一、引言
根據(jù)相關數(shù)據(jù)測算，到2020年，我國GDP將翻兩番。如果按照現(xiàn)有的社會經(jīng)濟發(fā)展模式推算，到時我國每年的能源消耗量將從現(xiàn)在的14億噸標煤，增至56億噸標煤。這一巨大的能源消耗量，將會給我國經(jīng)濟發(fā)展帶來巨大的負擔，在如此巨大的能源消耗量和能源供給日益緊張的局面下，我國經(jīng)濟發(fā)展勢必會受到嚴重的制約。
二、供熱系統(tǒng)的節(jié)能潛力
眾所周知，建筑能耗約占全國總能耗的30%左右，而供暖、制冷等所需能耗又占到建筑能耗的30%多。尤其在我國供熱行業(yè)中，至今仍然延續(xù)著粗放式經(jīng)營的管理模式，大量管理制度的缺失和技術的落后造成了供熱行業(yè)一直處于高能耗運行之中，供熱節(jié)能已經(jīng)到了刻不容緩的地步。
我國建筑供暖節(jié)能工作需經(jīng)歷三個階段[1]。每個階段建筑節(jié)能都以1980年的指標為基數(shù)；鍋爐效率55%，熱網(wǎng)效率85%。第一階段節(jié)能30%（鍋爐效率60%、熱網(wǎng)效率90%）。第二階段節(jié)能50 % （鍋爐效率68%、熱網(wǎng)效率90%）。第三階段節(jié)能65%（其中鍋爐，熱網(wǎng)效率維持第二階段水平）。目前，全國普遍執(zhí)行第二階段節(jié)能指標。以北京為例，第二階段煤耗為12.6 kg/m2，第三階段煤耗為8.82 kg/m2 ，其它各地區(qū)由于氣候條件等各方面原因耗煤指標多有不同，而目前單就筆者所處的唐山市錢家營區(qū)域來說，在與北京氣象條件相近的情況下，每平方米耗煤指標高達28 kg/m2，參照以上節(jié)能階段目標控制值來說可謂差距巨大，但同時也蘊藏著相當巨大的節(jié)能潛力可以挖掘。
三、供熱系統(tǒng)節(jié)能措施
提到建筑供熱節(jié)能措施，在行業(yè)內(nèi)主要通過兩種途徑來實現(xiàn)：一是提高建筑物維護結構的保溫性能，所有新建建筑的圍護結構必須嚴格按照現(xiàn)行的建筑節(jié)能規(guī)范來設計施工。對原有的建筑進行節(jié)能改造，對其外墻進行保溫處理，以提高其保溫性能，從而降低其熱負荷指標。二是提高供熱系統(tǒng)的能效。雖然改善建筑物圍護結構的保溫性能是建筑節(jié)能的途徑之一，并且有很大的潛力，但必須值得注意的是，提高供熱系統(tǒng)能效始終是建筑供暖節(jié)能的重中之重。這是因為如果單一的提高建筑圍護結構保溫性能，進而無法有效的利用太陽能、電器散發(fā)的熱能、人體散發(fā)的熱能等自由熱量，維護結構保溫性能即便再好，其節(jié)能效果也不會有顯著的提高。所以提高供熱系統(tǒng)的效能成了當務之急。
那么我們?nèi)绾蝸硖岣吖嵯到y(tǒng)效能呢？系統(tǒng)效能是需要相關指標對其進行量化評估的，首先在這里要說兩個常用的指標：鍋爐熱效率和供熱管網(wǎng)熱效率。在這兩個常用的指標里，鍋爐熱效率所占比重較大，也相對重要，對于燃煤鍋爐，現(xiàn)階段用集中式供熱代替區(qū)域鍋爐房的分散式供熱就是為了整合熱源以便提高鍋爐熱效率，進而提高供熱系統(tǒng)的整體能效。但僅依靠這兩個指標，還不能全面的反映影響系統(tǒng)能效的各種因素，特別是不能反映各種因素之間的相互關系，同樣我國其它現(xiàn)有的供熱系統(tǒng)運行指標之間也缺乏相應的聯(lián)系，經(jīng)常出現(xiàn)有的指標很好，反而別的指標很差，造成了無法對整個系統(tǒng)進行準確有效的能效評估。為了解決這種狀況，有業(yè)內(nèi)專家提出了供熱系統(tǒng)綜合能效指標[2]。這個指標可以用下邊的公式表示：
