混水泵在既有建筑中的供热节能研究（可编辑）

1、混水泵在既有建筑中的供热节能研究 天津大学硕士学位论文混水泵在既有建筑中的供热节能研究姓名:兆艳虹申请学位级别:硕士专业:供热供燃气通风及空调工程指导教师:朱能20070601摘要能源问题举世瞩目。随着建筑能耗的不断上升,建筑节能已成为节能工作的热点,而巨大的节能潜力存在于既有建筑节能改造之中。对既有建筑进行节能优化改造,既可以节约大量的重置资金,又能克服能源短缺限制经济发展的瓶颈问题,是适于我国国情的一条综合技术革新之路。本文首先介绍目前国内外既有建筑的节能改造措施,指出了节能改造工作过程中存在的问题。为了解决由于系统设计不当和调节不当导致局部过热造成热损失问题,本文就在建筑的热力入口采用加

2、装混水泵措施,对在楼内采暖系统“大流量、小温差、低水温”问题的解决进行研究。本文在室内采暖系统重力循环和机械循环理论分析基础上,结合实例对建筑内热水供暖系统保证运行所需的最小流量进行了探讨。在分析得出的最小运行流量的基础上,选取天津地区某一栋教学楼作为试验对象,利用超声波流量计测试安装混水泵后的实际运行的流量变化情况,利用温度自记议对一些典型的教室进行了温度测试。结合所得数据,利用能耗模拟软件对典型房间的温度进行了模拟,总结出保证供暖质量的较适合的混水比范围。最后,针对加装混水泵节能改造措施,根据简单静态投资回收期经济评价方法,对既有建筑采暖系统进行了经济效益投资分析,由此验证安装混水泵措施在

3、节能改造中的可行性和巨大潜力。关键词:既有建筑、最小流量、混水比、经济性分析.,? , .,.? ., “ ., , .,?, . ,., , ,., , ,:,.独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得叁壅盘堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签字日期:曰年石月,扩日学位论文作者签名:眵辛幻彘学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解墨壅盘堂有关保留、使用学位论文的规

4、定。特授权墨壅盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。保密的学位论文在解密后适用本授权说明导师签名:学位论文作者签名:如弘吨.签字日期:矿年易月,彦日签字日期:夕年/月/护日天津大学硕士学位论文第一章【绪论】第一章绪论.我国建筑采暖能耗现状能源问题是当今人类面临的重大的社会问题,我国正面临能源长期紧张的严峻形势,住宅和公共建筑是能源消耗大、增长快、浪费最严重、节能潜力最大的部门。近些年来,我国的建筑规模巨大,发展迅速。预计到年我国将建造约亿的建筑。由此,中国建筑单位面

5、积采暖能耗达到气候条件相近的发达国家的倍,甚至更高而中国主要工业产品能耗与发达国家的差距大部分只有个百分点。也就是说,我国正以史无前例的规模建造高能耗建筑【】。年,我国城镇采暖总面积约为亿平方米,全国采暖能耗.亿吨标准煤,占年煤产量的%。集中供热系统存在效率低下的问题,热能利用效率不足%,造成大量能源浪费。当没有采取有效的建筑节能措施,基本维持目前建筑能耗水平时,到年我国采暖耗煤量将增加到.亿吨标准煤/年;采取有效措施可维持在.亿吨标准煤/年【。针对能源消费的问题,我国制定了一系列的政策法规推行建筑节能的发展。节能法规定“国家制定节能政策,编制节能计划,并纳入国民经济和社会发展计划,保障能源的

6、合理利用,并与经济发展、环境保护相协调。通过全面推进建筑节能工作,要求到年,全国新建建筑全部严格执行节能%的设,计标准,其中各特大城市和部分大城市率先实施节能%的标准;开展城市既有居住和公共建筑的节能改造,大城市完成改造面积%,中等城市完成%,小城市完成%。在此基础上到年实现大部分既有建筑的节能改造,新建建筑东部地区要实现节能%,中部和西部也要争取实现节能%。建筑节能效果总体上接近发达国家世纪初一般水平【】。.既有建筑节能改造的意义供暖能耗是我国建筑能耗最主要部分,我国供暖能耗占全国建筑总能耗的%以上,为供暖地区社会能耗的.%。由于我国对建筑节能重要性认识不够,以致单位建筑面积的供暖能耗是发达

7、国家的倍左右,是浪费最严重和节约潜力最大的部分。我国人口约占世界总人口的%,能源资源相对匮乏,人均能源天津大学硕士学位论文第一章【绪论】的资源占有量不到世界平均水平的一半,石油仅占/。从年起,我国就成为能源的进口国。随着国民经济的高速发展和人民生活水平的不断提高,人均能源消费量在逐年增加,人均常规能源相对不足已成为我国经济、社会可持续发展的限制因素。另外,能源消耗所导致的环境污染严重、生态破坏加剧的趋势尚未得到有效控制。如果继续沿着当前这种以高消耗、高污染以及一系列社会、资源、生态环境问题的出现为代价的传统发展方式走下去,必将导致社会、经济、资源、环境等方面大量问题地出现和产生严重地不协调,进

