济南市居住建筑采暖耗热指标的确定及分析

月份
11 12 1 2 3
室外温度 Π℃
918 015 - 019 519 813
表 1 2006～2007 年北部地区典型换热站运行参数
换热站 1 蒸汽参数
温度Π℃ 压力ΠMPa 流量Π(tΠh)
164
015
3195
166
0128
3193
173
0137
3135
166
0156
2175
162
0144
[ 关键词 ] 采暖热指标 ;集中供热 ;加权平均 ;节能建筑 [ 中图分类号 ] TU832. 1 + 1 ; TU832. 5 + 1 [ 文献标识码 ] A
Determination and Analysis on Heating Index of Residential Buildings 24 卷
112 实际采暖热指标 实际供热运行中 ,在保证用户室内温度为 18 ℃
的前提下 ,本着节能降耗的原则 ,供热状况会及时调 节 。在某一室外温度下为满足室内热负荷的要求 , 所必须向单位建筑面积提供的热量 (即实际采暖热 指标) ,可通过 211 节中式 (1) 求得 。
运行参数资料 ,包括换热站内换热器进口蒸汽的温
度和压力 、凝水的温度和压力 、蒸汽流量和对应的室
外温度等 ,从而避开建筑形式的多因素影响[4] 。计
算的基本原理是 :通过进口蒸汽的温度和压力确定
其焓值 ,再通过凝水的温度和压力确定其焓值 ,二者
的焓差即是每 t 蒸汽所能提供给二级管网的热量 ,
该焓差乘以蒸汽的流量便可得每 h 该换热站所耗的
[摘 要 ] 本文针对济南市已有建筑采暖热指标大的问题 ,对济南市不同区域采暖现状进行了调研 ,从一个新的角度对 典型建筑的采暖热指标进行了探讨 ,分别计算了不同采暖区的采暖热指标 ,并对各采暖区热指标进行加权平均 ,最终得到适 宜于本地区的平均采暖热指标 ,该热指标的测定对集中供热系统的设计和运行具有参考和指导价值 。
29126 461056
为使计算结果更加准确 ,采用加权平均法计算 该地区平均采暖热指标 ,计算方法如下 :
Qq =
F1 Q1 + F2 Q2 + F3 Q3 F1 + F2 + F3
(4)
式中 , Qq 为采暖区的加权平均热指标 ,WΠm2 ; Q1 、Q2
和 Q3 为各换热站的平均采暖热指标 ,WΠm2 ; F1 、F2
表 2 北部地区典型换热站的采暖热指标计算结果
采暖面积Π万 m2 平均采暖热指标Π( WΠm2 ) 最大采暖热指标Π( WΠm2 ) 平均加权平均值Π( WΠm2 ) 最高加权平均值Π( WΠm2 )
换热站 1 7
3215 47135
换热站 2 10 3511
54108 33114 5019
换热站 3 24
第 24 卷第 10 期 2008 年 10 月
[ 文章编号 ]100228528 (2008) 1020091204
建 筑 科 学
BUILDING SCIENCE
Vol124 ,No110 Oct. 2008
济南市居住建筑采暖耗热指标的确定及分析
高鲁锋1 ,田贯三1 ,宗成璋2
(1. 山东建筑大学 热能工程学院 , 济南 250101 ;2. 济南市市政设计研究院有限责任公司 ,济南 250002)
将瞬时耗热指标在采暖季累计后除以采暖期瞬
时值的累积次数便可得其采暖季平均采暖热指标 :
n
∑Qi
Q=
i =1
n
(2)
式中 , Q 为平均采暖热指标 ,WΠm2 ; n 为采暖期瞬时 耗热指标值的累积次数 。
212 最大采暖热指标的计算
在采暖期某一室外温度下 ,根据式 (2) 计算出平
均采暖热指标 ,即可根据下式求得采暖季最大采暖
北部地区主要由北郊热电厂承担集中供热 。根 据对各换热站的调研情况 ,选取 3 个供热面积较大 、 运行状况比较稳定的换热站作为北部地区的典型换 热站 ,分别记为北部换热站 1 、2 和 3 。2006～2007 年 北部地区 3 个换热站的采暖季运行数据见表 1 ,表 中数据为采暖季各月的运行平均值 。
