集中熱水供暖工程技術(shù)是以促進(jìn)人類居住的舒適性、健康性、衛(wèi)生性、實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能、保護(hù)地球環(huán)境、對(duì)能源的有效利用、實(shí)現(xiàn)人類可持續(xù)發(fā)展等觀點(diǎn)為原則而不斷取得技術(shù)創(chuàng)新而向前發(fā)展的。我國(guó)能源消耗已占世界總能源消耗的11.5%，成為僅次于美國(guó)的第二大能源消費(fèi)國(guó)。其中建筑能耗占總能耗的比例大約為27%，而在建筑能耗中，用于暖通空調(diào)的能耗占到35.5%以上。北方地區(qū)普遍采用燃煤集中供熱方式，能源利用效率低，溫室效應(yīng)、臭氧層破壞、酸雨污染等環(huán)境問(wèn)題較為突出。
隨著全球保護(hù)地球環(huán)境，抑制CO2排放量的國(guó)際要求日益高漲，我國(guó)人均能源少，利用效率低，環(huán)境污染嚴(yán)重，節(jié)能減排壓力進(jìn)一步加大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，到2020年，我國(guó)將超過(guò)美國(guó)成為第一耗能大國(guó)。耗能的飛速增長(zhǎng)，將帶來(lái)沉重的環(huán)境壓力。建筑節(jié)能與人居環(huán)境和地球環(huán)境密不可分。我國(guó)目前的節(jié)能減排舉措，是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的重要環(huán)節(jié)，利在當(dāng)代，功在千秋。
本文從建筑供暖耗能的技術(shù)角度出發(fā)，針對(duì)目前集中熱水供暖系統(tǒng)存在的一些問(wèn)題，從供暖系統(tǒng)的設(shè)備、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行管理等方面分析了影響集中熱水供暖系統(tǒng)節(jié)能和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的原因，提出了一些提高集中熱水供暖系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性和節(jié)能潛力的措施。供同行商榷。
1新建單幢建筑物的供熱設(shè)計(jì)與原有區(qū)域供熱管網(wǎng)系統(tǒng)脫節(jié)
這種狀況出現(xiàn)的原因，一方面是設(shè)計(jì)中未計(jì)算與測(cè)試單幢建筑物熱用戶與室外供熱管網(wǎng)入口處的每項(xiàng)技術(shù)參數(shù)。另一方面是錯(cuò)誤的認(rèn)為設(shè)計(jì)單幢建筑的供暖只是局限在本建筑范圍內(nèi)，沒(méi)有對(duì)有關(guān)熱網(wǎng)連接的技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行考慮，這樣就將聯(lián)系廣、影響因素多的供暖工程局部孤立了，導(dǎo)致脫節(jié)、疏漏。造成的結(jié)果是，即便室內(nèi)的理論設(shè)計(jì)大體正確，可是受熱用戶和熱源距離不一樣，供熱的室外管網(wǎng)阻力在新老建筑中不均衡等因素影響，還是可能達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，從而有過(guò)熱或者過(guò)冷現(xiàn)象產(chǎn)生，致使進(jìn)行二次施工或者重新修改設(shè)計(jì)。為將該問(wèn)題解決，第一要與實(shí)際相結(jié)合，強(qiáng)化整體意識(shí)，使設(shè)計(jì)思考范圍擴(kuò)大。