8、而威胁到人类的生存。随着我国经济建设的高速发展和人民生活水平的不断提高,大量房屋的兴建、供暖范围的日益扩大、空调建筑迅速增加,建筑能耗的比重还在不断上升,建筑能耗增长的速度大大超过能源生产增长的速度。能源的供需矛盾日益尖锐,已成为制约我国经济发展的重要因素。按天津市每年新增供暖建筑万平方米且均为节能建筑节能率按%计算,天津市每年就要增加供暖能耗 万标准煤。另外,我市居民空调器每百户拥有量己达到.台,且还在不断增加。尽管每一台空调器的电耗量不是太高,但空调器运行时间往往为用电高峰时段,加大了峰谷差,从而大大地加剧了电力供应的紧张程度。很显然,即使新增建筑都是节能建筑,天津市建筑供暖空调总能耗的需

9、求趋势仍然是逐年增加的。这必然会给现代化建设和城市热化事业带来沉重的能源需求负担。天津市既有建筑中,住宅建筑量大面广,其中高耗能砖混住宅建筑共有近亿,壁板建筑共有幢,万平米。建筑物围护结构保温性能尤以壁板建筑最差,如壁板建筑房间冬天冷夏天热,冬季外墙内表面结露,雨季时外墙板缝渗漏现象严重等。为此,一些居民拒交房租,并曾提交人代会要求解决。由于壁板建筑自身的这些缺陷,住宅商品化的今天,居民不愿出资购买【】。针对既有建筑节能改造问题,我国给予高度重视,并出台了相应政策予以积极扶持。经审查,批准由中国建筑标准设计研究院、北京市建筑节能专业委员会等十四个单位编制的既有建筑节能改造一等十二项标准设计为国

10、家建筑标准设计,自年月起实施。原外装修标准设计同时废止。通知如下:表国家建筑标准设计名称及编号表川天津大学硕士学位论文 第一章【绪论】预计十一五期间我国既有建筑节能改造.亿平方米:国务院新闻办再次就我国建筑节能与绿色建筑情况举行新闻发布会,建设部副部长仇保兴透露,到年我目建筑节能要达到节约.亿吨标准煤、减排亿多吨二氧化碳气体的基本目标。“十一五期间,节能建筑的总面积累计要超过.亿平方米,其中新建的建筑亿平方米,既有建筑改造.亿平方米。仇保兴表示,目前我国将有亿平方米的既有建筑进行节能改造.预计投入亿元节能改造费用。具体而言,主要通过四项工作完成这一目标:一是新建建筑全面实行节能%的设计标准,建

11、立个直辖市和北方地区达到%的因家标准和技术支撑体系,完成绿色建筑和超低能耗建筑的个示范工程,形成相关的技术配套政策;二是既有建筑的改造,尤其是公共建筑的改造取得突破性进展,同时北方地区的供热体制改革基本完成,推动北方地区的既有建筑的节能;三是可再生能源在建筑中规模化的应用取得实质性突破;四是形成国家和各级政府推动建筑节能的有关法规的强制性推动力【】。天津大学硕士学位论文第一章绪论】.国内外既有建筑节能改造研究现状.国外既有建筑的节能现状对既有建筑的节能改造,发达国家已基本完成。发达国家对既有建筑的节能改造提供节能补助金、贴息贷款或者减税等优惠政策。如原联邦德国政府曾规定,凡年月至年间,为改善房

12、屋围护结构和供暖设备支付的资金,政府补助%,并在年内减税%:丹麦政府曾规定,对于别墅以及公寓式住宅,其房屋和设备的节能改造,在年底完成的可获%的补助金。由于政府重视建筑节能工作,尽管房屋总数在增加,但建筑总能耗却不断下降。例如丹麦年比年供暖面积增加了%,但供暖能耗却减少了万吨标准煤;法国从年到年,房屋增加了%,但采暖能耗却减少了.%。既有建筑节能改造比新建节能建筑的困难大得多,因此发达国家都有相应的扶持政策,有政府机构管理建筑节能工作;有纳入建筑节能内容的法规和标准并得到认真执行,有多种成套的节能技术可以应用,有各种节能材料、仪表、设备供应市场【】。提高建筑能效的综合改造措施的优点在很多项目里

13、得到了证明,比如在加拿大更好建筑伙伴项目计划 成员多伦多市的项目中,.栋建筑得到改造,年运行费减少了万加元,二氧化碳年排放量减少了.万吨。加拿大政府提出了全国性的建筑改造战略,其目的是在全国范围内改善建筑包括商业建筑和住宅的能效,在众多推进节能和建筑改造的计划中,意在鼓励商业和研究机构对节能投资的能源技术革新者首创奖励计划和气候变化自发挑战及登记注册计划是其中的两个例子。中欧、北美在年代中期就已经完成了旧房按照新的节能要求进行改造的工作;西欧的房屋也早已开始成片的进行改造。法国政府在不到年的时间内,对原有住宅的%进行了测试,以确定哪些房屋需要节能改造,到年底,被测试的不合格建筑中有/已被改造。

