淺談城市采暖供熱系統(tǒng)及其形式

劉 倩，于 博

遼寧冶金設(shè)計研究院

淺談城市采暖供熱系統(tǒng)及其形式

劉 倩，于 博

遼寧冶金設(shè)計研究院

概述并比較了各種采暖供熱方式的特點(diǎn)，并且根據(jù)自身多年的工作經(jīng)驗對室內(nèi)采暖系統(tǒng)的選擇做出比較，分析各系統(tǒng)的特性及優(yōu)缺點(diǎn)歸納了其適用性。

室內(nèi)；采暖；供熱方式；采暖系統(tǒng)

前言：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人們生活水平的提高和科技的不斷進(jìn)步，采暖供熱形式及系統(tǒng)也逐漸得到發(fā)展和完善。在19世紀(jì)末期，在集中供暖技術(shù)的基礎(chǔ)上，開始出現(xiàn)以熱水或蒸汽作為熱媒，由熱源集中向一個城鎮(zhèn)或較大區(qū)域供應(yīng)熱能的方式——集中供熱。目前，集中供熱已成為現(xiàn)代化城鎮(zhèn)的重要基礎(chǔ)設(shè)施之一，是城鎮(zhèn)公共事業(yè)的重要組成部分。如何對建筑內(nèi)供暖系統(tǒng)進(jìn)行最優(yōu)化、最節(jié)能的選擇成為當(dāng)前需要研究的一個課題。筆者根據(jù)自身的工作經(jīng)驗，對采暖各系統(tǒng)的特性及適用性進(jìn)行粗淺分析。

1.城市集中供熱形式簡介

1.1 熱電聯(lián)產(chǎn)供熱

以熱電廠作為熱源的供熱系統(tǒng)稱為熱電廠集中供熱系統(tǒng)。由熱電廠同時供應(yīng)電能和熱能的能源綜合供應(yīng)方式，稱為熱電聯(lián)產(chǎn)（也稱為“熱化”）。熱電廠內(nèi)的主要設(shè)備之一是汽輪機(jī)。汽輪機(jī)驅(qū)動發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能，同時利用做過工的抽汽供熱。熱電廠的熱能利用效率遠(yuǎn)高于凝汽式發(fā)電廠，其熱效率可達(dá)70%～85%。所謂熱電聯(lián)產(chǎn)供熱主要是指在產(chǎn)電的同時又產(chǎn)生熱能的一種能源有效利用的形式。這種供熱形式的出現(xiàn)有效地增強(qiáng)了我國能源的利用效率并且成為城市集中供熱中的一種經(jīng)濟(jì)、清潔的熱源利用方式。熱電聯(lián)產(chǎn)要比熱電分產(chǎn)的方式更節(jié)能。通常情況下來講，一般的大型火力發(fā)電廠的理論熱效率在41%左右，但是實(shí)際運(yùn)行起來僅僅可以達(dá)到32%-35%。然而實(shí)行熱電聯(lián)產(chǎn)后，對于熱效率的理論要求是在45%以上，但是實(shí)際運(yùn)行以后可以達(dá)到61%甚至更高。

1.2 大型集中鍋爐房供熱

大型集中鍋爐房供熱是指整個城市或者是城市中的幾個社區(qū)共同由一個大型的鍋爐房進(jìn)行供熱，采用二次熱網(wǎng)的供熱方式，在熱網(wǎng)中建立換熱站，這時外部熱網(wǎng)的規(guī)模就會增加，通常情況下來講這樣的供熱面積可以達(dá)到幾百萬平方米。一般情況下，根據(jù)鍋爐使用的燃料不同可以將鍋爐房分為以下三種：（1）大型燃煤鍋爐房；（2）大型燃?xì)忮仩t房；（3）大型燃油鍋爐房。供暖所采用的大型鍋爐其容量都在14兆瓦以上，同時鍋爐的額定蒸發(fā)量都在每小時20噸以上。這種供熱的優(yōu)勢是不但可以單獨(dú)地完成對城市的集中供熱，并且還可以將這種供熱系統(tǒng)與熱電廠的供熱系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)或者是聯(lián)合地運(yùn)行，這樣可以將集中供熱系統(tǒng)作為熱電廠的調(diào)峰鍋爐房，可以有效地增加熱電廠的經(jīng)濟(jì)效益。

1.3 區(qū)域集中供熱

給小區(qū)供熱的鍋爐房，也就是我們平常所說的小型集中供熱鍋爐房，主要是給一個小區(qū)中的幾棟住宅供熱的。通常情況下來講，這種鍋爐房的單臺爐的容量都會在14兆瓦以下，其額定蒸發(fā)量在每小時20噸以下，而且鍋爐都會與用戶直接相連。這種小型鍋爐房的使用主要是為了解決由于城市集中供熱發(fā)展落后于城市擴(kuò)張的步伐所帶來的新建小區(qū)無法供熱的問題。

