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摘要：在经济飞速发展的过程里，环境污染和能源贫乏成为人们必须面对的一个问题。而集中供热行业在提高人居环境、提高能源利用、降低环境污染等方面显示出了突出优越性。虽然集中供热技术日渐成熟，但其能耗非常大，如何在现有基础上进一步节能降耗，提高资源的利用率，对我国城市集中供热有着重要的意义。

关键词：节能降耗、精准调控、热量分配

引言

我国北方冬季的供暖行业的能源介质90%仍以煤炭为主。随着碳达峰、碳中和政策发布和实施，供暖行业面临巨大的挑战。在以环境保护为大前提下，保证用户室温达标为基础，如何提高热源的利用率，使热量平均分配，避免多余的浪费，从而降低冬季供暖化石燃料燃烧和能源消耗。

本文是对集中供暖中，如何在各个环节中进一步节能降耗的研究。以某市热源厂为例，从热源、一次管网、换热站、二次管网、用户进行剖析、概述。

注：下文的分析研究是以具备基础的数据采集设备和远程调控的调度平台为依托。

1 热源

热源是供暖系统中节能降耗至关重要的环节，精确的确定供暖区域的总供热量，合理做好各个区域的热量分配是我们控制的总目标。

Q=Qf*A （1）

G=0.86Q/△t （2）

Qf’=（Tn-Ty）/（Tn-T）*Qf

Q—热源厂提供的总负荷，单位W

G—循环流量，单位Kg/h

Qf—供暖热指标，单位W/S，它应根据天气情况，计算出对应的相对热指标。

A—供暖区域的总面积，单位㎡

Qf’—相对热指标，单位W/S

Tn—计算室内温度，单位℃

Ty—当日室外平均温度，单位℃

T—计算室外温度，单位℃

上述公式是不计热损的，因此在实际应用过程中，应加上一定的热损失，计算出热源厂输出的负荷、循环流量、温差。

2 一次管网

热量以水为载体从热源厂运输至换热站，运输的过程中发生热传递，造成热损失。

降低此过程的热损失，是此环节的重点，所以对供热管道进行保温是必要的。

保温的主要作用是减少供热介质在输送过程中的热量损失，节约燃料，保证供热质量，以满足用户的需要。保温的另一个作用是使管道外表面温度不致过高（不超过60°C），避免烫伤运行检修人员。[1]

保温材料应具有热导率小〔不超过3兆瓦/（米·开）〕，吸水性低，机械强度较高，在使用温度范围内不变形、不变质、可燃性小、不腐蚀金属，易于施工成型和成本低廉等特点。一般采用聚氨酯发泡加外护管的方式进行保温，聚氨酯泡沫具有保温性能好，热损失仅为传统管材的25%，长期运行可节约大量能源，显著降低能源成本;具有很强的防水和耐腐蚀能力，不需附设管沟，可直接埋入地下或水中，施工简便迅速，综合造价低;在低温条件下也具有良好的耐腐蚀和耐冲击性，可直接埋入地下冻土;使用寿命可达30-50年，正确的安装和使用可使管网维修费用极低。[2]

3 换热站

换热站是连接热源和用户的关键枢纽。换热站的形式一般分为：直供、间供、混水等。

直供形式的换热站热耗高、难控制，水耗高，一般不采用。

混水形式的换热站节能效果显著，易调控，减少一级网流量，增加二级网温差、压差等优点。

间供形式的换热站除了具有混水形式的优点外，由于它将用户侧供暖水系统变成一个独立个体，因此用户侧发生失水时，更容易及早发现、控制、维修。

根据二级网水力计算，确定换热站的形式、换热站设备的选型等。同时换热站必须具备基本的数据采集和控制设备，同时具备远传监测、调控功能。正常供暖运行时，调度中心通过调控平台，能够根据天气变化及时监视调控换热站。

一般的换热站调控方式有一级网水量热量调节、二级网循环流量调节。通过公式（1）、（2）计算出换热站一级网所需水量，同时控制二级网循环泵调节二级网的循环流量、压差。注意混水方式的换热站需要上述步骤多次调试。

换热站的调控，基本将热源的热量在供暖区域内进行了一个初步的平均分配。

4 二次管网

由于二次管网供热设备多、种类不同，因此二次管网跟应该做好管道保温的措施。与此同时，二级网的末端是用户侧，二级网平衡的调节是供热系统节能降耗的重中之重。

为了做好二级网平衡调节，基础设施的安装是必不可少的。首先是二网分支阀门、楼前阀门、单元立管阀门的安装。其次是单元立管除污器、自动排气阀、排污阀的安装。然后是单元立管楼控阀、户用热表、室温采集器的安装。

首先是对二级网进行上水、排气、打压试验，确保二级网无异常后，进行投运。并定期对换热站除污器、单元除污器进行排污。然后对二网平衡进行调控。通过远传反馈数据，对分支阀门、楼前阀门进行初步调节。经过一段运行时间稳定后，通过楼控控制平台，对单元用户进行批量调节。调节周期一般为1-2天左右，系统稳定化，以后的调节幅度很小。

通过二网平衡的调控，将热量进一步细化平均分配。最后通过户用热表，可进一步对水量、热量进行分配。至此热源厂输出的热量，基本上完成了由整体到面，由面再到点的均衡分配。

5 用户侧

用户是供热系统的最末端，上述所有的调节都是基于保证用户的舒适度的前提下进行的。

如何在保证用户舒适度的前提下，进一步节能降耗也是必不可少的研究环节。首先是建筑结构与供热系统设施方面。应做好做好墙体、入户管道的保温;确保户内供热设备安装合理、散热面积、循环流量足够。然后就是对一些不良采暖行为的排查、整改。如对长期空置的住宅供热而造成供热浪费的住宅进行关停;对部分用户私自改接供热管和设备，私自改装散热器和阀门，影响供热系统原来较为合理的设置，[3]从而增加了热耗的进行关停警告整改;对私开、私接用户的关停维权。

6 结语

科技的进步，为集中供热提供了助力。集中供热的趋向是人工智能自动化，相信在不久的将来上述讨论研究的问题都会完全通过自动化完成。但是距离这个目标还是还有许多需要攻克的难关，例如换热站、楼控阀的通讯的稳定性、调度调控平台技术的优化、供热水质对设备原件的腐蚀堵塞问题的解决等还需要对一个庞大的用户群提供高品质的服务。

参考文献

[1]周宏.替换保温材料对某工程设计的改善性分析[J].山东化工，2020-02-20

[2]李赢.层状管道结构压电超声导波传播性质与损伤识别研究[D].大连理工大学

[1]蒲小燕.供热节能中存在问题与对策分析[J].商品与质量，2015-01-12