式中，—室溫合格率；
—系統(tǒng)年耗能量，包括熱源的 燃料消耗量與系統(tǒng)用電設備電力消耗的折合熱量；—達到熱用戶要求室溫的年有效熱量。
通過這個綜合指標計算公式可以看出，供熱系統(tǒng)綜合能效考慮了系統(tǒng)的總能耗，即同時考慮了燃料消耗量和電能消耗量。在總耗能量中包括電能消耗，這樣便可防止系統(tǒng)的在大流量小溫差的狀態(tài)運行下造成的循環(huán)流量控制指標超標，起到了控制電能消耗的作用。另外，在這個指標中提出了系統(tǒng)有效熱量的概念。所謂有效熱量，是指把建筑物室溫加熱到用戶需求的室溫所消耗的熱量。室溫過熱部分的熱量、鍋爐燃燒和熱網(wǎng)輸送過程損耗的熱量統(tǒng)稱為無效熱量。有了有效熱量概念便可準確反映建筑與建筑、房間與房間冷熱不均消除的程度，能全面的顯示鍋爐、熱網(wǎng)的熱效率以及供暖用戶室內(nèi)溫度的合格率。這個綜合指標在供熱運行中具有重大的實際意義，在它的指導下可以充分挖掘最大的節(jié)能潛力，使供熱節(jié)能工作真正有的放矢落到實處。
利用供熱系統(tǒng)能效綜合指標作為理論基礎，在供暖運行實際工作中便可依據(jù)該指標找出影響能耗的因素，并做出行之有效的節(jié)能技術改造，如在鍋爐方面，采用分層給煤技術，改善鍋爐燃燒狀況；采用復合燃燒技術，增加鍋爐出力；中小型鍋爐采用煤渣混燒，減少爐渣含碳量；改善鍋爐系統(tǒng)的嚴密性，降低過?？諝庀禂?shù)；保證鍋爐受熱面的清潔，防止鍋爐結垢；加裝省煤器，利用排煙熱量提高鍋爐進水溫度；采用弱爆吹灰技術，及時清除煙管中積灰等。另外，在熱網(wǎng)方面可著重解決管網(wǎng)的水利失調(diào)問題，因為水利失調(diào)熱損失約為建筑實際所需熱量的15%-30%，并且水利失調(diào)也是造成大流量運行的重要因素。水利失調(diào)雖不可避免，但可以通過必要措施減小其對供熱系統(tǒng)能效的影響，如設計時嚴格仔細進行管網(wǎng)水利平衡計算；加裝消除環(huán)路剩余壓頭的定量調(diào)節(jié)裝置；選用性能合適的水泵，使水泵實際運行點符合設計運行點；在適當位置加裝調(diào)節(jié)閥；加裝熱工儀表，掌握運行情況，根據(jù)實際的運行情況調(diào)節(jié)裝在各部位的調(diào)節(jié)閥；對建筑物內(nèi)部的供熱管路系統(tǒng)進行改造，解決建筑物內(nèi)部房間的冷熱不均和能源浪費的問題。除了以上各種措施外，在實際工作中還可廣泛推廣應用變頻技術。鼓風機、引風機、水泵采用變頻調(diào)速技術，節(jié)約電能；在冬季供熱鍋爐運行管理上，可采用根據(jù)室外溫度變化曲線來調(diào)整相應鍋爐的運行臺數(shù)和燃燒狀態(tài)實現(xiàn)曲線供暖，并且合理調(diào)整爐排轉數(shù)和煤層厚度。
四、結論
綜上所述，目前建筑供熱節(jié)能的潛力巨大，積極采用新工藝、新技術，建立健全行之有效的供熱系統(tǒng)運行管理制度，從多方面對供熱系統(tǒng)效能進行提升，把供熱工作從粗放型向集約型轉變。總之，所有的管理創(chuàng)新和技術改革的目的只有一個，那就是提高供熱系統(tǒng)能效，降低能耗，節(jié)約能源，搞好這項工作，是功在當代，造福子孫的千秋大業(yè)。
