分戶燃?xì)忮仩t采暖管理論文
時(shí)間:2022-06-16 11:54:00
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一、引言
分戶燃?xì)忮仩t采暖方式具有住戶可對室溫進(jìn)行控制調(diào)節(jié)、使用清潔能源天然氣、方便地實(shí)現(xiàn)了分戶熱計(jì)量、開發(fā)商建設(shè)時(shí)可以逐步投資等特點(diǎn),近年來在一些地區(qū)發(fā)展很快。為詳細(xì)了解其運(yùn)行使用情況,筆者在2001-2002年的采暖季中對北京市使用該采暖方式的兩個(gè)小區(qū)進(jìn)行了調(diào)研測試。
二、調(diào)研的基本情況
兩個(gè)小區(qū)的所有樓棟均為6層磚混結(jié)構(gòu),外維護(hù)結(jié)構(gòu)有內(nèi)保溫。戶內(nèi)采暖系統(tǒng)為水平串聯(lián)方式,每組散熱器均帶跨越管,設(shè)有溫控閥。管道采用鋁塑復(fù)合管,敷設(shè)在地板中。頂層與一層的住戶采用壁掛快速式爐,強(qiáng)吸強(qiáng)排方式,排煙筒雙層設(shè)計(jì),利用排出的煙氣預(yù)熱冷空氣;中間層住戶采用落地容積爐,也為強(qiáng)制排氣方式。
兩個(gè)小區(qū)中共選取98戶作為測試對象。調(diào)研工作分為兩部分,第一部分是問卷調(diào)查,詢問住戶相關(guān)問題:每二部分是測試住戶的耗量和室內(nèi)溫度。此外,還利用煙氣分析儀測試了鍋爐排煙數(shù)據(jù)和效率。
三、燃?xì)夂牧糠治?/p>
1.平均燃?xì)夂牧康挠?jì)算
筆者在2001年11月17日和2002年3月16日分別記錄了住戶的燃?xì)獗?。由于每戶一塊燃?xì)獗?,調(diào)查時(shí)也同時(shí)詳細(xì)詢問了住戶在非采暖季生活用(做飯、洗澡)燃?xì)夂牧?,并在采暖季燃扡總耗量中減去,作為住戶的采耗報(bào)量。對于未回答生活用氣量的住戶,則按回答了的生活用氣平均0.6m3/戶.天扣除。
共得到76個(gè)有效樣本,計(jì)算得出其平均單位面積采暖耗氣量為5.85m3/m2.a(指建筑面積,下同),其中有43戶的耗氣量小于平均值,有33戶的耗氣量大于平均值。同時(shí)用自記式溫度計(jì)測得住戶室溫平均值為18.01℃,這一溫度可以看作是住戶在采暖季中室內(nèi)平均達(dá)到的溫度水平。
2.結(jié)合室外溫度的修正
2001至2002年的采暖季是北京罕見的暖冬,必然使得實(shí)際測得的單位面積燃?xì)夂牧?.85m3/m2.a偏小,需要進(jìn)行修正。修正時(shí)采用室內(nèi)外平均溫差作為修正參數(shù),室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度采用18℃,標(biāo)準(zhǔn)年采暖季室外平均溫度北京地區(qū)為-1.6℃。根據(jù)收集到的當(dāng)年氣象數(shù)據(jù)計(jì)算2001得出年11月17日至2002年3月16日的119年天,室外平均溫度為+2.5℃,計(jì)算得出修正系數(shù)為1.2645。所以,折合標(biāo)準(zhǔn)年采暖季單位面積燃?xì)夂牧繛?.4m3/m2.a。折合采暖熱指標(biāo)為23.3w/m2,接近北京市第二步節(jié)能住宅建筑20.6w/m2的目標(biāo)。
3.燃?xì)夂牧康姆植家?guī)律
