供暖系統(tǒng)運(yùn)行典型問題診斷和分析

安文卓，裴 鳳

（1.北京市建筑工程研究院有限責(zé)任公司，北京 100039；2.北京市建設(shè)工程質(zhì)量第一檢測(cè)所有限責(zé)任公司，北京 100039；3.涿州市規(guī)劃技術(shù)服務(wù)中心，河北 涿州 072750）

0 引言

隨著社會(huì)的快速發(fā)展，人民生活水平也在不斷提高。在北方嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)，冬季供暖是涉及千家萬(wàn)戶的民生問題，供暖質(zhì)量的好壞也直接影響廣大市民的生活質(zhì)量。對(duì)于驗(yàn)收合格的供暖系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，隨著系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行，“跑、冒、滴、漏”現(xiàn)象仍會(huì)發(fā)生，管道老化、閥門銹蝕、保溫效果變差、末端設(shè)備散熱性能減弱等將會(huì)成為潛在的問題。針對(duì)不同的供暖系統(tǒng)形式及可能發(fā)生或已經(jīng)存在的問題，可以通過(guò)制定相應(yīng)的檢測(cè)方案，采用專業(yè)的儀器設(shè)備檢測(cè)分析，為客戶提供專業(yè)的解決方案。本文將通過(guò)實(shí)際案例，探討如何有效診斷和分析供暖系統(tǒng)中存在的問題。

1 項(xiàng)目概況

某學(xué)校供暖系統(tǒng)采暖面積約 8.7 萬(wàn) m2，供暖區(qū)域主要包括住宅、學(xué)生公寓、教學(xué)樓、學(xué)生食堂及輔助建筑。鍋爐房共有 4 臺(tái) 2 t 鍋爐，循環(huán)泵流量 374 m3/h，一用一備，系統(tǒng)為直供系統(tǒng)。根據(jù)客戶反映，本項(xiàng)目 10# 住宅樓整體室內(nèi)溫度低于其他周邊住宅，因此希望通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)等手段，找到并解決問題。

2 檢測(cè)方案

根據(jù)客戶反饋的實(shí)際情況，制定該供暖項(xiàng)目的檢測(cè)方案，具體思路如下。

2.1 室內(nèi)溫度監(jiān)測(cè)

針對(duì)該供暖系統(tǒng)，選取距離鍋爐房遠(yuǎn)、中、近 3 棟建筑（包含 10# 樓），對(duì)每棟建筑每個(gè)樓門的底層、中層和高層隨機(jī)選取住戶，進(jìn)行一周室內(nèi)溫度持續(xù)監(jiān)測(cè)。通過(guò)分析室內(nèi)溫度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，可以反映出 10# 樓真實(shí)的供暖水平。同時(shí)，還可以了解距鍋爐房不同位置建筑物的水平和垂直溫度分布狀況。

2.2 室內(nèi)情況調(diào)查

對(duì)被測(cè)住戶散熱器表面溫度及散熱器遮蔽覆蓋情況進(jìn)行記錄，同時(shí)檢查是否存在開窗現(xiàn)象，作為溫度測(cè)試結(jié)果的輔助分析內(nèi)容，了解室內(nèi)溫度情況受散熱器遮蔽的影響程度。該項(xiàng)工作與溫度監(jiān)測(cè)同時(shí)進(jìn)行。

2.3 供熱量分析

針對(duì)已選取的 3 棟建筑，在建筑物熱力入口處進(jìn)行流量及溫度測(cè)試。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)踏勘，可知該供暖系統(tǒng)安裝有靜態(tài)平衡閥，且閥門開度保持不變，即為定流量系統(tǒng)，因此流量可取測(cè)試日內(nèi)不同時(shí)間段平均值。流體溫度測(cè)試可放置帶探頭的溫度記錄儀，做好保溫措施后記錄一周持續(xù)溫度。通過(guò)分析計(jì)算，了解 10# 樓與其他建筑的供熱水平是否存在偏差。

通過(guò)定性分析和定量計(jì)算，綜合考慮上述影響因素，有效診斷問題出現(xiàn)的原因，提出合理的改進(jìn)方案。

3 檢測(cè)結(jié)果及分析

3.1 溫度測(cè)試

現(xiàn)場(chǎng)選取供暖系統(tǒng)中 7# 樓（遠(yuǎn)）、10# 樓（中）和 11# 樓（近）作為檢測(cè)對(duì)象，將溫度記錄儀放入住戶內(nèi)合適區(qū)域，對(duì)室內(nèi)溫度進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)采集，3 棟建筑室內(nèi)溫度監(jiān)測(cè)曲線如圖 1～3 所示，被測(cè)房間數(shù)據(jù)處理及散熱器遮擋情況如表 1 所示。

表1 室內(nèi)溫度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及散熱器遮擋情況

圖1 7# 樓測(cè)試房間室內(nèi)溫度監(jiān)測(cè)曲線圖

圖2 10# 樓測(cè)試房間室內(nèi)溫度監(jiān)測(cè)曲線圖

圖3 11# 樓測(cè)試房間室內(nèi)溫度監(jiān)測(cè)曲線圖

根據(jù)被測(cè)房間室內(nèi)溫度監(jiān)測(cè)曲線及數(shù)據(jù)處理結(jié)果，結(jié)合散熱器遮擋情況，可以得出以下結(jié)論。