根據(jù)相關數(shù)據(jù)測算，到2020年，我國GDP將翻兩番。如果按照現(xiàn)有的社會經(jīng)濟發(fā)展模式推算，到時我國每年的能源消耗量將從現(xiàn)在的14億噸標煤，增至56億噸標煤。這一巨大的能源消耗量，將會給我國經(jīng)濟發(fā)展帶來巨大的負擔，在如此巨大的能源消耗量和能源供給日益緊張的局面下，我國經(jīng)濟發(fā)展勢必會受到嚴重的制約。
二、供熱系統(tǒng)的節(jié)能潛力
眾所周知，建筑能耗約占全國總能耗的30%左右，而供暖、制冷等所需能耗又占到建筑能耗的30%多。尤其在我國供熱行業(yè)中，至今仍然延續(xù)著粗放式經(jīng)營的管理模式，大量管理制度的缺失和技術的落后造成了供熱行業(yè)一直處于高能耗運行之中，供熱節(jié)能已經(jīng)到了刻不容緩的地步。
我國建筑供暖節(jié)能工作需經(jīng)歷三個階段[1]。每個階段建筑節(jié)能都以1980年的指標為基數(shù)；鍋爐效率55%，熱網(wǎng)效率85%。第一階段節(jié)能30%（鍋爐效率60%、熱網(wǎng)效率90%）。第二階段節(jié)能50 % （鍋爐效率68%、熱網(wǎng)效率90%）。第三階段節(jié)能65%（其中鍋爐，熱網(wǎng)效率維持第二階段水平）。目前，全國普遍執(zhí)行第二階段節(jié)能指標。以北京為例，第二階段煤耗為12.6 kg/m2，第三階段煤耗為8.82 kg/m2 ，其它各地區(qū)由于氣候條件等各方面原因耗煤指標多有不同，而目前單就筆者所處的唐山市錢家營區(qū)域來說，在與北京氣象條件相近的情況下，每平方米耗煤指標高達28 kg/m2，參照以上節(jié)能階段目標控制值來說可謂差距巨大，但同時也蘊藏著相當巨大的節(jié)能潛力可以挖掘。
三、供熱系統(tǒng)節(jié)能措施
提到建筑供熱節(jié)能措施，在行業(yè)內(nèi)主要通過兩種途徑來實現(xiàn)：一是提高建筑物維護結構的保溫性能，所有新建建筑的圍護結構必須嚴格按照現(xiàn)行的建筑節(jié)能規(guī)范來設計施工。對原有的建筑進行節(jié)能改造，對其外墻進行保溫處理，以提高其保溫性能，從而降低其熱負荷指標。二是提高供熱系統(tǒng)的能效。雖然改善建筑物圍護結構的保溫性能是建筑節(jié)能的途徑之一，并且有很大的潛力，但必須值得注意的是，提高供熱系統(tǒng)能效始終是建筑供暖節(jié)能的重中之重。這是因為如果單一的提高建筑圍護結構保溫性能，進而無法有效的利用太陽能、電器散發(fā)的熱能、人體散發(fā)的熱能等自由熱量，維護結構保溫性能即便再好，其節(jié)能效果也不會有顯著的提高。所以提高供熱系統(tǒng)的效能成了當務之急。
那么我們?nèi)绾蝸硖岣吖嵯到y(tǒng)效能呢？系統(tǒng)效能是需要相關指標對其進行量化評估的，首先在這里要說兩個常用的指標：鍋爐熱效率和供熱管網(wǎng)熱效率。在這兩個常用的指標里，鍋爐熱效率所占比重較大，也相對重要，對于燃煤鍋爐，現(xiàn)階段用集中式供熱代替區(qū)域鍋爐房的分散式供熱就是為了整合熱源以便提高鍋爐熱效率，進而提高供熱系統(tǒng)的整體能效。但僅依靠這兩個指標，還不能全面的反映影響系統(tǒng)能效的各種因素，特別是不能反映各種因素之間的相互關系，同樣我國其它現(xiàn)有的供熱系統(tǒng)運行指標之間也缺乏相應的聯(lián)系，經(jīng)常出現(xiàn)有的指標很好，反而別的指標很差，造成了無法對整個系統(tǒng)進行準確有效的能效評估。為了解決這種狀況，有業(yè)內(nèi)專家提出了供熱系統(tǒng)綜合能效指標[2]。這個指標可以用下邊的公式表示：
