既有住宅建筑节能改造前后采暖系统变化分析

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　　摘要：本文以烟台市三高校小区节能改造工程为例，通过对既有住宅建筑外墙保温和分户计量改造，采暖系统由改造前的单管顺流式，增加旁通管和温控阀变为单管跨越式，室内热负荷明显减小。通过一个供暖期的运行，达到了预期的节能效果。
　　关键词：分户计量 进流系数 热负荷 单管跨越式
　　Heatingsystemreformandchangeanalysisafter
　　house-holdheatingmetering
　　Abstract: the article represents the heating system reform and change analysis for the residential building after energy-saving through bossy and dwg. It writes the impact of changes to indoor heat loading and the change of water flow to the heat releasing after increasing by-pass pipe and thermostat valve. The system can effectively regulates the temperature and energy conservation information to achieve the desired results through a period of operation.
　　Keywords:house-hold heating meteringflow rateheating load
　　 建筑节能是当今建筑技术发展的大趋势，是走可持续发展的必由之路。分户计量采暖作为一种有效的住宅建筑节能方法，是实现节能目标，提高供热系统运行效率的重要手段，目前已在欧洲国家得到了广泛的应用，并收到了很好的节能效果，根据欧洲按热量计量收费的经验表明：实行集中供热分户计量后，其节能率在10％～20％。既有住宅采暖系统改造一般是指将旧有民用建筑的单管顺流式系统改建为能适应计量收费的采暖系统。适合热计量的采暖系统应具备调节功能、与调节功能相适应的控制装置以及每户按热计量的要求。
　　本文以烟台市莱山区三高校小区D6号楼为例，该楼为六层框架结构，层高3m，节能建筑面积6458，建筑高度18.40m,体型系数0.32，该小区以清泉热电厂高温热水作为热源，热媒供回水温度为85℃/60℃，该建筑每一单元采暖系统形式均相同，为下供下回水平单管跨越式热水采暖系统。既有住宅建筑外墙保温以后，室内热负荷减小，在原来供热工况不变的情况下，室内温度必然比原设计温度偏高，为了达到节能的效果，就要对室内的采暖系统进行改造。目前对既有住宅采暖建筑改造有两种观点：一种是废弃旧有系统，改装更适合单户计量的水平双管系统：另一种是对旧有系统进行改造，使其适应计量供热的要求。前一做法不仅改造工作量大、改装困难、新建成本高，也不易得到住户的认可，而后一做法一般在基本不改变原散热器及主要管道的条件下，在每组散热器上的热量表和建筑热力入口的热量总表来实现热量计量，每组散热器上安装温控阀和旁通管配合来实现温度调节，整体改造工程量小、成本低。因此，对旧有建筑的室内采暖系统推荐采用加旁通管的方式，使之由单管顺流式变为单管跨越式系统。
　　
　　
　　既有住宅采暖系统改造后，系统的水流分配、阻力情况、热力工况与原来的既有住宅采暖系统有很大的不同。那么，改造后的采暖系统其立管、跨越管、散热器支管的管径匹配能否满足计算进流系数的要求，必须进行校核。当实际的进流系数引起的散热器进流量的改变，是否引起散热器散热量明显减少或室温的明显减少，也必须进行校核计算。散热器进流系数为单管系统加装温控阀和跨越管后，流经散热器的水量与立管水量的比值。进流系数a决定了相对热量，即决定了改造后的室温降度。当a较小时，其变化对室温降度影响较大。一般a不得小于0．3。影响散热器进流系数的因素有温控阀的阻力、散热器支管长度、跨越管长度和三通流量比。但主要取决于温控阀的阻力大小，也就是温控阀的比例带大小。
　　表一 既有住宅采暖系统改造后的进流系数
　　
　　
　　单管系统改造可调性的获得是靠减少进入散热器的进流量、增大进出口温差来实现的。因此，在确定散热器进流系数、选择旁通管管径之后，还需进行散热器散热量的校核。若散热器的散热量下降较多(如大于10％)，则应采取相应措施以防散热量减少较多带来室内温度降低。
　　散热器的散热量：
　　式中，K――散热器的传热系数，；
　　 F――散热器的散热面积，；
　　 ――室内温度，℃。
　　散热器的放热方式属于自然对流放热，它的传热系数。本工程采用铜铝复合散热器(以600×1100mm为例)，a=2，b=O.4，在散热器进水温度、散热面积F一定时，散热器流量G与散热器散热量Q之间的关系为：
　　
　　其中=80℃, =60℃, =20℃，则系统改造前后散热量的变化情况如下表所示.
　　表二系统改造前后每户散热量变化情况
　　
　　
　　由表可以看出，系统加装跨越管后，每组散热器的温降都加大，但由于进流量的减少，引起了散热器散热量的减少，立管的温降也由原来的设计温降均有所减少，但散热器散热量的减少较有限，均小于10％的控制目标，说明整个系统改造中，假定的进流系数a=0.3比教符合，不会产生明显的散热量减少。单管系统的散热器，一方面，由于进水温度逐层降低，散热器的饱和流量逐渐减小，可调性变差；另一方面，为保证散热器使用的经济性，散热面积在一定范围内也不可能增加很多。故对下层散热器来说，由于供水温度降低减少了的散热量，必然要通过增加进流量来补充不足，而进流量增加又会进一步减弱散热器的可调节性。此外，由于垂直单管系统的强耦合性和准流量特性这个固有特点，无论采用何种控制方式，处于调节立管中的未调节用户总是受到调节用户调节行为的影响，决定了其可调性较双管系统要差一些。因此，建议单管跨越式系统仅适用于既有住宅采暖系统的改造，对于新建系统宜采用双管系统。
　　 该小区经过一年的运行实践证明，实行分户计量，既有住宅建筑采暖系统通过增设旁通管和温控阀来调节室温，从而达到节能减排的目的是非常可行的。但是，实行分户计量供热系统的用户根据自己的需求调节温控阀来控制室内温度，这种调节是通过调节散热器的流量大小来调节散热器供热量的多少，从而达到控制室温的目的，随着众多用户不断调节各自的流量，整个热网的流量和供热量将不断变化，这种变化是热源处无法控制和预知的，也就是说热源处只能随着用户的调节而调节，是被动地调节和控制总供热量，热源如何调节才能适应流量和供热量变化将是以后需要解决的一个问题。
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