浅谈北方冬季供暖-PPT课件.pptx

1、 浅谈北方冬季供暖浅谈北方冬季供暖12 众所周知，北方的冬季气温较低，空气干燥，要让北方的人们在这种艰难的环境中生活、工作，就必须采取必要的保暖设备进行调节。并且要因地适宜地进行供暖系统的选择与安装，不能将西安的供暖系统安装于冬季常处于零下三十度的哈尔滨，这便是再强调供暖的布置与安装的合理性3 北方的冬季多是寒冷干燥，需要各种采暖方式进行改善，根据不同的环境和需要也形成了不同的供暖系统，各种系统也有其优劣之处，需要依照各地的不同环境、气候要求进行恰当地安置。4 以下就北方冬季供暖系统主要分为以下几种方式：（1）分户式家用中央空调系统；（2）地板辐射式采暖；（3）电热膜采暖系统；（4）独立式燃气

2、或电气采暖炉；（5）家用电锅炉；（6）新式蓄能式电暖器；（7）水源热泵空调系统。可以看出，传统化的锅炉燃煤取暖方式已经随着时代的变迁，并且在配合“可持续、节能”等思想下，被新型节能的方式取代。但是，热源集中的供暖系统依旧是北方城市冬天取暖的主要方式，而地热供暖方式紧随其后、崭露头角。5例如：2012年备受媒体关注的“要求集中供暖的南方地区”主要指夏热冬冷地区。这一地区累年日平均温度稳定低于或等于5的日数为60天至89天，以及累年日平均温度稳定低于或等于5的日数不足60天，但累年日平均温度稳定低于或等于8的日数大于或等于75天。其气候特点是夏季酷热，冬季湿冷，空气湿度较大，当室外温度5以下时，如

3、没有供暖设施，室内温度低、舒适度差。随着我国经济社会的发展和人民生活水平的提高，这些地区的建筑也逐步设置供暖设施，供暖方式主要以分散供暖为主。6根据国家标准民用建筑热工设计规范（GB5017693），用累年最冷月和最热月平均温度作为主要指标，累年日平均温度5和25的天数作为辅助指标，将全国划分为严寒、寒冷、夏热冬冷、夏热冬暖和温和五个地区。7我国受一次能源储量、分布和能源发展自给自足等诸多因素的制约，占我国能源资源70的煤。成为我国北方(三北一一华北、西北、东北)地区许多城市传统的热源。虽然目前有条件的、经济发达的地区已经采用电、天燃气等清洁能源，但是无法在我国大面积推广。冬季供暖主要采用锅炉

4、燃煤为主，这是由我国国情所决定、长期无法改变的现实。8一是由新建建筑向已有建筑拓展的趋势二是由传统能源形式向再生能源形式拓展的趋势三是由城市供暖向乡村拓展的趋势四是由北方供暖向南方供暖拓展的趋势。9燃煤、燃油、燃气、空调、太阳能、集中供热、水地源热泵、空气源热泵等。1011适用于大、中、小型住宅、工业等。优点：投资成本低。缺点：1、煤碳是不可再生资源，越用越少，价格越来越高。2、价格易受运输能力，自然灾害等因素影响。（09 年冬季出现了这种情况，以东北最为严重）3、煤碳热能利用率较低，室温冷热不均。4、长期运行成本较高。5、煤燃烧严重污染环境，属国家重点治理项目。6、使用锅炉工人的工资较高。1

5、21314适用于大、中、小型住宅、工业等 原理：以城市热网,区域热网或集中供暖锅炉房为热源供暖的方式。 热源供给主体是热力公司。目前国内供暖系统绝大多数是以燃煤作为热源，通过外网或内网与室内系统相连。15优点：1、可以腾出大批分散的小锅炉房及燃料、灰渣堆放的占地，用于绿化，改善市容；2、技术成熟，安全可靠缺点：1、由于供热管网的水力平衡问题使得有的房间过冷、有的房间过热，末端不具备单独调节性；2、受固定采暖期限制，使用的自由度较小，会遇到采暖扯皮问题多3、需要城市集中热源1617适用于于民用住宅类型：以天然气、液化石油气、煤气、电为能源，分为不同类型的分户式采暖炉。优点：可自行设定采暖时间，分

