刘立云

0 引言

北方地区高校供暖普遍具有面积较大，管线较长，管网复杂，公共建筑多，人员流动固定，运行调节盲目性大，供暖间歇性强、有固定假期等特点。随着招生规模的扩大，各个学校供热需求量都不同程度地增加，燃气(煤)支出已经成为北方地区高校运行成本的一个重要部分。减少燃气(煤)消耗量，不仅对国家节能减排有重要意义，也是学校节约能源开支，降低办学成本的一个重要途径。

1 高校供暖存在的问题

1． 1 热源分散，采暖面积大、供热管线长

北方地区高校供热方式有市政集中供热、学校燃气(煤)锅炉房供热，或上述情况并存，许多高校都存在多个锅炉房。由于校舍面积大，无论是市政集中供热还是学校锅炉房供热，都存在供热半径大的问题。

不同的热源供热能力不一样，承担的供热任务不一样，热源分散容易导致供热失衡，管线长导致循环泵功率、扬程偏大，热损失增加，容易出现“跑、冒、滴、漏”等现象。

1． 2 供热方式单一，没有按需供暖

大部分单位供热方式都是锅炉一次水直供，很少存在二次水(加板式换热器)供热现象，这种供热方式导致出现下列问题:

1)热力失调，即“远冷近热，下冷上热”。为解决局部温度过低，往往是盲目的更换大参数水泵或增加水泵数量，扩大管径，增加设备容量，造成投资增加，浪费能源;

2)热能浪费，学校存在教学楼、图书馆、办公楼、公寓、餐厅等公共建筑，人员在上述建筑中来回流动，并且相对固定，随着人员的流动，不同建筑物之间、同一建筑物不同时段之间都存在供暖间歇期，由于没有调节装置，很难做到分时、分区、分温控制，既浪费能源，又难以提高供暖舒适度。

1． 3 管理手段落后、运行方式不合理

1)由于设备设施不完善，没有自动调节装置，司炉工仅凭感觉或指令来回启停锅炉、调节大小火或开启阀门，很难做到精确控制。实际运行中即使这样，司炉工由于惰性也不愿意做;

2)由于供暖的季节性，司炉人员不断流动，人员技术水平普遍偏低，相当多的人对锅炉控制不了解，用户关心室内温度，锅炉房关心供暖效果，为了减少供暖投诉率，运行人员宁愿多耗能也不愿进行调节。

2 对策

2． 1 调整热能供需平衡

高校供暖节能改造，首先，要保证正常供暖，其次考虑节能效果。如果供热负荷过大，单靠节能解决不了根本问题。这种情况下，需要认真计算热能需求量，适当增加热源供给量或调整热源供给区域。其次，要保证供热管网正常运行，管道进、回水畅通，管道保温状况良好，否则热能损失大，不容易做好热能平衡调试工作。

2． 2 调整系统水力平衡

消除热网水平失调，改变“大流量小温差”不经济运行。改装平衡阀及平衡阀智能仪表，把各用户的循环流量控制在一定的范围内，在热网平衡的基础上，把水泵的循环水量降下来，以实现大幅度节电。

2． 3 采用变频技术节电

如果系统阻力或流量因为末端调节而发生变化，水泵不能相应地调节扬程或流量来改变出力，也会浪费能量。另外循环水泵选型应符合水输送系数规定值。以往的供热系统大多为多泵并联的方式来实现运行调节中变流量的要求，调节范围小，耗电大，效果不理想。风机运行情况也类似。采用变频技术可使风机、水泵实现无级的变流量运行，节电效果显著。

2． 4 安装供暖节能系统

在高校供热系统中，除需连续供热的住宅，还有不同使用性质分时段供暖公共建筑，白天需供热，夜间和节假日仅需维持防冻温度，并有很强的间歇性，如不加以控制，均采用连续供热，必然会造成能源的极大浪费。下面以作者所在单位——西安电子科技大学(简称西电)供暖节能为例，介绍高校供暖节能改造内容。西电采用的是北京阿克姆热能开发科技有限公司专利技术，具体内容如下。

2．4．1 安装分时分温控制器(即楼宇现场控制器)

分时分温控制器是一套适用于分时段供暖建筑物，实现不同时间段供暖与防冻切换控制，在供暖时段实时采集楼宇入口水温与回水温度及室内温度，精确驱动电动阀，保证供暖室温相对稳定，在防冻时段，实时根据采集回水温度，控制电动阀动作，保证系统水流正常，降低能源消耗。西电北校区共安装52个节能控制点，每个点包括1台分时分温控制器、1台电动调节阀、2个蝶阀、1个供水温度采集器、1个回水温度采集器，原理如图1所示。

