多種供熱供暖方式的能耗分析
我國有很多種供熱供暖的方式，這些方式能耗差異明顯，相對而言，集中供熱的耗能量比較大，無論是早期建設(shè)的建筑物，還是近期建設(shè)的建筑物，都能夠反映出這一點(diǎn)，之所以如此，其中一個(gè)最重要的原因就是集中供熱會(huì)產(chǎn)生不均勻損失，加大耗能量。本文主要通過對各供熱環(huán)節(jié)能耗的介紹，進(jìn)而探討了熱源供熱效率，希望能夠?yàn)楣峁┡绞降恼_選擇提供幫助。
城市建設(shè)發(fā)展越來越重視環(huán)保，尤其是我國北方供熱供暖的城市，冬季環(huán)境會(huì)受到很大的影響，為此，需要注重能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，同時(shí)對我國供暖供熱的計(jì)量收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行改革，以便我國的供熱供暖方式能夠更加的多元化。現(xiàn)階段，我國選擇使用的供熱供暖方式，不夠合理，也沒有充分的考慮都其適用條件，這也是能耗量比較大的重要原因之一。
一、各供熱環(huán)節(jié)能耗
我國由于氣候原因，冬季必須要進(jìn)行供暖供熱，尤其是北方地區(qū)，供熱供暖的方式有很多種，每一種的耗能情況都不同，而且每一個(gè)供熱環(huán)節(jié)也有不同的能耗，如果能夠掌握這一規(guī)律，對供熱供暖節(jié)能將有積極的意義。供暖供熱系統(tǒng)主要是利用轉(zhuǎn)換能力來達(dá)到供暖供熱的目的，其各環(huán)節(jié)能耗情況如下：
1、建筑散熱
圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱以及通風(fēng)喚氣，是現(xiàn)代建筑散熱重要的構(gòu)成部分，盡管建筑建設(shè)的年代有差異，但是通過計(jì)算，建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)的散熱量與通風(fēng)換熱的散熱量幾乎相同，而且這兩者的散熱量與建筑保溫程度也相同。通過實(shí)地的測算發(fā)現(xiàn)，近期建設(shè)的建筑物，其建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)達(dá)到了25W /m²，還有很多建筑的能耗水平已經(jīng)達(dá)到了20w/m²，這非常值得一提。實(shí)際測算中還發(fā)現(xiàn)，供熱供暖的差異的確會(huì)影響建筑物實(shí)際能耗水平的高低，盡管建筑物的年代不同，會(huì)影響到建筑的保溫水平，但是這種差異并不大，如果再不考慮管網(wǎng)熱損失因素，相比計(jì)較而言，集中供熱的耗能量更大。
2、不均勻熱損失
如果建筑物選擇的供熱方式是集中供熱，則其存在的最大問題就是不均勻熱損失，換言之就是供熱失調(diào)。即便兩棟建筑物是同一個(gè)供熱系統(tǒng)，但是兩者的能耗也有很大的差別，即使建筑布局、散熱器都相同，這種情況依然存在。之所以會(huì)出現(xiàn)這種不均勻熱損失，主要是因?yàn)榧泄峁芫W(wǎng)沒有進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，也有可能是因?yàn)槌跽{(diào)節(jié)工作沒有做好。不均勻熱損失的存在，使得建筑物中有很多的不利用戶，供熱系統(tǒng)為了使得不利用戶也有足夠的熱量，就需要極大供熱量，但是因?yàn)檎{(diào)節(jié)手段不佳，或者沒有有效的激勵(lì)機(jī)制，這使得室內(nèi)過熱的用戶只能通過開窗將熱量釋放出去，這就會(huì)導(dǎo)致建筑物的實(shí)際散熱量明顯的提高，此外，管網(wǎng)調(diào)節(jié)沒有做到均勻，也是導(dǎo)致不均勻熱損失的重要原因，無論是室內(nèi)管網(wǎng)，還是室外管網(wǎng)都會(huì)引起這種情況。通過調(diào)查顯示，室外管網(wǎng)調(diào)節(jié)無效是產(chǎn)生建筑物不均勻熱損失的最重要原因，其損失的程度要高于管網(wǎng)的直接損失。就目前的技術(shù)水平而言，難以使室外管網(wǎng)做到以有效調(diào)節(jié)。
3、管網(wǎng)熱損失
室內(nèi)管網(wǎng)，管網(wǎng)布置在室內(nèi)，其散發(fā)的熱量也用于加熱建筑，因此不形成直接的熱損失。樓內(nèi)管網(wǎng)一般與室外管網(wǎng)直連，其由于漏水造成的熱損失與室外管網(wǎng)一并考慮。
室外管網(wǎng)，，保溫?zé)釗p失是管網(wǎng)熱損失的主要部分。同時(shí)，不同的管網(wǎng)熱損失差別很大，這與管網(wǎng)敷設(shè)方式（直埋/管溝）、建造年代、保溫水平、管網(wǎng)規(guī)模、供回水溫度和維護(hù)水平等都有關(guān)。一般室外管網(wǎng)熱損失為3～5W/m²。
