第23卷,總第133期《節(jié)能技術(shù)》Vol 23 Sum. No. 1332005年9月,第5期ENERGY CONSERVATION TECHNOLOGYsep.2005,No.5院校供暖與節(jié)能石久勝,王浩},潘洪偉(1.長(zhǎng)春工程學(xué)院,吉林長(zhǎng)春130012;2.哈爾濱工業(yè)大學(xué)后勤集團(tuán)動(dòng)力與維修中心,黑龍江哈爾濱15000)摘要:院校建筑物通常屬多類型、多用途的公共建筑物,不需要24小時(shí)恒溫供熱,尤其在寒假,只需保證值班釆暖溫度。本文提出釆用分建筑物的分時(shí)供暖方法,以實(shí)現(xiàn)按需供熱節(jié)能。通過實(shí)例分析看出,節(jié)能潛力很大關(guān)鍵詞:分時(shí)供暖;節(jié)能中圖分類號(hào):U832文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1002-6339(2005)05-0471-03Heating and Energy Saving of AcademySHI Jiu-sheng', WANG Hao, PAN Hong-wei2(1. Changchun Institute of Technology, Chang chun 130012,China;2. Logistics Group, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China)Abstract: The buildings of academy generally are multi- type and multi-use public ones, and there is noneed to be heated with constant temperature in 24 hours. In winter vacation, maintaining the buildings with dutyature is enough. This paper suggests to apply the time-share heating strategy for different buildingsin order to achieve heating as expectation and energy saving The analysis of the instance demonstrates that thepotential of energy saving is hugeKey words: time-share heating; energy saving國(guó)外廣泛采用的分戶控制與計(jì)量的建筑節(jié)能供1引言暖技術(shù),節(jié)能的實(shí)質(zhì)就是分戶的分時(shí)間歇供暖。我公共建筑物(如辦公樓、禮堂、實(shí)驗(yàn)和教學(xué)樓、學(xué)國(guó)實(shí)現(xiàn)分戶控制與計(jì)量供暖技術(shù)還需相當(dāng)長(zhǎng)的一段生宿舍等)不需要24h恒溫供暖,本應(yīng)采用間歇供暖時(shí)間。采用分建筑物而不是分戶的控制方法,相對(duì)制度,以實(shí)現(xiàn)用熱與供熱相協(xié)調(diào)。尤其院校放假期宏觀地協(xié)調(diào)用熱與供熱關(guān)系,更符合國(guó)情,也易于實(shí)間只需保證值班采暖溫度。但由于鍋爐間歇運(yùn)行效現(xiàn)。率低、熱源負(fù)荷附加大等問題未予解決。在較大的挪威、德國(guó)等歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家,對(duì)于分戶計(jì)量以及集中供熱系統(tǒng)中,當(dāng)建筑物用熱時(shí)間和熱量及其持集中供熱間歇供暖運(yùn)行調(diào)節(jié)的經(jīng)驗(yàn)很多。對(duì)于非居續(xù)時(shí)間不同時(shí),采用分建筑物的分時(shí)供暖方法,由于住性公共建筑如學(xué)校,辦公樓等建筑,主要有兩種不必同時(shí)給各建筑物供暖,熱源規(guī)模及運(yùn)行負(fù)荷大控制方法,一種是控制啟—停時(shí)間;另一種是定流大減小,從而減少熱源投資,并實(shí)現(xiàn)按需供熱。量控中國(guó)煤化工于對(duì)建筑物熱容量的CNMHG用時(shí)間供熱系統(tǒng)收稿日期200518修訂稿日期2005-08-15利用控制器米定后—停時(shí),啟和停都帶有作者簡(jiǎn)介:石久勝),男,教授,工學(xué)學(xué)士。定的提前性,同時(shí)在建筑內(nèi)系統(tǒng)安放溫控器,制定上471限和下限溫度,在保證供熱質(zhì)量的同時(shí)也達(dá)到了節(jié)能的目的。如法國(guó)的 Gilles Fraisse于199年所提出3供暖節(jié)能分析的采用模糊邏輯的方法。