6、户计量。缺点：1、存在安全、污染（电采暖除外）等隐患，据说，市区高层住宅现已控制大面积使用，郊外低密度住宅使用比较适合2、长期运行成本较高。3、室温冷热不均，供暖时热，不供时冷且没有热水。4、天然气是不可再生资源，越用越少，价格越来越高。18现在普遍采用高效节能微排放燃煤锅炉高效节能微排放燃煤锅炉，可节煤30%，节电25%，锅炉可设计在地下，不占用地面空间，燃烧率可达到98%、热效率可达88.4%、热利用率可高达95%以上、煤烟排放浓度25mg/m3，是国家标准的1/3、二氧化硫排放浓度5.95 mg/m3，是国家标准的1/150、烟气黑度林格曼级1 级。此技术拥有一项发明专利，八项实用新型专

7、利。再就是型煤锅炉，可节电95%，节煤20%，燃烧效率94%，热效率在80%，炉渣含碳量2%，无污染，比天然气更洁净，192021以电为发热材料以电为发热材料，采暖面积可随意调节，安装比较简单，配带普通温控器，可以任意调节不同居室的温度；家中无人时，只需调低温度或关闭，回家后，开机使用，立刻能够感受到家的温暖。发热以辐射和对流为主，辐射出对人体有益的远红外线。热转换效率较高，在99%以上，使用寿命50 年左右，无须维护，安全性比较高。无噪音非常安静，舒适程度较高。可以根据需要自己决定安装面积。222324类型：大多数为天花板式天花板式，也有少部分铺设在墙壁中甚至地板下墙壁中甚至地板下。优点：一

8、次性投入少，使用寿命长。在密封、保温、隔热性强的节能型住宅中使用较为节能，运行费用应在燃煤与燃气之间。各房间可自行调温。尽管争议较大，但采用电力采暖绝对是趋势。缺点：对住宅的节能性能要求较高。不能在顶棚钻孔、钉钉子，使住户装修时受限制25这是一个未来的能源，但除太阳能热水器外，其它的光电、光热产品，造价高，效率很低，使用太阳能取暖，如果冬天持续的阴天，这时就要全部用电来取代太阳能，最终算起帐来是不合算的。262728类型：有风冷式和水冷式两种。优点：档次高、外形好、舒适度高。带新风系统的风冷式更为舒适。中央空调系统买房时多由开发商免费赠送。缺点：成本高，每套机组价值约数万元，每平方米铺装成本高

9、达500 元左右，运行费用高（大多走电费），多用于饭店及高档公寓，不适合大多数普通家庭使用。29就地源热泵而言，因为地球是具大而恒定的能源体，蕰含着无穷无尽的能量，浅层地能是由太阳能和地合运动相互作用而形成的，太阳照射地球，有47%的能量被吸收，因此是取之不尽用之不竭的，是可再生的，浅层地能中的地下水资源如同弹簧，拉开后可以再回去，但如拉劲过大，就直了就回不去了，一口井辐射半径为45 角夹角，地下储能的30目前来讲水地源热泵是最好的能源形式，可实现冷暖浴的需求，安装简单，运行寿命较长。它从温度相对恒定的水源中提取能量。31地源热泵供暖空调系统主要分三部分:室外地室外地能换热能换热系统系统、地源

10、热泵机组地源热泵机组和室内采暖空调末室内采暖空调末端系统端系统。 其中地源热泵机主要有两种形式:水-水式或水-空气式。三个系统之间靠水或空气换热介质进行热量的传递，地源热泵与地能之间换热介质为水，与建筑物采暖空调末端换热介质可以是水或空气。3233优点：环境和经济效益显著，优点：环境和经济效益显著，一机多用，应用广泛，一机多用，应用广泛，维护费用低并可无人值守，维护费用低并可无人值守，污染小，维护简单，寿命长，维持生态环境平污染小，维护简单，寿命长，维持生态环境平衡，节省空间。衡，节省空间。34适用于大、中、小型住宅优点：1 安全可靠；地面温度均匀，室温自下而上逐渐递减，舒适度高，十分清洁2、

