為評價集中供熱系統(tǒng)的輸配形式對輸配能耗的影響,在耗電輸熱比EHR的基礎上,進一步提出期望耗電輸熱比(EEHR),以忽略水泵選型對熱量輸送效率的影響,單純地分析系統(tǒng)輸配形式對熱網輸送效率的作用,并以某工程為例,計算該工程在不同輸配形式下的EEHR,并進行對比分析。
在供暖電力消耗中,60%~70%由輸送和分配熱量的水泵所消耗。系統(tǒng)輸配能耗的降低,是集中供熱系統(tǒng)節(jié)能運行的重要組成部分。為對供暖系統(tǒng)動力能耗加以控制,我國實施的第一個建筑節(jié)能標準JGJ26-86《民用建筑節(jié)能設計標準(采暖居住建筑部分)》首次提出水輸送系數WTF的概念。雖然水泵的選型影響著供熱管網輸送能耗的多少,但供熱系統(tǒng)形式也是影響輸配系統(tǒng)能效的關鍵因素之一。有資料表明,在集中供暖系統(tǒng)和中央空調系統(tǒng)中,有1/3的能耗消耗在調節(jié)閥上。合理的供暖輸配系統(tǒng)可以從根本上避免水力不平衡問題,直接、有效地提高管網的輸配效率,從而降低管網的輸配能耗。為評價供暖系統(tǒng)形式對供熱系統(tǒng)輸配能耗的影響,本文忽略水泵選型因素,提出輸配系統(tǒng)形式對輸配能效影響的評價指標,并以實際工程為例,針對不同輸配系統(tǒng)的輸配能效進行分析和討論。
1 集中供暖的系統(tǒng)形式
本文僅對由區(qū)域鍋爐房供熱,系統(tǒng)熱用戶與熱水網路直接連接的閉式熱水供暖系統(tǒng)進行討論。按照水泵設置的不同,可將集中供暖系統(tǒng)分為以下兩種類型:
1)一級泵輸配系統(tǒng):供熱循環(huán)系統(tǒng)中僅在熱源處設置熱源泵,其揚程按最不利環(huán)路壓力損失確定,各用戶的水量通過支路上設置的調節(jié)閥進行調節(jié)。2)分布式輸配系統(tǒng):除熱源泵外,在供回水干管或用戶支管上設置用戶泵,通過用戶泵的調節(jié)實現管網的流量分配。分布式輸配系統(tǒng)包含多種形式,相關文獻對不同分布式輸配系統(tǒng)進行了模擬計算和可行性分析。本文僅以用戶泵設置于各用戶支管的形式為例進行分析討論。
一級泵輸配系統(tǒng)的運行管理較為簡單,維護費用低,但系統(tǒng)中的調節(jié)閥會消耗部分水泵能耗;分布式輸配系統(tǒng)可避免大部分調節(jié)閥的耗能,但增加了設備初投資及運行維護費用。當集中供熱系統(tǒng)的半徑較大,用戶支路的阻力相差懸殊,采用一級泵輸配系統(tǒng)不僅造成輸配能耗大,還會影響供熱效果,無法達到用戶的熱舒適要求。
2 集中供暖系統(tǒng)輸配能效的評價
2.1耗電輸熱比EHR
輸配系統(tǒng)在熱源和熱用戶中起著紐帶作用,其效率的高低對電耗、熱耗和供熱效果都有很大的影響。早期節(jié)能設計標準JGJ26-95《民用建筑節(jié)能設計標準(采暖居住建筑部分)》定義了設計條件下的熱水循環(huán)泵的耗電輸熱比EHR , 以對消耗在輸配系統(tǒng)上的能耗予以控制。再此基礎上,其后實施的各階段節(jié)能設計標準也根據當時的實際情況對EHR的計算方法與限值要求提出相應改動。