對76個(gè)有效樣本中耗氣量的分布規(guī)律未分選了統(tǒng)計(jì),橫坐標(biāo)軸括號(hào)內(nèi)為該部分樣本的單位面積燃?xì)夂牧科骄?,具體見圖1。可見,大部分住戶的單位面積耗氣量位于平均耗氣量5.85m3/m2.a附近,耗氣低端住戶的要大于耗氣高端住戶的數(shù)量。
四、影響燃?xì)夂臒崃康母饕蛩胤治?/p>
影響住戶燃?xì)夂牧康囊蛩貧w納起來主要有:室內(nèi)溫度、開窗換氣、房間位置(包括樓層、是否邊單元)、四鄰入住情況等。為考察以上各因素分別對住戶燃?xì)夂牧康挠绊?,筆者在保持其它影響因素基本不變的情況下,篩選一致樣本進(jìn)行了分析。
1.室內(nèi)溫度的影響
消除開窗、樓層、四鄰入住因素的影響,考察室內(nèi)平均溫度對燃?xì)夂牧康挠绊?。篩選有效樣本31戶,分析結(jié)果見表1.可見,在其余影響因素基本相同的情況下,住戶室溫的高低明顯地影響著燃?xì)夂牧康拇笮?,特別是在室溫高于19℃時(shí),室溫提高不到2℃,而耗氣量提高了將近45%。
2.開窗換氣的影響
調(diào)查時(shí)詢問了住戶的開窗習(xí)慣,分析發(fā)現(xiàn)即使是熱計(jì)量收費(fèi),也有一半的住戶愿意長時(shí)間開窗換氣,保證室內(nèi)空氣品質(zhì),約1/3的住戶偶爾開窗。消除其余因素的影響,篩選有效28樣本戶,分析結(jié)果見表2。
可見,在其余因素基本相同的情況下,開窗時(shí)間長短明顯地影響著燃?xì)夂牧俊iL時(shí)間開窗的住戶和短時(shí)間開窗住戶相比,燃?xì)夂牧恳?.6%左右;相比不開窗的住戶,由要高23%左右;短時(shí)間開窗的住戶相比幾乎不開窗的住戶,燃?xì)夂牧恳?3.6%。
3.樓層的影響
消除其余因素的影響,篩選有效27樣本戶,分析結(jié)果見表3。缺少處于5層的樣本,幫只列出1-4層與頂層??梢钥闯?,位于中間層的住戶燃?xì)夂牧棵黠@低于一層和頂層的住戶。位于一層和頂層的住戶平均值為7.2m3/m2.a。而位于中間層的住戶平均值為5.69m3/m2.a,約低22%左右。這一差異主要是相比中間層,頂、底層有較多的樓板和地面散熱。
4.四鄰入住情況的影響
消除其余因素影響,篩選有效樣本37戶,分析結(jié)果見表4??梢钥闯?,四鄰的入住情況明顯的影響著住戶本身的燃?xì)夂牧浚@主要是由于內(nèi)維護(hù)結(jié)構(gòu)沒有保溫引起的。可見,在施行分戶熱計(jì)量收費(fèi)時(shí),建筑設(shè)計(jì)上應(yīng)該采取措施盡量減少戶間傳熱。
五、室內(nèi)溫度分析
在每個(gè)住戶內(nèi)放置了一個(gè)溫度自計(jì)儀,每小時(shí)自動(dòng)記錄一次住戶的室內(nèi)溫度。筆者同時(shí)也詳細(xì)詢問了住戶的開啟、調(diào)節(jié)規(guī)律,下面對此進(jìn)行一些分析。
1.住戶溫度設(shè)置偏好
在總共68個(gè)有效樣本中,有46戶設(shè)置一個(gè)固定溫度不變;在白天晚上(或家里有無人)分別設(shè)置不同溫度的有22戶??梢姡^大多數(shù)住戶主要靠鍋爐本身的自動(dòng)調(diào)節(jié)來控制室溫,較少使用人為調(diào)節(jié)功能。
