公共建筑供热系统分时分区节能改造方案.doc

公共建筑供热系统分时分区节能改造方案一、现有技术方案供热系统的热惰性是制约按需供热的一个重要因素,尤其对于按需供热中最重要的间歇性供热需求,现有的技术方案难以满足节能运行的要求。对于公共建筑,通常工作时间段要求正常供热、而夜间维持防冻运行即可;由此产生了分时分区的节能运行方案,具体包括:末端变流量分时分区供热:在低负荷运行时,通过调节流量阀开度降低末端系统流量以降低供热量;其优点是成本低、结构简单、有一定的节能效果;缺点是:不能改变系统供水温度;并容易造成水力失调、不利节点的管路有冻结风险;通断时间控制分时分区供热:在低负荷运行时,通过通断阀定时开启或关闭,降低供热量;其优点是成本低、结构简单、有一定的节能效果;缺点是:不能改变系统供水温度;并且不适合应用于严寒地区;楼前混水系统分时分区供热:具体结构形式多种多样,共同点是其中至少包括调节阀、控制系统和内部循环泵;通过内部循环泵维持内部水循环,通过调节阀调整供热量;其优点是:能够改变系统供水温度、节能效果好;缺点是:系统复杂、控制系统要求高、成本较高。通过需求分析可以发现,此类应用的特点是在某个时间点供热需求会发生由大变小的突变、然后将维持一段较长时间的低负荷状态,但是供热系统的热惰性会导致响应速度严重滞后,从而形成能源的浪费。根据参考资料可知,虽然规定的夜间最低值班室温为5℃,而现有的分时分区系统的夜间室温则通常为15℃左右,其中仍有一定的节能空间。另外正常供热时,末端系统的管道和铸铁散热器中的平均水温为60℃以上,切换到夜间低消耗运行状态后,平均水温逐渐下降为30℃以下。由此,对应的末端散热器壳体和循环水都会产生至少30K的温差,现有技术方案中,这部分的温差所对应的热量是无法被利用的、大部分被白白浪费掉。以较常见的四柱760铸铁散热器为例:散热器单片参数:、、中心距600mm;。其中:铸铁的比热容为:/(kg*k);水的比热容为:/(kg*k)当发生需求突变后形成温差为30K时,所对应的热量损失为:**30+**30=()即对应每平方米供热面积会产生约40wh的热量损失。二、改进技术方案为解决现有技术的问题,本方案采用相变储能技术,在末端系统负荷产生由大变小的突变时,通过相变储能模块迅速从末端系统中提取热量储存起来、并加以利用。同时,相变储能模块具有良好的降温输出能力,完全可以替代现有系统。具体方案:该系统包括热源侧系统1、末端系统2、相变储能模块3和内部循环泵4;在正常供热负荷工况下,热源侧系统1与末端系统2连接,由热源侧系统1为末端系统2提供热量;当末端系统2的负荷发生由大变小的突变时(此时,末端系统2中的循环水的温度高于相变储能模块3中的储能材料的相变温度),将热源侧系统1与末端系统2断开,并将末端系统2与相变储能模块3、内部循环泵4相连接,由内部循环泵4驱动末端系统2中的水循环通过相变储能模块3的换热器5、使得循环水与储能材料进行热交换,将水中的热量回收并储存到相变储能模块3之中,同时使得循环水的温度迅速下降、从而避免了热量的散失;然后,在末端系统2处于低负荷运行时,当末端系统2中的水温下降到低于相变储能模块3中的储能材料的相变温度时,