住宅集中生活热水系统现状调研及能耗模型研究.pdf

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1、·建筑给排水·住宅集中生活热水系统现状调研及能耗模型研究邓光蔚燕达。安晶晶于瑞。简毅文张野高岩。(1上海建科建筑节能技术股份有限公司，上海202161；2清华大学，北京100084；3北京建筑大学，北京100044；4北京工业大学，北京100124)摘要住宅节能日益受到人们的关注，而生活热水能耗在住宅能耗中占较大比例，因此居民生活热水供应的节能研究值得进一步深入。从实测案例出发，对北京某热力集团的7个集中生活热水项目进行了深入调研与测试，并与分散式生活热水系统展开对比，进而分析了目前集中生活热水项目存在的主要问题及原因。基于实测数据，分析了集中式

2、生活热水系统各环节的能耗损失，并建立了集中式生活热水系统的数学模型，利用该模型对不同应用情景下的生活热水能耗情况进行模拟分析，探究影响有效热利用率的主要因素。关键词生活热水集中与分散热水能耗能耗影响因素0引言的前提下，分散式热水系统也以其较低的成本也得生活热水能耗在住宅能耗中占较大比例。2008到了快速发展。年我国城镇住宅生活热水总能耗折合2810万tce，统计显示，1996～2011年，每百户城镇家庭淋单位建筑面积能耗2．2kgce／(m。·a)，占除采暖外浴热水器的拥有率从3O左右增长到899／6[引，见图住宅总能耗的23．4／~o口]。如何

3、降低生活热水能耗1a。全国热水器拥有率的分布差异较大，呈现“南高已成为住宅建筑节能的重要组成部分。北低，东高西低”的特点，见图1b。气候差别是导致生活热水系统根据热源的提供方式可分为集中南高北低的主要因素，经济发展水平不同是导致东和分散两种类型。集中生活热水系统通常采用集中高西低的主要因素。热源来提供热量，通过热水管网向一幢或多幢建筑物供应生活热水。其优点为设备集中管理，使用热水方便；缺点为系统复杂，投资高，改扩建及大修复杂，室外热水管网长，热损失较大，影响整个管网运行的热效率，热水成本较高，且计量问题难以解决等。主要的热源形式有燃煤锅炉、燃气锅

4、炉、太阳能集热、热泵等。分散式系统是指以小型加热器作为水加热设备，仅供局部范围内一个或几个配水点使用的系统。其具有系统简单，造价低，维护管理容易，管道热损失小等优点；缺点为小型加热器效率较低。目前常见的系统主要有户式燃气热水器、电热水器、太阳能热水器等。我国大部分居民住宅热水供应采用的是分散式热水系统。随着我国经济的迅猛发展，住宅生活热水的需求量大量增加。尽管集中供应生活热水方式投资较高，但因为其舒适安全便捷的优势，仍然被越b2011年各地区情况来越多的住宅建筑所采纳。在生活热水需求量大增图1中国城镇居民家庭平均每百户淋浴热水器拥有量给水排水Vo

5、1．40No．72014149＼赠*凶廿∞强如勰鸵蚰一中区供水一10#中区供水一11中区供水一一12#中区供水⋯13#中区供水⋯14#中区供水120412120412120413120413I20414120414I2041520415120415120416I2：00：022：00：008：0：0018；00：0004：00：0014：0；0000：0：010：00：020；00：000~；0：00时间图9项目E典型日能量拆分图8项目E各楼中区供水温度变化曲线表2项目E锅炉效率测试数据平均平均回一次水日均耗日均燃气锅炉供水温水温度流量气量供热量

6、热量效率／度／℃／℃／m0／h／Nm0／GJ／GJ64．559．379．669121．524．687．4表3项目E一次水实测散热量ABCDEFGHI集中(A—G)分散(H、I)供水管段温度／℃回水管段温度／℃流量供水侧日回水侧日小区锅炉出板换进板换出锅炉进／m／h均散热量均散热量图10集中式、分散式系统有效热利用率实测值姗哩豢籁旺水温度水温度水温度水温度／GJ1O／GJOO00864230模拟分析64．564．359．659．379．61．52．43．1研究方法表4项目E二次管网散热测试数据通过文献调研发现，北京集中生活热水方式存在分区供水温度回

7、水温度流量日均散热量成本高、用户使用率低的问题，热力公司亏损严重。根／~C／~C／m0／h／GJ高区5O．O42．02．72．2据上文的案例分析，有效热利用率偏低是导致生活热中区54．346．58．O6．3水成本居高不下的主要原因。为了解决集中生活热水低区54．543．82．12．3方式的困境，将进一步探究各因素的影响程度，并提出优表5项目E实测有效用热量化系统运行l生能的建议。本文的研究方法是基于实测数项目高区中区低区据，建立起集中式生活热水系统的模型，通过模拟计算的出水温度／℃44．848．345．9日用水量／m08．O31．O6．O手段分析

8、有效热利用率偏低的主要影响因素。自来水温度／℃12．5l2．512．53．2模型建立用热量／GJ1．14．6O．8模型假设：①不考虑板换