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供热采暖与城市能源规划

中心对于我国北方采暖系统能耗进行了细致的分析,并且通过对于供暖系统的节能诊断、改造积累了大量的第一手数据。选取了新海苑住宅小区、友谊宾馆等7家典型单位,总供热面积57.8平方米的建筑进行锅炉采暖能耗损失环节的测试。通过对房间温度、管网温度、流量以及燃料耗量等进行整个采暖季的动态测试,同时通过普查和抽样调查,获取采暖系统形式、建筑物类型等供热系统现状以及用户对采暖效果的主观感受和开窗情况等,详细分析采暖系统包括锅炉房损失、热网损失和建筑耗热等各个环节的能耗状况,掌握了各个环节的节能潜力和改造措施。全部测试总计共测试房间温度1000余个,管道温度400余个,流量200余个,调查表发放500余份。对林业局、文化部203号院和文化部豆角胡同等3个小区,总供热面积16.7平方米的采暖系统进行了改造,并进行了采暖节能调节的初步尝试,获得了明显的节能效果。林业局的节能效果最为明显,经过调节后林业局的燃气耗量由13.1Nm3/m2下降至8.4Nm3/m2,能耗降低了37%203号院与豆角胡同的燃料消耗也分别下降了13%26%

 在采暖系统三个关键环节“热源-输配-末端”方面,中心提出了创新性的流程方式,大幅度提高了采暖供热系统的能效水平,对采暖节能有重要意义的技术,现在已经实现了产品开发。

 l提高热源与输配效率:基于吸收式热泵换热的热电联产新流程

 为了提高发电机组效率,目前大容量高参数两用机组正陆续替代原来的小型供热机组,这种机组排汽量较大,余热最终通过冷却塔排掉。本中心提出了一种全新的基于吸收式换热的热电联产集中供热方法。整体方案主要基于吸收式热泵原理,在城市集中供热系统的用户热力站设置新型的吸收式换热机组,将一次网供回水温度由传统的130/70℃变为130/25℃。一次网回水返回电厂后由于温度很低,直接/间接回收凝汽器内的20~30的低温汽轮机排汽余热,然后依次通过蒸汽驱动的双效吸收式热泵、单效吸收式热泵和大温升吸收式热泵逐级加温到90左右,最后使用汽-水换热器或者调峰锅炉加热至管网供水要求的温度130

 该项技术在不改变目前城市热网基本架构的前提下,可使管网的热量输送能力提高约80%;在不增加煤耗、不影响发电量的前提下,使热电厂向城市热网提供的热量提高约50%。这是热电联产集中供热领域的一项重大自主技术创新,它一方面有助于热电联产集中供热事业摆脱目前的困境,另一方面可使城市热电联产集中供热系统节能30%50%,将对我国供热相关的行业产生革命性的影响。工程院在今年4月组织了专门的技术论证,一致认为是我国集中供热系统的一次革命性的创新,目前该技术已在内蒙古和山东等地正在进行示范应用。

 l室内末端:基于分栋热计量的末端通断调节与热分摊技术

 本中心提出了一种基于分栋热计量的末端通断调节与热分摊技术,即在每座建筑物热入口安装热量计,计量整座建筑物的采暖耗热量,对于分户水平连接的室内采暖系统,在各户的分支支路上安装可通断控制的阀门,通过对进入这户采暖散热器的循环水进行通断控制来实现该户的室温控制,同时记录和统计各户通断控制阀的接通时间,按照各户的累计接通时间分担整座建筑的热量。这种分栋计量,分户通断控制,按阀门开启占空比和面积分摊热费集中供热末端调节技术与热费分摊方法,解决了目前已有热计量和用户调节中存在的诸多问题:包括改善调节,减小串联系统失调;改善建筑保温;避免用户开窗和室温设定偏高,促进用户行为节能;弱化了楼头屋顶、邻室传热问题;同时安装方便、经济可靠,由于集调节和计量于一体,设备较少,成本低,每户投资可控制在500元以内;成功开发出适应该系统的一系列设备。

该技术目前已在北京的国管局两个小区和清华大学学生公寓总计323个用户进行了示范,同时还在长春进行了12个小区,总计110平方米的工程示范应用,通过示范工程应用测试表明:1)室温控制精度高,用户室温长期控制在设定温度±0.5℃范围内;2)用户各房间的室温基本均匀,各房间室温偏差在±1℃,因此控制某一个房间的温度可满足室温均匀性要求;3)水力工况稳定,提出控制周期交错方法对改善系统水力工况有效;4)节能效果明显,调控楼栋相比未调控楼栋,在仅有30%的用户长期处于调控的情况下,节能18.6%,同一户型仅楼层不同的调控用户相比未调控用户节能大于30%。示范工程验收专家组认为提出的通断调节与热费分摊方法,在供热计量技术路线选择上有突破性的进展,是这一领域的一项重要创新,对我国的采暖节能和供热改革工作有重大贡献。