（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。

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

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

a  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。