1）7# 號(hào)樓每層被測(cè)房間溫度比較穩(wěn)定，但各層間存在較大溫度差，存在一定的垂直失調(diào)；10# 樓和 11# 樓垂直失調(diào)現(xiàn)象不明顯，但存在個(gè)別樓層被測(cè)房間室內(nèi)溫度波動(dòng)較大的情況。

2）3 棟建筑被測(cè)房間除個(gè)別情況外，室內(nèi)溫度基本維持在 19 ℃ 以上，滿足相關(guān)規(guī)范要求［1］，未發(fā)現(xiàn)室內(nèi)溫度明顯過(guò)低現(xiàn)象。

3）7#號(hào)樓被測(cè)房間溫度區(qū)間約為 19～27 ℃，10# 號(hào)樓被測(cè)房間溫度區(qū)間約為 19～23 ℃，11# 號(hào)樓被測(cè)房間溫度區(qū)間約為 19～25 ℃；3 棟建筑被測(cè)房間室內(nèi)平均溫度分別為 23.28、21.32 和 21.54 ℃，10# 樓被測(cè)房間室內(nèi)平均溫度比 7# 號(hào)樓低 1.96 ℃，10# 樓被測(cè)房間室內(nèi)平均溫度與 11# 樓偏差不大。

4）3 棟建筑被測(cè)房間散熱器溫度偏差不大，均存在散熱器遮擋的情況，7# 樓和 10# 樓遮擋情況較 11# 樓更為嚴(yán)重，即 7# 樓和 10# 樓散熱器為高遮擋率，11# 樓散熱器為低遮擋率。這里需要說(shuō)明的是，由于被測(cè)房間采取隨機(jī)抽樣的方式，遮擋情況會(huì)有一定的概率影響，且遮擋嚴(yán)重程度無(wú)法量化，因此在進(jìn)行散熱器遮擋因素分析時(shí)，將遮擋情況界定為高遮擋率與低遮擋率進(jìn)行定性分析。

通過(guò)上述分析可知，10# 樓室內(nèi)平均溫度與 7# 樓偏差為 1.96 ℃，10# 樓整體室內(nèi)溫度偏低，與客戶反饋情況比較吻合。10# 樓室內(nèi)溫度偏低受建筑外保溫改造情況和散熱器遮擋情況兩種因素影響。此外，3 棟建筑的供熱水平是否一致也是重要的衡量指標(biāo)，需對(duì) 3 棟建筑熱力入口處的供熱量進(jìn)行測(cè)試計(jì)算。

3.2 供熱量測(cè)試

在供暖系統(tǒng)正常運(yùn)行期間，選取 3 棟建筑熱力入口處進(jìn)行供回水溫度持續(xù)測(cè)試（與室內(nèi)溫度測(cè)試同期進(jìn)行）。由于該系統(tǒng)為定流量，測(cè)試期內(nèi)理論應(yīng)處于同一水平，因此流量數(shù)據(jù)取當(dāng)日多次測(cè)試平均值。根據(jù)相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)［2］，7# 樓、10# 樓和 11# 樓 3 棟建筑供熱量計(jì)算結(jié)果如表 2 所示。根據(jù)表 2 計(jì)算結(jié)果，可以得出以下結(jié)論。

1）10# 樓與 7# 樓散熱器遮擋率為同一級(jí)別，二者單位面積供熱量基本相同（實(shí)際上 10# 樓所獲得的單位面積供熱量比 7# 樓還多出 5.6 %，相差不大）。在獲得基本相同單位面積供熱量的前提下，10# 樓與 7# 樓平均溫度的差異基本可以解釋為外保溫改造所帶來(lái)的影響。

表2 7# 樓、10# 樓和 11# 樓供熱量測(cè)試結(jié)果

2）10# 樓與 11# 樓室內(nèi)平均溫度基本相同（實(shí)際上相差 0.22 ℃），但 11# 樓單位面積供熱量比 10# 樓低28.4 %，由于 2 個(gè)建筑均未做外保溫，可以認(rèn)為 10# 樓溫度偏低受房間散熱器遮擋影響比較嚴(yán)重。

4 結(jié)論和建議

通過(guò)測(cè)試該供暖系統(tǒng)遠(yuǎn)、中、近 3 棟建筑典型房間的室內(nèi)溫度和單位面積供熱量，綜合考慮實(shí)際遮擋情況等各方面影響因素，得出建筑外保溫改造和室內(nèi)散熱器遮擋情況均是導(dǎo)致 10# 樓室內(nèi)溫度偏低的影響因素。

針對(duì)此問題，首先建議 10# 樓各用戶拆除和清理散熱器周圍不必要的遮擋物，從而提高換熱器傳熱性能，這是最簡(jiǎn)單、有效且節(jié)能的方式；若室溫改善效果仍不明顯，也可以考慮對(duì) 10# 樓加裝外保溫，減少室內(nèi)熱量的散失。

5 結(jié)語(yǔ)

供暖系統(tǒng)在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)一些問題，在進(jìn)行診斷分析時(shí)，應(yīng)配合有效的檢測(cè)手段，針對(duì)問題類別和難易程度制定相應(yīng)技術(shù)方案，不斷總結(jié)和優(yōu)化分析方法，提升解決問題的效率。