頂層,然后依次向下分至各用戶,這就在理論上造成了各不同樓層的熱用戶的散熱器的傳熱系數(shù)K值也不相等。因此造成頂層過熱,底層過冷,冷熱不均現(xiàn)象。頂層用戶過熱時只能通過打開門窗的方式來放走熱量以降低室內(nèi)溫度,這就造成了能源的浪費。如果采用調(diào)節(jié)熱水流量來降低室溫,就會造成以下各層過冷的現(xiàn)象。其次,該系統(tǒng)也無法對各房間的室溫進(jìn)行單獨調(diào)節(jié),從而導(dǎo)致能源的浪費。
2.2系統(tǒng)維修時浪費能源
由于單管垂直采暖系統(tǒng)是一個整體的熱水循環(huán)系統(tǒng)。如果該系統(tǒng)有一處設(shè)施漏水或堵塞,整個系統(tǒng)將會受到影響。嚴(yán)重時可能導(dǎo)致整個住宅樓停供;而且在維修時會造成大量熱水的浪費,在寒冷地區(qū)可能會出現(xiàn)供水管凍裂等嚴(yán)重問題,造成不必要的事故,影響居民的正常生活。
2.3不利于供熱部門的管理
對于拖欠熱費的用戶處理困難,如果要停止個別用戶的供暖,可能影響到整個住宅樓停供。常此下去,致使供熱企業(yè)入不敷出,連年虧損。
2.4閑置住宅的能源浪費
由于室內(nèi)采暖系統(tǒng)是單管串聯(lián)式,所以每層、每戶住宅必須用熱,否則該系統(tǒng)就無法正常運行。如出現(xiàn)有些用戶不想用熱或者有些住宅長期閑置,這就必然導(dǎo)致能源的浪費。目前在一些非采暖且又在發(fā)展小區(qū)采暖的地區(qū),此種現(xiàn)象十分突出。
3、分戶計量的發(fā)展前景及控制原理
目前,在我國,這種分戶式計量系統(tǒng)的研究剛剛起步,大部分都處在嘗試階段。原有的室內(nèi)供暖系統(tǒng)多為單管垂直系統(tǒng),缺乏獨立調(diào)節(jié)能力,熱用戶對熱是商品沒有深刻的認(rèn)識,缺乏節(jié)能意識,僅此使我國住宅采暖單位面積能耗高出先進(jìn)國家2倍左右,且不便于供熱部門管理。供熱系統(tǒng)的按戶計量是供熱發(fā)展的方向,是解決收費難和實現(xiàn)節(jié)能的唯一出路。隨著人民生活水平的提高人們不再滿足于吃飽、穿暖,而是不斷追求高質(zhì)量、高品位的生活。在江蘇淮安市,每年新建住宅近百萬平方米,這些新建住宅大部分都在申請室內(nèi)采暖,而淮安市目前僅市政府西大院有采暖系統(tǒng)。由于本市住宅室內(nèi)采暖剛剛起步,所以在采暖形式推廣中應(yīng)該走在前列,實施單戶控制的采暖形式推廣前景十分可觀。
分戶計量采暖系統(tǒng)的特點是對每個采暖用戶進(jìn)行單獨控制,即每戶獨立采用一個供回水系統(tǒng),一戶一表制,可以單獨對用戶進(jìn)行調(diào)節(jié)、關(guān)斷、計量,不會影響其他用戶。達(dá)到分戶計量目的的根本方法是對用戶獨立系統(tǒng)的控制,具體做法是在每戶供水入口處設(shè)置熱表及散熱器上安設(shè)調(diào)節(jié)閥。通過調(diào)節(jié)散熱器使采暖房間的室溫滿足人體熱舒適性的要求。實現(xiàn)散熱器調(diào)節(jié)的方法,主要是通過對散熱器散熱量進(jìn)行控制,以達(dá)到室溫要求。目前散熱器個體調(diào)節(jié)主要依靠改變進(jìn)流散熱器熱水流量的方法來實現(xiàn),但是在進(jìn)行散熱器調(diào)節(jié)時必須不影響整個供熱系統(tǒng)的水力穩(wěn)定性,所以供熱系統(tǒng)要有完善的調(diào)節(jié)控制措施和高水平的運行管理辦法。否則,很難實現(xiàn)真正意義上的分戶計量。
4、適宜分戶計量的采暖系統(tǒng)
4.1單管制采暖系統(tǒng)
