节能型换热机组在供暖系统中的应用

一 概述
目前我国城镇供暖建筑面积中约70%采用不同类型的集中供暖。随着城市化进程步伐的加快与人民生活水平的普遍提高，使得我国传统采暖地区及传统非采暖地区的集中供暖面积都呈现快速增长的势头。一方面，我国正处于工业化及能源结构转型阶段（可能需婆相当长一段时间），能源缺口非常大；另一方面，我们的建筑单位面积采暖负荷较高、供暖换热站效率较低。以上海及江浙地区为例，民用建筑空调热负荷为60～110W/m2不等，与同纬度发达国家25～40W/m2的空调热负荷相比差距较大。巨大的差异固然同建筑保温设计、管道保温、管路系统设计等有关，但集中供暖机房内的浪费也不可小视。为了解决集中供暖行业的能源耗费大的问题，近年来新技术、新产品不断涌现，其中节能型板式换热机组由于具有高效节能设计、运行安全、小安装空间、良好的数据通讯兼容性等特点越来越受到业主的青睐。笔者结合板式换热机组在上海某宾馆空调热水节能设计中遇到的一些问题谈谈体会，与同行共同探讨。
二 节能型板式空调换热机组的原理及特性
2.1机组运行工作原理
节能型板式空调换热机组在系统上替代了原有板式热交换器＋单回路温控的简单化形式，实现了对系统负荷变化进行闭环控制的自动空调热水供应（见图1),当供热负荷减小时，水系统的供／回水压差△P相应增大，供水温度Ts升高，回水温度Tr升高，供／回水温差减小，换热机组即时采集供／回水温度信号、水系统压差信号、室外温度信号和变频器反馈信号，通过控制器对上述信号进行比对及算法处理，相应减少蒸汽流量及降低循环水泵的转速，使板式换热机组的输出热量与实际热负荷相匹配。当供热负荷增加时，各情况相反。
①应设定合理的水泵运行频率下限，过低的运行频率会使水泵运行效率快速下降，并影响水泵节能效果及使用寿命；
②对于当末端负荷变化时，水系统压差变化小的末端流量控制方式（如：无流量控制或三通阀控制），应设回水水温辅助控制点；
③热水供应管道应设计为同程系统或主干管同程、支管异程系统，减少平衡阀的使用。
四 工程应用实例及实际节能效果分析
上海某四星级宾馆，24小时供暖，采用一台3380kW的节能换热机组为其提供空调及新风热负荷，机组循环水泵选用18.5kW国产立式离心泵（两用一备）。热源为0.8MPa的高温热网蒸汽通过减压至0.4MPa送到换热站，热水管路系统采用竖向同程、水平异程系统。该工程设计最大小时换热量为3100kW，设计供、回水温差为10℃。管网平均热水供、回水管外径取为0.2m，计算管道长度取为600m，热源损失系数Cr取为8%，结构耗散影响系数Cr′取为15%，系统平均冷凝水温对应的烩值ZT取为292.97kJ/kg。
将以上参数代入公式(6)、(7)、(8)、(9)、(11)、(12)可得相关数据．见表2。







其中：M一换热系统年蒸汽节约比率，数值上等于100(1－0/′)；
P一换热系统年循环水泵电耗节约比率，数值上等于100△P/P0；
一该建筑供暖理论年均耗汽量，t；
0一采用了温度补偿节能措施的年均蒸汽耗量，t；
′一未采用温度补偿节能措施的年蒸汽耗量，数值上等于△M1＋△M2＋。
由表2可见：
(1)采用温度补偿节能措施后，蒸汽节能效果明显，年蒸汽耗量节约比率可达20%以上；
(2)采用压差补偿、变频运行节能措施后，循环水泵电耗节能效果显著，年水泵电耗节约比率可达67%以上（应当注意，在不同地区、不同工程项目，其具体的节能效果是有差别的）。

供热系统经过一年