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试析连续供暖与间歇供暖

2011-04-13蒋益军

四川建筑 2011年1期
关键词:锅炉房公共建筑热效率

蒋益军

(四川建筑职业技术学院,四川成都610031)

随着我国城市建设的不断发展和人民生活水平的逐渐提高,在很多冬天严寒的城市都设置了供暖系统,供暖覆盖面有了进一步的扩大。虽然如此,但很多供暖系统要从既保证需要又节约能源等多方面来衡量的话,则在设计、施工和运行管理等各个方面都还存在着许多问题,需要广大供暖工作者作出更大的努力加以完善和改进。笔者从供暖运行调节方式(连续供暖与间歇供暖)方面阐述其两者在初投资、运行成本、节能及舒适度等方面的优劣,以期与同行们交流,达到优化供暖运行调节方式的目的。

目前我国城市的供暖处于逐步发展热电合产、集中供暖的趋势。但由于发展热电合产和城市集中供热管网的初投资较高,不可能在短时间内全面解决,而是需要一定时间,根据国民经济条件逐步解决。因此,在目前阶段,城区的供暖基本上都是通过合理的分区规划,首先实现联片的小区锅炉房,减少分散的小型供暖锅炉房,并同时为将来大部分居住建筑和城市供热管网相连接创造条件。所以,在当前供暖的整体情况和条件下,要提高供暖系统运行经济性和用户使用舒适性,就需要在供暖运行调节方式上作改进。

1 连续供暖运行制度的优越性

连续供暖即在采暖期内,每天分几次由热源输送热媒到热用户供暖,而间歇供暖是指在室外温度达到采暖设计温度时,采用缩短供暖时间的供暖。住宅建筑一般要求早7点到晚上11点的16 h内保持16~18℃的舒适温度,而在其余8 h的夜间,允许室内温度适当下降。为了满足上述要求,在每个供暖季的严寒期间采用24 h连续供暖是必要的,而在初寒期和末寒期,则可以采用每天16 h至20 h的“准连续供暖”。实践证明,如此连续供暖与准连续供暖相结合的运行制度可在保证供暖质量和社会效益的条件下实现节约能源和提高经济效益,因而是适宜的。实践证明,实行16 h准连续供暖与实行12 h间歇供暖相比,在单位耗煤量基本相同的条件下,室内平均温度提高了1~2℃,室内温度的波动幅度由3~3.5℃降为2℃以内,因而住宅的舒适性大大提高了,居民的用热满意度由80%左右上升到了98%。

在锅炉房所进行的锅炉热效率测定结果表明:实行24 h连续供暖,平均热效率可达到75%左右,而实行12 h间歇供暖后,其平均热效率就下降到56%左右。此结果是由于:供暖锅炉间歇供暖的每次压火都使锅炉炉膛的温度显著下降,而在生火的3 h后方才能恢复正常。在炉膛温度较低的阶段,炉内未能达到理想的燃烧条件,因而降低了锅炉吸热量和热效率。而在连续燃烧与供暖的条件下,避免了炉膛温度的降低,保持了良好的燃烧条件,从而能达到理想的锅炉吸热量和热效率。这部分多回收(或少损失)的热能有效地提高了建筑物的得热量和室内温度。由此可见,连续供暖与间歇供暖相比,其能较好地节约能源,同时对环境也是一个很好的保护。

不仅如此,连续供暖运行制度还可以节约建筑物内的供暖散热面积、供暖锅炉房的初投资、锅炉房的占地面积、供暖管网的初投资及供暖的运营费用。

在供暖运行制度为连续供暖方式的情况下,建筑设计中的散热器数量(散热面积)应比间歇供暖方式计算的数量减少很多。其原因是:假设室内外平均温度差相等,建筑物的全日总耗热量为定值,而连续供暖的供暖时间比间歇供暖的供暖时间要长,所以小时热负荷相应减少,所需散热器数量也就减少了。于是,供暖管道的管径、供暖锅炉的总容量以及锅炉房的全部附属设备(循环水泵、鼓风机、除尘器等)都相应地减少。这些又会使得锅炉房占地面积减少以及包括锅炉房折旧费、维修费和运行费在内的许多费用的减少。因此,使用连续供暖运行制度,不仅有显著的社会效益,而且有较大的经济效益,是实现节能减排和效益优化双赢的有力保障。