14、丹麦对既有建筑进行节能改造,尽管建筑面积增加%,但建筑用能却没有增加。丹麦对既有建筑节能改造的方法是聘请能源顾问审查住宅能耗情况,合格的签发执照,不合格的则指出不合格之处,房主据此进行维修,其费用国家适当给与补贴,维修越早,补贴率越高,从年的年间,在全国供暖面积增加%的条件下,供暖能耗反而下降.%,每平方米面积的供暖能耗减少%。由于发达国家住宅多为独立式建筑,而且基于私有制的特定,每户的采暖系天津大学硕士学位论文第一章绪论】统都为独立环路,系统具有调节功能。所以当围护结构改造后,采暖系统供热量可以随着围护结构热损失的减少而减少,在满足室内舒适性的条件下节能。节能改造项目在其他有计划经济向市场经

15、济过渡的国家非常普遍,例如,前苏联各加盟共和国具有和中国一样的供暖基础设施。在批准于年,完成于年的对立陶宛的世界银行援助项目中,政府通过房东联合会、节能专家和银行的支持实施对住宅的节能改造【】。.国内既有建筑的节能现状我国的既有建筑节能改造同发达国家的既有建筑节能改造有很大差别:发达国家采暖系统一般可调节,可计量,热费的收取根据热量使用的多少而定。建筑节能改造后房主直接受益,因此民众的节能意识强,支持改造。而我国以前多为福利制供暖,室内采暖系统多为单管顺流式,系统不可调节、计量,采暖热费根据使用面积而定,因此居民的节能意识不强。更主要的是由于单管顺流式系统不可调节,致使系统不容易与围护结构保温

16、情况相协调,围护结构改,采暖系统也需要改。因此我国的既有建筑节能改造不但比新建的节能建筑难,更比世界上任何一个进行此工作的发达国家难。我国既有建筑保温和气密性差、能源浪费严重、供暖效果不好,既有建筑采暖系统失调严重,而且不能满足计量收费要求的现状急需解决。到目前为止,北京、哈尔滨、兰州等地在既有建筑节能改造方面进行了试点工程,而且多借助于国际合作项目进行。我国建设行业主管部门对既有建筑节能改造充分重视,早在年,就在国内几个既有建筑节能改造示范工程的经验基础上,颁发了既有采暖居住建筑节能改造技术规程,规程中对需要进行节能改造的建筑制定了判定原则和判定方法,围护结构保温改造,采暖锅炉房和市内采暖系

17、统的节能改造也做出了相应的规定。对改造后的验收制定了一系列的要求,客观的讲,经过科研工作者多年的研究,既有建筑节能改造在围护结构的节能改造技术方面已经比较成熟,但采暖供热系统的节能改造技术在当时还有所欠缺,因此?规程有关采暖供热系统的条文尚不够具体【】。因此,对于既有建筑的改造工作,我国还处于探索阶段,结合我国的气候及地理条件,我国的专家学者进行了多年的研究和实践,并取得了一定的成效。.夏热冬冷地区既有居住建筑节能改造技术研究在综合考虑经济适用的原则下,既有居住建筑节能改造应首先使外墙、楼梯间隔墙、屋顶、门窗等外围护结构的保温性能符合建设部 ?民用天津大学硕士学位论文第一章绪论】建筑节能设计标

18、准采暖居住部分要求。技术改造方案如下:、外墙节能改造:从技术经济比较及热工设计的角度考虑,粘结固定方式薄抹灰外保温系统,更适用于现有住宅建筑节能改造。采用外墙外保温改造技术,应注意改造的施工保护、墙面基层清理、基层界面的处理,保温隔热层施工时按内布置伸缩缝,最后做好面层的施工。、屋面节能改造:将保温性能较差的平屋顶改为坡屋顶或斜屋顶,同时还可以利用“烟囱效应原理,把屋面做成屋顶檐口与屋脊通风或老虎窗通风冬天关闭风口,以达到保温目的。坡屋顶利用自然通风,可以把热量及时送走,减少太阳辐射,达到降温作用。架空平屋面。方案可有两种:一种是在横墙部位砌筑高的导墙,在墙上铺设配筋加气混凝土面板,再在上部铺

19、设防水层,形成一个封闭空间保温层,这种做法适用于下层防水层破坏,保温层失效的屋面;第二种是在屋面荷载条件允许下,在屋面上砌筑 左右方垛,在上铺设 水泥薄板,般上面不作防水层,主要解决隔热问题,同时对屋面防水层也起到一定保护作用。干铺保温材料屋面。在防水层确实已老化造成渗漏、必须翻修的情况下,在屋面修漏补裂,进行局部翻改;完成防水层改造后,再在改善后的防水层上作保温处理。这种做法的优点是加气混凝土本身具有较好的保温隔热和整体抗冻性能,其次是铺保温材料施工方便,便于层面防水的维修和保护及保温层的更新,并且非常经济。种植屋面。在屋顶上种植植物,利用植物的光合作用,将热能转化为生化能;利用植物叶面的蒸

20、腾作用增加蒸发散热量,均可大大降低屋顶的室外综合温度;利用植物培植基质材料的热阻与热惰性,降低内表面温度与温度振幅。倒置屋面。即在原防水层上,.干铺防水性能好、强度高的保温材料,然后在其上再铺设一层厚油毡,再在其上干铺挤塑聚苯保温板,板上铺设过滤性保护薄膜.最上面铺设卵石层。、门窗节能改造:居住建筑的门多为木门,在木门中间或内外贴置聚苯乙烯板,可以提高保温效果。窗户:对于钢窗框和铝合金窗的窗框要避免冷桥。应按照规定,设置双玻璃或三玻璃窗,并积极采用中空玻璃、镀膜玻璃,有条件的建筑还可采用低辐射玻璃。对于双玻璃或三玻璃,两层玻璃之间的密封一定要做好,否则经过不长时间的使用后,玻璃层问会因密封不好