1.4 利用地?zé)岜脤τ脩暨M(jìn)行供暖

地?zé)峋哂袃煞N價值，一種是熱的價值，而另一種則是水的價值。在采暖用水以及生活用水方面，地?zé)嵊兄浅?qiáng)的優(yōu)勢，并且這種供熱方式在北方地區(qū)得到了快速的發(fā)展。通常情況下來講，地?zé)岬膮?shù)都比較穩(wěn)定，主要具有以下特點(diǎn)：（1）可以全天候地進(jìn)行地?zé)岬拈_采：（2）地?zé)岬氖褂梅浅７奖?；?）地?zé)岬氖褂冒踩煽?。在使用地?zé)岬臅r候，通常采用綜合梯級利用的方式，一旦出現(xiàn)溫度較低的情況時，就會使用地?zé)岜脤崃窟M(jìn)行補(bǔ)充。并且在使用地?zé)岬倪^程中必須要注意的兩點(diǎn)就是：一、必須進(jìn)行地下水回灌；二、避免地下水出現(xiàn)污染情況。

2 室內(nèi)采暖供熱系統(tǒng)

2.1 普通熱水采暖系統(tǒng)

人們?yōu)榱松a(chǎn)和生活，要求室內(nèi)保證一定的溫度。一個建筑物或房間可有各種得熱和散失熱量的途徑。當(dāng)建筑物或房間的失熱量大于得熱量時，為了保持室內(nèi)在要求溫度下的熱平衡，需要有供暖通風(fēng)系統(tǒng)補(bǔ)進(jìn)熱量，以保證室內(nèi)要求的溫度。供暖系統(tǒng)通常利用散熱器向房間散熱，為房間提供熱量。從而散熱器的布置方式又值得人們討論。室內(nèi)采暖系統(tǒng)以及散熱器的形式也在不斷地改進(jìn)?，F(xiàn)階段我國所使用的室內(nèi)采暖系統(tǒng)散熱器種類非常多，并且還在不斷地發(fā)展。

（1)垂直單管系統(tǒng)

垂直單管系統(tǒng)是一種較為常見的采暖系統(tǒng)，稱為單管上供下回式。這種采暖系統(tǒng)經(jīng)常被用于多層樓房的采暖。在多層樓房的頂樓設(shè)置供水的橫管，然后一根立管從頂層一直貫穿到底層，將各個樓層的供熱管線串聯(lián)在一起，熱水從頂樓向底層流，水溫隨著樓層的下降而隨之降低。這種采暖形式的缺點(diǎn)是每個房間的溫度都是不可調(diào)節(jié)的；其優(yōu)點(diǎn)就是施工簡單，同時建設(shè)成本較低。筆者在中冶遼寧德龍鋼管有限公司ERW二期項目綜合辦公樓設(shè)計中就采用的這種方式，并且取得了很好的效果。”

（2）垂直雙管并聯(lián)系統(tǒng)

這種系統(tǒng)的管道主要使用的是鍍鋅管或是水煤氣輸送鋼管，并且可以在每一個散熱器的管道入口處都安裝截止閥對水流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。這種系統(tǒng)主要分為以下幾種形式及其適用條件。

a下分雙管異程式：當(dāng)首層地面下具備設(shè)置管溝或地下室頂板下具備敷設(shè)供回水干管的條件時，下分雙管異程式常用。特點(diǎn)：異程式系統(tǒng)。主要缺陷是：需要在頂層散熱器上端排出空氣。

b下分雙管同程式：當(dāng)頂層頂板下具備敷設(shè)供水干管的條件時，也采用雙管同程式系統(tǒng)。特點(diǎn)：同程式布置，似乎具備水力平衡的條件。我院在遼寧海正工業(yè)設(shè)備有限公司綜合樓及廠房項目中的采暖系統(tǒng)設(shè)計中采用了這種方式，供熱效果較好?！?/p>

c下分三管同程式：當(dāng)頂層頂板下不具備敷設(shè)供水干管的條件時，有時為了采用對水力平衡似乎有利的同程式系統(tǒng)。可以增設(shè)一根回流管，稱為下分三管同程式。

2.2 地板輻射采暖系統(tǒng)

建筑低溫地板輻射采暖系統(tǒng)同時兼具傳統(tǒng)的優(yōu)勢及新特性。這種采暖方式擁有對流采暖系統(tǒng)不可達(dá)到的優(yōu)點(diǎn)。但同時這種采暖方式也有一定的弊端，那就是在建設(shè)過程中投資較高，所以至今發(fā)展較慢。

結(jié)語：隨著科技的不斷發(fā)展與進(jìn)步，城市采暖供熱系統(tǒng)及其形式還會得到不斷的發(fā)展與創(chuàng)新。當(dāng)前，具有抗老化、耐高溫、能承受較高壓力的交聯(lián)管材以及輕質(zhì)隔熱保溫材料的問世，更將促進(jìn)城市采暖系統(tǒng)的快速發(fā)展。

[1]《集中連續(xù)供熱是采暖的發(fā)展方向》于亞玲等，應(yīng)用能源技術(shù)，2001，6．

[2]《從可持續(xù)發(fā)展的觀點(diǎn)評價采暖供熱方式的優(yōu)劣》石兆玉，區(qū)域供熱，2003，3．