2 间歇供暖运行制度的弊端

间歇供暖也就是间断性的供暖,其供暖的时间通常是人们在家中的早、中、晚三个时段。其实,这种供暖时间的选择不是很合理的,从用热人的感受来说,采用早、中、晚三时段开始供热并使室温逐渐升高达到最高值,其实这时候在家的人并不是静止的,通常都在忙着做饭、整理房间、洗刷等一些体力劳动,此时并不需要室温达到最高值。而当不供暖室温逐渐降低的上午、下午,却是滞留在家的老人、小孩和体弱多病的成人在家的时候,这些人群活动量都比较少,需热量比较大,正是需要供热的时候。因此这就暴露了供热时间的不合理性,需要调整。

另一方面,从供热设备来说,锅炉里每天烧烧停停,一天生、停几遍火,这种非稳定的运行方式对锅炉本身的使用寿命来说就是极其不利的,也不利于提高锅炉的热效率。尤其是一些新建区域,由于缺乏开发建设的规模性和规划的长期性,往往是新建一栋楼就新建一个锅炉供热系统,并为了因间歇供暖而自然降低的室温能迅速提高,也为了将来发展而留有余地,建设单位在选择锅炉容量时通常就采用大马拉小车的办法加以解决。六、七千平方米的楼房,用1.5 t甚至是2 t的锅炉,加上间歇供暖致使锅炉的热效应连50%都达不到,这就会造成锅炉房初投资的极大浪费,同时也会造成煤炭等资源的浪费和对生态环境的污染破坏。

间歇供暖除了会造成锅炉房的投资浪费,还会造成室内散热器和管网的投资浪费。采用间歇供暖方式,在设计时通常会附加20%的热负荷量,这就会加重散热器的热负荷负担,连带的当然也会引起流量的增加和管径的增加,此时就会在运行过程中出现大负荷、大容量、大流量和低水温的现象,低温差也就不可避免地出现了。这种情况形成的最直接结果就是出现垂直失调和系统上端过热下端过冷的现象,并且这样的现象很难通过运行调节加以解决。

3 适合采用间歇供暖运行制度的情况

当然,虽然连续供暖运行方式与间歇供暖运行方式相比较有许多优越性,但也并不意味着任何情况下都应该采用连续供暖方式,而要视供暖建筑物供暖需要的具体情况,比如住宅小区内的公共建筑(中小学、商店、办公楼等)或是大专院校校园内的教学楼、实验楼、办公楼等。由于这些建筑在一天中的使用时间往往都少于12 h。除在使用时间内需要保持舒适温度外,其它时间内并无温度要求,也就是说,每天只要在使用时间之前把室内温度提升到需要温度即可。对于使用时间短的这类建筑来说,采用间歇供暖是合理的,因为其日平均室内温度比连续供暖的日平均室内温度要低得多。鉴于建筑热损失与室内外平均温差成正比,对间歇使用的公共建筑采取间歇供暖运行方式符合节能的原则。在这种情况下,为了由同一锅炉房既为居住建筑连续供暖,又为公共建筑间歇供暖,其室外管网的设计可采取供水干管共用、回水干管分别设置的三管制方案。在日常运行中,通过在锅炉房内启闭公共建筑回水干管接至集水器的总关闭阀,就可以方便有效地实现公共建筑的间歇供暖,从而节约其供暖能耗。

综上所述可知,连续供暖运行方式与间歇供暖运行方式相比,需要较长时间供热的建筑物,采用连续供暖运行方式,其在节能降耗、节省初投资、提高供暖系统运行效率和用户用热舒适性等多方面均有一定的优越性,应广泛推广。但就供暖时间需求较短的建筑物而言,采用间歇供暖则更为合理,其能有效地节约能源,减少环境污染,发挥良好的社会效益和经济效益。

[1]西亚庚.热水供暖技术[M].北京:中国建筑工业出版社,1995

[2]张闻民.暖卫与通风工程施工技术[M].北京:中国建筑工业出版社,1999

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