4.1.1單管水平串聯(lián)系統(tǒng)
單管水平串聯(lián)系統(tǒng)是一種比較常見的采暖系統(tǒng)。其做法是在每個住宅單元設(shè)置一個總的供回水系統(tǒng)(稱為大系統(tǒng)),每層用戶為一個獨立的小系統(tǒng)。總供回水立管管井設(shè)在靠樓梯的櫥衛(wèi)處,每層供回水接在大系統(tǒng)上(每層只裝一戶),在小系統(tǒng)出入口管道上加調(diào)節(jié)關(guān)斷閥門及熱計量表,以便分戶計量熱費。此系統(tǒng)的優(yōu)點是:豎向無穿樓層的立管,不影響墻面裝修;缺點是:不能分室控制溫度;每組散熱器均須設(shè)冷風(fēng)閥;管線過門、陽臺須處理。(見圖2)
圖2單管水平串聯(lián)系統(tǒng)
圖3單管水平跨越系統(tǒng)
4.1.2單管水平跨越系統(tǒng)
圖3為此系統(tǒng)的原理圖,同單管水平串聯(lián)式系統(tǒng)相同,采用一個大系統(tǒng),可將該系統(tǒng)的供、回水立管設(shè)置在管道井內(nèi)。此設(shè)計方案中須增設(shè)與散熱器組數(shù)相對應(yīng)數(shù)量三通調(diào)節(jié)閥,控制進(jìn)入散熱器的最大流量為循環(huán)流量的30%。該方案的優(yōu)點是:可實現(xiàn)分室控制溫度;豎向無立管,不影響墻面裝修;缺點是:管路中的附屬設(shè)備(三通調(diào)節(jié)閥)增加;管線過門、陽臺須處理;每組散熱器須設(shè)冷風(fēng)閥。
4.2雙管制采暖系統(tǒng)
4.2.1雙立管并聯(lián)式系統(tǒng)
對于雙立管并聯(lián)式系統(tǒng),任何一層的用戶只要在散熱器支管上加調(diào)節(jié)閥就可以達(dá)到調(diào)節(jié)介質(zhì)流量,從而滿足用戶對熱舒適性的要求,并實現(xiàn)節(jié)能。但這種調(diào)節(jié)方式在使用時,應(yīng)該考慮到以下問題:(a)此系統(tǒng)在樓層數(shù)過多時易出現(xiàn)嚴(yán)重的垂直失調(diào)現(xiàn)象,其系統(tǒng)垂直高度以不超過三層為宜,實用性受到限制。(b)穿越樓層的立管數(shù)增多。(c)僅適用于安裝熱量分配表的系統(tǒng)。(見圖4)
圖4雙立管并聯(lián)式系統(tǒng)
4.2.2水平雙管系統(tǒng)
采用水平雙管設(shè)計方案,可以避免雙立管并聯(lián)式系統(tǒng)的垂直失調(diào)問題,而且該系統(tǒng)可以實現(xiàn)每戶一個獨立系統(tǒng),有利于熱量表的安裝,能實現(xiàn)散熱器個體調(diào)節(jié)。任何一層的用戶都可以通過室內(nèi)調(diào)節(jié)閥方便的調(diào)節(jié)介質(zhì)流量,從而達(dá)到舒適的室溫,并實現(xiàn)節(jié)能的目的,又不影響其他用戶采暖,但該系統(tǒng)須增設(shè)與散熱器組數(shù)相對應(yīng)數(shù)量三通調(diào)節(jié)閥。該方案的優(yōu)點是:能夠使不易解決的供熱系統(tǒng)垂直失調(diào)的難題得到極大的改善;可分室控制溫度,調(diào)節(jié)性能優(yōu)于單管系統(tǒng);墻面豎向無立管,不影響裝修;缺點是:室內(nèi)散熱器下部的供回水管隱蔽困難;管線過門、陽臺不好處理;每組散熱器須安裝冷風(fēng)閥。(見圖5)
圖5水平雙管系統(tǒng)
4.2.3章魚式系統(tǒng)
圖6章魚式系統(tǒng)
