西海镇室内外采暖系统现状及其发展方向

摘要：采用分户控制、分室调温可以解决用户间相互影响及管理困难的问题；可以促使热用户按需合理用热，节约能源。关键题：供暖系统 温控阀热力失调节约能源城市供热是我国北方地区城市基础设施的重要组成部分，也是我国北方地区城镇居民冬季生活的基本需求。随着西海镇城镇化水平的提高和居民生活条件的不断改善，西海镇供热面积将进一步扩大，热用户对供暖质量、服务的要求也在逐步提高。为此，笔者就西海镇公共与民用建筑室内外采暖系统的现状及其发展方向，做以下粗浅分析。

1 基本情况

西海镇是青海省海北藏族自治州的首府，是自治州政治、经济、文化中心，原系我国第一个核武器研制基地。位于海北藏族自治州北部，西海镇距省会西宁市100公里，镇区面积570平方公里，总人口近1万人。西海镇城市规划面积9平方公里，目前建成区面积4平方公里，西海镇具有海拔高、气温低、降水量少、季节变化大、蒸发辐射强烈、日照时间长且昼夜温差大等内陆高原半干旱气候特点。春季干旱多风，夏季凉爽，秋季短暂，冬季漫长。年平均气温-0.5℃，最暖月平均气温12℃，最冷月平均气温-14.7℃，极端最高气温26℃，极端最低气温-33.8℃；西海镇地区年平均降雨量366.4毫米，主要集中在夏季，年蒸发量1531.1毫米，年平均相对湿度61％；该地区平均风速较大，年平均风速为2.6米／秒，年大风日数38.7天，年主导风向为偏西风，次主导风向为东南风。镇区平均海拔3120米，地区高峰热负荷95W/，实际采暖期8个月计240天。西海镇城区为高温热水锅炉的集中供热系统，系统热源来自西海供热公司5台77MW高温热水锅炉。西海供热公司通过高温水管线输送热媒至1#、2#、3#热力站，经热交换后供热用户采暖。西海镇现有三座热力站，1#、2#、3#热力站采暖系统为三个独立运行的供热系统，实行24小时不间断供热。1#热力站设计供热能力20万平方米，现有供热面积21万M2，超负荷1万平方米，约有1.5万平方米的建筑物存在不同程度暖气不热现象。2#热力站设计供热能力13万平方米，现有供热面积14万多平方米，约有1.5万平方米的建筑物存在不同程度暖气不热现象。3#热力站设计供热能力20万平方米，现有供热面积20万平方米，约有1万平方米的建筑物存在不同程度暖气不热现象。4#热力站正在建设之中.计划下个采暖期投运。西海镇现有供热总面积55万平方米，供热管道长度65千米。

2 室内系统

2．1既有公共与民用建筑室内采暖系统

西海镇既有建筑大多数是原国营二二一厂遗留房屋和前几年来建设的部分建筑，其室内采暖系统有单管上供下回同程式、异程式，双管同程式、异程式。随着城镇供热体制改革和建筑节能工作的深入推进，这些采暖系统的不足和弊端显得越来越突出。下面就以单管上供下回同程式为例说明一下老系统存在的问题。

（1）上热下冷现象

因暖气片设计余量较大，造成后果为较高楼层的暖气片散热过多，室内气温偏高，有时远远超过规定标准室内气温18℃。这样，就加大了较高楼层流体的温降。而低楼层暖气片的温度由于高层暖气片的过度散热而变得越来越偏低。尽管底层暖气片设计时也有余量，但随着水温的不断下降，换热温差及换热系数K值也不断减小，造成散热效果随着楼层的降低越来越差，室内气温偏低。如：#44、#45住宅楼、西海饭店楼表现较为突出。

（2）边室不热现象

异程式室内供热系统中，供暖主管道入口在楼房中间，边室为末梢。这样，客观上造成离入户立管较近的分立管流量偏大，末端立管流量不足，加之边室热负荷很大，设计时考虑多加暖气片，这样，无形中又增加了边室立管的阻力，流量更加受到影响，这就势必造成边室热量不足，供热效果不好。如：#2、#5、#6、#33住宅楼的供热效果属这种情况。