21、而进入灰尘,无法擦洗,而影响玻璃的透明度。窗帘:室内可使用镀膜窗帘,冬季,天津大学硕士学位论文第一章【绪论】镀膜层使热量在室内循环以减少供热用能;夏季,可防止强烈的太阳辐射而减少制冷用能【】。.北京市既有建筑节能改造技术研究节能改造措施:围护结构没有达到建筑节能标准的建筑,宜优先改造外围护结构。、室内采暖系统形式应根据既有室内采暖系统现状,选择改造后的室内采暖系统形式,改造应尽量减少对居民生活的干扰。改造后的室内采暖系统既要满足室温可调和热量计量的要求,又要满足运行和管理控制的要求。具体方案如下:原系统为垂直单管顺流系统时,宜改造为在每组散热器的供回水管之间设跨越管的系统,每组散热器应设恒温阀

22、或性能可靠的手动调节阀。原系统为垂直双管系统时,宜维持原系统形式,每组散热器应设恒温阀或性能可靠的手动调节阀。原系统为单双管系统时,宜改造为垂直双管系统,或改造为设跨越管的垂直,单管系统,每组散热器应设恒温阀或性能可靠的手动调节阀。当室内管道更新时,以上三种原有系统形式也可改造为设共用立管的分户独立系统。分户独立系统可采用水平双管式或水平跨越式等形式:公共立管设在户外;调节阀设在分户供水管的户外管道上此改造方案工作量大、工期长、容易破坏居民原有室内装修和家具布置。分户独立系统户内系统入口装置:采用户用热量表的热计量方式时,户内系统入口装置应由供水管调节阀、户用热量表前的水过滤器、户用热量表及回

23、水管截止阀组成;采用热分配表计量方式时,户内系统入口装置应由供水管调节阀、供水管水过滤器及回水管截止阀组成。原系统为低温地板辐射式采暖系统时.需在户内系统入口处增设调节阀和必要的温控装置。、计量方式当改造后的室内采暖系统形式为设跨越管的垂直单管系统或垂直双管系统时,应采用每组散热器安装热分配表,每个热力入口或若干个热力入口设一总热量表管网规模较小时,也可只在热交换站/锅炉房设总热量表的热计量方式。当改造后的室内采暖系统形式为共用立管的分户独立系统时,可采用上述热计量方式或采用户用热量表的热计量方式。低温地板辐射采暖系统应采用户用热量表的热计量方式。、室内温度控制装置散热器支路宜设恒温阀或性能可

24、靠的手动调节阀,且应根据室内采暖系统形式选择恒温阀类型.垂直单管系统应采用低阻力恒温阀,垂直双管系统应采用高天津大学硕士学位论文 第一章【绪论】阻力恒温阀。垂直单管系统可采用两通型恒温阀,也可采用三通型恒温阀,垂直双管系统应采用两通型恒温阀。室内采暖系统为低温地板辐射采暖时.每一分支环路应设手动调节阀或温控装置垂直单管系统三通调节阀的主要作用在于调节散热器进流系数,避免“短路,同时便于管理。当散热器进流系数通过管径匹配可以保证%时,可不设三通调节阀,采用两通调节阀即可。当设三通调节阀时,垂直单管系统的跨越管管径宜与立管同管径;不设三通调节阀时,特别是当散热器为串片等高阻力类型时,跨越管管径宜较

25、相应立管管径小一档。恒温阀感温元件类型应与散热器安装情况相适应恒温阀应具备防冻设定功能。恒温阀选型时,应按通过恒温阀的水量和压差确定规格。不设散热器罩时.恒温阀感温元件应采用内置型,设散热器罩时,恒温阀感温元件应采用外置型【。北京南苑某住宅楼,早在 年就进行了节能改造。该住宅楼是一栋三个单元的砖混建筑,建筑面积,层高.,厚实心砖墙,单层玻璃木门窗。节能改造的技术为:外墙用的聚苯板作外保温:对原有平屋顶改造成坡屋顶,并在天棚顶上填充厚的袋装膨胀珍珠岩:在除厨房外的所有窗框外安装了毛刷密封条,并将北向卧室窗改装成单框双层玻璃窗:进户门内厚的聚苯板,门的四周也安装毛刷密封条,阳台门的门芯内加反射铝薄

26、膜并留空气间层;楼梯间墙加贴厚的聚苯板保温。改造后,对此建筑的外围护结构进行热工测试,其节能效果很明显。外墙、窗户和屋顶的传热系数/,在节能改造前与节能改造后的结果分别是:外墙从.减至.:窗户从.减至.;屋顶从.减至.。实践证明,采取以上一系列的节能措施后,可达到节能%的要求【。.辽宁既有建筑节能改造技术研究改造的具体措施、墙体保温改造外墙外保温。此技术经过多年的发展现在已经成熟。建设部推广的保温板的主要做法是在外墙外表面粘贴或钉固聚苯乙烯板,或将聚苯板浇筑在混凝土墙外表面,或抹上保温浆料,外贴加强网布并用聚合物浆料抹面,可以做出质量良好的保温墙体。外墙内保温,内保温施工简单,在外墙内表面贴岩