在對(duì)原區(qū)域供熱系統(tǒng)所有運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行調(diào)研與測(cè)算的前提下設(shè)計(jì)新增建筑物的供暖。第二，應(yīng)結(jié)合建筑區(qū)域內(nèi)中、遠(yuǎn)期規(guī)劃作供熱管網(wǎng)新舊結(jié)合的結(jié)合分析。必要時(shí)將設(shè)計(jì)范圍擴(kuò)大并調(diào)整管網(wǎng)，增設(shè)調(diào)節(jié)以及加壓裝置、調(diào)整管路循環(huán)方式或走向、改變管徑等。
2熱網(wǎng)設(shè)計(jì)中放水閥和放氣閥的設(shè)置不足
要使熱網(wǎng)可靠性得以提高，重要措施之一就是在熱網(wǎng)干線上設(shè)置分段閥，分段閥間隔一定距離。若干線上有事故發(fā)生，可以將個(gè)別分段閥關(guān)閉，將事故管段截?cái)?，進(jìn)而把供熱的時(shí)間和影響盡可能地控制在相對(duì)小的范圍之內(nèi)。在管道的高點(diǎn)要有放氣閥的設(shè)置，在管道的低點(diǎn)（包括分段閥劃分的每個(gè)管段的低點(diǎn)）要有放水閥的設(shè)置。
熱網(wǎng)在啟動(dòng)、修理及進(jìn)行沖洗、水壓試驗(yàn)時(shí)，放水閥與放氣閥是其中必要部件，有著不可忽視的作用。只有在管段低處設(shè)放水閥，高處設(shè)放氣閥，使兩者的工作配合起來(lái)，在管網(wǎng)修理或者啟動(dòng)的時(shí)侯才可以確保將水放盡以及充滿水。有事故發(fā)生時(shí)，管路供熱就會(huì)停止，主要有對(duì)事故管段予以截?cái)嗖⒎潘?、將事故排除及充水三個(gè)時(shí)間段。統(tǒng)計(jì)顯示，放水與充水時(shí)間在修理總時(shí)間中占20%以上，具有很大的比例，這就要求放水閥與放氣閥有更高的設(shè)置。通常要求放氣閥與放水閥的設(shè)置要能保證將水在1小時(shí)內(nèi)排盡。另外，熱網(wǎng)干線、熱網(wǎng)支干線及支線和支干線連接處均應(yīng)有關(guān)斷閥的設(shè)置，以使事故發(fā)生時(shí)的充水量與放水量減少。
3排氣應(yīng)注意的問(wèn)題
3.1 預(yù)防室外架空管網(wǎng)放氣閥凍壞若室外架空管網(wǎng)上的放氣閥設(shè)置過(guò)高則操作不便，設(shè)置過(guò)低則容易凍結(jié)。對(duì)此種問(wèn)題進(jìn)行解決的辦法是，放氣閥在低處設(shè)置，同時(shí)加一循環(huán)伴熱芯管。
3.2 管道坡度的設(shè)置要有保證在設(shè)計(jì)中遇到管道過(guò)梁、穿墻時(shí)，要配合土建，在最大程度上降低水平管道的下彎，注意支架的設(shè)置高度與間距，確保供水、回水干管的坡向與坡度，以使排氣順利進(jìn)行。
3.3 排氣口布置要正確設(shè)計(jì)時(shí)通常把排氣口布置于室內(nèi)或者通到室外。如果置于室內(nèi)，因?yàn)槭覂?nèi)裝修一新，就不免因?yàn)R氣、淺水對(duì)家具與墻面造成損壞。如果直接通到室外，首先，外墻面易被水銹污染，建筑物的美觀受到影響；第二，放氣時(shí)可能會(huì)對(duì)建筑物下的行人造成影響，不安全；第三，現(xiàn)在建筑物周圍有很多綠化物，放水放氣時(shí)會(huì)對(duì)植物的生長(zhǎng)造成影響。為使此類情況的發(fā)生得到避免，可以采取下列措施：一、盡量把集氣閥（罐）置于廚房或衛(wèi)生間內(nèi)，把排氣管引至有排水口的地方，使排氣管口離地面或水池底5厘米；二、選擇的產(chǎn)品質(zhì)量要可靠，在施工中裝平、裝正、裝牢固排氣閥；三、加裝控制閥門于自動(dòng)排氣閥處，倘若氣孔流水，在不對(duì)系統(tǒng)正常運(yùn)行產(chǎn)生影響的前提下能及時(shí)更換或維修；四、將直徑匹配的塑料軟管套裝在排氣管上，并把管口另一端引到室外或水池以免水汽淺出。
