在采暖工程中節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

劉鈞

【摘 要】論文以某公司在建筑采暖工程中應(yīng)用節(jié)能技術(shù)為例，對(duì)節(jié)能技術(shù)在采暖工程中應(yīng)用的各項(xiàng)要點(diǎn)進(jìn)行了較為全面的分析。

【Abstract】Based on the example of the application of energy saving technology in heating engineering in a company， the paper gives a comprehensive analysis of the points of the application of energy saving technology in heating engineering.

【關(guān)鍵詞】供熱采暖；工程；節(jié)能技術(shù)

【Keywords】 heating； engineering； energy saving technology

【中圖分類號(hào)】TU201.5 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）11-0155-03

1 引言

眾所周知，21世紀(jì)是工業(yè)化高度發(fā)達(dá)的時(shí)代，但同樣對(duì)于能源的消耗越加龐大，尤其是我國(guó)近些年城市化進(jìn)程的不斷加快，關(guān)于各類建筑供熱采暖消耗了大量的能源，在很多建筑的供熱取暖系統(tǒng)中，存在著能源浪費(fèi)、節(jié)能工作不到位、節(jié)能技術(shù)不成熟等問題，這類問題的存在，不僅造成了大量能源的浪費(fèi)，更是降低了取暖的效果，影響人民群眾的正常生活。因此，節(jié)能技術(shù)在供熱采暖領(lǐng)域的推廣，不但有利于保護(hù)自然環(huán)境，更能夠節(jié)省能源，為國(guó)家實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2 供熱采暖技術(shù)

2.1 供熱采暖技術(shù)的定義

供熱采暖技術(shù)具體是指給建筑物內(nèi)部以供熱采暖系統(tǒng)為主，依靠著各類媒介給建筑物內(nèi)部傳送熱量，最終使得建筑物內(nèi)的溫度保持在一定標(biāo)準(zhǔn)的工程技術(shù)。論文主要介紹了現(xiàn)階段較為常見的幾類供熱采暖技術(shù)。

2.2 供熱采暖技術(shù)類型

①現(xiàn)如今使用范圍較廣，人數(shù)較多的采暖方式是集中燃煤鍋爐房取暖技術(shù)。集中燃煤鍋爐房有著成本低、能源利用率較高的特點(diǎn)，因此也就應(yīng)用最廣，但其主要缺點(diǎn)是熱效率較低，節(jié)能效率差，對(duì)環(huán)境污染較大。

②用電采暖。電采暖方式在現(xiàn)階段也較為常見，例如較常見到的電暖器、低溫輻射電熱膜等。其優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單、方便快捷，而且也不需要水或氣作為媒介，不必進(jìn)行外部管網(wǎng)建設(shè)，計(jì)量收費(fèi)直觀便捷，缺點(diǎn)是使用成本較高，用電負(fù)荷大。

③燃油采暖。燃油采暖在現(xiàn)階段，由于運(yùn)行成本較高，相對(duì)于其他幾種采暖方式而言，用戶數(shù)量較少，但其有著低碳環(huán)保、管理便捷、鍋爐利用率較高的特點(diǎn)。

④燃?xì)獠膳?。燃?xì)忮仩t同樣有著對(duì)環(huán)境污染小、自動(dòng)化水平較高、勞動(dòng)強(qiáng)度較低、鍋爐利用率高的特點(diǎn)，缺點(diǎn)是建設(shè)投入較大，運(yùn)行成本高。其次還有壁掛式燃?xì)獠膳?。壁掛式燃?xì)獠膳軌蚬?jié)省大范圍的空間。節(jié)省了熱網(wǎng)投資成本，方便節(jié)能，計(jì)量和收費(fèi)，較為簡(jiǎn)單。較之于整棟式燃?xì)忮仩t房而言，對(duì)環(huán)境的污染較小，能夠節(jié)約大量能源，擁有較高的自動(dòng)化性能，房間的住戶可以自行管理。

⑤地源及空氣源熱泵采暖。熱泵采暖技術(shù)近年來正在被廣泛使用，其優(yōu)點(diǎn)是熱效率高、既能制熱也能制冷，運(yùn)行成本較低，安全性能較高，環(huán)保無污染，缺點(diǎn)主要集中于使用調(diào)試環(huán)節(jié)要求較高，需要專業(yè)人員維護(hù)。下文就以某公司在一項(xiàng)采暖工程中的節(jié)能技術(shù)應(yīng)用為例，對(duì)采暖工程中節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析。