11、运用灵活，用户自己控制温度；3、不受入住率影响；4、在地板下敷设采暖铜管，通过地板向空间散热，散热均匀，温度曲线符合人体生理学特点；5、省去供暖竖井管道，加大用户使用面积；35缺点：1、不适合在寒冷地区使用； 2、室外温度越低采暖效果越差。近年来，空气源热泵技术以其高效、节能、安全、环保的特性，成为全世界备受关注的技术。3、不便于二次装修；维修麻烦，要选择耐压耐温耐腐蚀、热稳定大部分采暖式节能百分之二十几；能增加2%至3%的室内使用面积，便于装修与摆放家性能好的高科技环保管材；对层高有影响，铺装管线需要占用约8 公分的空间；地板上如铺地毯将影响采暖效果；时间长了，家具可能会变形。36空气源热泵

12、系统，是通过消耗极少的电能，将是通过消耗极少的电能，将热量从低温热源转移到高温热源的一种系统热量从低温热源转移到高温热源的一种系统。热泵运转其实就是热能搬运转移的过程，而所搬运转移的热量远远高于搬运转移所消耗的能源。因此是一种非常高效节能的技术。一方面，热泵可将室外热量转移到室内，达到空调制冷的效果；另一方面，热泵系统将室外的低温热能进行吸收，转化为高温热能，用于加热地暖热水。371.空气源热泵水路系统一般由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器等部件组成。在室内外热能转移的过程中，如果消耗一份电力，就可以提供室内3 份以上的热量。（根据不同运行状态，该值也会有所不同）382.采用了先进的技术喷气增焓

13、系统、高效换热器技术、高效的风扇电机、优化的风罩设计等技术。在制冷和制热时的运行费用大大降低。393、喷气增焓系列产品实现了-2529内制热运转，通过喷气增焓,增大了压缩机在严寒下的制热能力，-10下制热能力提高近20%，引领多联机进入“强冷热”时代。40当室外温度很低时，室外机热交换能力下降，压缩机正常回气口的回气量减少，压缩机功率降低，不能发挥最好效果。但通过中间压力回气喷射口补充制冷气体，从而增加压缩机排气量，室内机热交换器制热的循环制冷剂量增加，实现制热量增加。因此更加适用于寒冷地区41目前，我国部分地区采用了可再生能源，如地源、水源热泵技术，以及空气源热泵技术，还有太阳能热水，并取得

14、了可观的节能减排的效果。但地源、水源热泵技术的初投资较大、整体稳定性和运行安全性还有待长期观察，特别是对地下水的自然生态环境的影响还有待于进一步评价，对城市道路交通等网络建设规划的影响也需进一步的论证。42而空气源（风冷）热泵技术可以不受地面环境和地质条件的限制。 在我国寒冷地区、夏热冬冷地区的许多工程应用实践表明：这种技术可提供50左右的低温热水。 太阳能热水在国内外应用较普遍，技术更新很快。它在供给低温热水上，可作为空气源热泵的一个有效补充。43 就集中供热锅炉房与热电联产供热的经济性和可行性比较、区域室外管网的节能设计及管理、室内供暖的节能设计及系统和管道安装方式等问题进行了调查研究，总

15、结出以下几点:441供暖系统(1)室内供暖系统热媒宜采用低温热水，其供回水温度为9570。，(2)供暖运行按连续供热运行方式考虑。(3)住宅供暖系统按单元分设，采用单管(带旁通管及三通恒温阀)或双管(带二通恒温阀)同程式上供下回机械循环供暖系统。(4)网点供暖系统按单位分设，可采用双管(带二通恒温阀)同程式上供下回或下供下回机械循环供暖系统。(5)每个供暖系统入口处均设入口装置，并设平衡阀，入口装置的位置按规划方向、要求设置。平衡阀产品质量应予保证。45(1)散热器宜采用新型节能散热器，散热器应装在外窗台板下或外墙处，在有条件的情况下可采用暗装或半暗装方式。(2)为了保证所有房间供暖效果，避免

16、出现个别房间过热或过冷现象，保证所有建筑物的节能效果，每组散热器前支管上宜设房间恒温阀房间恒温阀，恒温阀采用可调节的温控恒温阀，也可采用无调节或限温调节产品。(3)供暖系统水平供水干管末端设集中排气阀。排气阀设置在厨房或卫生间的水盆附近，排气搁甸采用密封较好的自动排气阀，阀前应设阀门以方便检修。46(1)系统水平干管设于顶层楼板下方时，顶层层高提高01m，以便敷设供水干管。(2)主立管放置于楼梯间的管道井内。系统的各分支立管及支管尽量设置于各房间的墙角处，尽量采用明装方式。(3)系统水平回水干管敷设在底层楼板下的供暖地沟或地下室内。(4)供暖地沟断面尺寸为120m120m，地沟检修人孔尺寸为1