在使用容積式燃?xì)忮仩t(利用設(shè)定室溫調(diào)節(jié)鍋爐運(yùn)行)的54戶中,分別對家里有人和無人的情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì),考察住戶室溫設(shè)定偏好,具體見表5??梢?,家里無人時(shí),將近一的住戶(25戶)把室溫設(shè)在16℃以下;有人時(shí),較少的住戶(16戶)把室溫調(diào)在較高的20℃以上。
2.實(shí)測室溫分布
回收到的63個(gè)有效樣本中,住戶采暖季平均室溫的分布情況見表6??梢?,絕大多住戶(約68%)實(shí)際的室內(nèi)溫度在16~20℃之間比較適合的范圍之內(nèi)。
3.住戶室溫設(shè)置與實(shí)測室溫的關(guān)系
在始終設(shè)定一個(gè)溫度不變,利用鍋爐自動(dòng)調(diào)節(jié)的住戶中,筆者考察了住戶設(shè)值與實(shí)測室溫值之間的關(guān)系。總共有樣本34
戶,具體分析見表7??梢姵嗽谳^高溫度時(shí)(>20℃),住戶的實(shí)際室內(nèi)溫度難以達(dá)到設(shè)定溫度范圍外,一般來說,這種采暖方式中住戶的實(shí)際室內(nèi)可以達(dá)到設(shè)定值范圍之內(nèi)。
六、住戶的主觀評價(jià)
1.熱舒適性的評價(jià)
給住戶4種選項(xiàng):A,很舒適;B,比較舒適;C,不太舒適;D,很不舒適。調(diào)查得到82個(gè)有效樣本,選A的9戶,約占11%;選B的60戶,約占73%;選C的11戶,約占14%;選D的2戶,約占2%??梢?,認(rèn)為該種采暖方式由于溫度可調(diào),感至舒適和比較舒適的比例高達(dá)84%。
2.調(diào)節(jié)方便的評價(jià)
給住戶4種選項(xiàng):A,很方便;B,比較方便;C,不太方便;D,很不方便。調(diào)查得到的82個(gè)有效樣本,選A的54戶,約占66%;選B的23戶,約占28%;選C的有5戶,約占總數(shù)的6%;沒有住戶選D??梢?,絕大多數(shù)住戶認(rèn)為該種采暖方式易于操作。
3.安全感的評價(jià)
保證安全是對各種采暖系統(tǒng)都相當(dāng)重要的問題,尤其是這種入戶的采暖方式。在調(diào)查問卷中,詢問住戶對安全感的看法。共設(shè)計(jì)了3種選項(xiàng):A,很安全;B,一般;C,感到不安全。調(diào)查得到82個(gè)有效樣本中,選A的有33戶,約占40%;選B的42戶,約占51%;選C的4戶,約占5%;另有3戶回答感覺說不清楚??梢妼Π踩械綋?dān)憂的住戶只占極少數(shù),約為5%左右。
4.噪音問題的評價(jià)
調(diào)查問卷中設(shè)計(jì)了3種選項(xiàng):A,沒感覺到;B,有一點(diǎn),但無所謂;C,有噪音,感覺不舒服。調(diào)查得到82個(gè)有效樣本,選A的13,約占16%;選B的44戶,約占54%;選C的25戶,約占30%??梢?,在所調(diào)查的住戶中,約70%的住戶對噪音問題是可以接受的。調(diào)查中發(fā)現(xiàn),除多戶設(shè)備同時(shí)工作引起結(jié)構(gòu)傳振,使得個(gè)別住戶感到噪音之外,主要是一些容積式采暖爐由于上部鐵皮罩固定不緊,在啟動(dòng)時(shí)震動(dòng)發(fā)聲。施工時(shí),在管道與結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)處做好減震措施;確保鍋爐減震措施安裝到位,都可以很好地減小噪音影響。
5.分散排煙問題的評價(jià)
