居住小区智慧供热改造及节能效果分析

        居住小区智慧供热改造及节能效果分析

郭达 ,夏国富

天津汇达热力集团有限公司  天津市   301700

摘要：建筑供暖能耗占建筑总能耗的60%以上。在全面推进能源生产消费革命中，智能供暖已成为中国城市供暖领域的重点。智能加热解决方案主要针对特定区域和加热环境，以实现家庭内热源、热网络和热站之间的互连和数据共享。因此，建立供热智能监控平台、集中监控和管理室内温度和热工网压力、流量和温度、供热系统精确调节和智能运行等参数，是实现供热智能化的途径。

关键词：居住小区；智慧供热改造；节能效果

引言

随着城市化进程的加快，集中的城市供暖迅速发展，但管网设备老化、供水系统失灵、缺乏有效的业务控制、缺乏专门管理节能业务的技术人员以及中央供暖的现代化和现代化要求系统掌握其原理和组成，包括热源、供热网和供热用户三个部分。热源，即热生产者，主要在一定温度和压力下，通过使用电力或化石燃料产生蒸汽或热水；供热网由区域供热蒸汽网或热水网组成，其主要作用是分配热量和在热源和供热用户之间建立联系；热用户是建筑内的热系统，直接使用热网络为生命和生产目的运输热能量。热电联产不仅能为城市提供稳定、可靠和高质量的热源，改善人类住区的环境条件，而且还能节约能源、减少能源消耗、减少城市污染和保护生态环境。

1案例析项目

一个住宅小区，2021年投入使用。小区里除了5号楼(公共建筑)和8号楼(配电室)以外，共有9栋，其他的都是住宅。供热的智能化改造只涉及住宅建筑。小区的总供暖面积为138972平方米。1600户，采用市级集中供热，设计回温85.60℃。加热系统分为高低区域，分别设有循环水泵、加压泵和换热器。改造前的热力站采用PID根据气候补偿器监测的室外温度调节水温，循环水泵采用变频恒压差控制。每个建筑物的热入口安装静压差平衡阀，并通过测温枪和便携式流量计等装置协助手动调节。

2供热管网优化设计

修复供暖系统基础设施包括修复建筑物末端设施、修复热交换设施和更新热网络。定期升级供热系统:更换陈旧设备、修理和更换故障设备、改造终端供热系统等。对供热管网布线设计进行了修订，提高了供热系统的总体智能化。

图1改造前供热系统示意图

图2改造后供热系统示意图

本项目从“源-网络-最终用户”进行完整的设计验证，供热管网存在两个主要问题:(1)某些管网的管道直径不合理，需要设计和实施以减少管网的水力不平衡(2)5区和6区距其热交换站1公里以上，加热效果差，5区和6区已并入Fv站附近的热交换站，新并入管网的该部分的加热需求通过在中添加一组单元来满足。改造前后供热系统路由图的示意图见图1、图2。

3建立智慧供热能源管理平台

(1)安装用于远程数据传输的热交换表。散热表添加了具有处理能力的软件，可实现主网络、次网络、回热温度、单位面积的即时流量等的即时散热。热表是分析热系统能耗和控制热企业运行的有用工具。(2)建立热交换站气候补偿制度。该系统具有自动、高效和适用的功能，使热量输入能够自动适应极限负荷和外部温度，并通过变速运行实现气候补偿和温度补偿。气候补偿系统工作正常:建筑物外部温度传感器在室外温度信息发生变化时，向空调补偿器传递信息，该补偿器根据在不同自调节情况下确定的曲线，将控制信号导出到三通道阀门，并通过用户定义的时间控制过程，根据不同的环境温度要求，在不同的时间对其进行加热，从而实现无人值守的环境。(3)在热点安装第二个变频网络水泵，安装气候补偿单元，建立中央监测平台，整合热表测量数据，统一气候补偿设施，并对平台上的水泵作出频率安排。智能加热、冷却和节能电源管理平台实现了三级控制。第一控制层是各个换热器的局部监控，第二控制层是热企业的远程监控，第三控制层是局部监控。每个加热站的智能节能电源管理平台负责集中管理热企业的电源管理。功能包括仪器管理、站的集中管理、电源管理、远程控制、数据分析、数据报告等。集成式智能散热电源管理平台主要集成到各个散热站的智能节能电源管理平台中。可以直观有效地监控参数。您可以及时准确地应对热事件，科学地分析历史数据，制定最佳规划和操作计划，以实现科学微调、节能和稳定的效果。

4供热系统节能控制技术

降低能耗是智能散热系统的重要组成部分，需要开发符合实际加热和制冷需求的节能控制技术。节能控制是智能散热的直接操作模块，对于稳定、安全的系统运行和智能平台至关重要。该战略的制定应与供热系统的开发和诊断相结合。自动化散热管理系统的数据和操作模式是智能散热的先决条件。城市供热的智能升级是提高运行管理性能从而实现节能目标的重要散热手段。节能控制主要包括热能、更换设备的节能和节能。然后，整个过程在系统的自主学习模式下运行。控制的主要部分是结合外部天气和预测数据、系统历史数据等的负荷预测。负荷预测是通过计算模型来计算的。在实施自动调节之前，系统模块将按照节能和安全控制准则进行组合，以启用基于安全操作的节能功能，从而实现真正的安全目标。

5改造效果

监测平台于2021年11月20日投入使用并自学，12月20日实施了自动调整。自动调节监控平台前后一个驱动器的内部温度变化随时间变化。实施监控平台自动调节与监控平台相比，内部平均温度变化范围明显缩小，变化幅度较小，表明实施监控平台自动调节后的内部温度为改造前加热期(2020年、2020年至2021年、2021年至2022年)和改造后加热期(2021年至2020年)使用的热量，在加热期转换为-0.7℃的室外平均温度和20℃的室内温度。从计算结果可以看出，前三个加热期的平均单位建筑面积加热到229.2mj/m2，改造单位建筑面积加热到215.7mj/m2。智能供热改革后，供热系统节能率为5.89%。

结束语

智能热管理系统升级后，不再或只用于供热行业，因而失去了加热系统现代化的重要性。因此，现场热技术人员应使用技术单元的结构调整，直到由热公司的技术人员掌握为止。在大多数供暖和翻新项目中，供暖企业负责通信和协调，随后的使用仅用于培训目的，因此很难达到适当的使用水平。

参考文献

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