建筑采暖供热系统优化策略探究

建筑采暖供热系统优化策略探究

陈学瀚

身份证：210213199310130015

摘要：建筑能耗是我国最重要的能源消耗之一,其中采暖空调占建筑总能耗的三分之二。解决建筑物能源消耗的主要措施之一是优化城市供暖研究,提高供暖系统的实用性和功能性,减少供暖中的热量损失,有效实现节能目标，节约社会资源,促进社会长期可持续发展。

关键词：建筑采暖；供热系统；优化

随着社会的发展,人们对生活条件的需求越来越大。采暖供热系统的设计和运行不可避免地影响居住质量。我国的工业化和城市化进程正在增加,并将继续增加。建筑能源消耗不仅是对社会资源的负担,也是对环境的污染。因此,解决建筑能耗问题是节约资源、保护环境的重要途径之一。

一、建筑采暖供热系统

1.系统概述。建筑供暖取代了烧煤独立取暖的供暖,现在是新一代的环保供热模式。在以前的小型锅炉的采暖里不仅严重依赖煤炭,而且能量转换率低,还会产生大量有害有毒气体对环境造成污染。建筑供暖逐渐扩展到成千上万的家庭。集中供热是指使用一个热源和多个能源交换站来供热采暖。集中供热的热源有电厂的余热、垃圾焚烧余热、独立热源等。此外,建筑供暖系统提高了整个建筑物的安全性,降低了煤炭燃烧时有毒气体的风险,提高了居民的安全性和舒适性。

2.建筑采暖系统故障后果。由于建筑物采暖所涉及的管道数量众多,内部结构复杂,冬季采暖需求高时可能发生故障。因此,建筑热故障的分析就显得尤为重要。建筑供热检查员应充分了解供暖系统,包括系统在调试和运行期间的故障排除以及可能发生的意外故障,一些故障原因和有效措施。为了确保供暖系统的正常运行,应尽可能减少供暖系统故障对居民带来的不便和潜在的经济损失。

二、建筑采暖供热系统常见故障及原因分析

许多建筑物的采暖供热系统在运行,维护和调试中存在故障,例如散热器加热不足,热水循环异常和冻坏情况下。这在冬季采暖建筑物，系统故障原因有很多,无论是人为的还是客观的造成经济损失。

1.供暖系统的循环设计不合理。目前，我国许多锅炉效率低、热源不足，主要是由于建筑供暖系统的循环设计不合理。热能的分布是不均匀的。因此，建筑物的供暖温度相对较低。在设计加热管时，许多设计师无法根据用户的实际热负荷来确定加热管的直径。这可能导致系统热量与用户的实际热负荷之间的偏差。热功率分布不均匀，系统无法按要求正常运行。此外，线路坡度设计也是供暖系统设计的重要组成部分。系统的管道中存在气体。因为这条线的坡度不清楚。气体无法从管道中成功排出。水循环不畅，导致加热温度低。除了实际施工过程中的错误外，与施工人员图纸的不一致也是供暖系统不符合原始要求的主要原因。

2.供热系统里有气体。建筑供暖系统的原理是在充水之前水循环前充满空气。因此，气体进入管道。一些空气似乎会留在加热系统中，直到充满水为止。热量是供暖系统的实际应用。在压力和温度的作用下，一些气体被排放出管道。然而，一小部分气体仍然溶解在管道的热水中。由于操作过程中疏漏，一些空气在热膨胀和冷却过程中进入加热系统。然而，原则上，建筑物的供暖系统不允许气体进入，即使供暖系统中有气体，也必须及时进行清除。然而，一旦许多气体进入系统，它们就很难去除。气塞形成，散热面积在一定程度上缩小了。抑制正常的水循环。管道和散热器在低温下冻裂。当气体积聚在锅炉附近时，水击事故风险。因此，在建设供暖和供热系统时，有必要重点清除管道中的气体。从老的供热系统中排出空气的最佳方式是处于系统的最高位置。有一个膨胀箱可以自动加水并自动排出空气，尽量减少管道中的气体，避免不必要的损失。