（3）失调不可避免又无法调节

这样的户内系统，存在立管间的水力失调和上下楼层间的热力失调是不可避免的。水力失调原因有：①立管可供选择的管径档次有限，一般为DN20和DN15两个档次，远远不能满足保证众多立管间水力平衡的需要；②供热管道、管件、散热器等的理论阻力计算值与实际往往有较大偏差，也使水力失调加大。热力失调原因：①散热器的设计余量是客观存在的，余量的大小受诸多因素影响，往往偏大；②介质运行参数达不到设计要求。

不管是上热下凉的竖向热力失调，还是中间热边室冷的水平热力失调，仅仅通过设计时的散热量计算是解决不了的。那么，最好的解决途径似乎是根据实际运行情况进行调节。然而，老的室内供暖系统不具备调节的条件。首先，老系统立管数目众多，如用人工调节，不但工作量很大，而且，由于立管间相互影响，很难达到预期目的；再者，各个立管分布于不同用户的房间内，涉及的用户较多，也为调节工作带来不便。

西海镇室内供暖系统大多数运行近40年，多年来未曾有过有效的维护和管理。室内管道及散热器存在结垢、局部堵塞的问题，控制阀门存在生锈失灵的问题。再加上系统本身固有的缺陷，室内各个型式的供暖系统均存在着水力失调和热力失调的现象，而又无法调节，使得热量分配不均，造成冷热不均现象。如：靠近主立管的用户室温偏高，远离主立管的用户室温偏低，楼层较高的用户室温偏高，楼层较低的用户室温偏低等。这就使得有限的热量得不到合理分配。为了保证供热效果，热力站逼迫增加循环水量，同时提高供暖温度。这样一来，增加了供热成本，造成了热力浪费，而供热效果没有达到预期的目的。

2．2 新型公共与民用建筑室内采暖系统

新型室内采暖系统分为既有建筑室内采暖系统改造和新建建筑室内采暖系统。

2．2．1既有建筑室内采暖系统改造

既有建筑室内采暖系统按与散热器连接方式分为单管系统和双管系统。不论是增设了跨越管的单管式，还是双管式供热系统，虽然设置了调节阀，但大多数已失灵或用户根本不进行调节，同时，由于按面积计费，用户对供热能耗毫不关心，使之形同虚设。随着城镇供热体制改革工作的稳步推进，要实现对现有建筑供热系统的节能和计量收费。就必须对其进行逐步改造。

（1）单管系统，可通过增设跨越管、温控阀、热量表的方式进行改造。跨越管管径比立管管径小一号，加设跨越管的主要目的是使流经散热器的水量可调，小一号的跨越管旁通了不大于30%的散热器原流量。在散热器支管上设温控阀，使之根据室内负荷变化自动调节散热器水量，控制室温恒定，从而达到节能的目的。热量表可根据建筑物的使用性质安装在建筑物热力入口处或散热器上。如：对于居民住宅楼，热量表安装在建筑物热力入口处，热分配表安装在每组散热器支管上，使每户的用热量得到准确计量；对于机关办公楼、宾馆、幼儿园、教学楼，无需对各个房间进行分户计量，热量表安装在建筑物热力入口处。

（2）双管系统，可通过增设温控阀、热量表的方式进行系统改造。在散热支管上设温控阀，用户可根据室温的变化调节经散热器的水量，控制室内温度，实现节能的目的。热量表的设定，根据建筑物的使用性质安装在建筑物热力入口处或散热器上。（同单管系统）。

以上改造系统由于每组散热器均增设了温控阀，因此，可充分利用自然热――阳光入射，家电及人体散发的热量，达到节能15%――20%；同时，由于温控阀可以调节室内设定温度，提高了室内舒适度，避免了室温的偏高或偏低。其次，增设了热量表，为暖费收取奠定了坚实基础。采用以上改造系统后，可解决垂直热力失调和水力失调，实现室内温度自动调节，降低不同朝向房间的温差，提高室内舒适度。

