淺談供熱系統的節能控制

摘 要：我國是能源大國，也是耗能大國，在當前全球化的能源危機的形勢下，在供熱系統中對能源的節約利用已經成為被廣泛關注的焦點。隨著節能減排口號的提出，降低能源消耗，建設節能型企業，實現可持續發展成為眾多能耗部門的主要研究課題。

關鍵詞：供熱；系統控制；能源損失；節能減排

在供熱系統中，熱制備、熱轉換、熱運輸和用熱等過程均涉及到供熱系統能量的消耗和損失，伴隨著能量損失的還有大量的電能等其他系統能量形式。供熱系統的創建旨在為社會提供供暖保證，提高人們的生活質量和水平。這就要求熱系統企業認識到其系統運行過程中的能量損耗和資源浪費現象，對供熱系統能源浪費的現象進行詳細分析，采取必要的技術措施來完成供熱系統的優化設計和控制，真正意義上實現節能降耗，保障企業的可持續發展，提升企業經濟效益。

1 供熱系統分析

1.1 供熱系統的能量消耗

供熱系統由熱源、管網、熱用戶組成，主要以集中供熱系統為主，其中熱制備、熱轉換、熱傳輸和用熱是系統供熱的幾個主要環節。由于供熱系統的熱制備主要通過鍋爐房和熱電廠來實現，所以供熱系統的能量損耗形式主要與鍋爐房和熱電廠的相關設備有關，這就包括鍋爐、灰渣清理機械、鼓風機、水處理機以及循環水泵等設備上存在的燃料、電力和水等資源的損耗；同時包括熱管網中會通過管道設備和熱交換器、系統循環水泵及其相關部件在熱能的轉運和傳遞過程中造成的能源損失，熱用戶的能源損失一般與散熱器的性能有很大關系，但在一定程度上還與實際建筑結構的保溫性能、溫度因素以及具體的室內環境有很大關系。

1.2 供熱系統能量消耗評價

對供熱系統能耗的評價一般從以下幾點著手，包括熱能損失、電能損失和系統泄露損失。根據供熱系統的組成部分（如熱力站、二級網、終端熱用戶等參與二級網系統構建）可以確定熱力站的熱交換器為能量轉換點，由鍋爐或熱電廠來提供熱源，能量的轉換主要通過首站熱交換器來實現。供熱系統的電能損耗主要與耗電設備有關，供熱系統中循環泵、補水泵、引風機和鼓風機等都是導致電能損失的主要基礎設備。另外，水資源和熱能的泄露損失成為系統泄露損失，一方面包括燃煤損失、高額的水處理成本和耗電損失；另一方面還包括由于失水造成的系統失調，影響供熱溫度，以及設備老化帶來的安全性影響和維修成本的增加。通過對供熱系統能量損耗的評價來實現對供熱系統的綜合控制，達到節能減排的目的，提升企業的經濟效益。

2 供熱系統調節

2.1 供熱系統調節的目的

目前經濟的發展與人們生活水平的快速提升對供熱企業的供熱標準提出了更高的要求，這就需要供熱企業發揮自身技術優勢，做好系統調節工作，通過合理有效的方式來實現對供熱系統的有效控制。在實際操作過程中，主要通過對設備的運行相關參數以及燃料燃燒狀況進行控制和調整，結合實際的環境條件和供熱時間的調節來實現對供熱量的控制。供熱系統的調節不僅可以保證用戶的供暖需求，還能有效的實現熱供暖的經濟運行，避免不必要的浪費。在供熱系統投入使用之前，需要對其進行系統試運行，通過對實際運行情況的測評來判斷系統的實際效果與設計要求的一致性。

2.2 供熱調節的原理和基本方式

供暖建筑室內溫度的維持主要通過供熱調節來實現，在假設供熱系統穩定運行的前提下，忽略管網等系統熱傳輸設備的熱損失，系統的供熱量應與熱用戶散熱設備的放熱量相當。供熱調節的實際方法的選擇應與實際的供暖方式有關，建筑供暖包括連續供暖和間歇性供暖兩種，在供熱調節的方法的選擇時要考慮到系統升溫期的熱能儲蓄和周圍物體的熱力學性質。

