对建筑采暖系统的节能技术进行研究

【关键词】高层建筑；采暖系统；建筑节能； 

　　 随着我国市场经济的不断发展，城市开发建设也进人了一个十分繁荣的阶段，高层建筑正以极快的速度在各大城市蓬勃兴起。由于它的来势较快，许多采暖配套设施还没有跟上，这样，对于高层建筑采暖是否能够满足人们日常生活需要以及能否做到节约能源，合理利用资源，是暖通专业技术人员急需解决的难题。 

　　 采暖系统设计包括热负荷计算、水力计算、相关设备选型以及系统的运行与调节等。通过系统结构的合理设计、平衡阀的正确选择和整个系统智能控制三方面的考虑实现了供暖形式的多样化，设备选择的新型化，控制系统的智能化，运行过程的节能化。 

　　 1 采用低温热水地板辐射采暖 

　　 本设计方案充分利用该楼的附加热源95～70℃热水，在低区采用散热器采暖系统。对于主要功能房间均采用低温热水地板辐射采暖，热源来自地热热源井。低温热水地板辐射采暖供水温度≤6O℃，在传送过程中热量损失少，仅此项就可节省30％的能源，同时具有温度分布均匀、卫生条件好、舒适性高、室内空气对流小、避免了灰尘的飞扬、室内环境清洁、热损失少、节能效果显著等优点。这样可以对能源充分利用，达到能源的充分、合理分配应用。 

　　 2 应用动态平衡调节技术 

　　 由于地热热源井的地热水水质不易得到保证，为了防止室内管网受到腐蚀，特别是地热盘管更应注意这一问题，本设计方案采用地热间接供暖，即通过设置换热器将室内网与室外网分开，保证了室内二次网运行的稳定与独立。为了解决远端压降过大、近端压降过小的问题，采用动态平衡调节技术 在各个回水立管底部设置压力控制自动平衡阀。它主要起到两方面的作用：一方面，当采暖系统其他环路发生变化时，自身环路关键点压差并不随之发生变化，当自身的动态阀门(如温控阀、电动调节阀)开度不变时，流量保持不变；另一方面，当外界环境负荷变化导致系统自身环路变化时，通过动态水力平衡设备的作用，使关键点压差并不发生变化，此时自身其他并联支路的流量也不发生变化。 

　　 3 应用高低层直连供暖技术 

　　 对于高层采暖系统，需突出解决高区回水与低区回水的处理问题。传统方法是将高区回水与低区回水分两路送回换热间，而本设计方案采用高、低层直连供暖。 

　　 3.1 采用高低层直接供暖须解决的问题。 

　　 3.1.1 高区供暖系统的加压泵只能给高区提供适当的流量和适当的压头，不能过量，防止发生对低区的抢水现象； 

　　 3.1.2 高区和低区无论在运行状态还是在停运状态，高区的高压压力不能传递到低区，否则会影响低区的安全，造成低区暖气片超压； 

　　 3.1.3 高区热用户要充满水，不能有气。 

　　 3.2 高低层直接供暖实现过程与方法。 

　　 当系统运行时，高区加压泵将低区的供水送人高区的热用户，通过自力式流量控制阀对高区供热系统的流量控制和恒定功能，防止了高区加压泵对低区产生抢水现象的发生；自动消除系统富裕压头的功能，将高区的循环水压力降低到安全压力流入低区，保证了低区运行状态时的安全；自动消除系统富裕压力的实质是增加了自力式流量控制阀的自身阻力，将富裕压力保留在高区，从而满足了高区用户系统的充水高度。当系统停运时，由于静压作用，高区供水管道中的水在向低区倒流时，会由于止回阀的关闭而封闭在高区；高区回水管中的水在向低区流动使低区压力升高时，稳压阀的阀后压力会瞬间增高，当达到设定值时稳压阀自动关闭，将高区的回水也封闭在高区。这样，在加压泵、止回阀、自力式流量控制阀、稳压阀的共同协作下，形成了一种高层建筑与低层建筑直连供暖的新的供热形式。 

　　 采用此方法进行高低层的直连供暖，在不改变原来供热系统运行方式、运行参数和运行工况的情况下，只增加几种价格低廉的供热设备配合使用，就可以实现高低区的压力隔绝，运行起来互不影响，与以往的其他方式相比，此种方案具有简单、经济、实用的特点。 

　　 4 采用自动控制系统 

　　 由于建筑的采暖热负荷随着室外气候变化而变化的，为了达到供为所需和节能的目的，采用了气候补偿器智能控制。补偿器智能控制可根据室外气候温度变化，由用户设定不同时间的室内温度要求，按照设定的曲线求出恰当的供水温度、自动控制供水温度，实现供热系统供水温度的气候补偿，也可以通过室内温度传感器根据室温调节供水温度实现室温补偿，还具有限定最低回水温度的功能。本设计方案是在地下室换热站设置气候补偿器自动控制高区低温热水采暖系统。这样使得系统功能齐全、运行可靠、操作维护简便。 

　　 5 采用补水泵变频调速定压方式 

　　 设置系统定压装置的目的是使系统能在稳压状态下运行，保证系统内不倒空、不汽化。本设计方案中采用补水泵变频调速定压方式。与补水泵连续运行定压相比较，节省补水泵系统上调节阀的节流损耗。对于间歇运行的补水泵定压，因补水泵启动频繁，不但影响补水泵寿命，而且多耗费了电能。水泵在启动时，由于电机的定子、转子的转差大，通常电机的启动电流约为额定电流的6～7倍，进而其启动功率约比额定功率大30％左右。由于变频器可以使补水泵在额定电流下启动，且启动频率不频繁，因此变频调速定压比起问歇运行定压，省电效果明显与气体定压罐比较，特别是供热规模较大，定压罐容积较大时，补水泵变频调速定压方式在经济上也是占优势的。 

　　 根据补水泵变频调速变压的调节规律，在旁通管增加电磁阀。此时压力给定，由压力传感测出循环泵旁通管上的被调压力值，将其压力信号反馈与给定压力比较，若不等则由调节器计算出变频器的输入电流，变频根据输入电源，自动将频率调至其相应值。变频器将频率输出信号传给补水泵进而改变补水泵转速。调节补水量使恒压点压力维持在给定值，当系统压力值低于下限时，补水泵启动进行补水，当压力值超过上限值，电磁阀自动启动泄至补水箱。 

　　 6 采用热用户端智能控制系统 

　　 针对我国建筑采暖系统单纯采用机械设备控制方式，对负荷变化不能做出及时调整，造成采暖房间常常出现冷热不均，同时运行费用较高。本设计采用采暖系统热用户端智能控制系统，该系统主要实现四方面的调节：平衡调节(包括水力平衡和热力平衡)、峰谷调节、蓄热调节、余量调节。通过这几方面的调节可以使运行流量始终处于经济流量，减少运行成本，降低建筑能耗和电能消耗，高质量地满足人们对室内热环境舒适性要求，适应了采暖系统与建筑节能相匹配的发展趋势。本方案设计从采暖系统结构的合理设计、平衡阀的正确选择和整个系统智能控制三方面人手解决高层建筑采暖系统水力失调的问题，也是降低系统运行成本，取得良好经济效果的有力手段。 

　　 对高层建筑采暖系统形式的选择，应本着经济适用、节能环保的理念，确定合理方案，使高层采暖达到理想效果。 

　　 参考文献 

　　 [1]陆耀庆．暖通空调设计指南[M]．北京：中国建筑工业出版社，1995． 

　　 [2]刘梦真．高层建筑直连供暖技术[D]．天津：天津大学，2005.