分戶燃?xì)忮仩t的排煙問題,也常常是大家關(guān)注的焦點(diǎn)。本次調(diào)查中,也詢問住戶對此問題的看法。共設(shè)計(jì)了3個(gè)選項(xiàng),A,沒有影響;B,有一點(diǎn)影響,但無所謂;C,有影響,感覺不好。調(diào)查得到82個(gè)有效樣本,選A的50戶,約占61%;選B的27戶,約占33%;選C的3戶,約占4%;另有2戶沒有回答??梢姡蠖鄶?shù)住戶(約61%)感覺分散排煙沒有什么影響,只有極少住戶(約4%)的對此感覺不好。
同時(shí)筆者也使用氣分析儀madurGA-40plus對小區(qū)中住戶的排煙情況進(jìn)行了實(shí)際測試。得出了鍋爐在不同排煙溫度時(shí)的污染物排放數(shù)據(jù)和鍋爐的效率。
從以上測試的結(jié)果可以看出,壁掛快速式燃?xì)忮仩t比落地容積式燃?xì)忮仩t的效率要高一點(diǎn),約高4-5%左右,主要是煙氣余熱回收的影響。上述測出的效率中包含了爐體向室內(nèi)的散熱量(認(rèn)為是采暖有效得熱),所以該效率可以看成是鍋爐的采暖熱效率。
Henderson等人的研究表明,人在CO濃度高于200ppm時(shí)呆2至4小時(shí),會(huì)出現(xiàn)頭疼、惡心等癥狀;在NOx濃度為80ppm時(shí),在3~5分鐘內(nèi)回引起胸痛。從實(shí)際測試的結(jié)果可見,在排煙口外,CO與NOx的排放濃度一般均小于幾十個(gè)ppm的水平??梢?,鍋爐正常燃燒時(shí),即使是排煙口處污染物的濃度也一般在對人體有害的范圍之內(nèi)。
由于大氣的稀釋與擴(kuò)散作用,小區(qū)內(nèi)空氣的污染物濃度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鍋爐的排煙口處,一般要小于幾個(gè)ppm甚至更低。另外,北京地區(qū)采暖季中多風(fēng),風(fēng)力也較大,更易于污染物的擴(kuò)散??梢?,從對人體健康的危害和環(huán)境的角度來看,該采暖方式是完全可以接受的。在以后的設(shè)計(jì)中,還可考慮采用單元集中煙囪的方式,使得煙氣在較高的位置集中排放,更易于污染物的擴(kuò)散。
七、運(yùn)行費(fèi)用及與其它采暖方式的比較
1.運(yùn)行費(fèi)用的測算與比較
在分戶燃?xì)鉅t采暖方式中,運(yùn)行費(fèi)用(也即住戶負(fù)擔(dān)的熱價(jià))主要包括燃?xì)赓M(fèi)、電費(fèi)兩部分。電能消耗分為燃燒器和水泵的消耗。調(diào)查中住戶內(nèi)水泵功率一般為65w,燃燒器的功率一般為100w左右。每戶平均每天鍋爐開啟時(shí)間約為3.5小時(shí)左右,水泵按全天24小時(shí)運(yùn)行計(jì)算,得到整個(gè)采暖季每戶電耗約為227kwh。按北京市現(xiàn)行燃?xì)?.7元/m3,居民電價(jià)0.43元/Kwh,計(jì)算得出燃?xì)赓M(fèi)約1371元(指標(biāo)準(zhǔn)年采暖季),電費(fèi)約為95元。可見,運(yùn)行費(fèi)用中主要還是燃?xì)赓M(fèi),約占總費(fèi)用的94%左右。所調(diào)查的住戶平均建筑面積為109m2,則折合單位面積運(yùn)行費(fèi)用為13.45元/m2,其中燃?xì)赓M(fèi)為12.58元/m2。