3 采暖工程中節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

3.1 工程概況

某公司響應(yīng)國(guó)家節(jié)約能源的號(hào)召，承建了山西省太原市某小區(qū)集中采暖工程，在該工程的設(shè)計(jì)施工過程中，應(yīng)用了多項(xiàng)節(jié)能技術(shù)，將住建系統(tǒng)在近幾年來推行的新技術(shù)、新材料，新設(shè)備、新工藝應(yīng)用到這次采暖工程之中。例如分戶熱量計(jì)量技術(shù)以及各類裝置、水力平衡調(diào)節(jié)技術(shù)、散熱器溫度控制器應(yīng)用技術(shù)、聚丁烯管及其施工工藝等，以下便是此次工程所應(yīng)用到的技術(shù)概況以及建筑過程的詳細(xì)情況[1]。

3.2 分戶熱量計(jì)量技術(shù)

就現(xiàn)階段而言，我國(guó)冬季城市集中供暖一般都是按照取暖用戶建筑的采暖面積進(jìn)行收費(fèi)，如此收費(fèi)方式缺乏調(diào)節(jié)手段和計(jì)量設(shè)備，熱能無法量化監(jiān)控會(huì)造成供熱能源的浪費(fèi)。為此，我國(guó)建設(shè)部聯(lián)合其他部門出臺(tái)了《關(guān)于進(jìn)一步推進(jìn)城鎮(zhèn)供熱體制改革的意見》，在該意見中明確了“穩(wěn)步推行按用熱量計(jì)費(fèi)收費(fèi)制度，附近供熱雙方節(jié)能”的具體要求，此次工程，嚴(yán)格按照該意見的標(biāo)準(zhǔn)，將先進(jìn)的計(jì)量技術(shù)應(yīng)用其中，對(duì)每一個(gè)供暖用戶設(shè)計(jì)了一套科學(xué)的熱量計(jì)量裝置。此裝置由磁性過濾器、供回水測(cè)溫球閥、熱量表等多個(gè)部件構(gòu)成，其中最為主要的便是熱量表。此次工程所采用德國(guó)某公司研發(fā)的電子熱量表。此公司研發(fā)的這種熱量表，具有的計(jì)算方法和電表、燃?xì)獗?、水表有著極大的不同。這種熱量表不僅能夠測(cè)量進(jìn)水回水的溫度，同樣能夠測(cè)量水流的流量，并通過分析流量、溫差的數(shù)據(jù)，計(jì)算出使用的熱量，具備極強(qiáng)的精度。

熱量表主要有幾下部分組成：①水溫傳感器。該熱量表的水溫傳感器采用了兩個(gè)精度比較高的溫度傳感裝置，將此裝置安裝在供回水測(cè)溫球閥內(nèi)。隨時(shí)對(duì)回水和進(jìn)水的溫度進(jìn)行檢測(cè)。②流量計(jì)數(shù)器，流量計(jì)采用高精度、寬量程的無磁流量計(jì)當(dāng)作流量傳感器，可以將流量信號(hào)，精確地傳遞給能量計(jì)算器。③能量計(jì)算裝置。該熱量表的能量計(jì)算裝置擁有著功耗較低的芯片、集成化的模塊組成，該裝置有可以編輯的界面，操作簡(jiǎn)單便捷。用戶可以在液晶屏上查閱相關(guān)的數(shù)據(jù)，例如輸入的流量和溫度信號(hào)等等。同時(shí)此能量計(jì)算器還有著儲(chǔ)存、記憶的功能，使用用戶可以隨時(shí)打開菜單翻閱歷史用量資料或者現(xiàn)階段的用量資料。而如果選取了脈沖遠(yuǎn)程熱量表，便可以在計(jì)算機(jī)機(jī)房進(jìn)行集中查看。綜上所述可以得知，該熱量計(jì)量裝置具有可靠、方便，精確先進(jìn)的優(yōu)點(diǎn)。由于其度量明晰的特點(diǎn)，用戶可以直觀了解當(dāng)前的能量使用情況；而其操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，使得用戶可以根據(jù)需求自主控制能量消耗，能有效提高用戶的節(jié)能意識(shí)。