4室內(nèi)供暖管線地溝敷設(shè)的問(wèn)題
敷設(shè)在不通行地溝內(nèi)的供暖管線如果發(fā)生破漏、腐蝕等問(wèn)題，很難發(fā)現(xiàn)維修。因此，應(yīng)將DN25的焊拉鋼管均勻分布在供暖地溝內(nèi)的多個(gè)地方作為檢漏管，并且把檢漏管直接埋設(shè)到建筑物散水處，同時(shí)設(shè)一積水坑于檢漏管所在室外的地方。定時(shí)進(jìn)行檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并維修。這對(duì)供暖系統(tǒng)而言是非常重要的，因此，我們建議在新老暖氣施工中應(yīng)進(jìn)行廣泛地推廣并使用。
5在搞好外網(wǎng)初調(diào)節(jié)，消除水平失調(diào)的基礎(chǔ)上，改變“大流量，小溫差”的不經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式
在解決由于外網(wǎng)水平失調(diào)而導(dǎo)致遠(yuǎn)近用戶冷熱不均的問(wèn)題時(shí)，我們應(yīng)克服使用大流量、小溫差”這種不經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行方式：通常為加大循環(huán)水泵，并聯(lián)運(yùn)行多臺(tái)泵，末端添設(shè)加壓泵以及增大末端管徑等?？蛇x用調(diào)節(jié)閥配合調(diào)配閥及其智能儀表、平衡閥及其智能儀表、超聲波流量計(jì)，將外網(wǎng)的初調(diào)節(jié)作好，并以外網(wǎng)調(diào)節(jié)平衡為基礎(chǔ)，使循環(huán)水泵流量減少，使“大流量、小溫差”的不經(jīng)濟(jì)運(yùn)行得以改變，使當(dāng)前每m2的流量，一次水由2~3kg/h逐漸降為1.3kg/h，二次水由3~5kg/h降為2~3kg/h。6采用補(bǔ)水泵變頻調(diào)速調(diào)壓，改變“變壓”運(yùn)行為“定壓”運(yùn)行
恒壓點(diǎn)壓力維持恒定是供暖系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行的基礎(chǔ)，但因?qū)Χ▔涸O(shè)備有不當(dāng)?shù)陌惭b或運(yùn)行操作，常常使“定壓”運(yùn)行實(shí)質(zhì)上成了“變壓”運(yùn)行，必須徹底改變這種現(xiàn)狀。因?yàn)槎▔汗薏僮鲝?fù)雜，價(jià)格昂貴，膨脹水箱定壓有使用范圍的局限，補(bǔ)水泵定壓的應(yīng)用較多，但補(bǔ)水泵持續(xù)運(yùn)行費(fèi)電，間歇運(yùn)行就有壓力波動(dòng)，所以近些年，補(bǔ)水泵變頻調(diào)整定壓比較歡迎，雖然變頻調(diào)速器有較高的成本，且功率越大成本越大，但補(bǔ)水泵通常沒(méi)有大的功率，能夠接受，應(yīng)積極推廣使用補(bǔ)水泵變頻調(diào)整定壓。
7采用自動(dòng)排氣閥和臭味劑，防止系統(tǒng)丟水
在過(guò)去，通常在供暖系統(tǒng)的末安裝集氣罐，當(dāng)作手動(dòng)的放風(fēng)裝置，用戶經(jīng)常從這私自取用系統(tǒng)水，若選用國(guó)產(chǎn)自動(dòng)排氣閥，常常因?yàn)橘|(zhì)量不夠好，就會(huì)有放水不跑氣的被動(dòng)局面出現(xiàn)，是運(yùn)行管理很難處理的問(wèn)題，若采用價(jià)格稍貴（每個(gè)三、四百元），但保證質(zhì)量的E121自動(dòng)排氣閥，就有非常理想的效果。另外為防止用戶私自對(duì)系統(tǒng)水予以取用，可投入適量臭味劑（70~80克/每噸水），有很好的效果。這種藥劑若用戶需求能在購(gòu)買防腐阻垢劑時(shí)一并采購(gòu)使用。