高溫?zé)崃芫W(wǎng)，與室外管網(wǎng)相比，其長度并不大，但保溫水平和管理水平遠(yuǎn)高于室外管網(wǎng)，因此熱損失較小。
目前北京城市熱網(wǎng)熱源供水溫度與大多數(shù)熱力站處測出的供水溫度之差均小于2℃，回水干管溫差應(yīng)更小些，則總損失溫差在3℃左右。目前供熱高峰期供回水溫差約為65℃，因此城市高溫?zé)崃芫W(wǎng)熱損失不超過輸送熱量的5%，約為2W/m²。
泵耗，管網(wǎng)除保溫?zé)釗p失和漏水熱損失外，還有循環(huán)水泵的電耗。根據(jù)調(diào)研數(shù)據(jù)，室外管網(wǎng)供暖期的平均耗電量為3.7kWh/m2，范圍為2.3～5.0kWh/m²。
二、熱源供熱效率
1、燃煤鍋爐
依規(guī)模不同，鍋爐效率有很大差別。由于煤是固體燃料，以接觸式表面燃燒為主，燃燒的完全性受爐膛溫度的影響，鍋爐容量越小平均爐膛溫度越低，燃燒越不完全，因此鍋爐效率與鍋爐的噸位、燃燒方式和供熱介質(zhì)溫度有關(guān)，同時(shí)鍋爐的運(yùn)行管理水平對鍋爐的效率有較大的影響。一般大型鍋爐房的管理水平較高，鍋爐的熱效率相應(yīng)較高。煤在運(yùn)輸和儲(chǔ)藏過程中有一定的損失，因此鍋爐房實(shí)際供熱效率要小于鍋爐效率。根據(jù)在某地區(qū)的測試統(tǒng)計(jì)，燃煤鍋爐房供熱效率為55%～75%。
2、天然氣鍋爐
無論規(guī)模大小，鍋爐效率一般差別不大，。由于天然氣是空間燃燒，鍋爐效率主要與受熱面大小、供熱介質(zhì)的溫度和換熱強(qiáng)化等因素有關(guān)。由于天然氣鍋爐不產(chǎn)生灰分，受熱面布置不考慮灰堵和清灰問題，可以采用波紋管和旋流片等強(qiáng)化傳熱方式，所以鍋爐的熱效率高，熱水鍋爐一般都在90%左右。由于爐膛燃燒溫度低，排煙溫度較低。
3、天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)
天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)可實(shí)現(xiàn)天然氣梯級(jí)利用，提高天然氣利用的經(jīng)濟(jì)性，平衡電力供應(yīng)的峰谷差。對于天然氣聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)方式，在設(shè)計(jì)工況下，當(dāng)發(fā)電效率為40%，供熱效率為42%時(shí)，與目前發(fā)電效率55%的聯(lián)合循環(huán)電廠相比，每發(fā)出1kW電力，多消耗燃料0.7kW，但多產(chǎn)生熱量約1.05kW，從這個(gè)意義上講，相應(yīng)的折算供熱效率約為150%。
天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)相對于熱電分產(chǎn)，一般情況下是節(jié)能的，但節(jié)能效果不如燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)顯著。對天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)效率的評價(jià)是與天然氣鍋爐和天然氣發(fā)電廠效率相比而言的。而天然氣鍋爐的效率一般都在90%左右，天然氣純發(fā)電的效率也很容易超過50%（燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)），這兩種系統(tǒng)的效率都非常高。雖然天然氣熱電聯(lián)供實(shí)現(xiàn)了能量的梯級(jí)利用，但是，對燃?xì)廨啓C(jī)而言，由于過剩空氣系數(shù)較大，在相同的排煙溫度下，其總效率要明顯低于天然氣鍋爐。對于內(nèi)燃機(jī)，雖然過剩空氣系數(shù)對效率的影響不如天然氣輪機(jī)那么明顯，但是如果低溫冷卻水不能得到利用，總效率也會(huì)明顯低于鍋爐。一般地，天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)的總效率在80%左右，而在部分負(fù)荷情況下，特別是當(dāng)熱電負(fù)荷不匹配時(shí)，其總效率會(huì)更低。鑒于以上原因，天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)的節(jié)能效果應(yīng)慎重看待。
三、結(jié)語
綜上所述，可知對多種供熱供暖方式的能耗進(jìn)行分析是十分必要，因?yàn)樵谀茉促Y源短缺的情況下，如果能選擇出一種比較合適的供熱供暖方式，能夠大大節(jié)約能源資源，因?yàn)橛行┙ㄖ锏慕ㄔO(shè)的時(shí)間比較久遠(yuǎn)，因此選擇的供熱方式比較傳統(tǒng)，針對這種情況，有關(guān)部門應(yīng)該組織相關(guān)人員，對其供暖方式進(jìn)行改造，以便能夠最大程度的減少能源損失，同時(shí)也能夠滿足人們的供熱供暖需求。
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