式中，—室溫合格率；
—系統(tǒng)年耗能量，包括熱源的 燃料消耗量與系統(tǒng)用電設備電力消耗的折合熱量；—達到熱用戶要求室溫的年有效熱量。
通過這個綜合指標計算公式可以看出，供熱系統(tǒng)綜合能效考慮了系統(tǒng)的總能耗，即同時考慮了燃料消耗量和電能消耗量。在總耗能量中包括電能消耗，這樣便可防止系統(tǒng)的在大流量小溫差的狀態(tài)運行下造成的循環(huán)流量控制指標超標，起到了控制電能消耗的作用。另外，在這個指標中提出了系統(tǒng)有效熱量的概念。所謂有效熱量，是指把建筑物室溫加熱到用戶需求的室溫所消耗的熱量。室溫過熱部分的熱量、鍋爐燃燒和熱網(wǎng)輸送過程損耗的熱量統(tǒng)稱為無效熱量。有了有效熱量概念便可準確反映建筑與建筑、房間與房間冷熱不均消除的程度，能全面的顯示鍋爐、熱網(wǎng)的熱效率以及供暖用戶室內(nèi)溫度的合格率。這個綜合指標在供熱運行中具有重大的實際意義，在它的指導下可以充分挖掘最大的節(jié)能潛力，使供熱節(jié)能工作真正有的放矢落到實處。
利用供熱系統(tǒng)能效綜合指標作為理論基礎，在供暖運行實際工作中便可依據(jù)該指標找出影響能耗的因素，并做出行之有效的節(jié)能技術改造，如在鍋爐方面，采用分層給煤技術，改善鍋爐燃燒狀況；采用復合燃燒技術，增加鍋爐出力；中小型鍋爐采用煤渣混燒，減少爐渣含碳量；改善鍋爐系統(tǒng)的嚴密性，降低過?？諝庀禂?shù)；保證鍋爐受熱面的清潔，防止鍋爐結垢；加裝省煤器，利用排煙熱量提高鍋爐進水溫度；采用弱爆吹灰技術，及時清除煙管中積灰等。另外，在熱網(wǎng)方面可著重解決管網(wǎng)的水利失調(diào)問題，因為水利失調(diào)熱損失約為建筑實際所需熱量的15%-30%，并且水利失調(diào)也是造成大流量運行的重要因素。水利失調(diào)雖不可避免，但可以通過必要措施減小其對供熱系統(tǒng)能效的影響，如設計時嚴格仔細進行管網(wǎng)水利平衡計算；加裝消除環(huán)路剩余壓頭的定量調(diào)節(jié)裝置；選用性能合適的水泵，使水泵實際運行點符合設計運行點；在適當位置加裝調(diào)節(jié)閥；加裝熱工儀表，掌握運行情況，根據(jù)實際的運行情況調(diào)節(jié)裝在各部位的調(diào)節(jié)閥；對建筑物內(nèi)部的供熱管路系統(tǒng)進行改造，解決建筑物內(nèi)部房間的冷熱不均和能源浪費的問題。除了以上各種措施外，在實際工作中還可廣泛推廣應用變頻技術。鼓風機、引風機、水泵采用變頻調(diào)速技術，節(jié)約電能；在冬季供熱鍋爐運行管理上，可采用根據(jù)室外溫度變化曲線來調(diào)整相應鍋爐的運行臺數(shù)和燃燒狀態(tài)實現(xiàn)曲線供暖，并且合理調(diào)整爐排轉數(shù)和煤層厚度。
四、結論
綜上所述，目前建筑供熱節(jié)能的潛力巨大，積極采用新工藝、新技術，建立健全行之有效的供熱系統(tǒng)運行管理制度，從多方面對供熱系統(tǒng)效能進行提升，把供熱工作從粗放型向集約型轉變。總之，所有的管理創(chuàng)新和技術改革的目的只有一個，那就是提高供熱系統(tǒng)能效，降低能耗，節(jié)約能源，搞好這項工作，是功在當代，造福子孫的千秋大業(yè)。