實際運行調節為集中運行調節，包括對熱源處的溫度調節、熱流量調節，主要由四種實現方式，其中改變網路供水溫度的方式稱為質調節；對網路循環水量的調節稱為量調節；針對同一階段流量不變的情況，可采取在不同階段改變流量的方式的質調節；通過對每天供暖時間的控制來實現供熱的間歇調節。

2.3 供熱系統能量損失原因及節能性評價

綜合供熱系統的技術特點、設備特性及管理模式的分析，供熱系統能源的浪費主要體現在以下兩個方面：（1）不合理的選型、不合理的技術改進措施和運行管理不當造成的電能浪費。（2）管道保溫層遭到破壞、系統管道泄露導致的熱損加大。供熱系統失水是當前供熱企業面對的共同難題，由失水帶來的一系列連帶影響將影響供熱系統的穩定和安全，這就要求從技術和管理上著手，通過全面地查漏和防漏來解決這一問題。

在熱網補水率的控制方面，其運行補水率的差別一般在0.5%～ 10%之間來回波動。運行補水率在2%及以下時屬于正常情況，當管道發生泄漏時，由于漏失的是大量的熱水，此時的補水率一般在10%左右，而要將補充的水加熱到原來的狀態，則需要消耗更多的熱量，一般情況下，補水率與熱量之間的對應關系為1：3，補水率為1%時將減少相應的3%的供熱量，當補水率在10%，即系統發生泄露時，系統將損失30%左右的供熱量。

根據以上熱能損失的特性分析，在系統設計階段不能盲目的生搬硬套，而是應該由具有工作經驗的工程技術人員對供熱系統運行進行綜合評定，有根據的選擇或更換設備，結合企業制定的相關運營管理制度實施，就能有效的避免資源的浪費，降低運營成本。

3 供熱系統節能控制方法概述

3.1 運用熱計量技術實現供熱系統控制

通過對熱水供熱系統以及熱計量技術相關問題的分析，系統溫度控制是實現供熱計量按熱收費的關鍵因素，這對熱計量設備提出了很高的要求，同時督促廣大用戶各取所需，實現全民節能。

熱計量的實現應結合我國目前的供暖情況，目前我國的采暖指標是同種情況下發達國家的4倍左右，雖然目前我國能源浪費主要集中在人民的節能意識淡薄方面，但供熱行業首先應明白收費體制的局限性，只有從根本上提升設計、施工及管理水平，才能從根本上解決能源浪費問題，在提升自身能力的基礎上提升服務質量，以合理的收費來促進節能事業的發展。在實際計量操作中，應以節能為目的，合理控制戶內系統與戶外系統相結合，采用先進的計量和控制設備，讓用戶能從能的角度了解到能源損耗的嚴重性，在滿足用戶基本要求的基礎上提倡用戶的節約行為。

3.2 混水供熱形式概述

混水供熱技術在早期已經開始使用，省去了換熱站中換熱器和換熱站內的補水系統，在實際應用時具有占地面積較小、工程造價低且能很好的降低熱損，減少循環消耗的水量，節約投資和電能消耗。

結合目前混水運行的技術要點分析，較為可行的混水控制方法由以下幾點：（1）使用電動控制閥加流量計實現混水供熱；（2）使用自力式流量控制閥實現混水供熱；（3）使用自力式阻力平衡閥實現混水供熱。這幾種方法的應用都具有靈活調節的應用特點，在實際應用上應根據不同情況做出不同的選擇，目前此類供熱系統控制方法屬于起步階段，在實施過程中應提前做好工程評價，對其節能型做出合理預測。

參考文獻

[1] 王弢.論供暖中的節能與降耗[J].建筑經濟，2008（S2）.

[2] 李建興，涂光備，王毅.量調節公式在計量供熱系統中的應用[J].暖通空調，2001，31（6）.

作者簡介：董晨（1985- ），男，天津人，中國市政工程華北設計研究總院有限公司，注冊公用設備（動力）工程師，中級工程師，本科，熱能與動力工程專業。