院校供暖与节能

第23卷,总第133期《节能技术》Vol 23 Sum. No. 1332005年9月,第5期ENERGY CONSERVATION TECHNOLOGYsep.2005,No.5院校供暖与节能石久胜,王浩},潘洪伟(1.长春工程学院,吉林长春130012;2.哈尔滨工业大学后勤集团动力与维修中心,黑龙江哈尔滨15000)摘要:院校建筑物通常属多类型、多用途的公共建筑物,不需要24小时恒温供热,尤其在寒假,只需保证值班釆暖溫度。本文提出釆用分建筑物的分时供暖方法,以实现按需供热节能。通过实例分析看出,节能潜力很大关键词:分时供暖;节能中图分类号:U832文献标识码:A文章编号: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国外广泛采用的分户控制与计量的建筑节能供1引言暖技术,节能的实质就是分户的分时间歇供暖。我公共建筑物(如办公楼、礼堂、实验和教学楼、学国实现分户控制与计量供暖技术还需相当长的一段生宿舍等)不需要24h恒温供暖,本应采用间歇供暖时间。采用分建筑物而不是分户的控制方法,相对制度,以实现用热与供热相协调。尤其院校放假期宏观地协调用热与供热关系,更符合国情,也易于实间只需保证值班采暖温度。但由于锅炉间歇运行效现。率低、热源负荷附加大等问题未予解决。在较大的挪威、德国等欧洲发达国家,对于分户计量以及集中供热系统中,当建筑物用热时间和热量及其持集中供热间歇供暖运行调节的经验很多。对于非居续时间不同时,采用分建筑物的分时供暖方法,由于住性公共建筑如学校,办公楼等建筑,主要有两种不必同时给各建筑物供暖,热源规模及运行负荷大控制方法,一种是控制启—停时间;另一种是定流大减小,从而减少热源投资,并实现按需供热。量控中国煤化工于对建筑物热容量的CNMHG用时间供热系统收稿日期200518修订稿日期2005-08-15利用控制器米定后—停时,启和停都带有作者简介:石久胜),男,教授,工学学士。定的提前性,同时在建筑内系统安放温控器,制定上471限和下限温度,在保证供热质量的同时也达到了节能的目的。如法国的 Gilles Fraisse于199年所提出3供暖节能分析的采用模糊逻辑的方法。后一种方法是在建筑物3.1供热量的节约分析内、外均安放热电偶测温装置,将室内、外温度信号供热量的计算公式如下:远传给控制器,再根据供暖系统供、回水的温度,由Q2=q×FxZ2×24×3.6(kJ)(1)电脑预先编制的程序向控制器发送指令,控制供热Q1={- x grx FxZ1×24×3.6(kJ)系统的回水与供水之间连着的混水阀,来确定合适的供水温度,基本上属于定流量的质调节,如挪威的J. Rekstadr提出的多参数控制的方法。Q2=-4xq1xFx2×24×3.6(k我国的建筑供热系统与国外大不相同,国外的供热系统即使是公共建筑内部也都设有温控阀,这式中Q2建筑物总热负荷kJ;Q1-—正常供暖期的建筑物热负荷k;于我国的公共建筑来说,所有的散热器都加装温控Q2寒假期间的建筑物热负荷kJ;阀的系统目前很少。所以第二种运行方法很难实ta—正常供暖期的室内平均温度,℃现tn—寒假期间的室内平均温度,℃;本文针对院校供暖的特点,提出了采用分建筑物的分时供暖方法,并进行了运行节能分析。tp—供暖期室外平均计算温度,℃tn供暖室内计算温度,℃2院校供暖特点qr——建筑物面积热指标,W/m2;院校建筑具有多类型、多用途的特点。主要包F—建筑物面积,m2括:办公楼、教学楼、学生宿舍、教工家属楼、实验室Z:—供暖期总天数,d礼堂、体育馆、校办工厂等。院校供暖有两个主要特Z1—正常供暖期的天数,d;点:其一,对于间歇供暖,各种类型建筑物的供暖时Z2寒假天数,d间是不一样的,表1是长春工程学院供暖统计表。其中室内平均温度按时间平均法求得,例如办对于礼堂、体育馆等,它的使用时间特别少,其它时公楼的供暖时间是7:30-17:00,那么它的室内平间可按值班采暖设定,因此它的供暖间歇性很强;对均温度t=18×(17-75)+5×[24-(17于学生宿舍,在上课时间(包括晚自习)可按值班采7.5)]/24=10.15℃,按照同样的方法求得其它建暖设定,而早、中、晚的休息时间才保证供暖;对于办筑物的室内平均温度,最后按面积平均法求得tn公楼,下班时间可按值班采暖设定,上班时间才保证tn供暖;而对于实验室、教工家属楼等,在供暖时间上供热量的节约率按下式计算应根据具体情况加以控制。