8作好除污器安裝維修及清洗工作
在熱水供暖管網(wǎng)系統(tǒng)中，除污器是一個(gè)必不可少的裝置。除污器安裝使用不當(dāng)會(huì)造成供暖系統(tǒng)的很多故障。所以對(duì)除污器作用的認(rèn)識(shí)應(yīng)當(dāng)提高，依據(jù)系統(tǒng)事實(shí)上的情況，及時(shí)地給予排氣、排污。尤其是對(duì)新建成的熱水或管網(wǎng)用戶系統(tǒng)的排污次數(shù)要增加。除污器最好在總回水干管循環(huán)水泵的吸入口前的地方安裝，置于泵房中，以便于檢修與排污，應(yīng)設(shè)自動(dòng)排氣閥于除污器的頂部，底部應(yīng)設(shè)快速排污閥或者設(shè)閘板閥，不能使用截止閥。在除污器前后要設(shè)置壓力表，旨在查看除污器的運(yùn)行情況，并且設(shè)置旁通管道，旨在對(duì)除污器進(jìn)行檢修時(shí)系統(tǒng)能常規(guī)運(yùn)轉(zhuǎn)。除污器要定期地檢修與清洗，若有條件，建議換為臥式除污器。若供暖系統(tǒng)的質(zhì)量不高，最好先將除污器的影響因素予以排除，然后再進(jìn)一步地進(jìn)行檢查。投放使用的新建用戶系統(tǒng)，在第一個(gè)供暖季內(nèi)，清理除污器的工作最少應(yīng)為2~3次，第一次清理最好安排在運(yùn)行開(kāi)始后一周之內(nèi)，原因是這時(shí)系統(tǒng)內(nèi)有較多的施工殘留雜質(zhì)，往后最少每年給予一次應(yīng)清理。
9作好熱水采暖堵塞故障的排除
在熱水采暖系統(tǒng)中，堵塞為最常見(jiàn)的故障之一。堵塞會(huì)導(dǎo)致暖氣系統(tǒng)不熱，有很復(fù)雜的表現(xiàn)情況，讓人很難斷定。它可能引起很多故障的發(fā)生，如常見(jiàn)的超壓、凍裂、抽空、倒空、吸空、倒流、不熱死循環(huán)等。即便判斷系統(tǒng)中有堵塞，要把堵塞的準(zhǔn)確位置確定下來(lái)，找出堵塞物品也不是容易的事。由于堵塞物在系統(tǒng)中通常情況都是沒(méi)有整個(gè)堵死，還是會(huì)有部分熱媒流過(guò)，因此堵塞點(diǎn)前后的溫度沒(méi)有明顯變化。熱媒流過(guò)堵塞點(diǎn)，想要使其冷卻下來(lái)需要經(jīng)過(guò)一定距離的散熱，流過(guò)堵塞點(diǎn)的熱媒的流量決定了冷卻距離的長(zhǎng)度，而堵塞的程度又決定了該流量的大小。這些都是未知的情況，因此很難將堵塞的位置確定下來(lái)。加上一些堵塞是活動(dòng)性的，比如石子、鐵屑等，會(huì)隨系統(tǒng)水被放空流至進(jìn)出口處，這樣找遍整個(gè)室內(nèi)系統(tǒng)也找不出來(lái)，但又會(huì)因重新運(yùn)行而隨水流進(jìn)到系統(tǒng)中。所以解決堵塞的好方法就是設(shè)置除污器在用戶引入口處，但遺憾的是實(shí)質(zhì)施工中極少見(jiàn)除污器的設(shè)置；根據(jù)預(yù)防堵塞的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，今后應(yīng)在回水干管上設(shè)置用戶引入口的除污器會(huì)更有利，而不是當(dāng)前大部分在供水干管上設(shè)置，對(duì)新建供暖用戶系統(tǒng)尤其要多加注意該問(wèn)題。
怎樣對(duì)異物堵塞及其部位進(jìn)行判定，需要在系統(tǒng)充滿水水泵與鍋爐出力足夠的情況下，專業(yè)技術(shù)人員做認(rèn)真調(diào)查、分析及判斷，必要時(shí)要用超聲流量檢測(cè)器與溫度計(jì)予以確診。很多堵塞故障證明，人為造成的堵塞是比較多，自然形成的堵塞較少。在三通、四通、彎頭、各種閥門處及變徑、補(bǔ)心、接頭處容易發(fā)生堵塞。
