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      专家论文  
         
    《天津市集中供热住宅计量供热设计规程》修编
    信息来源: 发布时间:2008-11-13

    一、关于《规程》修编的几点说明:

    (一) 上一版《规程》颁布于2001年,至今已实施六年有余,六年来集中供热事业的社会环境与技术环境均发生了变化。

    为此天津市建设管理委员会,于2007年初委托天津市供热办公室组织相关单位专家对2001版《天津市集中供热住宅计量供热设计规程》进行修编。修编工作于2007年底完成,定名为《天津市集中供热住宅计量供热设计规程》DB29262008。新《规程》于2008-02-01起实施。

    (二) 上一版《规程》实施的六年多中,同全国其它城市一样,天津市的计量供热事业蓬勃发展。期间大专院校、设计院以及供热管理与运行单位进行了大量针对性研究,从技术与管理两个方面均积累了丰富的理论与实践经验。因此,也非常需要用新的经验对《规程》加以丰富与完善。

    (三) 六年来重要的社会环境与技术变化体现在:商品住宅的大量兴建·国家对节能与环保高度重视· 城市集中供热资源日趋紧张· 新的热源方式不断出现· 供热技术不断发展等,新《规程》力求能充分体现这些变化。

     

    二、《规程》修编的几项重点变化:

    1.基于节能环保与国家能源政策导向,具体提出了热源形式的要求与限制。

    2.明确推荐小规模换热站。

    3.在热水输配系统中推荐能实现锅炉定流量一次网变流量的二级泵形式;对大规模热力管网建议改变“一泵到底”的传统模式为用户分布泵或中继泵等,能明显降低能耗的新型系统输配形式。

    4.对邻室传热问题有了进一步认识。

    5.暗埋不准有接头;户内散热器采暖系统形式推荐“章鱼式”。

    6.不再推荐具体的塑料管材形式,代之以对塑料管材的选型与性能条件约束。

    7.强化了对地面辐射采暖自动控温的要求。

    8.提出了有别于传统热网运行策略的控制思想,即:将传统的分阶段改变流量的质调节变为分阶段改变温度的量调节,以使计量供热的节能潜力得以充分发挥。

    9.主张“一户一热量表”但不反对分户热计量方式的多样化。

     

    三、重点修编内容体现的观点与思路

    (一) 供热热源的选择 ,充分考虑能源节约、环境保护以及通过控制供热规模降低采用清洁能源时的供热成本。新《规程》4.1.1                              

    4.1.1 城市集中供热热源的选择应符合以下要求:

    1当以煤为燃料时,应优先采用热电厂和区域锅炉房作为主要热源;

    热电联产能提高一次能源利用率;区域锅炉房具有较高的热效率并利于污染的集中高效处理。

    2当以天然气为燃料时,其锅炉房的供热规模不宜过大;

    规模过大,系统热效率低,采用高价格清洁能源的经济代价过大。通常不主

    张区域燃煤锅炉房改造为同规模的燃气锅炉房。有教训!

    3在工厂附近时,应充分利用工厂稳定的余热和废热;

    4有条件时应积极利用可再生能源,如太阳能、地热能等;

    积极利用可再生能源,条件允许时可再生能源也可能成为集中供热热源,如集中的污水源热泵系统。

    5 除建筑所在地无法利用其它形式的能源外,不应直接采用电热采暖。

    禁止电的低质利用,电以“焦耳热”方式用于供热,其一次能源利用率仅为30%左右,大大低于燃煤供热系统一次能源利用率。对此应有清醒认识,即便经济上划算时也不主张。

    (二) 热力站供热规模大,半径长是我国集中供热系统的普遍现象,这一习惯做法的弊端在于:大温差输送距离缩短,小温差输送距离加长,其结果:管网投资高、输送能耗高,热力稳定性差,高温热水管网更明显。新《规程》4.2.2

    4.2.2 对于新建的居住区,其热力站的最大规模以供热范围不超过本街区为限。热力站供热最佳规模,一般以建筑面积510m²为宜,供热半径宜小于0.5km。当对已有供热系统进行改造时,热力站规模可不受此限制。