3.设备厂和工艺存在漏洞。因为我们的技术能力有限，在设备和工艺方面存在许多缺陷，尤其是加热系统中的过时设备不符合检测标准。缺少回水过滤器也会影响管道中杂质的过滤。这直接导致自来水中杂质的增加。缺少软化水装置导致供暖系统中的污染物对管道有很强的腐蚀作用。系统腐蚀会缩短锅炉寿命，影响锅炉效率，并在很大程度上造成不必要的资源浪费。另一方面，供暖和供暖系统中的污染物也会导致管道和设备堵塞，如果严重，即使发生爆管及爆炸，也可能影响系统的安全。

三、建筑采暖供热系统优化策略

1.从热源角度增加采暖供热系统的换热效率。改善热源的使用有两个主要方面:第一，必须优化热源换热效率，降低加热能耗；第二，提高供暖系统自控和仪器的资源利用率。当今中国城市主要使用集中供热系统，部分用热单位用煤供热。由于煤炭是一种不可再生能源，必须通过煤炭脱硫处理加强煤炭的使用，这不仅提高了煤炭的纯度，而且减少了煤炭燃烧造成的污染。此外，加热系统的锅炉必须维修和调整温度，以尽量减少不必要的热量损失。另一方面，在为采暖供热系统选择加热源时，可以使用新的热源，例如太阳能、热泵、地热、核供、垃圾燃烧供热。太阳能、原子能、地热等能源应用前景看好，足以有效利用自然资源，改善热工结构，减少煤炭污染。垃圾焚烧是指工业和生活垃圾的燃烧、垃圾减少、环境的保护以及提供给社会带来经济回报的热量。

2.从用户角度来看，热量得到了适当的利用。正确地使用热量是以用户为中心的，允许在室外和室内温度变化时选择合适的室内温度。在现实世界中，集中供热和缺乏有效的温度控制系统，主要造成供热系统热量输送不及时，不能合理的提高或降低供热温度，导致供热资源损失。然后，建筑供热系统可以开始研究供热形式，重新设计供热价格，并将供热需求与用户利益紧密联系起来（如安装户用热表或其它合理的计价方式），以提高用户的能源效率，避免资源损失。

3.从供热系统的角度优化供热系统的功能。建筑集中采暖供热系统热网项目的热网铺送期间，有关单位应优化施工方案规划管路，以避免浪费管线，减轻加热系统的负荷。在选择管道时，相关设备应考虑到用户的距离和运输过程中的压力，以避免温度变化，不仅是由于流量分布不均，而且是由于矿棉、玻璃棉等管道材料的保温。保温材质构造块已引入新的热标准，聚氨酯硬质泡沫可提供更好的保温性能，从而在很大程度上避免热量损失。

四、改善采暖供热系统的运行方式

在二网平衡调节中回水温度调节法是一种最原始、最简单、最有效的的调节方法，其原理是管网供给室内散热设备的热量等于其流量、供回水温差以及热水比热的乘积，因此当供水温度相等的时候，只要把各用户的回水温度跳到相等，就可以使各热用户得到和热负荷相适应的供热量，达到均匀调节的目的，但是由于供热系统有较大的热惯性，温度变化明显滞后，导致调节时间过长，实际操作难度较大。如果在各楼栋回水管上安装一台循环泵（或安装一台电动调节阀），利用自动化技术，先设定一个我们需要的热用户回水温度，通过频繁多次的调节水泵运行频率来调整热用户的流量，最终使热用户的回水温度与设定值一致。这种模式可以有效的解决回水温度调节法的调节时间过长的问题，节省了大量的人工调节平衡的工作，并且对数据分析后可以发现管网存在的问题。跟踪回水温度后理想状态下，各楼栋流量比应与各楼栋面积比基本一致，如出现明显差异就证明此楼栋供热存在问题，如流量比低于面积比可能存在管径偏小或管网堵塞等情况；如流量比高于面积比可能存在供热面积不准确或管网未保温等情况。各楼栋实际热量比在供热的实际运行管理中意义重大，能够为调整温度的供热模式和调整流量的供热模式提供计算依据，有效帮助各楼栋耗热量的分析，提高了供暖片区运行管理的精度。

节能减排和环境保护是我国经济设计和发展的长期战略任务。建筑供暖系统节能优化研究具有重要而深远的意义。

参考文献：

[1]吴洁“.拆炉并网”的供热系统方案研究及应用[D].长春：长春工程学院，2020.

[2]李丽.建筑的均匀供暖以及智能调控方法的研究与应用[D].大连：大连理工大学，2019