浅析供热工程节能设计

供热工程是房屋建筑在投入使用后产生能耗的最主要部分，在能源日益紧缺的今天，如何使供热工程达到节能的目的是必须重点关注的问题。文章介绍了目前房屋建筑工程几种常见的供热方式，讨论了供热工程节能设计的相关策略。

随着经济和社会的发展，近十几年以来建筑事业在我国的发展方兴未艾，据统计房屋建筑工程投入使用后的能耗占全国总能耗的10%以上，是消耗能源的“大户”，其中采暖能耗占据了房屋建筑能耗的大部分，在能源日益紧缺的今天，提倡建筑节能是大势所趋，因此从供热采暖工程入手，通过科学地选择供热方式并采取有效设计策略，在保证供热的前提下最大限度地缩减能源消耗。

1、 房屋建筑工程常见供热方式

由于我国经历了计划经济到市场经济的发展过程，这也对我国城市居民供热方式带来影响，在此过程中产生了多种供热方式，如下：

1.1 集中供热方式

集中供热是当前我国城市中最主要的供热方式，其是利用一个或若干个热源通过铺设的热网向一定区域的用户供热的方式，燃料热源有煤、重油、天然气等，为了应对化石能源日益枯竭的局面，地热、太阳能等二次能源在供热工程中的应用也逐渐增多，除此之外，利用工业余热、生活垃圾焚烧等作为热源在一些西方国家也成为主流技术，这在很大程度上做到了废物综合利用。以近年来较热门的热电联产为例，其是将发电厂除了实现发电的功能外，还作为供热来源，主要原理是：锅炉产生的蒸汽在经过汽轮发电机做功后，带有余热的蒸汽进入热网进行供热，由于热电联产的蒸汽热效率更高，并且实现了对余热的充分利用，因此成为一种较为理想的集中供热方式。相对于分散式锅炉供热，集中供热占地面积小，对环境的影响也较小，且由于锅炉规模较大，使得能源利用率更高，可超过85%，因此发展速度较快。

1.2 区域锅炉房供热方式

区域锅炉房供热是我国传统的供热方式，其热效率比集中供热低，大概在70%左右，一般是采用燃煤作为热媒，虽然技术非常成熟，但由于耗能太高，再加上锅炉房与小区距离太近导致大气污染严重等缺点，使得这种供热方式在发达国家正处在逐步淘汰的阶段。为降低热电联产集中供热的热化系数，使热电厂发挥出最佳的经济效益，通常会在区域内根据需要建设一定数量的区域锅炉房负责调峰任务，使得这种供热方式在相当长的一段时间内还将继续存在。

1.3 分散燃气锅炉供热方式

分散燃气锅炉的热源为燃气，与燃煤锅炉相比其热效率更高，并且燃烧产生的污染更少，锅炉供热过程中不产生对环境有害的固废，另外分散燃气锅炉可实现自动化控制，便于维修。

2 、我国城市供热工程节能设计的必要性  

虽然集中供热在我国城市中已经十分普遍，且正在向着大型化、环保化、自动化的方向发展，但由于历史原因，当前为数众多的供暖企业还是沿袭了传统的运作方式，导致了大量能源的浪费，主要体现在：第一，热源仍然以煤炭为主，较低的热效率带来了巨大浪费；第二，技术设备相对落后，我国供热尚未真正走上市场化的道路，热企之间没有形成良性竞争，因此虽然设备升级改造已是大势所趋，但由于供热工程相关设备价格昂贵，企业不愿过早升级换代；第三，在用户层面，当前分户计量供热还没有得到广泛推行，大量的用户还不能自行调节和控制供热，而且单纯按面积计算热费的方式并不能调动用户节能的热情。

3 、供热工程节能设计相关策略

   在设计层面，可通过科学的设计使供热工程在满足用户室内温度质量要求的前提下最大限度地节约能源，为可持续发展做出贡献。实际工作中，可从热源、供热管网和用户三个层面采取有效设计策略达到节能的目的。

3.1 热源节能设计

首先，应因地制宜地选择热源，充分利用热电联产、地热、垃圾焚烧等方式，减少煤的燃烧。其次，对于普遍应用的燃煤锅炉，锅炉是否处于最佳运行状态是决定能耗高低的主要因素，而决定锅炉运行状态的因素主要就是供煤量和供水量的控制，为此，应科学选择循环水泵。循环水泵如果设计流量不足就无法满足锅炉供水的要求，而水泵设计流量过大就会导致水泵的效率发挥不出来，增加了能耗。另外由于设备自身原因，一般总循环水量大于标称循环水量，这就可能导致锅炉内的阻力大于说明书中标称的阻力值，在一定程度上降低了锅炉的使用寿命，为了解决这一问题，实际工作中可以在循环水泵与锅炉的供回水管之间设置一个旁通管，通过这样的设计避免炉内阻力超标。

3.2 供热管网节能设计

　　供热管网是通过数量众多的管路连通热源与用户之间的管道网络，科学设计供热管网在供热系统的节能降耗中起到至关重要的作用。在实际运行中由于多方面的原因使得各管道中被分配的流量经常与用户设计流量之间存在不相符的情况，即通常所说的水力失调现象，对于静态水力失调，可通过设置自力式流量控制阀和静态水力平衡阀消除，而对于动态水力失调则主要设置自力式压差控制阀。为充分保证用户的流量，传统的做法是采用大功率循环水泵将总流量放大，然而这种做法的局限性在于大功率水泵的电耗太大，不符合节能要求。根据热力学原理可知在供热过程中循环水量与供回水温差之间反相关，即为抵消水力失调，通过增加供回水温差可以降低循环水量，实践证明一级网、动力一级网和二级网三者的最佳供回水温差分别为40℃、35℃和20-50℃。

由于供热管网错综复杂，任何一个环节没有考虑到都有可能造成浪费，因此实际工作中必须统筹兼顾，根据当地的气候、当时的气温、地质条件、水流量等科学计算，提高热网的运行效率。

3.3 用户端节能设计

实践证明传统的按面积收取热费的方式会造成大量的浪费，而按热量收费的方式在很大程度上能降低热量浪费。要实现按热量收费就需要给用户安装调节阀门和热量分配表，用户可根据室内温度的需要自行调节流量，流量越少则收费越低，这样就充分调动了用户主动节约的积极性，通过全面实施按热量收费可大幅降低建筑能耗。