    2001版《规程》规定热力站规模,最大15万m²。小规模热力站的优点是:管网投资低、输送能耗小,利于管网平衡与稳定。

    (三) 我国集中供热管网的水系统形式以一次网定流量为主,且多为“一泵到底”,一次侧循环泵的扬程动辄百余米水柱。此系统模式的问题在于输送能耗高,体现在:①对换热器而言,二次侧水温调节是通过改变一次侧流量实现的,一次网应该变流量运行。但如果一次网为一级泵系统,变流量运行会导致锅炉运行不安全。所以,目前通常采用换热器一次侧设三通调节阀的方式,实现锅炉定流量运行,虽然保证了安全,但一次网输送能耗节约的潜力没有发挥出来。②“一泵到底”使管网的动力输送效率低,水泵能耗高。

    新《规程》4.1.44.3.2针对以上问题提出了要求,体现了观念的转变。

    4.1.4 区域锅炉房供热系统的设计应符合以下要求:

    1)在区域锅炉房供热系统中宜采用热源循环泵和热网循环泵分别设置的双级循环泵系统;

    此系统形式能实现:热源定流量,保证锅炉安全运行,一次网变流量,降低输送能耗。

    4.3.2城市集中供热热力网宜采用分布式变频系统及混合回路系统等有利于降低管网输送能耗的系统。当供热规模过大、供热距离过长时,可考虑采用中继泵系统。当供热面积大于1000万㎡的供热系统,宜采用多热源联网系统,热力干线宜连接成环状管网。

    新理念,有效降低输送能耗。区别于“一泵到底”国内有实例!通常分布泵系统与“一泵到底”系统相比能使输送能耗降低30%-40%

    (四) 目前关于户间传热的计算多基于稳态传热,由此得到的户间传热负荷值偏高,有的甚至达到了房间供热设计热负荷的100%。实际情况是,我国北方住宅建筑多为重型结构,蓄热特征明显。实测研究与模拟分析表明,考虑蓄热因素后的户间传热负荷不会高于房间供热设计热负荷的30%,房间供热设计热负荷指未计入户间传热负荷的房间热负荷,《规程》3.3.2

    3.2.2户间传热负荷不宜大于房间供热设计热负荷的30%。当计算结果大于30%时,宜取30%

    (五) 2001版《规程》在6.7.5条规定:“对于PP-R管除分之管连接件外,垫层内不宜设其它管件,且埋入垫层的管件应与管道同材质,热熔连接,对于不能热熔连接的PEX管、铝塑复合管等,垫层内不应有任何管件和接头”。

    以上规定的最大问题在于,同 《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-20034.9.5的规定矛盾。另外,修编调研得到情况也表明暗埋接头确有隐患,因为有投诉,且呈上升趋势。尽管我们承认,合格的热熔接头,其强度优于管道母体,但,往往现实的安装条件与工期很难保证百分之百合格安装。所以尽管存在较大分歧,最终还是坚持了“无论能否热熔,垫层内不应有任何管件和接头”的要求。

    强调“垫层内不应有任何管件和接头”,意味着必须推荐合适的室内采暖系统形式。显然“章鱼式”系统是最合适的。新《规程》6.4.16.7.5

    6.4.1户内采暖系统采用散热器采暖时,宜采用放射式系统(章鱼式系统),管道暗敷在本层地面沟槽内,亦可采用以下管道布置方式:

    明确建议采用放射式系统(章鱼式系统)的理由是:

    1.暗埋敷设塑料管材无接头,符合国家规范要求。

    2.尽管其它形式也能实现地下无接头,但非常不美观。

    3.虽然造价有所提高,但幅度不大,约20~30%,在采暖系统总造价中的提高更小,不会超过10%。应完全可接受。

    6.7.5户内采暖系统塑料管材敷设应符合下列规定:

    1.暗埋部分不得有任何形式的接头;

    明确要求暗埋部分不得有任何形式的接头,以与国家规范GB50019-2003一致。

    (六) 2001版《规程》之6.7.1根据当时塑料管材的产品状况,推荐了四种管材,分别是:PP-RPBXPAPPEX。但近年来,制造商根据市场的需求结合技术进步推出了性能更加优异的管材,如稳态复合管等。如果继续沿用以往做法,在新《规程》中推荐塑料管材的具体形式,将可能阻碍新型适用材料的推广。为避免此种情况的发生,使新《规程》的编制更科学,此次修编用规定塑料管材性能,代之以对管材类型的具体推荐。新《规程》6.7.16.7.2

    6.7.1户内采暖系统管道宜采用塑料管材,其类型应根据户内散热设备形式、热媒温度、系统工作压力、水质及施工技术水平等因素确定。

    塑料管的寿命不是由腐蚀速率确定,由温度、压力、不同温度的持续时间决定。

    6.7.2用于户内采暖系统的塑料管材除应满足国家与行业相关标准外,还应符合以下要求:

    1) 在热水的设计温度及工作压力下,使用寿命不低于50年;

    如果建筑设计寿命低于50年,随建筑寿命。

    2 铝塑复合管应为对接焊铝塑复合管;

    对接焊工艺要求高,只要做出来质量相对就有保证!