其二、学校的另一特点Q1+Q2(-x是有寒假。在寒假期间(约35天),院校的多数建筑可以只保证值班供暖。基于以上特点采用合适的5-4x供暖方式和方法,院校供暖的节能效果会很显著。表1长春工程学院供暖统计表以长春工程学院供暖系统为例,参照表1,l建筑物面积m供时间=-83℃,21=145,2=35d,z=180d,=办公楼2100018℃,tn=13.23℃,ta=8.82℃,按(4)式计算得供6:00-7:00,11:30-13:30,学生宿舍17000热量的节约率为21.5%。16:00-18:00,21:00-23:00实验楼78003.2节电分析招待所16000连续供暖中国煤化工时间不一样,若采用食堂37006:00-7:00,11:30-13:30,16:00-18:00分图书馆70007:3022:00CNMHG盾环流量可减少,水泵家属楼33000连续供暖的节电奴可驼倀明显。70007:30-22:00表1可以求得每一时刻所要供暖的面积,由此472可以得到供暖面积与时间之间的对应关系图(图本文推荐采用:在各建筑物热力入口处安装智1)。由此可以知道哪些时间运行哪个泵,并且要运能控制阀(电动阀+单板机),区分供暖时间和非供行多少时间,并可以求得泵所消耗的电能暖时间段,根据代表性房间的温度反馈信号,实施自以长春建筑高等专科学校供暖系统为例,原先动开、关动作。选择2台75kW(一用一备),如果选择三台泵组合,供暖时间段内温度控制:16~20℃,平均温度其中一台循环水泵的流量按设计值100%选择18℃。(75kW),第二台按设计值的60%~70%选择非供暖时间段内温度控制:5~9℃,平均温度(55kW),第三台按设计值的40%~50%选择7℃。值班室电辅助采暖。(40kW)根据供暖的时间安排,分析结果详见表2开发热源负荷运行调节自动控制装置,该装置和表3。根据用户负荷规律统计和系统压力变化信号反馈,智能系统计算出流量改变信号,控制变频水泵运行,同时智能系统计算出热量、热负荷改变信号,指导锅炉运行负荷调节。45614151617i812021223244.2运行调节方法图1供暖面积与时间之间的对应关系通过传统的方法,质调节和分阶段改变流量的表2原运行方法水泵电耗质调节,理论上可满足不同建筑物、不同时间的供暖水泵功率,每天运行时间,每天耗电量,采暖期耗电量,温度要求。但实际情况有两个问题很难解决:首先,kWkW·h外网和室内系统都存在失调,如果流量过少,个别用35000户不能保证温度,甚至散热器可能冻裂;其次,质调注:一个采暖期按180d计算。节无节电效果,且各建筑物不同的温度要求时的质表3采用分建筑物的分时供暖方法电耗分析调节,需要有混水泵,显然是不便的。非寒假期间寒假期间采用分建筑物的分时供暖方法,充分利用建筑水功率,每天运每天耗「每天运每天耗行时间,电量,行时间,电量,合计物的蓄热性质提前加热使建筑物在使用时达到温h kW.h hkWh度要求,并可提前停止供热,由于建筑物的蓄热性很1台7532625大,降温是很慢的。分时供暖方法控制简便,节约燃31900台1040031400料并节电95925从表2和表3可以看出,采用分建筑物的分时5结论供暖方法,寒假期间仅需一台40kW水泵运行,而非不同于民宅,院校供暖具有负荷不同时、变化大寒假期间,也不需总是75kW水泵运行。如此,每年的特点尤其在寒假,学生宿舍教学楼、食堂等所需可以节约电能:△D=135000-95925热负荷很少。实现按需给热,有很大的节能效益。=39075kWh为实现按需给热,可采用分建筑物的分时供暖节电率:7=D=289%方法,在各建筑物热力入口处安装智能控制阀(电动阀+单板机),区分供暖时间和非供暖时间段,根据4供暖节能措施代表性房间的温度反馈信号,实施自动开、关动作。同时循环水泵,根据不同时间的热负荷变化所需流4.1供暖系统设置锅炉房设分水、集水器。根据不同建筑物的供量不同,可采用泵组控制或液力偶合及变频调速控暖制度和时间,形成独立的循环回路。这种方案的制,达到节热、节电的双重效果优点是便于对不同性质建筑物分别进行控制维护B具有负荷不同时变化大的特点尤其在寒方便,容易保证间歇供暖的效果。缺点是需要对现些合微竺所需热负荷很少。实中国煤化工有的网路按照建筑物的性质进行分环改造,管线投现按益CNMH节能20%以上资较大。473