3.3 管網(wǎng)水力平衡技術(shù)

因?yàn)楦鳁澖ㄖ锞嚯x供熱中心距離的不同，供暖工況和管路結(jié)構(gòu)的差異性，導(dǎo)致在管網(wǎng)設(shè)計(jì)的過程中，很難做到精確計(jì)算環(huán)路的阻力損失。在取暖系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，環(huán)路系統(tǒng)并沒有裝置可以消除剩余壓頭、調(diào)節(jié)流量的裝置，僅僅依靠手動(dòng)調(diào)節(jié)閥門，最終可能會(huì)導(dǎo)致遠(yuǎn)端冷、近端熱等流量不均勻的水力失調(diào)的情況。在通常情況下，為了解決這一問題，一般采取提高水泵揚(yáng)程、加粗入戶管徑的方法，但是此方法并沒有徹底解決這個(gè)問題，某種程度上反而使得大流量小溫差的運(yùn)行加劇，最終造成整個(gè)系統(tǒng)耗電量增加、水泵效率降低、供熱品質(zhì)下降等連鎖問題的發(fā)生。解決這一問題的關(guān)鍵，筆者認(rèn)為就是應(yīng)用好水力平衡調(diào)節(jié)技術(shù)。

本工程在建筑物采暖工程設(shè)計(jì)的過程中，首先采用了同程式采暖運(yùn)行系統(tǒng)降低水流的沿程損失，針對(duì)每棟住宅樓，在主管的布置上確保將水力失衡情況降至最低。室外管線的水力平衡方面，在供水主管道上安裝自力式平衡閥，設(shè)置流量，堅(jiān)持“近小遠(yuǎn)大”的原則，確保小區(qū)末端用戶供水流量達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；室內(nèi)管線的水力平衡方面，在每一個(gè)用戶的入戶表回水支管安裝了壓差平衡閥，確保近遠(yuǎn)端用戶室內(nèi)壓差恒定，溫度達(dá)標(biāo)，避免出現(xiàn)高層穿短褲、底層穿棉衣的不平衡情況，大大降低能源浪費(fèi)，起到節(jié)能的目的。

采用水力平衡技術(shù)，是采暖供熱工程節(jié)能方面的一大進(jìn)步，它對(duì)于能耗損失能起到極大的防范作用，使用中節(jié)能成效明顯，根據(jù)相關(guān)部門測(cè)算，使用平衡閥的采暖系統(tǒng)比傳統(tǒng)采暖系統(tǒng)能節(jié)電25%～30%，節(jié)煤15%～20%，增加供熱面積25%～30%。同時(shí)，此項(xiàng)技術(shù)對(duì)于居民住宅投用后的供暖質(zhì)量的保障也有極大的幫助，末端用戶不熱的問題能獲得良好的解決。

3.4 散熱器溫度控制器技術(shù)

所謂散熱器指的就是室內(nèi)采暖中的熱交換設(shè)備，散熱器的具體作用是將供暖熱水中的熱量傳導(dǎo)到室內(nèi)，使得室內(nèi)的溫度達(dá)到合格的標(biāo)準(zhǔn)。但如何在用戶已經(jīng)安裝了熱量計(jì)量裝置的情況下，既能達(dá)到用戶的滿意，同時(shí)又能節(jié)約取暖費(fèi)，關(guān)于這一問題，在此次工程中做了特殊的處理。在此次工程中采用了散熱器溫度控制器技術(shù)。其具體做法是把溫控閥門安裝在散熱器的進(jìn)水管上，使用旁通管串聯(lián)供暖干管。如此一來用戶在根據(jù)自身的需求調(diào)節(jié)溫控閥門的同時(shí)，還能幫助多余的熱量串聯(lián)進(jìn)入采暖系統(tǒng)，以達(dá)到降低能耗、提高熱效率的目的。

此次工程采用的調(diào)節(jié)溫控閥由調(diào)節(jié)閥和恒溫控制器構(gòu)成。恒溫控制器是由高新敏感材料制成，通過自動(dòng)感應(yīng)室內(nèi)的溫度，根據(jù)事先編訂的溫度區(qū)間數(shù)據(jù)控制調(diào)節(jié)閥對(duì)閥門開啟度加以調(diào)整，進(jìn)而控制熱源進(jìn)入散熱器的流量，按照一定的比例對(duì)室溫加以調(diào)整。