27、棉或聚苯板,再贴石膏板抹饰面材料,也可贴预制保温板。此法与外保温相比,有占用建筑面积、存在冷桥、温度不稳定和施工时影响住户正常生活、工作等缺点。、屋顶保温改造:平屋顶改造成坡屋项。将保温性能较差的平屋顶改为坡屋顶或斜屋顶,既改善屋顶的热工性能,又有利于屋顶防水,设计得当能增加建天津大学硕士学位论文第一章【绪论】筑的使用空间,还有美化建筑外观的作用。青岛市自上世纪年代初率先“平改坡,上海随后也实施了,均颇受好评。被许多城市仿效。当前“平改坡的瓦材多用新型彩色水泥瓦,高档的产品是油毡瓦。平改坡的改造形式首先进行屋面和承重墙结构验算,在荷载允许的条件下,在屋面上对应下层承重墙位置砌墙材料可用传统墙材

28、,也可用轻质加气混凝土,砌至设计高度,设混凝土或钢檩条,最后铺轻型保温隔热屋面板。结构也可采用钢结构加层,在加层中除注意荷载允许外,保温层厚度须经热工计算确定,同时还应注意抗震和日照问距问题的处理。这种改造在南方地区已大量使用,技术成熟、可靠、实用。辽宁虽然现在开展的很少,但技术上是可行的。、窗保温改造窗玻璃及窗框材料的选用。由双层玻璃组成的中空玻璃,除多一层玻璃外,还有中间空气层的阻隔,传热系数可降低至.左右,也就是说,其保温隔热能力可比单层玻璃提高一倍。窗框材料的发展演变大致经历了木门窗、铁窗、铝合金窗、塑钢窗四个时期。现在前两种窗已经退出主流。目前断热型铝合金窗和塑钢窗各有特色,在市场上

29、平分秋色,都是节能的上佳选择。窗墙面积比。有的建筑一味追求通透的时尚和气派,比如住宅客厅为高度超过.的落地大门大窗,不仅不节能,同时也影响室内的私密性。有专家形象地说,如果买大落地窗的房子,就相当于增加购买了一台高耗能的空调。楼梯间及阳台改造。在辽宁,楼梯间不装设采暖装置的建筑多见于上世纪八、九十年代建成的住宅。楼梯问不设门,或者设门窗了但也破损丢失殆尽。这类建筑数量巨大,耗能不可忽视。可以结合供暖系统的改造给楼梯间采暖,如条件不允许也可以采取增设门斗、楼梯间墙体保温和更换气密性好的门窗的方法。在不影响建筑立面美观的前提下,适当地封闭开敞阳台。原先没有阳台的可以通过加立柱的方法增设阳台,这样既

30、增加了使用面积也相当于增加了墙体保温层。其他。楼、地面的保温也很重要,在建筑的底层地面上重新制作保温地面,可解决保温防潮等一系列问题。应对两种情况进行验算:一是不采暖地下。室的顶板作为首层地面楼板;二是下方直接暴露在大气中的楼板【.中加建筑节能改造项目哈尔滨市既有建筑节能改造工程是中国一加拿大建筑节能合作项目的一个示范工程,同时亦是国家计委“九五攻关项目的一个子项。项日由哈尔滨市墙改办、原哈尔滨建筑大学、哈尔滨煤炭设计研究院承担。该项目选定哈尔滨煤炭天津大学硕士学位论文第一章绪论】设计研究院新一栋职工住宅进行示范。课题组根据项目要求,参照民用建筑节能设计标准采暖居住部分.的规定,以节能%为目标

31、,对既有住宅围护结构节能改造、供热系统改造和既有建筑节能改造的经济分析、筹资方法及政策等方面进行研究。、围护结构改造措施围护结构中能耗较大的部分为屋面、外墙及外窗。结合示范工程的具体情况,采用如下措施:外墙:采用厚聚苯板进行外保温:屋面:屋面采用厚聚苯板倒置屋面保温;夕窗:保留原有双层木窗;热桥:重点处理双框木窗,内外两层木框之间的热桥;楼梯间:设置门斗采用双层门,并采暖。.采暖系统改造方式对围护结构改造后,采暖系统未进行改造时各房间的室内温度值进行了模拟计算,由计算结果显示室温的水平失调和垂直失调现象严重,有的立管所在房间温度计算结果均在以上,有的立管则均不足。针对这种情况对采暖系统采取了改

32、造措施,使得住户能够对流入散热器的流量进行控制,继而对房间温度进行控制,在取得所要达到的节能效果的同时,保证了房间的热舒适性。此次改造在对房间温度进行模拟时,应用了何铁军的热水管网可视化模拟软件。但是由于热水管网可视化软件在编制时主要是以辅助教学为目的,软件侧重于采暖系统的可视化,并不是针对房间温度的模拟,输入过程繁琐。各个房间改造前后的设计热负荷需要单独计算后输入软件,计算量大,输入量大网。将原采暖系统的一个环路改为带跨越管的垂直单管式采暖系统。室温调节采用了两种形式,一种是在散热器入口处设置恒温阀,另一种是在散热器入口处设置三通调节锁闭阀,每根立管的底层房问散热器设置恒温阀。将原采暖系统的