可見,即使不考慮分戶燃?xì)忮仩t采暖具有的住戶可調(diào)、便于分戶計(jì)量、可同時(shí)供應(yīng)生活熱水、促使住戶主動(dòng)節(jié)能等優(yōu)點(diǎn),僅住戶負(fù)擔(dān)的熱價(jià)而言,也只有區(qū)域燃煤鍋爐采暖間供方式的71%,區(qū)域燃?xì)忮仩t采暖的45%,具體見表10。隨著人們對環(huán)境問題的日益重視,環(huán)境附加稅使得煤價(jià)上調(diào)等因素的影響,其經(jīng)濟(jì)性和應(yīng)用前景將更為廣闊。
注:*為標(biāo)準(zhǔn)年采暖季的運(yùn)行費(fèi)用;**為北京市現(xiàn)行的供熱價(jià)格
2.與區(qū)域燃?xì)忮仩t房采暖燃?xì)夂牧康谋容^
筆者同時(shí)也對幾個(gè)運(yùn)行管理水平較高的區(qū)域燃?xì)忮仩t房采暖方式進(jìn)行了調(diào)研,得到在2000至2001年采暖季其平均單位面積燃?xì)夂牧繛?.11m3/m2.a,按當(dāng)年外溫折合標(biāo)準(zhǔn)年為10.65m3/m2.a。而分戶燃?xì)忮仩t采暖折合標(biāo)準(zhǔn)年只有7.4m3/m2.a。也就是說,分戶燃?xì)忮仩t由于運(yùn)行時(shí)可調(diào)節(jié)、無外網(wǎng)熱損失、無水力失調(diào)、住戶主動(dòng)節(jié)能等因素的影響,相比區(qū)域燃?xì)忮仩t采暖約可以節(jié)能31%,扣除維護(hù)結(jié)構(gòu)和室內(nèi)溫度水平的差異,約節(jié)能19.7%
八、結(jié)論
1.在2001年11月17日至2002年3月16日的采暖季119天中,測得住戶平均燃?xì)夂牧繛?.85m3/m2.a。通過對采暖季室外平均溫度的修正,折合標(biāo)準(zhǔn)年采暖季為7.4m3/m2.a。
2.測得的住戶室溫的平均值為18.01℃,可看作是住戶在采暖季室內(nèi)平均達(dá)到的溫度水平。絕大多數(shù)住戶室內(nèi)溫度在16~20℃之間比較適合的范圍之內(nèi)。對住戶的溫度設(shè)定規(guī)律做了統(tǒng)計(jì)分析,發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)住戶主要依靠鍋爐的自動(dòng)措施來調(diào)節(jié)室溫,較少使用人為調(diào)節(jié)功能。
3.對調(diào)查中得到的住戶對熱舒適性、操作的方便性、安全性、噪音、分散排煙的影響等主觀評價(jià)做了統(tǒng)計(jì)分析。發(fā)現(xiàn)住戶對這種采暖方式的接受程度較高。
4.計(jì)算了該采暖方式的運(yùn)行費(fèi)用(即住戶負(fù)擔(dān)的熱價(jià))在標(biāo)準(zhǔn)年采暖季約折合13.45元/m2,其中燃?xì)赓M(fèi)用約占94%左右。在北京只相當(dāng)于區(qū)域燃煤鍋爐采暖間供方式住戶所負(fù)擔(dān)熱價(jià)的71%左右。
5.通過對調(diào)研結(jié)果的分析,筆者認(rèn)為天然氣用于采暖時(shí)應(yīng)該采用分戶利用的方式,一般不應(yīng)采取集中利用的方式。根據(jù)我國能源資源的特點(diǎn),在城市中難以利用集中大熱網(wǎng)(以燃煤熱電廠、大型燃煤集中鍋爐房為熱源)的地區(qū),如有可以利用的天然氣資源時(shí),應(yīng)該優(yōu)先發(fā)展分戶燃?xì)忮仩t采暖方式。
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