后一種方法是在建筑物3.1供熱量的節(jié)約分析內(nèi)、外均安放熱電偶測(cè)溫裝置,將室內(nèi)、外溫度信號(hào)供熱量的計(jì)算公式如下:遠(yuǎn)傳給控制器,再根據(jù)供暖系統(tǒng)供、回水的溫度,由Q2=q×FxZ2×24×3.6(kJ)(1)電腦預(yù)先編制的程序向控制器發(fā)送指令,控制供熱Q1={- x grx FxZ1×24×3.6(kJ)系統(tǒng)的回水與供水之間連著的混水閥,來確定合適的供水溫度,基本上屬于定流量的質(zhì)調(diào)節(jié),如挪威的J. Rekstadr提出的多參數(shù)控制的方法。Q2=-4xq1xFx2×24×3.6(k我國(guó)的建筑供熱系統(tǒng)與國(guó)外大不相同,國(guó)外的供熱系統(tǒng)即使是公共建筑內(nèi)部也都設(shè)有溫控閥,這式中Q2建筑物總熱負(fù)荷kJ;Q1-—正常供暖期的建筑物熱負(fù)荷k;于我國(guó)的公共建筑來說,所有的散熱器都加裝溫控Q2寒假期間的建筑物熱負(fù)荷kJ;閥的系統(tǒng)目前很少。所以第二種運(yùn)行方法很難實(shí)ta—正常供暖期的室內(nèi)平均溫度,℃現(xiàn)tn—寒假期間的室內(nèi)平均溫度,℃;本文針對(duì)院校供暖的特點(diǎn),提出了采用分建筑物的分時(shí)供暖方法,并進(jìn)行了運(yùn)行節(jié)能分析。tp—供暖期室外平均計(jì)算溫度,℃tn供暖室內(nèi)計(jì)算溫度,℃2院校供暖特點(diǎn)qr——建筑物面積熱指標(biāo),W/m2;院校建筑具有多類型、多用途的特點(diǎn)。主要包F—建筑物面積,m2括:辦公樓、教學(xué)樓、學(xué)生宿舍、教工家屬樓、實(shí)驗(yàn)室Z:—供暖期總天數(shù),d禮堂、體育館、校辦工廠等。院校供暖有兩個(gè)主要特Z1—正常供暖期的天數(shù),d;點(diǎn):其一,對(duì)于間歇供暖,各種類型建筑物的供暖時(shí)Z2寒假天數(shù),d間是不一樣的,表1是長(zhǎng)春工程學(xué)院供暖統(tǒng)計(jì)表。其中室內(nèi)平均溫度按時(shí)間平均法求得,例如辦對(duì)于禮堂、體育館等,它的使用時(shí)間特別少,其它時(shí)公樓的供暖時(shí)間是7:30-17:00,那么它的室內(nèi)平間可按值班采暖設(shè)定,因此它的供暖間歇性很強(qiáng);對(duì)均溫度t=18×(17-75)+5×[24-(17于學(xué)生宿舍,在上課時(shí)間(包括晚自習(xí))可按值班采7.5)]/24=10.15℃,按照同樣的方法求得其它建暖設(shè)定,而早、中、晚的休息時(shí)間才保證供暖;對(duì)于辦筑物的室內(nèi)平均溫度,最后按面積平均法求得tn公樓,下班時(shí)間可按值班采暖設(shè)定,上班時(shí)間才保證tn供暖;而對(duì)于實(shí)驗(yàn)室、教工家屬樓等,在供暖時(shí)間上供熱量的節(jié)約率按下式計(jì)算應(yīng)根據(jù)具體情況加以控制。其二、學(xué)校的另一特點(diǎn)Q1+Q2(-x是有寒假。在寒假期間(約35天),院校的多數(shù)建筑可以只保證值班供暖?；谝陨咸攸c(diǎn)采用合適的5-4x供暖方式和方法,院校供暖的節(jié)能效果會(huì)很顯著。表1長(zhǎng)春工程學(xué)院供暖統(tǒng)計(jì)表以長(zhǎng)春工程學(xué)院供暖系統(tǒng)為例,參照表1,l建筑物面積m供時(shí)間=-83℃,21=145,2=35d,z=180d,=辦公樓2100018℃,tn=13.23℃,ta=8.82℃,按(4)式計(jì)算得供6:00-7:00,11:30-13:30,學(xué)生宿舍17000熱量的節(jié)約率為21.5%。16:00-18:00,21:00-23:00實(shí)驗(yàn)樓78003.2節(jié)電分析招待所16000連續(xù)供暖中國(guó)煤化工時(shí)間不一樣,若采用食堂37006:00-7:00,11:30-13:30,16:00-18:00分圖書館70007:3022:00CNMHG盾環(huán)流量可減少,水泵家屬樓33000連續(xù)供暖的節(jié)電奴可駝倀明顯。70007:30-22:00表1可以求得每一時(shí)刻所要供暖的面積,由此472可以得到供暖面積與時(shí)間之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖(圖本文推薦采用:在各建筑物熱力入口處安裝智1)。由此可以知道哪些時(shí)間運(yùn)行哪個(gè)泵,并且要運(yùn)能控制閥(電動(dòng)閥+單板機(jī)),區(qū)分供暖時(shí)間和非供行多少時(shí)間,并可以求得泵所消耗的電能暖時(shí)間段,根據(jù)代表性房間的溫度反饋信號(hào),實(shí)施自以長(zhǎng)春建筑高等?？