33、另一个环路改为双管水平式采暖系统,用以指导新建建筑采暖系统设计。室温控制设置了两种形式。一种是在每一组散热器的入口处设置了一个电磁阀,每个房间设一个室温设定器。另一种是在每个水平环路设置电磁阀一个,设置电磁阀的房间内设一个室温设定器,每一组散热器的入口处设置了手动调节阀一个。改造后采暖系统两个环路均做到了可调节、可计量,室温基本上是均匀的。中加合作项目的主要资金来源是中加双方的政府,改造的主要阻力来自于住户。在项目实施过程中,墙体及屋面改造工程施工对各家各户的干扰较少,所以尽管有个别用户不理解,不支持,但总体来看,进展较顺利。但室内系统的改造,则遇到了较大的阻力,主要有以下几个方面:天津大学硕

34、士学位论文第一章【绪论】住房己卖给职工个人,年设计院里刚改造完采暖系统,室内又不冷。因此住户不理解,不支持。居民都是普通职工,靠工资生活,部分职工占住户.%将多年积蓄的钱用在了室内装修上,大多对改造持反对意见,给多少补偿,都不同意。尤其,是垂直单管式系统改造为水平式系统的用户,反对管沿墙走。有的住户,屋内有价值数万元的高档家具,担心施工碰坏了。改造后的系统用了很多国外的产品,按照设计院的房改规定,将来室内设施的更换费用,要由用户承担。因而住户害怕将来的经济负担。住户中有 .%为外单位职工,他们大多对系统改造持反对意见。住户的不理解是合乎情理的。因此改造工作注意了职工思想教育工作。有的住户不通,

35、就反复做工作,一次不行两次,白天没时间,就晚上谈。有一户仅改造协议就修改了六次之多。对过分的要求,则耐心解释、说明,以求住户的理解和支持。对住户担心和关心的问题,给予了承诺。施工人员,做到文明施工;高档家具,由搬家公司搬动;室内装修破坏的,请最好的工匠不借一切代价无条件恢复;室内设备损坏的,按价贴偿:由于管道沿墙走,占用的面积按售房价补偿【】。.改造中出现的问题既有建筑的节能改造投资巨大,节能投资回收期长,国家、产权人或受益人均难以承受。尽管节能改造后直接受益主体是居民,但多数居民不愿出资进行建筑节能改造。既有建筑产权复杂,有直管公产、单位产企业产、部队产等和私产。随着住房商品化的发展,许多居

36、民已出资购买了其所住房屋,从而使得建筑物的产权多元化,只要有一户不同意,就无法进行节能改造,进一步加大了居民出资进行建筑节能改造的难点。既有建筑实施节能改造期间对住户影响较大。空调器的室外机、外门窗的防盗护栏以及附装在建筑物外墙上的各种管线雨水管、有线电视线缆、电力线缆等均须拆除、重装,有一个产权单位或住户不配合都会影响节能改造工程的正常进行。 ,此外,纵观国内外节能改造工程,大多数建筑的节能措施都主要是针对围护结构节能技术措施的研究,也有针对热源处锅炉房改造等方面出发,却很少考虑对供热采暖系统进行改造,尽管围护结构进行节能改造,但采暖系统没有改造,就没有实现真正意义上的节能。我国对于围护结构

37、及锅炉房的改造工作进行的较多,原因在于围护结构及锅天津大学硕士学位论文第一章【绪论】炉房的改造工作扰民较小,工作也比较容易展开,而若对室内采暖系统进行改造,则困难较大,其阻力主要来自于如下几个方面:室内采暖系统的改造需要进入住户内部,且很容易破坏室内的装修,这样对居民的正常生活造成影响。由于目前的供热计量系统改革采用热量计量收费,而一些建筑的室内能满足热舒适度的要求,且居民抱着冬季室内热量“多多益善”的态度,使得居民的节能意识不强,改造的积极性不大。改造的费用较高,尤其是国外生产的调节性能较好的阀门比较昂贵,若每户都购买,一些居民则无法承担。由此,是否存在一种既对外网系统进行改造,又不会影响室

38、内居民生活的节能改造措施近些年来,供热采暖系统引入了混水泵这一装置,此装置大多被布置在换热站或热源出口处,利用变频调节措施,使得热源处“小流量、大温差,室内热网系统“大流量、小温差”运行。这种末端混水的方式国内早已有成功应用的工程案例。年抚顺新华小区热网在各个供热热力站实行混水方式,使热力站以下按大流量小温差,而一次网则按小流量大温差运行,供热效果很好。黑龙江省北安市,河北省沧州市也分别采用末端混水方式,解决其热网柱干管流量不足的问题,同样效果很好。近年来哈尔滨的一些建筑采用地板供暖,为了降低地板供暖的供水温度同时又不改变小区供水温度,这些建筑就采用了建筑内局部系统的混水方式,也取得了成功。因

39、此这一做法在工程上并不是全新的尝试。对于一座的建筑,采用这种方式,楼内的循环水量约为/,扬程,水泵功率不超过。目前这样的变频水泵可以长期无故障连续运行,包括变频器和简单的控制器,投资在元内,包括热入口的热表。改造费用为元/,大大低于分户计量改造所要求的投资,但其操作性远优于分户计量改造,节能效果也不必分户计量和分户家装恒温阀差【】。此措施使得热网系统易于调节,并能很好的满足用户需求,但热网投资运行费用并没有明显降低,因此,笔者就每栋建筑的热入口处安装混水泵,通过调节混水比来调节楼内供水温度,楼内实行大流量、小温差、低水温方式运行,此措施试图使得热网系统易于调节,供热质量高,而且使得热网投资运行

