北方地區供熱系統環保節能設計探索

摘要：隨著長春地區2013年霧霾天氣的頻繁出現，北方地區供熱系統的環保節能要求已經逐漸凸顯。分戶計量供熱系統是環保節能的重要手段之一，文章從原理與技術方面進行了探索。

關鍵詞：供熱系統；環保節能；北方地區

一、北方地區供熱系統環保節能設計迫在眉睫

2013年入冬以來，長春市城區空氣環境質量的動態現狀引起社會各界的廣泛關注，特別是1月10日以來，受氣象條件影響，空氣環境質量有所下降。14日，長春市環保部門拿出專項報告顯示，自2013年1月6日—2013年1月13日，長春市空氣質量指數類別均屬中度污染以上，尤其是11-13日受逆溫氣象條件影響，均達到重度污染量級。

報告分析，長春市空氣污染的組成主要包括燃煤燃燒、工業企業排放、機動車尾氣排放、揮發性有機污染物排放、區域輸入性污染等。出現嚴重污染的主要原因除氣象條件的影響外，供暖燃燒量增加成了首要原因。2013年冬季，長春市經歷了28年以來最嚴寒的天氣，平均氣溫下降5℃-8℃，全市火電行業、供熱企業燃煤量大幅增加，新增燃煤量150萬噸，造成空氣污染物排放總量大幅增長。

長期以來，我國城市住宅室內采暖系統設計基本上都采用單管垂直系統的方案進行設計。 系統不具有個體調節的能力、系統維修時浪費能源、不利于供熱部門的管理、閑置住宅的能源浪費。因此，如何設計環保節能的供熱系統成了暖通設計人員的工作重點。

二、分戶計量供熱系統設計研究

（一）分戶計量的發展前景及控制原理

在我國，分戶式計量系統的研究剛剛起步，大部分都處在嘗試階段，熱用戶對熱是商品沒有深刻的認識，缺乏節能意識，僅此使我國住宅采暖單位面積能耗高出先進國家2倍左右，且不便于供熱部門管理。供熱系統的按戶計量是供熱發展的方向，是解決收費難和實現節能的唯一出路。

分戶計量采暖系統的特點是對每個采暖用戶進行單獨控制，即每戶獨立采用一個供回水系統，一戶一表制，可以單獨對用戶進行調節、關斷、計量，不會影響其他用戶。達到分戶計量目的的根本方法是對用戶獨立系統的控制，具體做法是在每戶供水入口處設置熱表及散熱器上安設調節閥。通過調節散熱器使采暖房間的室溫滿足人體熱舒適性的要求。實現散熱器調節的方法，主要是通過對散熱器散熱量進行控制，以達到室溫要求。目前散熱器個體調節主要依靠改變進流散熱器熱水流量的方法來實現，但是在進行散熱器調節時必須不影響整個供熱系統的水力穩定性，所以供熱系統要有完善的調節控制措施和高水平的運行管理辦法。否則，很難實現真正意義上的分戶計量。

（二）分戶計量的采暖系統的幾種設計方案

1.單管制采暖系統

（1）單管水平串聯系統

單管水平串聯系統是一種比較常見的采暖系統。其做法是在每個住宅單元設置一個總的供回水系統（稱為大系統），每層用戶為一個獨立的小系統。總供回水立管管井設在靠樓梯的櫥衛處，每層供回水接在大系統上（每層只裝一戶），在小系統出入口管道上加調節關斷閥門及熱計量表，以便分戶計量熱費。此系統的優點是：豎向無穿樓層的立管，不影響墻面裝修；缺點是：不能分室控制溫度；每組散熱器均須設冷風閥；管線過門、陽臺須處理。

（2）單管水平跨越系統

單管水平跨越系統同單管水平串聯式系統相同，采用一個大系統，可將該系統的供、回水立管設置在管道井內。此設計方案中須增設與散熱器組數相對應數量三通調節閥，控制進入散熱器的最大流量為循環流量的30%。該方案的優點是：可實現分室控制溫度；豎向無立管，不影響墻面裝修；缺點是：管路中的附屬設備（三通調節閥）增加；管線過門、陽臺須處理；每組散熱器須設冷風閥。

2.雙管制采暖系統

（1）雙立管并聯式系統

對于雙立管并聯式系統，任何一層的用戶只要在散熱器支管上加調節閥就可以達到調節介質流量，從而滿足用戶對熱舒適性的要求，并實現節能。但這種調節方式在使用時，應該考慮到以下問題：此系統在樓層數過多時易出現嚴重的垂直失調現象，其系統垂直高度以不超過三層為宜，實用性受到限制；穿越樓層的立管數增多；適用于安裝熱量分配表的系統。

（2）水平雙管系統

采用水平雙管設計方案，可以避免雙立管并聯式系統的垂直失調問題，而且該系統可以實現每戶一個獨立系統，有利于熱量表的安裝，能實現散熱器個體調節。任何一層的用戶都可以通過室內調節閥方便的調節介質流量，從而達到舒適的室溫，并實現節能的目的，又不影響其他用戶采暖，但該系統須增設與散熱器組數相對應數量三通調節閥。該方案的優點是：能夠使不易解決的供熱系統垂直失調的難題得到極大的改善；可分室控制溫度，調節性能優于單管系統；墻面豎向無立管，不影響裝修；缺點是：室內散熱器下部的供回水管隱蔽困難；管線過門、陽臺不好處理；每組散熱器須安裝冷風閥。

（3）章魚式系統

章魚式系統的做法是在每戶設置一分水器，供水進入分水器后分出若干并聯的支管，末端連接至散熱器，再經回水集中到集水器。在制作安裝時應將管線埋地敷設（一般采用聚丁烯管或PB管），要防止地面因熱應力造成龜裂和破損，要妥善處理好管道熱膨脹時產生的推力傳遞給地板。該方案的優點是：可分室控制溫度，調節性能優于單管系統；管線埋地敷設，墻面豎向無立管，不影響墻面、地面裝修；缺點是：管線埋地須設隔熱措施，造價偏高；每組散熱器須設冷風閥。

參考文獻：

[1]鮑宇，滕美萍.住宅室內采暖系統節能設計[J].技術新產品，2010.5

[2]吉林長春市提出五大對策面對霧霾.長春日報，2013.1.15