    3 明装敷设为主时,应采用带有阻氧层的塑料管材。

    (七)首先室温可控是分户热计量的基础,其次只有自动控温才能有效利用自由热、避免过热,真正实现计量供热系统的末端节能。2001版《规程》出台时,国内尚无较成熟的地板采暖自动控温装置,而国外产品价格过于高昂,因此虽然充分认识到了自动控温的重要性,但并未明确要求。

    近年来虽然市场上地板采暖控温装置越来越多,价格也在下降,但地板采暖采用自动控温的案例仍然很少,其主要原因,一是2001版《规程》未明确要求,二是成本控制的需要。另外必须指出的是,没有自动控温装置的地板采暖不仅不能充分发挥计量供热系统末端节能效果,也使热舒适性变差,因为地板采暖的热惰性较大。新《规程》6.6.2

    6.6.2户内采暖系统的温度调节装置应按以下要求设置:

    1 散热器采暖时,每组散热器应设与户内采暖系统相适应的散热器恒温控制阀。双管系统采用高阻力两通恒温控制阀,单管跨越系统采用低阻力两通恒温控制阀或三通恒温控制阀等;

    2地面辐射采暖应设自动控温装置,且宜按环路分别设置。

    强调温度控制装置必需为“自动”型,原相应条款的调节阀表述模糊。

    实际情况是:几乎百分之百的地面辐射采暖,采用的是调节性能很差的手动阀门。希望借此有所改变。注意:按环路,而非每个房间!

    (八) 几十年来,我国的热网控制策略为:分阶段改变流量的质调节。这种调节的实质是以温度调节为主,以流量调节为辅。这样的调节策略,对末端不具备时时主动调节的传统供热系统适用,而对于计量供热系统则不太适用。至少不能充分发挥计量供热系统的节能潜力。具体体现在:

    1)国内外的经验证明,热水供热系统要实现高质量供热,必须采用在热源处进行集中调节,在热力站或热力入口处进行局部调节和在用热设备处进行单独调节相结合的联合调节方式。热源处的调节是粗调节;热力站特别是在热力入口的局部调节为精调节;用热设备处的单独调节是最终调节。上述几种调节方式是相互依存,相互补充的,联合采用才能实现高质量供热;

    2)计量供热后,用户能够自主调节供热量,供热系统将由定流量调节转变为变流量运行方式。系统的供热量、供热参数都会发生较大的变化。在众多用户不同需求下,既要保证供热质量,又要达到经济运行效果,应采取如下调节控制方式:

    在流量调节上:一级网的变流量调节是依靠一级网最不利端压力(或压差)来控制热源首站的主循环水泵转速;同理二级网的变流量调节也是依靠二级网的最不利用户压力(或压差)来控制二级网的循环水泵转速。为此,一、二级网均设变频泵及控制点,而且控制点离最不利环路越近越经济;且在任何情况下,不管流量如何变化都要满足用户有足够的资用压头。

    在供水温度调节上:一般情况下热源的供水温度仅随室外温度变化,也就相当于质调节下的温度调节曲线。同样二级网的供水温度也应随室外温度变化,由一级网的电动调节阀来控制。

    对于一级网宜采用分阶段改变供水温度的量调节,以解决单纯量调节时,在低负荷下流量过小会使供热系统水力失调(室内供热系统垂直失调,热力站供热不足)。这种方法运行能耗小,控制简单,最适合用户自主调节、计量收费,并提高供热质量和节约能源。新《规程》4.3.4

    4.3.4供热调节

    1 热水供热系统应采用热源处集中调节、热力站及建筑引入口处的局部调节和用热设备单独调节三者相结合的联合调节方式,并宜采用自动化调节;

    2 计量供热系统,一级网宜采用分阶段改变供水温度的量调节方式;二级网应根据用户系统形式决定,当用户采用双管系统时,二级网应采用质—量调节方式;

    3 多热源联网运行的供热系统,各热源应采用统一的集中调节方式,执行统一的温度调节曲线。调节方式的确定应以基本热源为准。

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