40、费用明显降低。.论文研究内容及意义.研究内容随着集中供热事业的飞速发展,给供热企业提出了更高的要求。热力供应不天津大学硕士学位论文第一章【绪论】但要保证量足,而且要保证品质,同时更要谋求供热的经济性。但由于各种原因,许多集中供暖系统存在“大马拉小车”的现象,既浪费了资源,又增加了能耗。对此,专家针对节能降耗、平稳运行和提高供暖质量等一系列问题,提出了很多方案,其中混水运行方式具有一定的潜在的价值。许多节能改造工程中,混水泵大多安置在热源出口或换热站入口处,对此笔者就这种新的改造措施,即在每栋建筑的热入口处安装混水泵,通过调节混水比来调节楼内供水温度,由此可降低二次网流量, 减小二次网管径,降低

41、系统投资运行费用,进一步的节能降耗。具体研究内容如下:.混水泵改造措施的提出及实例应用:由水平失调的成因,结合实例分析得出既有建筑采暖系统保证运行的最小流量。混水泵改造措施实例分析,由改造后室内温度变化结果和室内供暖质量结果分析,总结出最佳混水比范围。.混水泵改造措施经济效益分析混水泵在个别建筑入口加装混水泵的节能效益分析。,混水泵在所有建筑入口加装混水泵的节能效益分析。.研究意义在建筑能耗居高不下的今天,供暖节能将会是我国建筑节能工作中潜力最大、最主要的途径,应该作为当前开展建筑节能工作的重点。笔者根据多年来专家总结得出的节能改造措施,针对我国集中供热系统能源利用率低下的状况,提出了一种混水

42、改造的新举措,并结合实例对此措施进行了探讨与分析,希望这一方案对今后建筑节能改造工作的进一步推进起到定的借鉴价值。天津大学硕士学位论文第二章混水泵对室外热网的影响分析】第二章混水泵对室外热网的影响分析目前我国集中供热针对热网失调现象采取了多项措旌,普遍采用的是加大供水流量,从而使热网处于“大流量、小温差”的运行工况,但由此会造成投资运行费用增高,局部过热而形成大量热量盈余,而且投资运行费用也会相应增加。对此,笔者就采用单栋建筑热入口处加装混水调节方式,在楼内实行大流量、小温差低温供热,在楼外管网实行小流量、大温差。但由于采用了混水泵,因而必将对整个室外热网产生影响。那么,混水泵的使用会不会恶化

43、室外热网的运行工况.混水泵对热网流量的影响在室外热水网路中,水的流动状态大多处于阻力平方区,因此热网管段的阻力数可按下式计算口】:?.曲眈/笛在串联管段中,串联管段的总阻力数为串联管段阻力数之和:.曲 ?.在并联管段中,并联管段的总阻力数为: ?再再再扣一两有公式可知,无论是串联还是并联,当某管段的阻力数增大或减小时,则整个热网的总阻力数也随之增大或减小。管段阻力数的物理意义是单位流量流过该管段的压力损失。无论混水泵是连接在供水管上、回水管上还是连通管上,当热网水流过混水泵时压力不但不减反而增加,所以混水泵的阻力数可以认为是负值。因此,无论混水泵是串联还是并联在热网里,热网的总阻力数都要减小。

44、根据循环水泵的特性曲线与管网阻力的特性曲线之间的关系。当混水泵开始工作后,热网总阻力数减小,所需扬程减小。混水泵的扬程选得越高,热网的总天津大学硕士学位论文第二章【混水泵对室外热网的影响分析】阻力数减小得越多。日图热网工况点变化图【】在某一室外温度下,热网输送的热量为:.?;当热网供热量固定时,可见,当热力入口采用混水泵后,室外热网的循环水量增大,供回水温差减小。.混水泵对热网压头的影响在混水连接系统中,混水泵可装设在供水管上、回水管上以及连通管上。由于连接的位置不同,其对热网压头的影响也不同。一混水泵装设在供水管上:当热网末端的几个用户都采用地面采暖系统时,则可建一混水泵站,将混水泵装设在热

45、网供水管上,统一供水,若只有单独一户或分散的几户采用地面采暖系统时,则只能分别将混水泵装设在本楼的建筑入口处,组成几个单独的小型混水连接系统。将混水泵装到热网供水管上后,地面采暖用户的资用压头都有一定程度的增加,可以保证供暖效果,但由于热网总阻力数减小,总流量增加,供水干管比摩阻增加,动水压曲线弯陡,因而使得散热器采暖用户的资用压头都有一定程度的减少,离热源越远的用户所受的影响越大。此时需要校核热网循环水泵的扬程,对散热器采暖用户重新进行初调节,以免影响散热器采暖用户的供暖效果。建筑入口供水管装设混水泵时,对整个热网同样会有影响。当混水泵运行时,相当于在该用户增加了一个阻力数为负值的管段。其负