此項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)用，最大的特點(diǎn)就是自動(dòng)化程度高，無需用戶隨時(shí)調(diào)節(jié)。用戶需要做的就是配合熱量表計(jì)數(shù)，掌握用暖成本，根據(jù)自身需求設(shè)定室內(nèi)溫度，其余調(diào)節(jié)工作將全部由恒溫控制器與調(diào)節(jié)閥完成，簡(jiǎn)單易行、個(gè)性化程度高，節(jié)能降耗成效突出。

3.5 聚丁烯管及其施工工藝

現(xiàn)如今，對(duì)于塑料管材在管路系統(tǒng)中的應(yīng)用愈加廣泛，在很多場(chǎng)合中已經(jīng)逐漸取代了金屬制品，例如應(yīng)用在冷熱水系統(tǒng)之中的聚丁烯、聚丙烯等等。聚丁烯塑料管材是被歐美國(guó)家共同承認(rèn)最適合利用于采暖熱水管路系統(tǒng)的新型材料，是一種極為先進(jìn)的節(jié)能環(huán)保材料，有“塑料中的黃金”的美譽(yù)。聚丁烯這種塑料管材近幾年在我國(guó)得到了廣泛的應(yīng)用，率先應(yīng)用的地點(diǎn)有北京、上海等等。它的優(yōu)點(diǎn)首先是壽命長(zhǎng)，例如當(dāng)聚丁烯管路中的熱水溫度小于或者等于80℃時(shí)，許用環(huán)應(yīng)力值是5.46MPa，其使用周期可達(dá)到50年之久。其次是不腐蝕、不結(jié)垢，聚丁烯管材內(nèi)表面光滑，所以其阻力相對(duì)較小，可大幅度減少功耗。再者，聚丁烯管材保溫性能良好、導(dǎo)熱系數(shù)較小、熱損失極小，能耗低。最后，因?yàn)榫鄱∠┕懿乃哂械母呷犴g性、低蠕變特點(diǎn)，使其能夠快速的組裝，還因?yàn)槠溆森h(huán)保材料構(gòu)成，可以回收再使用，大大降低廢棄管材對(duì)環(huán)境的污染、提高再利用率。

4 節(jié)能技術(shù)在采暖工程中應(yīng)用施工要點(diǎn)概述

施工單位嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙與施工規(guī)范進(jìn)行施工，對(duì)于各個(gè)施工階段的要點(diǎn)和質(zhì)量進(jìn)行了嚴(yán)格的控制。下文就按照工序要點(diǎn)，進(jìn)行論述[2]。

4.1 準(zhǔn)備階段

4.1.1 材料設(shè)備的檢測(cè)

在此次工程中全面采用聚丁烯管材，小口徑管材在上海工廠生產(chǎn)，大口徑管材在瑞士工廠生產(chǎn)。材料入場(chǎng)時(shí)，除了進(jìn)行常規(guī)審查之外，還增加了由瑞士STS機(jī)構(gòu)和國(guó)內(nèi)化學(xué)建材測(cè)試中心出具的雙重測(cè)試報(bào)告。此外，德國(guó)進(jìn)口的熱量表屬于精密計(jì)量?jī)x器，按照相關(guān)規(guī)定，在國(guó)內(nèi)采用國(guó)外進(jìn)口計(jì)量?jī)x器時(shí)，必須要在我國(guó)批準(zhǔn)注冊(cè)。所以在上報(bào)審查的時(shí)候，除具備原產(chǎn)國(guó)生產(chǎn)許可證外，還增加了中國(guó)質(zhì)監(jiān)總局出具的注冊(cè)證書。

4.1.2 施工的相關(guān)規(guī)范

本工程主要執(zhí)行以下規(guī)范：國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)方面主要有《建筑給水排水及采暖工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》、《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》、《冷熱水用聚丁烯（PB）管道》、《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》等；國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)方面有德國(guó)《供水設(shè)備技術(shù)規(guī)范》、《聚丁烯（PB）管一般質(zhì)量要求》；企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方面有喬治·費(fèi)歇爾公司的《聚丁烯PB冷水、熱水管道系統(tǒng)》[3]。

