對建筑采暖系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)進(jìn)行研究

【關(guān)鍵詞】高層建筑；采暖系統(tǒng)；建筑節(jié)能； 

　　 隨著我國市場經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市開發(fā)建設(shè)也進(jìn)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(shè)施還沒有跟上，這樣，對于高層建筑采暖是否能夠滿足人們?nèi)粘Ｉ�活需要以及能否做到�?jié)約能源，合理利用資源，是暖通專業(yè)技術(shù)人員急需解決的難題。 

　　 采暖系統(tǒng)設(shè)計包括熱負(fù)荷計算、水力計算、相關(guān)設(shè)備選型以及系統(tǒng)的運行與調(diào)節(jié)等。通過系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計、平衡閥的正確選擇和整個系統(tǒng)智能控制三方面的考慮實現(xiàn)了供暖形式的多樣化，設(shè)備選擇的新型化，控制系統(tǒng)的智能化，運行過程的節(jié)能化。 

　　 1 采用低溫?zé)崴�地板輻射采�?nbsp;

　　 本設(shè)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(tǒng)。對于主要功能房間均采用低溫?zé)崴�地板輻射采暖，熱源來自地�(zé)釤嵩淳�。低溫�(zé)崴�地板輻射采暖供水溫�?le;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(nèi)空氣對流小、避免了灰塵的飛揚、室內(nèi)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(dá)到能源的充分、合理分配應(yīng)用。 

　　 2 應(yīng)用動態(tài)平衡調(diào)節(jié)技術(shù) 

　　 由于地?zé)釤嵩淳�的地�(zé)崴�水質(zhì)不易得到保證，為了防止室內(nèi)管網(wǎng)受到腐蝕，特別是地?zé)岜P管更應(yīng)注意這一問題，本設(shè)計方案采用地?zé)衢g接供暖，即通過設(shè)置換熱器將室內(nèi)網(wǎng)與室外網(wǎng)分開，保證了室內(nèi)二次網(wǎng)運行的穩(wěn)定與獨立。為了解決遠(yuǎn)端壓降過大、近端壓降過小的問題，采用動態(tài)平衡調(diào)節(jié)技術(shù) 在各個回水立管底部設(shè)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(dāng)采暖系統(tǒng)其他環(huán)路發(fā)生變化時，自身環(huán)路關(guān)鍵點壓差并不隨之發(fā)生變化，當(dāng)自身的動態(tài)閥門(如溫控閥、電動調(diào)節(jié)閥)開度不變時，流量保持不變；另一方面，當(dāng)外界環(huán)境負(fù)荷變化導(dǎo)致系統(tǒng)自身環(huán)路變化時，通過動態(tài)水力平衡設(shè)備的作用，使關(guān)鍵點壓差并不發(fā)生變化，此時自身其他并聯(lián)支路的流量也不發(fā)生變化。 

　　 3 應(yīng)用高低層直連供暖技術(shù) 

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

　　 3.1 采用高低層直接供暖須解決的問題。 

　　 3.1.1 高區(qū)供暖系統(tǒng)的加壓泵只能給高區(qū)提供適當(dāng)?shù)牧髁亢瓦m當(dāng)?shù)膲侯^，不能過量，防止發(fā)生對低區(qū)的搶水現(xiàn)象； 

　　 3.1.2 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； 

　　 3.1.3 高區(qū)熱用戶要充滿水，不能有氣。 

　　 3.2 高低層直接供暖實現(xiàn)過程與方法。 

　　 當(dāng)系統(tǒng)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(tǒng)的流量控制和恒定功能，防止了高區(qū)加壓泵對低區(qū)產(chǎn)生搶水現(xiàn)象的發(fā)生；自動消除系統(tǒng)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(tǒng)富裕壓力的實質(zhì)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(tǒng)的充水高度。當(dāng)系統(tǒng)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(guān)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(dāng)達(dá)到設(shè)定值時穩(wěn)壓閥自動關(guān)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(xié)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(jìn)行高低層的直連供暖，在不改變原來供熱系統(tǒng)運行方式、運行參數(shù)和運行工況的情況下，只增加幾種價格低廉的供熱設(shè)備配合使用，就可以實現(xiàn)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(jīng)濟(jì)、實用的特點。 

　　 4 采用自動控制系統(tǒng) 

　　 由于建筑的采暖熱負(fù)荷隨著室外氣候變化而變化的，為了達(dá)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(jù)室外氣候溫度變化，由用戶設(shè)定不同時間的室內(nèi)溫度要求，按照設(shè)定的曲線求出恰當(dāng)?shù)墓┧疁囟取⒆詣涌刂乒┧疁囟�，實現(xiàn)供熱系統(tǒng)供水溫度的氣候補償，也可以通過室內(nèi)溫度傳感器根據(jù)室溫調(diào)節(jié)供水溫度實現(xiàn)室溫補償，還具有限定最低回水溫度的功能。本設(shè)計方案是在地下室換熱站設(shè)置氣候補償器自動控制高區(qū)低溫?zé)崴�采暖系統(tǒng)。這樣使得系統(tǒng)功能齊全、運行可靠、操作維護(hù)簡便。 

　　 5 采用補水泵變頻調(diào)速定壓方式 

　　 設(shè)置系統(tǒng)定壓裝置的目的是使系統(tǒng)能在穩(wěn)壓狀態(tài)下運行，保證系統(tǒng)內(nèi)不倒空、不汽化。本設(shè)計方案中采用補水泵變頻調(diào)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(tǒng)上調(diào)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(jī)的定子、轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)差大，通常電機(jī)的啟動電流約為額定電流的6～7倍，進(jìn)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(diào)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(diào)速定壓方式在經(jīng)濟(jì)上也是占優(yōu)勢的。 

　　 根據(jù)補水泵變頻調(diào)速變壓的調(diào)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(diào)壓力值，將其壓力信號反饋與給定壓力比較，若不等則由調(diào)節(jié)器計算出變頻器的輸入電流，變頻根據(jù)輸入電源，自動將頻率調(diào)至其相應(yīng)值。變頻器將頻率輸出信號傳給補水泵進(jìn)而改變補水泵轉(zhuǎn)速。調(diào)節(jié)補水量使恒壓點壓力維持在給定值，當(dāng)系統(tǒng)壓力值低于下限時，補水泵啟動進(jìn)行補水，當(dāng)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(tǒng) 

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

　　 對高層建筑采暖系統(tǒng)形式的選擇，應(yīng)本著經(jīng)濟(jì)適用、節(jié)能環(huán)保的理念，確定合理方案，使高層采暖達(dá)到理想效果。 

　　 參考文獻(xiàn) 

　　 [1]陸耀慶．暖通空調(diào)設(shè)計指南[M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，1995． 

　　 [2]劉夢真．高層建筑直連供暖技術(shù)[D]．天津：天津大學(xué)，2005.