46、值的大小与混水泵工作的扬程和流量有关。因此热网总阻力数减小,供水干管比摩阻增加,动水压曲线变天津大学硕士学位论文第二章混水泵对室外热网的影响分析】陡,散热器采暖用户的资用压头就会减少,该地面采暖用户前面的散热器采暖用户呈非等比失调,后面的散热器采暖用户呈等比失调,此时同样需要校核热网循环水泵的扬程,以免影响散热器采暖用户的供暖效果。该地面采暖用户由于混水泵的作用,资用压头增加。综上所述,连接混水泵后,散热器采暖用户的资用压头都有一定程度的减少。但一般来说,由于室外热网循环泵的扬程是按最不利环路选取的,并留有一定程度的富裕量,用户实际的资用压头都高于其他设计值;此外,对于目前的变流量系统,当某些

47、用户调节温控阀后,其他用户的资用压头会有不同程度的增加,恰好可以补偿用户损失的压头;再加上装设在建筑入口的混水泵流量与扬程都不是很大,因而混水泵的运行对散热器采暖用户造成的影响不会很大。二混水泵装设在回水管上:仍按如上的分析方法就可看出,热网水力工况所受的影响与供水管上装设混水泵时相似,只是混水泵的运行会使该用户的水压曲线降低,这一点不同。三混水泵装设在旁通管上:混水泵装设在连通管上,相当于混水泵与循环泵并联工作,热网总流量会增加,而循环泵并联工作时的流量小于其单独工作时的流量,因此,混水泵前面的热网流量减少,热网干管比摩阻减小,水压曲线平缓上升;混水泵后面的热网流量增加,热网干管比摩阻增大,

48、水压曲线变陡。当混水泵工作后,所有用户的资用压头都增加,但由于混水泵与循环水泵是并联工作的,所以资用压头增加的幅度都不大。图混水前后水压图比较】综上所述,混水泵装设的位置不同,其对热网的影响就不同。装设到热网供回水管上时,散热器采暖用户的资用压头会减少;装设到连通管上时,散热器采天津大学硕士学位论文第二章【混水泵对室外热网的影响分析】暖用户的资用压头会增加。因此当地面采暖用户比较集中,为节省投资而组建大型混水站时,混水泵以装设到连通管上。当地面采暖用户不多又比较分散时,可采用分别在建筑入口装设小型混水泵的方式。从以上分析可以看出,三种方式都是可行的。目前使用较多的是装设在建筑入口供水管上,这样

49、可以保证用户有充足的水量,同时也利于混水泵的变频调速控制。.混水泵对热稳定性的影响热网的水力稳定性就是指网路中各个热用户在其他热用户流量改变时保持本身流量不变的能力。通常用热用户的规定流量和工况变动后可能达到的最大流量的比值来衡量网路的水力稳定性。对于变流量系统,当用户流量变化很大时,虽然用户间的相互干扰可以通过建筑入口加压差控制器消除,同时还可以通过对循环泵变频调节,控制热力站出口压差维持不变,但循环泵的工作点将在很大范围内变化,致使水泵的效率大为降低,而且随着管网规模的扩大,这一缺点更加突出。当某用户调节温控阀后,热网总阻力数增加,流量减少,循环泵扬程升高,水压曲线变的平缓,所有用户的资用

50、压头都有影响。由于建筑入口都装有压差控制器,因而增加的压头不会对用户产生影响,但水泵的工况点会发生很大的变化。当大多数用户将室温设定为值班温度时,热网流量将大幅度减少,热力站如使用定速泵,则水泵的工况点甚至有可能移出高效区,在低效率点工作。在建筑入口装设混水泵,当混水泵运行时,会使热网总阻力数减小,流量增大,循环泵扬程降低,水压曲线变陡,散热器采暖用户资用压头减小。这种变化恰好补偿了热网由于用户调节而引起的变化,有效的缓解了循环泵扬程及工况点的偏移,从而使系统的运行工况更趋近于设计工况,稳定高效的运行。对于地面采暖用户来说,热力入口的混水系统因规模小,水力工况变化也小,所以相对于小区热力站而言

51、,在控制上更为稳定一些。因此,地面采暖用户建筑入口装设混水泵后增加了系统的稳定性,减小了循环泵工况点的偏移及用户间的相互影响。天津大学硕士学位论文第三章既有建筑室内采暖系统水平失调问题的研究】第三章既有建筑室内采暖系统水平失调问题的研究.重力循环与机械循环热水采暖系统热水采暖系统,按系统循环动力的不同,可分为重力自然循环系统和机械循环系统。靠水的密度差进行循环的系统,称为重力循环系统;靠机械水泵力进行循环的系统,称为机械循环系统。重力循环热水供暖系统的循环作用压力的大小,取决于水温水的密度在循环环路的变化状况。其中起循环作用的只有散热器中心和锅炉中心之间这段高度内的水柱密度差。每一根立管只有一个重力循环作用压力,而且即使最底层的散热器低于锅炉中心,也可能使水循环流动。如供水温度为,回水,则每米高差可产生的作用压力为:一.。重力循环热水供暖系统由于其作用压力小,管径大,作用范围受到限制。重力循环热水供暖系统通常只能在单栋建筑物中应用。机械循环热水供暖系统与重力循环系统的主要差别是在系统中设置了循环水泵,靠水泵的机械能,使水在系