4.2 施工過程

4.2.1 聚丁烯管路系統(tǒng)的安裝工序

本工程聚丁烯管的施工工藝采用熱熔連接，按設(shè)計(jì)和施工工藝相應(yīng)要求，施工過程嚴(yán)格依照規(guī)范操作，施工單位成立管材維護(hù)小組，主要負(fù)責(zé)管材表面清潔、切割、標(biāo)識(shí)熔接深度等工作。在熔接操作中，一是嚴(yán)格控制熱熔機(jī)電壓在220V，確保熱熔機(jī)溫度保持在260℃-280℃之間，連接效果好；二是連接完成后，為避免交叉作業(yè)破壞管道，需要在墻面、地面上用油漆標(biāo)注管道位置；三是管道安裝時(shí)，要避免軸向扭曲，管道在穿越墻壁或樓板時(shí)，要設(shè)置鋼套管；四是管道在與金屬管道平行敷設(shè)時(shí)要保持一定的掩護(hù)距離，凈距離不宜小于100mm，且聚丁烯管材應(yīng)布置在金屬管道的內(nèi)側(cè)；五是為防止污染管道，擺設(shè)過程中的管道開口處應(yīng)及時(shí)封堵。在管道打壓過程中，著重把握兩點(diǎn)：一是管道擺設(shè)結(jié)束前，進(jìn)行水壓試驗(yàn)，確認(rèn)管道連接狀態(tài)良好；二是壓力試驗(yàn)應(yīng)在熱熔連接結(jié)束后的24小時(shí)后進(jìn)行，試驗(yàn)前管道必須固定。此次工程嚴(yán)格按照上述工藝進(jìn)行施工，經(jīng)檢測(cè)合格率為100%。

4.2.2 進(jìn)行系統(tǒng)壓力測(cè)試

在供暖管道以及相關(guān)設(shè)備全部安裝完成之后，必須要經(jīng)過嚴(yán)格的壓力測(cè)試。在此次工程中采用先封板后整體的壓力測(cè)試方式。每一個(gè)用戶系統(tǒng)的壓力測(cè)試必須嚴(yán)格按照GB50242及DIN1988TRW1（德標(biāo)）進(jìn)行測(cè)試。此次測(cè)試壓力試驗(yàn)壓力：P試=1.5P，系統(tǒng)低區(qū)工作壓力為0.4MPa，試驗(yàn)壓力為0.6MPa，高區(qū)和中區(qū)工作壓力以0.6MPa計(jì)算，試驗(yàn)壓力為0.9MPa。經(jīng)測(cè)試，壓降在規(guī)定范圍內(nèi)，通過實(shí)驗(yàn)。

4.2.3 驗(yàn)收階段

工程質(zhì)量方面，按照GB50300、GB50242、CJJ2/T88-2000等標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)收，達(dá)到驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)通過驗(yàn)收。

在流量調(diào)節(jié)的過程中，對(duì)各個(gè)建筑物供水管路的流量調(diào)節(jié)裝置以及用戶系統(tǒng)的壓差平衡閥等多個(gè)設(shè)備進(jìn)行了調(diào)試，對(duì)末端流量、末端用戶室內(nèi)溫度、壓力值等多個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了全面的統(tǒng)計(jì)調(diào)查，確保供熱效果能夠符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)（±18℃）。經(jīng)過一系列的檢測(cè)，本工程的熱水采暖系統(tǒng)達(dá)到了熱力平衡、水力平衡、室內(nèi)溫度符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、供暖效果優(yōu)良。

5 結(jié)語

通過對(duì)此次工程的深入分析可以得出，采暖工程中節(jié)能技術(shù)的運(yùn)用其實(shí)并非高端科技，在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段引入節(jié)能設(shè)計(jì)，采用新型材料和工藝即可達(dá)到良好效果。雖然與傳統(tǒng)工藝和技術(shù)相比，工程造價(jià)方面有一定程度的增加，但是筆者相信，隨著我國(guó)建筑采暖系統(tǒng)更加科學(xué)、環(huán)保節(jié)能意識(shí)的穩(wěn)步提升，節(jié)能手段在供熱采暖領(lǐng)域中的應(yīng)用會(huì)更加廣泛和深入。

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