17、20mO80m。住宅供暖地沟检修人孔设置于该单元楼梯间内非主要通行处，网点供暖地沟检修人孔设置于无水源的隐蔽处。47(1)凡安装于供暖地沟、管道井、地下室、吊顶、阁楼及不供暖房间内的管道及配件均应保温。(2)保温材料可采用密封好、保温绝热性能高的阻燃型聚氨酯发泡塑料保温管、岩棉或玻璃棉。(3)保温层厚度可按有关规定计算。48一网系统和二网系统(1)一次水由区域供热锅炉房引出，水温以供水温度115、回水温度80为宜，系统形式尽量采用环状同程式，高温热水引至各换热站。也可利用原有蒸汽锅炉或其它热源提供的蒸汽引至各换热站作汽一水换热。49(2)二次水由小区各区域换热站水一水换热(或汽一水换热)站引出

18、，供回水温度9570，接至各楼热力人口处作为小区居民采暖热源。一个换热站的供热面积以不超过10万m2为宜。50(3)二次水系统尽量采用环状同程式，也可用枝状管网。枝状管网比较简单，造价低，但要布置合理，设计时应尽量考虑到减少管网水力不平衡因素。(4)供热管网的布置形式确定以后，管线布置应力求短直。供热热网的供热半径最大一般不超过5000m。主干线应尽量通过主要的、负荷大的、用户集中的区域。51根据经验，室内供暖系统二网水系统及换热站由物业公司统一管理较好小区供热站管理应采用计算机监测，自动控制，室外管网采用埋人自动检漏导线的保温管，利于计算机监测。52(1)室外热网宜根据地区特点和技术条件采用

19、直埋敷设，保温材料宜采用聚氨酯发泡聚氨酯发泡保温管、氰聚塑或管中管等；二次水系统可采用有补偿或无补偿直埋，一网水系统温度高，可按有补偿器和无补偿器配合设计。(2)室外管网管道应采用无缝钢管，所有控制阀门及其他配件应选用优质产品。531运行经济比较从长期运行角度来看，热电联产的效益比区域锅炉房要好，对于电力相对紧张的地区，在整个电网允许并网的条件下，热电联产的效益较为显著，无论冬、夏季均可运行，其综合热效率可达65一70，较之传统的中、小型锅炉房供热方式效率要高30左右。对于主要以供热为目的的热电厂，要以热定电，并且考虑夏季供冷、供生活热水以提高运行经济性，以减少目前热电厂因夏季用热负荷小而停炉

20、产生的氧化损害。54热电联产管理远比区域锅炉房要复杂，而且对人员自身素质要求高，这势必带来管理人员增多的问题，经营管理的难度更大；区域锅炉房管理工作则较容易而且所需人员远比热电联产要少。55(1)在供热站设施及系统本身设计、配置合理的前提下，采用先进的微机自动化控制管理系统，尽量减少管理人员。(2)采用变频节能措施，大幅度减少风机、水泵等设备的能耗，且可减少设备起动对电网的冲击，延长设备寿命。(3)尽量使用季节工，将管理人员减少至最低限度以减少自身的负担。56到目前为止，为减少热量浪费，实现节能减排目标，城市集中供热城市集中供热己成为北方冬季建筑供暖的主要形式。所谓集中供暖就是为了使室内温度达

21、到一定水平，使用水、蒸汽等把在热源处生产的热量通过管网集中提供给热用户的过程。迄今为止，我国北方使用最多的供暖系统就是使用水水来传递热量的间接连接式集中供暖系统间接连接式集中供暖系统.5758在间接连接式集中供暖系统的一次侧，热水在热源处被加热后，利用一次侧的供水管网到达换热站，在换热站处进行热交换，进而把热量传递给二次侧的水。接下来，一次侧的热水经过一次侧的回水管网回到热源处，再次被加热。此时一次侧的热水完成一次循环，其循环动力来自于一次循环水泵；在-次侧，热水在换热站被加热后利59用二次侧的供水管网到达热用户，将热量通过末端散热设备释放到室内。然后经过二次侧的回水管网到达换热站继续与一次侧