2．2．2新建建筑室内采暖系统

采用分户控制，即一户一个小循环系统，就是在单元楼梯间设置管道井。主立管敷设其中，并向每户引出供回水分户管，一般采用下供下回式，每个分户供回管处设置计量及控制装置。其优点是①实现了分户控制，解决了原有系统各用户相互影响及维修、管理困难的问题；②方便了流量调节，解决了原有供热系统中存在的热力失调而又无法调节的问题；③居民可根据自己的需要调节室温，当外出不在家时可将室温自动调低，从而实现节约能源，减少热费。

3 室外供热系统

3．1连接于热源和热用户之间的室外供热系统是整个集中供热系统的重要组成部分。它包括热力站和室外管网两部分。

（1）热力站是指连接于一次管网与二次管网并装有相关换热设备、仪表和控制设备的机房。它用于调整和保持热媒参数（压力、温度和流量），使供热、用热达到安全经济运行，是热量交换、热量分配以及系统监控调节的枢纽。。西海镇现有三座热力站，1#、2#、3#热力站采暖系统为三个独立运行的供热系统，实行24小时不间断供热。1#热力站设计供热能力20万平方米，现有供热面积21万M2。2#热力站设计供热能力13万平方米，现有供热面积14万多平方米。3#热力站设计供热能力20万平方米，现有供热面积20万平方米。4#热力站正在建设之中.计划下个采暖期投运。。

（2）室外管网一般以热力站为中心，向四周呈枝状分布①敷设方式：老

的敷设方式为地沟敷设及架空敷设，地沟敷设的缺点是占地较大，管道容易被水浸泡，维护费用高。架空敷设的缺点是影响美观，管道维护困难，沿程热损失大，近年来规划部门以直埋为主。直埋的特点：热损失小，补偿量大，节省投资，施工简单，防腐性能好，使用寿命长。②供热现状为：3#站供热效果正常，供暖期室内温度稳定在18±2℃范围内，1#站供热效果较差，约有1万平方米存在着不同程度的暖气不热。如：海北州第一人民医院门诊楼、海北州中心血站、锦苑小区住宅楼等均存在不同程度的暖气不热。1#站区域供热系统存在着热力不平衡，系统始端热用户室内存在过热现象，末端存在供热量不足现象。西海供热公司采取加大循环量，提高供热温度的办法，但仍然改变不了失调现象，反而提高了生产成本。

3．2基于以上供热现状，笔者，就西海镇室外供热系统提出几点建议：

（1）随着西海镇城镇建设步伐的加快，供热市场在扩展，供热面积在增大，热力站的数目势必会增加。热力站的供热规模及供热半径控制在一定的合理范围内，每个站的供热面积宜在3―8万平方米，供热半径不超过350米，热力站址应选择在热负荷中心，这样可使水力失调大为降低。

（2）随着热力站数目的增加，可考虑在热力站的二次网之间进行联网，这样做的优点：可以优化生产运行，提高供热系统的经济性、安全性、可靠性。

（3）二次网系统实行计算机监控系统，自动化监控是集中供热系统供热可靠、节能运行、提高运行效率和降低运行成本的重要手段，近年来，该系统得到了广泛应用，该系统可根据室外温度的变化和不同热用户的热负荷，智能调节二次热网的供热量和各热用户的供热量，自动控制一次网的供热量和供热抽汽量，使供热在合理工况下运行，实现各热用户热力平衡，达到按需供热、降低能耗的目的。

（4）二次管网中供热支线设计时应考虑发展的可能性，留足管径，选用较小比摩阻。如：锦苑小区，州人防办公大楼，金银滩假日宾馆楼等的室外供热管道直接接于主管道上，造成支线多、接口多、检查井多，供热管线缺乏科学规划和合理布局，增加了投资费用及维护管理工作。

以上分析了西海镇集中供热室内外采暖系统的现状，并结合国内其它地区分户计量的经验教训，提出了西海镇供热系统的发展方向及老系统改造设想，以供大家参考。