優化城市供熱管網設計提升供暖效果

成 浩

（長治市城鎮熱力有限公司，山西 長治 046000）

最近幾年我國的科學技術有了很大進步，城市建設步伐也在不斷加速，城市供暖網覆蓋范圍也在不斷拓展，人們的生活質量也因此有了很大改變。之所以要對城市供熱管網進行優化就是為了實現節約能源、降低建設成本的目的，此外還可以讓供熱管網維護保養變得更加方便，后期維修困難也能大大降低，維修速度也會更快，這樣就可以有效避免供暖延誤的出現，人們供暖也不會受到太大影響。本文主要從管網布局、直徑、運行模式等方面對供熱管網優化進行了研究，為的就是能夠讓城市供熱管網利用最小的能源發揮最大的作用。

1 城市建設供熱管網的概述

在社會技術發展的帶動下人們的生活質量有了很大提升，城市規模也變得越來越大，為了確保人們都可以享受到很好的供暖服務，就要對供熱管網設計不斷的進行改進，以便讓其發揮出更大的作用。

城市供暖一般都是集中式供暖，也就是由供熱公司通過供熱管網給每個范圍內的住戶提供熱量，使得住戶室內溫度可以保持在一個比較舒適的值。城市供熱管網是城市供暖的重要組成，其設計的是否合理將會直接關系到人們的生活舒適度和生活質量。以前的供暖工程建設規模一般都不會太小，涉及到的地區也比較多，所以工程成本也比較高，如若城市供暖缺乏聚集性，那么勢必會造成能源浪費，還會對環境造成損害，而且因為供熱不夠集中，供暖效率也不太好。再加上城市一直在進行建設，建筑工程不斷增加，供熱面積也變得越來越大，供熱距離也變得越來越長，這都是當前城市供熱管網設計急需解決的問題，也是本文的研究重點。

2 城市供熱管網設計中存在的問題

2.1 城市供熱管網布局缺乏合理性

供熱系統是城市建設中的重要內容，但是很多居民都覺得城市供熱效果還有很大的提升空間，所以就要對當前供熱管網設計中不合理的地方進行挖掘和分析，對城市供熱管網設計進行進一步改進。城市供熱系統設計中管網布局非常重要，如果管網布局缺乏合理性，會導致很多問題的出現，如，管路過長、管網直徑太大、管線布局缺乏有序性等，這些問題的出現不僅會對整個供熱系統設計帶來不利影響，還會導致供熱效果下降，供熱管網建設成本和能源消耗都會因此有所增加，表現在各個用戶家中就是離得遠的用戶室內溫度達不到標準，離得近的用戶室內溫度超出標準很多，這無疑是非常不利于城市發展的。所以一定要科學合理的進行城市供熱管網布局設計。

2.2 供熱管網保溫層存在問題

保溫層是供熱管網的重要組成，其保溫效果會對供熱效果造成極大的影響。目前我國大多城市供熱管網都會采用比較軟質的巖棉作為保溫層材料，但是這種材料容易出現沉降和上薄下厚等情況。其中上薄下厚的發生會導致保溫效果降低，保溫材料沉降會致使保溫層和管道之間出現間隙，進行供熱時，間隙中的空氣就會和管壁發生對流，從而導致管道內的熱量流失加速。總之，巖棉作為供熱管道保溫層存在很多缺陷，供熱企業需要積極尋找更適合的供熱管道保溫層，以便可以有效降低管道熱量損失，提升管道保溫效果和供暖效果。

2.3 太過重視靜態運行

現在很多城市的供熱管網運行都比較重視靜態，調節模式也多是采用的固定形式，并沒有考慮到因為管網熱惰性而導致的熱能損失問題，這也是當前城市供熱管網設計中存在的一個重要問題。

3 城市供熱管網的優化設計分析

3.1 對管網直徑進行科學設計

管網直徑在管網設計中占據重要位置，因為管網直徑具有一定的特殊性，所以進行城市供熱管網設計時需要科學合理的設置管網直徑，而且盡量不要設計一種直徑，盡量要設計多種直徑，而且進行管網直徑設計時需要考慮到經過管網的流量大小和管道熱力承載值，一般情況下，設計的管網直徑應稍微超過熱力承載值，這種設計不僅符合經濟性原則，還可以更好的滿足供熱需要，同時可以有效防止管網受到損壞。

3.2 合理設計供熱管網布局

供熱管網是城市供熱系統的重要組成，但也是最容易造成熱量耗損的位置，所以需要合理的布置供熱管網，盡量不要使用太多的供熱管網，以免造成太大的熱量耗損。進行城市供熱管網布局是，不僅要考慮是否可以滿足人們的供暖需要，還要考慮建造成本，通過對兩者進行有效協調讓城市供暖效果變得更好。另外，進行布局設計時不僅要考慮短期效益，還要考慮長遠發展，也就要既要確保短期效益能夠滿足要求，又要符合長遠規劃，這樣的供熱管網布局設計才是城市持續發展需要的，才是人們取暖需要的，也就是不僅具備科學合理性，還具有先見之明的特點。此外，進行供熱管網布局時還需要考慮到施工技術和設計思路，這樣才能更好的控制供熱過程中出現的熱量浪費。進行管網設計時應盡量做到不同管路熱量負荷的平衡性，這樣就可以預防因為管路負荷過大而導致熱量出現浪費，也可以預防因為管路空置而引發熱量浪費等情況的發生。