22、的热水进行热交换。此时二次侧的热水完成了一次循环，其循环动力来自于二次循环水泵“1。因为目前间接连接式系统应用比较广泛，所以，本文所有实验皆是在问接连接式集中供暖系统中进行。60众所周知，尽管我国在建筑集中供暖方面卓有成效，但是相对于发达国家来说，我国的供暖现状尚存在较大不足。其中，主要问题是集中供暖系统的运行调节。目前，国内集中供暖系统的主要难点是要在供暖系统供热量和建筑需热量之间达到平衡困难重重。简而言之，就是至今为止仍无法达到按需供暖的要求。主要原因可以归纳为以下几点：61(1)设计模式与运行模式之间存在差异设计模式与运行模式之间存在差异。集中供暖系统设计模式中的热负荷是在不利条件下计算

23、所得，然而集中供暖系统在实际运行当中，实际的室外温度往往高于不利条件下的室外温度。所以，建筑实际需求负荷基本都比设计热负荷要低。 综上所述在实际应用中，必须根据周围环境变化调节集中供暖系统，使其既满足实际热负荷需求，又尽量少的产生浪费。62(3)目前国内集中供暖系统的操作管理者受到技术和人员水平等的约束，很难能够对集中供暖系统作出及时有效的调节，且平时工作中绝大多数调节都是根据以往经验进行，甚至存在某些集中供暖系统在整个采暖季都不采取任何调节措施的情况发生。63(2)集中供暖系统属于多变量控制系统，存在供热面积大，影响因素多，非线性严重，滞后性和热惯性大以及供热管网复杂等不利因素，使得集中供暖

24、系统很难根据天气的变化及时调节，存在冷热不均，部分过热，热网流量和热负荷具有较大波动性等情况，加大了供热过程中的调节控制难度。64 我国供热节能的关键为减少热量浪费。从上述因素可以看出，供热系统运行过程中对热用户的需热量进行预测并使用其结果来指导供暖，对减少热量浪费意义重大。 对建筑物室内温度影响因素进行分析是供热系统调控的基础，对热负荷预测的深入研65究使节能减排得以实现。正确的预测方法能够使得预测结果与实际值更为接近，进而能更加合理高效的指导供热系统的运行，以达到提高供热品质，减少能源浪费的目的。66 建筑热负荷预测通常指依据早期供暖情况，全面考虑外界气候条件及供热面积等相关因素，通过对历

25、史供热数据进行实验研究，以得出未来一段时间内所需热量的近似值H1。根据预测模型预测时间的长短，典型的热负荷预测通常可被归为以下四类： 超短期负荷预测、短期负荷预测、中期负荷预测及长期负荷预测。6768一般来说预测时间越长，其预测结果的精度越小预测时间越长，其预测结果的精度越小，但其精度下降速度并不相同。因为建筑供热系统存在严重滞后，且当需要改变控制策略时，阀门开关与机组调度必然占用部分时间，改变相应参数也必然占用一定时间，所以在实际中进行超短期热负荷预测时，供热系统很难做出及时响应，因此研究意义较小。与此相反的是，中长期热负荷预测因时间跨度较长，也很难对供热系统的突发状况做出及时调整，但是它在

26、城市规划及发展方面作用巨大，不可取代。结合公共建筑供暖需要根据负荷实时变化进行运行调节的特点，短期负荷预测对其更具有现实意义。69通过调查，我们发现这种供暖的锅炉有一个共同的特点，就是在运行时保持间歇式以及低负荷的运行方式。在这里低负荷就是指锅炉运行的条件低于了锅炉的设计负荷，但仍旧在这种环境下运行；这里说的间歇式运行，就是指在供暖条件不断发生变化的过程中，锅炉运行在某负荷的时候稳定一下，接着又重新回到停炉或者不稳定的状态。锅炉在运行过程中，供风方式上的特点也比较相同：一些管理锅炉的工人，在管理过程中锅炉的燃煤量发生变化时，并没有因为锅炉负荷发生转变而改变给予锅炉的风量，不论锅炉燃煤量是多大供