茖W(xué)校供暖系統(tǒng)為例,原先動(dòng)開、關(guān)動(dòng)作。選擇2臺(tái)75kW(一用一備),如果選擇三臺(tái)泵組合,供暖時(shí)間段內(nèi)溫度控制:16~20℃,平均溫度其中一臺(tái)循環(huán)水泵的流量按設(shè)計(jì)值100%選擇18℃。(75kW),第二臺(tái)按設(shè)計(jì)值的60%~70%選擇非供暖時(shí)間段內(nèi)溫度控制:5~9℃,平均溫度(55kW),第三臺(tái)按設(shè)計(jì)值的40%~50%選擇7℃。值班室電輔助采暖。(40kW)根據(jù)供暖的時(shí)間安排,分析結(jié)果詳見表2開發(fā)熱源負(fù)荷運(yùn)行調(diào)節(jié)自動(dòng)控制裝置,該裝置和表3。根據(jù)用戶負(fù)荷規(guī)律統(tǒng)計(jì)和系統(tǒng)壓力變化信號(hào)反饋,智能系統(tǒng)計(jì)算出流量改變信號(hào),控制變頻水泵運(yùn)行,同時(shí)智能系統(tǒng)計(jì)算出熱量、熱負(fù)荷改變信號(hào),指導(dǎo)鍋爐運(yùn)行負(fù)荷調(diào)節(jié)。45614151617i812021223244.2運(yùn)行調(diào)節(jié)方法圖1供暖面積與時(shí)間之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系通過傳統(tǒng)的方法,質(zhì)調(diào)節(jié)和分階段改變流量的表2原運(yùn)行方法水泵電耗質(zhì)調(diào)節(jié),理論上可滿足不同建筑物、不同時(shí)間的供暖水泵功率,每天運(yùn)行時(shí)間,每天耗電量,采暖期耗電量,溫度要求。但實(shí)際情況有兩個(gè)問題很難解決:首先,kWkW·h外網(wǎng)和室內(nèi)系統(tǒng)都存在失調(diào),如果流量過少,個(gè)別用35000戶不能保證溫度,甚至散熱器可能凍裂;其次,質(zhì)調(diào)注:一個(gè)采暖期按180d計(jì)算。節(jié)無節(jié)電效果,且各建筑物不同的溫度要求時(shí)的質(zhì)表3采用分建筑物的分時(shí)供暖方法電耗分析調(diào)節(jié),需要有混水泵,顯然是不便的。非寒假期間寒假期間采用分建筑物的分時(shí)供暖方法,充分利用建筑水功率,每天運(yùn)每天耗「每天運(yùn)每天耗行時(shí)間,電量,行時(shí)間,電量,合計(jì)物的蓄熱性質(zhì)提前加熱使建筑物在使用時(shí)達(dá)到溫h kW.h hkWh度要求,并可提前停止供熱,由于建筑物的蓄熱性很1臺(tái)7532625大,降溫是很慢的。分時(shí)供暖方法控制簡(jiǎn)便,節(jié)約燃31900臺(tái)1040031400料并節(jié)電95925從表2和表3可以看出,采用分建筑物的分時(shí)5結(jié)論供暖方法,寒假期間僅需一臺(tái)40kW水泵運(yùn)行,而非不同于民宅,院校供暖具有負(fù)荷不同時(shí)、變化大寒假期間,也不需總是75kW水泵運(yùn)行。如此,每年的特點(diǎn)尤其在寒假,學(xué)生宿舍教學(xué)樓、食堂等所需可以節(jié)約電能:△D=135000-95925熱負(fù)荷很少。實(shí)現(xiàn)按需給熱,有很大的節(jié)能效益。=39075kWh為實(shí)現(xiàn)按需給熱,可采用分建筑物的分時(shí)供暖節(jié)電率:7=D=289%方法,在各建筑物熱力入口處安裝智能控制閥(電動(dòng)閥+單板機(jī)),區(qū)分供暖時(shí)間和非供暖時(shí)間段,根據(jù)4供暖節(jié)能措施代表性房間的溫度反饋信號(hào),實(shí)施自動(dòng)開、關(guān)動(dòng)作。同時(shí)循環(huán)水泵,根據(jù)不同時(shí)間的熱負(fù)荷變化所需流4.1供暖系統(tǒng)設(shè)置鍋爐房設(shè)分水、集水器。根據(jù)不同建筑物的供量不同,可采用泵組控制或液力偶合及變頻調(diào)速控暖制度和時(shí)間,形成獨(dú)立的循環(huán)回路。這種方案的制,達(dá)到節(jié)熱、節(jié)電的雙重效果優(yōu)點(diǎn)是便于對(duì)不同性質(zhì)建筑物分別進(jìn)行控制維護(hù)B具有負(fù)荷不同時(shí)變化大的特點(diǎn)尤其在寒方便,容易保證間歇供暖的效果。缺點(diǎn)是需要對(duì)現(xiàn)些合微竺所需熱負(fù)荷很少。實(shí)中國(guó)煤化工有的網(wǎng)路按照建筑物的性質(zhì)進(jìn)行分環(huán)改造,管線投現(xiàn)按益CNMH節(jié)能20%以上資較大。473