另外，進行管路設計時一定要注意細節問題，例如，管線類型、閥門數量等，只有做好細節問題才能確保最終的設計可以滿足人們需要。進行安裝時一定要考慮到各種因素的干擾，安裝好的供熱管網不僅要具有穩固性和安全性，還要具有美觀性。供熱管線需要連接很多用戶，所以會分布在很多區域，而且為了美觀和減少破壞都會安裝在比較隱秘的地方，這就導致供熱管線存在一些安全隱患，為此就需要科學合理的進行安裝布局，以便可以將安全隱患降到最低，這樣后期維護也會變得比較輕松容易。管線長度也是供熱管網布局中需要重視的一個問題，如果管線長度太長勢必會導致熱量在輸送過程中出現浪費，而且管線太長還會導致不可控因素增加。所以進行供熱管網布局時一定要遵循化繁為簡原則，不要過于追求美觀，在確保供熱效率可以滿足人們取暖要求的基礎上還要合理設計管線長度。

3.3 科學設計供熱管網運行模式

在科學技術不斷進步的帶動下出現了很多新型計算機技術，智能監控系統就是其中的一種，其對于管網運行可以起到很大的促進作用。通常情況下，熱量在管網進行運行時勢必會出現一定程度的浪費，但是由于城市管網采用的是集中供熱形式，再加上科學合理的管網設計，如果能夠將智能監控系統運用到管網運行當中就可以有效降低熱量浪費。此外，如果可以將熱工工藝合理的運用到其中，并和現代化控制技術進行結合，不僅可以提高供熱管網運行準確性，還可以有效降低誤差的出現，這樣就可以實現供熱管網高效運行目的。另外，進行供熱管網運行模式設計之前需要先制定操作標準，還要制定管控機制，這樣就可以按照規定合理利用軟硬件實現城市供熱管網的高效運行。

3.4 合理設計供熱調節

城市供熱管網需要持續的進行供熱以滿足人們的取暖需要。為了能夠讓每個用戶都能感受到更好的體驗，就需要合理的設計供熱調節，這樣就可以有效防止供熱管網出現供熱不足或過量問題，用戶也可以享受到比較舒適的溫度。通過對供熱調節進行實驗發現，供熱調節中最為重要的環節就是水力調節，只有將水力調節到均衡狀態才能確保供熱管網可以發揮出更大作用。水力均衡會受到管道規格的影響，也會受到管網布局的影響，用戶數量也會對其造成干擾，所以，進行供熱調節設計時一定要根據實際情況進行全面考慮，以便導致最終設計缺乏實用性和有效性。

3.5 使用聚氨酯作為保溫材料

上文已經提到巖棉作為供熱管網保溫層存在很多缺陷，所以有些供熱企業用聚氨酯替代了巖棉。和巖棉相比聚氨酯不僅有著更好的保溫效果，而且因為其是硬性材料所以可以有效彌補巖棉容易出現下沉和上薄下厚等情況的缺陷。聚氨酯的導熱系數只有0.021左右，相比巖棉的0.04左右，顯然這個導熱系數更低。對聚氨酯進行實驗發現，經過長時間使用其也不會出現變形，而且其出現損壞的概率比較小，抗腐蝕性也比較高，抗滲透性也比較好，將其用作供熱管道保溫材料可以有效減少熱量損失。

3.6 優化設計整個供熱管網系統

城市供熱管網設計需要充分考慮城市供暖需要，還要考慮到社會經濟狀況，供熱管網布局同樣要考慮這兩方面因素。進行供熱管網設計時比較重要的一項工作就是協調好這兩方面因素的關系，確保供熱管網既可以滿足人們取暖需要，又符合當前社會經濟狀況。進行供熱管網建設時需要站在全局角度進行考慮，不僅要確保管網體系的科學合理性，還要確保供熱管網的穩定性和安全性，將其中潛藏的安全隱患進行有效清除，為減少返工返修次數提供助力，為供熱管網系統的平穩、順暢運行奠定堅實基礎。

4 結語

總而言之，作為城市供暖主要方式的供熱管網還存在一些問題，如，管網布局缺乏合理性、凝結水問題凸顯等，所以需要對管網設計進行優化，為的就是能夠讓供熱管網可以在減少熱量浪費的同時能夠發揮出更大的作用。為此，需要不僅要對管網直徑進行科學設計，還要合理設計供熱管網布局，同時要科學設計供熱管網運行模式、供熱調節等，基于凝結水具有的嚴重破壞性，還要處理好凝結水問題，通過對這些環節進行進一步優化，可以讓供熱管網設計變得更加科學合理，設計質量也能得到提升，用戶也可以享受到更舒適的室內溫度，供熱企業的經濟效率也能因此變得更高，可以說是一項可以起到多種有利作用的做法，所以一定要認真對待該項工作，努力將該項工作做到最好。