几种典型建筑物的实际平均采暖热指标和最大采暖热指标建筑类型住宅建筑商业金融建筑教育科研机构采暖性公共建筑实际平均采暖热指标3311636125341232实际最大采暖热指标4711652162491450171现行供暖设计热指标5864658060806075可以看出本文测算所得现有不同建筑物的实际平均采暖热指标在3237之间实际最大采暖热指标在4753之间比现行供暖设计热指标表8行数据平均减少了10右且最大采暖热指标一般出现在供暖期最冷的寒流期间但由于建筑围护结构具有热惰性采用较低热指标足以满足采暖用户的要求所以依据目前实测建筑采暖能耗情况得出适宜于济南市的实际平均采暖热指标为3237采暖设计热指标可按实际最大采暖热指标选取宜为4753根据实测数据得到实际平均采暖热指标为3237该指标不包括一次供热管网的热损失特别是蒸汽供热管网一次网的热损失在采暖季高达20以上所以为保证采暖用户的要求热源只得增大供热能力这也是目前建筑采暖能耗大的主要原因之一
1 采暖热指标
111 设计采暖热指标 为简化计算 ,通常采用概算指标法来确定各类
热用户的热负荷 。供暖设计热负荷的概算可采用体 积热指标法或面积热指标法等 。面积热指标法比体 积热指标法更便于进行概算 ,因此在城市集中供热 系统规划设计中较多地被采用 。根据《城市热力网 设计规范》(CJJ 3422002) ,济南市集中供热采暖面积 设计热指标为 45～67 WΠm2 ,即在室外计算温度为 - 7 ℃、室内计算温度为18 ℃时 ,每 1 m2 建筑面积 供暖设计热负荷为 45～67 W。
[ Keywords] heating index ,central heating ,weighted average ,energy2saving building
0 引 言
采暖热指标是城镇供热规划设计与建筑供热设 计中一个重要的经济技术评价和控制指标[1] ,是确 定集中供热系统热源规模的主要依据 ,一般多用面 积热指标表示 ,即单位时间内对单位建筑面积的供 热量 。热指标的大小直接影响着供热系统的运行效 益 ,如热指标偏大 ,会使设备和管网的容量偏大 ,增 大建设投资 ,从而降低集中供热系统的经济性 ;如热 指标偏小 ,将难以满足用户的使用要求 ,达不到供热 效果 ,影响社会效益 。在集中供热系统的运行管理 中 ,热指标又是各种量化控制的基础 。当热指标偏 大时 ,设备的运行处于低负荷比的状态 ,热效率和管 网输送效率会大大降低[2] ,设备的供热能力不能充 分发挥 ,特别对于蒸汽供热管网能源利用效率更低 ,
不利于节能 。因此对于已有的集中供热系统 ,合理 确定其采暖热指标可充分挖掘已有设备和管网的供 热能力 ,在不增加热源和扩建管网的基础上 ,达到扩 大供热面积的效果 。本文通过对济南市供热现状的 调研 ,从一个新的角度对测算采暖热指标进行了探 讨 ,进而确定本地区的采暖热指标 ,并对原有供热热 指标进行了完善和修正 。
外温度的测定 ,利用式 (1) ～ (3) 便可确定某一采暖
区的平均采暖热指标和最大采暖热指标 。
3 济南市采暖热指标的测定
济南市供热情况比较复杂 ,为较为科学合理地 确定其采暖热指标 ,根据济南市的采暖情况 ,将其分 为 5 个典型的采暖区域 ,分别是东部 、西部 、南部 、北 部采暖区以及交界处的市中部地区 。采用前述方法 分别计算出各采暖区内几个典型换热站的采暖热指 标进行加权平均便可获得各个采暖区的平均采暖热 指标和最大采暖热指标 ,采用同样的方法可得到济 南市的平均采暖热指标 。计算采暖热指标时只考虑 二次网 ,即将换热站内的换热量平均到采暖面积上 , 一次网热损失不计入在内[6] ,具体计算如下 。
总热量 ,再用耗热量除以该换热站的供热面积就可
获得该典型换热站的瞬时耗热热指标[5] ,可表示为 :
Q
=
1
000 m ( hi 3. 6 F
hc )
(1)
式中 , Q 为采暖瞬时耗热指标值 ,WΠm2 ; m 为换热站
内蒸汽流量 ,tΠh ; hi 为换热站内蒸汽进口焓值 , kJΠ kg ; hc 为换热站内凝水的焓值 ,kJΠkg ; F 为换热站供 热面积 ,m2 ;1 000Π316 为单位换算系数 。
GAO L u2feng1 , TIAN Guan2san1 , ZONG Cheng2zhang2 (1. School of Thermal Energy Engineering , Shandong Jianzhu University ,
Jinan 250101 , China ;2. Jinan Municipal Engineering Design and Research Institute , Jinan 250002 , China)