27、风方式都还没有发生改变。70这种现象就会造成，当锅炉在低负荷的条件下运行时，燃煤量虽然比较小，空气的系数却非常大。如果按专业术语来表述，这就代表了锅炉在供暖过程中没有得到经济合理的运行，造成这种现象的最主要原因就是工人对锅炉的操作水平和操作技术有问题，造成锅炉运行过程中配风不合理的状况出现，最终导致了锅炉的匹配失调。71一些锅炉在设计和实地安装的过程中，都能表现出设计人员的思想局限性比较大，在他们的思想中认为风机越大配风越保险，所以为锅炉配设的都是较大的风机，这样就形成了，虽然锅炉保持全负荷运行，但是炉膛内的空气流动量仍然非常大。空气流通的系数大使锅炉的温度逐渐降低，造成燃烧恶化的现象。最终就

28、形成了不科学不环保的现象，使煤耗量不断增大，排烟量也越来越大。72经济的供暖燃煤锅炉运行措施为了加大我国节能减排的力度，供暖燃煤锅炉必须保持其经济环保的性能，为了能使我国的燃煤锅炉的环保性能得到促进，就必须在供暖锅炉的建设过程中，对其扩建、改建以及新建的内容进行严格的审批，并且对需要新建的锅炉进行比较严格的把关，除了要保证燃煤锅炉能够满足居民日常供暖的要求外，还应当减少锅炉中设计不合理，比如以上提到的配风过大的情况。在改善过程中，环保部门也应当为锅炉使用单位提供相应的监督，比如：环保部门在日常的管理过程中，可以通过环保指标的系数，对锅73炉的运行情况进行严格的监督管理。因为，要想促进锅炉安装单

29、位和锅炉设计单位重视，并且把空气污染放在首位，才能真正降低供暖锅炉对空气造成的污染。作为安装和设计锅炉的单位，也应当积极主动的考虑到空气问题，保证锅炉的设计与安装合理，且造成的空气污染系数低。74保证配套除尘器保持正常运行在一般情况下，供暖锅炉都会安装除尘器，而除尘器的正常运行才是非常重要的问题，只有除尘器得以正常运行才能保证锅炉的排烟浓度低。普通的除尘器在安装以后，可以将供暖燃煤锅炉的烟尘一部分放出由烟筒进行排放，另一部分以下灰的形式进行排放。在我国，取暖锅炉的下灰量是受到环保部门监督的，属于一项有规定的环保指标，75它同时也是我国对排污量进行牧费的相关标准，可以很好的对除尘器的运行情况进行

30、管理和监督。而下灰的指标是一个变量，这与我国提出的烟尘浓度排放的标准是有所不同的，下灰量是可以进行计算的，通过公式对下灰量可以进行系统的计算，其公式为：76在这个下灰量的计算公式中，G表示的下灰量，G的单位是kh；W表示的是锅炉的耗煤量，其单位也是kgh；A表示的是煤的灰分，灰分量是通过资料查询得知的；Dm表现的是在灰分中烟尘所占的比例；在公式用“对除尘器运行的效率进行表示，在取值的过程中，可以取设计效率的最低值77。当使用燃煤锅炉的下灰量指标来控制除尘器的运行时，需要管理锅炉的工人或者除尘的工人在密闭的空间内存放除尘后的下灰，这样可以更加方便环保部门对其进行计量和检查，在向外运输除尘的下灰时

31、，应当预先告知环保部门，这样可以避免在检查时发生弄虚作假的现象。环保部门对下灰进行检查时，应当对锅炉日常的下灰量和日常的耗煤量进行全面的了解，这样就可以很好的判断出除尘器在一段时期可以有效的使管理锅炉的工人更加注重维护除尘器的运行。78环境问题关系到一个国家人民的生存和发展，只有保持环境无污染，才能保证人们在生活中有清洁的空气，安全的饮用水，与此同时在未来的发展过程中也不会受到资源短缺的影响。要想使我国居民生活在这样一个良好的环境中，使我国人民的生活水平有所改善，生活环境有所提高，就必须在我国国内全面的开展节能减排工作，而供暖锅炉属于污染比较严重的供暖形式，所以只有不断提高供暖锅炉的使用技术，减少供暖锅炉的废气排放量，才能使我国供暖锅炉做到真正的节能减排，才能为全民提供一个安全无污染的城市空间。7980