2．4．2 安装室内温度采集器

室内温度采集器采用嵌入式单片机控制，具有232/485通讯功能，支持多种通讯方式:TCP/IP网络，RS232，RS485，无线网络，电话线通讯及电力线载波通讯等。安装在楼宇中的典型位置(一般在供暖最不利位置)，通过网络传输(有线或无线GPRS等方式)，上传到节能总控系统(锅炉集控计算机)上，工作人员可以方便的通过计算机实时了解每栋楼住户房间内的实际温度情况，并可应用户要求现场显示采集温度，在适当时候可以进行调整供热温度，同时计算机还将全年采暖季室内温度全部记录，以便随时查询和打印。

西电北校区共安装52台室内温度采集器，并采用校园网传输。实际运行中发现校园网由于流量大，用户多，传输不可靠，在随后的南校区供暖节能中，我们进行了创新，采用与校园网共用光缆，自成系统，即“同缆不同芯”的做法，很好的解决了这一问题。

2．4．3 安装气候补偿器

气候补偿器是根据室外温度的变化及用户设定的不同时间对室内温度要求，按照设定曲线求出恰当的供水温度进行自动控制，实现供热系统供水温度—室外温度的自动气候补偿，避免产生室温过高而造成能源浪费的一种节能产品，原理如图2所示。

图2 直供式气候补偿系统原理图

2．4．4 安装热源综合控制器

热源综合控制器是一套应用于多台锅炉机组的锅炉房，对各锅炉进行负荷分配，保证锅炉房热负荷平衡的一种控制产品，控制器将锅炉房管理人员多年运营管理经验，结合计算机模糊控制理论，对每台锅炉的各种参数、整个供热系统的参数进行计算，得出最佳锅炉负荷情况，并根据它调整锅炉的实际负荷以及开启的锅炉数量。西电北校区共有西区、东区、南区3个锅炉房，共安装3套热源综合控制器。

2．4．5 安装节能总控系统

节能总控系统是一套数字化软件，采用人机交互方式进行操作，具有丰富的组态功能，使整个系统具有良好的人机界面，直观明了的显示锅炉控制器、气候补偿器、热源综合控制器、楼宇现场控制器、室内温度采集器各相关运行参数，动态仿真的描述供暖系统各辅机的实时运行状态(运行、停止或故障)，全中文界面，操作简单、参数实用、动画逼真，同时中央控制台P4 2．4工业控制计算机成为硬件基础，充分保证了系统的稳定性。西电北校区共安装3套节能总控系统。

2．4．6 安装分层给煤装置(燃煤锅炉)

分层给煤装置的作用是疏松燃煤，改善燃烧条件，提高燃烧效率。我国自20世纪90年代开始应用。先后有分层给煤、分层分行给煤、变层分段多形给煤技术，目前应用较多的是变层分段多形给煤技术，其显著特征是:具有可调整组合式筛分器、多段煤闸板，通过变换布煤层次、多段控制燃煤供给量，可同时布置多种形状煤层(分层煤形、分段煤形、垫层煤形和复合式煤形、波峰波谷煤形等)，从而改变了正转链条锅炉层燃方式，大幅度节能降耗。

还可以通过增加换热站、将小功率、多泵并联改为大功率、单泵运行等内容。由于水泵、换热站更换及设置受投资、场地等条件限制，实际改造需要因地制宜。

3 投资与收益

西电北校区采用天然气供暖，2010年共投资204万元，完成了3个锅炉房气候补偿、52个点分时分温控制，当年节省天然气费用约50万元。在节省费用的同时，更好的改善了学校的供暖品质，将历史上不热的区域全部变热，并克服了冷冬所带来的影响。西电南校区采用燃煤供暖，2011年安装了4台分层给煤装置(含煤耗计)，共投资38万元，预期当年即可收回投资。

4 结语

供暖节能是一项利国利民的工程，需要用户积极参与，并根据自身特点，选择不同类型的节能设备和技术，节能厂家也需要在实践中不断探索研究，博采众家之长，提供经济、合理、实用性强的产品和方案。

［1］ 吴修所．阿克姆供暖节能控制技术工程应用［J］．建设科技，2008(23):10-12．

［2］ 陈 曦，陈 爽．解析三辊式分层分行分段给煤装置［J］．节能，2010(4):28-30．

［3］ 陈 爽．链条锅炉分层分行燃烧装置解析［J］．应用能源技术，2008(3):34-36．