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  • 供熱平衡改造工程:住宅小區供暖平衡節能改造項目

(一)項目介紹

皮鞋廠家屬院位于石家莊市橋西區, 建筑面積0.9225萬平米。小區建有三棟五層住宅,建筑層數5層,建筑結構為磚混建筑,該小區于1982年建成,外墻沒有保溫材料。該小區由市政工程石家莊市華電供熱集團集中供暖。

家屬院1.jpg家屬院2.jpg

圖1-1皮鞋廠家屬院

通過實際勘察發現,該小區所屬換熱站一次供水溫度為64℃,回水溫度為46℃,二次供水溫度為44℃,回水溫度為40℃,基本能夠滿足小區能源供應。改造前的頂層室內平均溫度為21℃左右,底層為17℃左右。

項目使用的循環水泵共兩臺一用一備,控制方式為:手動工頻。水泵因腐蝕嚴重,難以辨識參數,型號未知。

(二)存在的主要問題

根據以上調查供暖數據,經我公司計算數據分析,可得出運行中出現的問題。

1、供暖系統冷熱不均

各樓棟對比發現水平用戶流量不均,存在近端熱、遠端冷的水平失調問題,同時也存在樓層上下冷熱不均垂直失調現象,尤其是管道末端,室溫失衡問題尤為明顯。綜合整個供暖季,頂層平均溫度可達21℃,底層溫度為17℃左右,存在4℃的平均溫度溫差,日溫差更為明顯。

同時各單元回水管道均沒有調節閥,無法有效調節各單元區間的熱力失衡問題。

2、熱效率低下

較為理想的一二次網供回水溫度,并未提高住戶室內溫度。

同時由于服役時間長,換熱站的換熱器、管道以及部分住戶室內散熱器均有堵塞現象,較大程度上影響了散熱效率。

3、管理、維護難度大

供暖前的系統檢修、維護工作量大且具有一定的盲目性。管道、散熱器檢修、清理有一定難度,運行費用高。目前的供熱系統為上供下回式,遠端住戶、底層住戶室溫低,存在投訴現象,且投訴問題解決成本高。

近年來,倒春寒現象愈發明顯,現有供熱管理方式,仍屬于經驗法則,人工調控流量。當氣溫回升、或降溫現象出現時,用戶室溫溫度變動幅度大。

項目改造

(一)改造方案

該小區二次網供回水溫度達標,屬于一供雙回單管串聯系統,存在的問題主要是因供回水形式和散熱器老化導致的水力失調、室內溫度不達標的問題。該項目總共三棟建筑,每棟樓分別有4個單元,每個單元共計5層,每層3戶,單元平均供熱面積約為800平方米,該小區總供熱面積為9225平米。

本改造使用的是我司自主研發的智能產品:建筑供熱機器人。該產品能夠實現流量、熱量、溫度、壓差的測量,還具備以下功能:

換向:解決串聯環路熱量傳遞不均勻的問題;

調節:解決熱量按需分配的問題;

智能:自主調節、換向、聯動控制與通訊;

計量:開通、阻斷、計算末端供熱量。

反清洗:提高管道流量,增強散熱器散熱效果。

安裝在樓棟之后,能夠調整供回水方式,改變單一的上供下回形式,同時可以調節每棟樓之間的水力失調現象;擁有的反向沖洗和自主換向功能夠改善管道和散熱器堵塞、銹蝕的問題,減少熱量損失,提高傳熱效率。同時建筑供熱機器人自有的智慧管理平臺,將提高供熱管理的智能程度,實現自主調節、實施監控、遠程管理。

根據圖紙及現場勘查情況,綜合考慮供熱面積、成本后,我們決定分別在1、2、3號樓熱力入口處安裝型號為DN80的建筑供熱機器人各一臺。

 

圖 2-1  產品實際安裝位置

(二)方案實施

1、進行現場勘查與施工管理,安裝建筑供熱機器人及配套輔件。

2、為了更好地呈現建筑供熱機器人的使用效果。選擇在每棟樓各單元分別放置室內遠傳測溫裝置。(三)改造效果

1、均衡室溫

(1)均衡各樓棟溫度,減小水平失調現象

 溫差對比表.jpg

通過對皮鞋廠宿舍三個樓棟室內溫度的分析,經過建筑供熱機器人調節后,各樓棟的平均溫度在22℃上下,同時樓棟間日平均溫度溫差呈現出下降趨勢,溫差波動保持在0.4℃~±1.5℃之間。

(2)均衡各單元流量,緩解水平失調現象

建筑供熱機器人通過控制各樓棟供回水流量,獨立調控樓棟溫度。 

(3)自主反向,解決垂直失調問題

改造后底層平均溫度已達到21.69℃,穩定提升4.6℃,改造后頂層平均溫度為23.09℃,穩定提升2.1℃(不排除因天氣變暖導致整體溫度高)。

但改造后的所監測的15日內平均垂直溫差縮小至1.4℃。

總結:

1、通過建筑供熱機器人的改造,緩解了“遠端冷、近端熱”小區溫度水平失調矛盾。

2、通過建筑供熱機器人的改造,極大程度解決了單套供回水系統內溫度失衡問題,底層溫度提高2-4℃,頂層、底層室內溫差實現控制在±1.5℃之間。

3、整個樓棟/單元的平均溫度獲得1-2.5℃的提升。同時極端溫度減少,室溫均可以實現18℃左右的標準,大提高了室溫達標率。

以上數據驗證了建筑供熱機器人在自主調控流量、流向,穩定均衡室溫、減小日溫差方面的能力。

2、節能降耗

1、提高熱效率

 建筑供熱機器人的不斷換向,可以使得所控制單元熱量得到最大限度的利用。

模擬溫度傳感的功能使得閥門能夠自主控制熱介質的流量、流向,最大效率的實現熱輸送。最終實現了均衡上下失衡、水平失調的問題。在相同流量下,試驗單元整體室內溫度均略高于對比單元室內溫度,并且變化幅度更為緩和。

b  建筑供熱機器人的使用,可以實現“削峰填谷”均衡室溫,極端溫度尤其是18℃以下溫度情況減少,使室溫保持在合理限度之內,提高了供熱利用率。

C 為了驗證建筑供熱機器人使用的節能效果,我們在3月19日對閥門所經流量進行了控制

同時可以推算出常規供熱手段存在極大的節能空間。合理調控流量,按需供熱實現后,將產生明顯的節能效益。

2、調控閥門流量

建筑供熱機器人運行本質是智能調節閥門開度(0度表示正向全開,90度表示反向全開,45度表示完全關閉),控制流量流速實現室溫控制。

(四)改造反饋

1、住戶反饋

項目實施后,小區住戶反饋良好。對于底層用戶來說改善尤為明顯,建筑供熱機器人的使用,使得其室內溫度實現了19℃的突破,面對技術人員的回訪,真摯的對我們的產品提出了肯定。

2、物業、供熱公司等相關部門反饋

項目改造后,運維人員可通過能效監管平臺,在電腦端實時監控調節,閥門狀態可查可控、數據上網即時瀏覽、遠程控制便捷有效。智慧管理系統,使得供熱監控、管網維護變得智能,避免了經驗主義的失誤,減輕人力成本。

同時產品運行效果明顯,底層住戶室溫增高,解決了長期以來的投訴問題,減少了運維壓力。

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