对城市小区采暖系统节能设计的讨论

城市小区的采暖节能日益被关注，以往城市小区集中供暖，按面积收取热费，存在很大不合理性，且不便于用户进行局部调节，用多用少一个样，造成供热、用热的浪费。因此，在《民用建筑节能管理》和《中华人民共和国资源能源法》中明确规定：新建住宅建筑的集中供热系统，应当推行温度调节和用户热计量装置，实行供热计量收费。随着人们生活水平的提高，和供暖事业的不断发展，对供暖行业实现用热量的分户计量，势在必行。

一、旧式采暖系统存在的问题

长期以来，我国城市小区采暖系统，设计基本采用单管垂直系统的方案进行设计。这种方案有很多优点，如系统简单，施工方便和造价低廉等。但是最大的问题不便于用户进行局部调节，造成能源浪费，无法计量。随着能源结构的变化，以及节能和物业管理的要求，这一缺陷越来越明显，使得此种供暖系统，不得不被逐步替代。

1、这种系统主要缺点是不能进行局部调节，无法改善和满足用户的舒适性要求。该系统是先将热水供到建筑的顶层，然后向下依次分到各个用户，这就在理论上造成各不同楼层用户散热的传热系数K值不相等，造成顶层过热，底层过冷的现象;同时该系统也无法对各房间的室温进行单独调节，造成能源浪费，有数据表明：我国城市小区建筑采暖单位面积能耗高出发达国家两倍左右，且不便于供热部门管理。

2、由于采暖系统是单管串联式，所以每层每户必须用热，否则该系统无法正常运行。如果出现某些住户不想供暖，或者一些房子长期闲置，必然导致能源浪费。

3、这种系统有一处设施漏水或堵塞，整个系统都会受到影响;严重时可能导致整个小区停止供热。在维修时，还会造成大量热水浪费，寒冷地区也可能出现供水管冻裂等严重问题，影响居民正常生活。

4、不利于供热部门管理。对于拖欠热费的用户处理困难，如要停止个别用户的供暖，会影响到整个小区的供暖。

二、新采暖方式存在的问题

新的采暖方式虽然做到了分户计量、分室调温的优点，但它作为一个新事物也存在着很多不足之处：

1.用户已习惯了原有采暖方式的管道敷设、散热器摆放位置以及采暖付费方式，对新的户式采暖系统还不太理解。

2.由于广式采暖系统在户内管道多，并且多为隐蔽敷设，—旦出现问题，不便维修，更会给用户带来经济上的损失。

3.户式采暖系统初投资高，成本收回率慢。

4.计量时，如某用户不采暖时，相邻用户的热负荷要增加，增加的这部分费用谁来付。

5.由于我国分户计量采暖系统刚刚起步，计量设备质量参差不齐、价格差别大，不能让人满意。

6.现在我国大部分地区收费标准仍是按采暖面积和时间收费，出现了“节能不节钱”的现象。

三、采暖系统的节能设计

(一)在建筑结构设计中，应考虑到采暖节能的需要。采暖建筑的耗热量主要是通过围护结构的传热耗热量构成，约占73%～77%，其次通过门窗缝隙的空气渗透量，约占23%～27%，在传热耗热量中，外墙占23%～34%，由此可见，提高建筑物的保温性能，将会达到良好的节能效果。另外，计算表明，对于一间不采暖的房间从周围房间获取传热量可达12～14℃室温，其他用户有近20%～25%的热量传给该房间，其他用户将支付这部分热费，很不合理。针对上述情况，建议在建筑结构设计中考虑以下问题：

1、为减少门窗缝隙热量的损失，设计时要采用密封好的双层玻璃保温窗。窗口尺寸不宜无限扩大，当然要按建筑规范的规定，满足室内采光要求。

2、要增强户与户之间隔墙，以及侧面楼梯间隔墙的保温措施。若结构设计允许，可使用高质量的保温轻体版，或设法提高其隔热性能。

3、外墙保温现有两种方法，即设外保温或内保温。为便于室内装修和一些器具设施安装，以设置外保温为宜。

(二)采用集中供暖分户热计量的设计方案

1、分户计量系统的形式，概括起来主要有以下几种：

(1)竖井内双管式，户内单管水平串联，入口设热量表、闸阀，每个散热器均设手动放风门。

(2)竖井内双管式，户内单管水平跨越式串联，入口设热量表、闸阀，调节阀，每个散热器均设调节阀和手动放风门。

(3)竖井内双管式，户内双管水平并联，入口设热量表、闸阀，调节阀，每个散热器均设调节阀和手动放风门。

(4)竖井内双管式，户内地板辐射采暖入口设热量表、闸阀，分集水器。

2、分户热计量的原理。分户计量采暖系统，是对每个用户进行单独控制，即每户独立采用一个供回水系统，一户一表制，可以单独对用户进行调节、关断、计量，不会影响其他用户。首先，分户热计量有利于户主按照自己的需要，控制或调节热量，提高热的舒适性;其次，利用分户计量的自控可调特点，节约一部分热量，在不需要时可自行切断用热;再次，采用分户热计量后，对各用户的采暖收费更加公平合理，同时对不按时缴费的用户可以停止供热，督促其缴费。

3、实行分户计量系统有一定的要求。首先，为适应整个系统改变流量运行的需要用户使用热流量变化要加大，因此，供热系统的调节性能也要增强，这也是保证系统在运行调节中，有稳定性的前提，必须在系统中设置有较大幅度的调压装置，以分配到各个用户系统的压力;其次，对供热系统的设计，也提出了更高的要求，在以往设计中往往是凭经验估算，忽略热负荷的计算，引起系统的水力失调，因此，必须要进行详细的热负荷计算。

4、分户热计量实施中存在的两个问题

(1)分户热计量收费，比以往吃大锅饭收费，大大前进了一步，但也有其不合理的成分。分户热计量后，不同房间、不同用户的用热量各不相同，各室的温差引起不同房间、不同用户的温差传热，必然使温度高的用户多付一些供热费用。当某个用户停止用热时，其他用户还在用，而供热费用则由用热用户负担，也是不公平的。另外，城市小区建筑设计中的房间布局和朝向不同，结构的散失热量也各不相同，那么同样建筑面积的各个用户分担的热费用不会相同，这也是不合理的。

(2)要对原有的采暖系统改造，费用较高，并且用户也有使用不满意的反应。

5、要进一步对集中供热的原有锅炉房进行技术改造和自动控制。通过微机对锅炉实施集控，根据室外温度调节输送水温，采用变频风机系统，烟气冷凝热能回收系统和水利平衡系统等，用以节约能源。

四、单体壁挂炉供热

壁挂炉一般使用天然气或城市煤气燃烧供热，每户一台。壁挂炉直接用来自管路的自来水加热，它的单台容量有各种规格，供每户建筑面积的大小选用。壁挂炉主要由机壳、热交换器、水气联动阀、水泵、三向阀、总安全阀、水量调节阀、压力表、温度显示表、排风机、排烟道和总控制盘等组成。具有结构紧凑、体积小巧、操作简便的特点。壁挂炉可以同时满足用户采暖和生活用热水的需要。当要采暖时，开机后可设置预定温度，其供热量、燃气的供给量是根据预定温度大小自动控制的。当需用生活用水时(洗衣、洗澡、洗碗)，可打开生活热水阀，此时三向阀自动转向，关闭采暖系统，打开生活热水系统。