如果發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)某個(gè)環(huán)路堵塞，可先用沖洗法予以排除，就是把系統(tǒng)中除堵塞的環(huán)路外的其它環(huán)路都關(guān)死，水泵開(kāi)大，將堵塞環(huán)路回水管的末端打開(kāi)，排水沖洗，則因流量流速度加大可將小石子及泥砂鐵銹全部沖出。若用這個(gè)方法仍不能將堵塞排除，應(yīng)完全放水后，打開(kāi)管道將堵塞污物取出。實(shí)踐表明，新供暖工程完工后，投放使用之前，施工人員必須依照相關(guān)施工規(guī)范、規(guī)程認(rèn)真清洗、檢查室內(nèi)供暖系統(tǒng)與室外管網(wǎng)，保證無(wú)誤后，才可交付使用。運(yùn)行管理中，必須加強(qiáng)供暖系統(tǒng)與鍋爐的保養(yǎng)、檢查及維修工作。
10分戶熱計(jì)量供暖系統(tǒng)的問(wèn)題
分戶熱計(jì)量供暖系統(tǒng)，便于分戶按實(shí)際耗熱量計(jì)費(fèi)，節(jié)約能源和滿足用戶對(duì)采暖系統(tǒng)多方面的功能要求，同時(shí)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)和供暖設(shè)計(jì)提出了新的要求。目前供暖系統(tǒng)主要采用分戶水平式系統(tǒng)及放射式系統(tǒng)。熱表一般裝在用戶入口管道上，可有效防止用戶偷熱水，降低系統(tǒng)的失水率，但流量計(jì)或熱表裝在用戶入口管道上，水溫高，會(huì)損壞熱表縮短其使用壽命，影響用戶的情緒，加大供暖收費(fèi)難度是得不償失的，因此，熱表裝在用戶出口管道上，在系統(tǒng)中投入臭味劑防止失水率增加是明智之舉。為了防止鑄鐵散熱器鑄造型砂以及其他污物聚積堵塞熱表、溫控閥等部件，分戶式供暖系統(tǒng)宜選用不殘留型砂的鑄鐵散熱器或其他材質(zhì)的散熱器，系統(tǒng)投入運(yùn)行前應(yīng)進(jìn)行沖洗。
考慮到供暖收費(fèi)難的現(xiàn)狀，從便于管理和控制的角度，在供水管上應(yīng)安裝鎖閉閥，以便需要時(shí)采取強(qiáng)制性措施關(guān)閉用戶的供暖系統(tǒng)。新建住宅熱水集中供暖系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置分戶熱計(jì)量和室溫控制裝置，在每一戶管路的起止點(diǎn)安裝關(guān)斷閥和在起止點(diǎn)其中之一處安裝調(diào)節(jié)閥。分戶熱計(jì)量的入口裝置宜設(shè)在管道井內(nèi)，并在入口處設(shè)置熱量表、差壓式流量調(diào)節(jié)裝置、除污器或過(guò)濾器等。為了保護(hù)熱量表不被堵塞，過(guò)濾器應(yīng)設(shè)在熱量表前面。由于戶內(nèi)系統(tǒng)形式的變化，與傳統(tǒng)的供暖系統(tǒng)不同，計(jì)量供暖系統(tǒng)戶內(nèi)普遍采用塑料管材，以便于水平管安裝敷設(shè)。布置在地面下墊層內(nèi)的管道，不論采用何種配管方式，都要求管道有較長(zhǎng)的使用壽命。較小的墊層厚度和較為簡(jiǎn)便的安裝方法，并避免在墊層內(nèi)有連接管件，因此，不宜采用鋼管，只能采用塑料管材。熱水供暖系統(tǒng)常用的塑料管材有：XPAP（交聯(lián)鋁塑復(fù)合管）、PB（聚丁烯管）、PP-R（無(wú)規(guī)苯聚聚丙烯管）、嵌段苯聚聚丙烯管（在德國(guó)稱稱其為PP-B，在韓國(guó)稱其為PP-C，較適宜于低溫?zé)崴匕遢椛涔┡到y(tǒng)）。