圖6為此系統(tǒng)的原理圖,做法是在每戶設(shè)置一分水器,供水進(jìn)入分水器后分出若干并聯(lián)的支管,末端連接至散熱器,再經(jīng)回水集中到集水器。在制作安裝時應(yīng)將管線埋地敷設(shè)(一般采用聚丁烯管或PB管),要防止地面因熱應(yīng)力造成龜裂和破損,要妥善處理好管道熱膨脹時產(chǎn)生的推力傳遞給地板。該方案的優(yōu)點是:可分室控制溫度,調(diào)節(jié)性能優(yōu)于單管系統(tǒng);管線埋地敷設(shè),墻面豎向無立管,不影響墻面、地面裝修;缺點是:管線埋地須設(shè)隔熱措施,造價偏高;每組散熱器須設(shè)冷風(fēng)閥。
5、供暖系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)注意的問題
雖然分戶式計量在新建住宅小區(qū)得到有力推廣,但其在推行過程中必然會在采暖系統(tǒng)設(shè)計、建筑物設(shè)計、儀表選用、管理等方面存在一些問題。
5.1供暖系統(tǒng)熱負(fù)荷計算及戶內(nèi)散熱器布置
熱負(fù)荷計算是供暖系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ),以往的設(shè)計由于害怕暖氣不熱而盲目加大熱負(fù)荷值,致使散熱器安裝面積過大,將不利于散熱器支管上溫控閥的調(diào)節(jié),應(yīng)該選擇合理的熱指標(biāo)估算辦法。室內(nèi)散熱器位置要布置合理,室內(nèi)水平管線會增加,存在管線明裝占用空間,影響室內(nèi)裝修、家具布置及過門、陽臺難處理等問題。
5.2對建筑材料傳熱性能的要求
新的建筑材料能否滿足現(xiàn)代節(jié)能房間的要求,即建筑材料的傳熱性能是否理想。采暖建筑的耗熱量主要是通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱耗熱量構(gòu)成,約占73%~77%,其次為通過門窗縫隙的空氣滲透熱量,約占23%~27%,在傳熱耗熱量中外墻占23%~34%,由此可見,提高建筑物的保溫性能將會達(dá)到很好的節(jié)能效果。另外,計算表明,對于一間不采暖的房間從周圍房間獲取傳熱量可維持12~14℃室溫,其他用戶有近1/4~1/5的熱量傳給了該房間,其他用戶將多支付這部分熱費,很不合理。所以,有必要增強(qiáng)戶間建筑結(jié)構(gòu)的隔熱性能。
5.3熱表參數(shù)修正及表計校核問題
由于住戶所處樓層、圍護(hù)結(jié)構(gòu)不同,保持相同室溫的耗熱量肯定存在差異,所以應(yīng)該選擇合理的熱表參數(shù)。我單位在同用戶進(jìn)行計量儀表校核、熱費結(jié)算中就發(fā)生過糾紛。而且,應(yīng)該組織專門人員定期對計量表計進(jìn)行校核。
5.4供熱系統(tǒng)變流量問題
由于實現(xiàn)分戶計量,系統(tǒng)的熱負(fù)荷變化會很頻繁,所以,供熱系統(tǒng)應(yīng)該能自動調(diào)節(jié)供熱量,使其跟蹤所需熱負(fù)荷的變化。應(yīng)該在換熱站設(shè)置有壓差控制的裝置。
5.5住宅小區(qū)設(shè)置分戶計量裝置后,要加強(qiáng)節(jié)能宣傳;提高節(jié)能意識。
5.6對供熱企業(yè)的管理提出更高的要求。
6、結(jié)束語
綜上所述,對于住宅小區(qū)的供暖系統(tǒng)設(shè)計,如果規(guī)劃和設(shè)計合理,不僅能夠?qū)崿F(xiàn)較好的系統(tǒng)控制和計量功能,同時可以降低能源的浪費,極大的提高供熱的社會效益并獲得相當(dāng)?shù)慕?jīng)濟(jì)效益。
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