对于南部采暖区 ,主要由南郊热电厂承担集中 供热 。由于所调研的换热站内没有安装蒸汽流量计
热指标 :
Qmax
=
Q ( Tn ( Tn -
Twj ) Tt )
(3)
式中 , Qmax为采暖期的最大采暖热指标 ,WΠm2 ; Tn 为
济南市采暖期的室内设计温度 ,取为 18 ℃; Tt 为所
测采暖期的平均室外温度 , ℃; Twj 为济南市采暖期 的室外设计温度 ,取为 - 7 ℃。
通过对采暖期换热站蒸汽参数 、凝水温度和室
[ 收稿日期 ] 2008206202 [ 修回日期 ] 2008206218 [ 基金项目 ] 国家“十一五”科技支撑计划项目 :城市能源优化配置与
管网系统负荷模拟技术 (2006BAJ03B01) [ 作者简介 ] 高鲁锋 (19822) ,男 ,在读硕士研究生 [ 联系方式 ] supurgao @sdjzu. edu. cn
[ Abstract ] In this paper ,the relatively large heating index problem in Jinan was discussed. The heating status of different regions of Jinan was investigated ,and the heating index of typical buildings was analyzed and calculated from a new perspective. With the weighted average heating index of heating regions ,the average heating index that appropriated for this region was obtained. The determination of heating indicators could be used to guide the design and operation of the central heating system.
和 F3 为各换热站的供热面积 ,万 m2 。由此便可计
算该采暖区热指标的平均加权平均值和最大加权平
均值 ,如表 2 所示 。 采用相同的分析方法 ,分别对济南市其它几个
区域的换热站进行分析和计算 ,可得到不同区域的 采暖热指标 。
对于东部采暖区 ,主要由开发区热力公司承担 集中供热 。选取其供热西线的 19 个换热站的运行 数据进行初步整理 ,由于监测仪器在采暖期内间歇 性运行不正常及采暖用户出现故障等原因 ,使得大 部分运行数据出现严重错误 ,最终确定了运行比较 正常的 3 个换热站 ,分别称为东部换热站 1 、2 和 3 , 利用上述计算方法对其进行了计算和分析 ,最终得 到加权平均结果 ,见表 3 。
2 采暖热指标的计算方法
211 实际采暖热指标的计算
为科学合理地确定采暖热指标 ,本文通过对采
暖区用热参数进行调研 ,求出换热站内一次网的蒸
汽供热量 ,然后按采暖区的采暖面积均分 ,并加权平
均 ,得到适宜于本地区的采暖热指标[3] 。对每个采
暖区内采暖热指标的确定方法是 :在采暖区内收集
2006～2007 年采暖季典型换热站所带的采暖面积和
2145
换热站 2 蒸汽参数
温度Π℃ 压力ΠMPa 流量Π(tΠh)
207
0148
6121
219
0157
6146
224
0161
6113
226
016
5158
212
0158
3196
温度Π℃ 151 165 167 165 158
换热站 3 蒸汽参数
压力ΠMPa
流量Π(tΠh)
0137
11188
0142
1215
0143
13154
0139
11125
0138
11167
第 10 期
高鲁锋 ,等 :济南市居住建筑采暖耗热指标的确定及分析
93
在进行计算时 ,蒸汽在换热站的凝水按饱和状 态处理 ,根据表 1 中换热站进口蒸汽的温度和压力 查水和水蒸汽的物理特性表[7] ,可得到进口蒸汽与 凝水的焓值 ,利用式 (1) ～ (3) 可得到该供暖区的各 月平均采暖热指标和最大采暖热指标 ,再对各换热 站求出平均值 ,即可得到各换热站采暖季的平均采 暖热指标和最大采暖热指标 (见表 2) 。最后对各换 热站加权平均便可得到本地区整个采暖季的平均采 暖热指标和最大采暖热指标的加权平均值 (见表 2) 。