智能控制阀在公共建筑节能中的应用

作为一个能源供求差距大, 人均能源消耗量低, 能源技术效率低的能耗大国, 我国制定了新建建筑普遍节能50%～65%的建筑节能“十一五”及2020年中长期目标。住房和城乡建设部、财政部于2007年10月联合发布《关于加强国家机关办公建筑和大型公共建筑节能管理工作的实施意见》, 同时印发了《实施方案》及一系列技术导则。提出要建立健全国家机关办公建筑和大型公共建筑节能监管体系, 建立和完善能耗监测、能耗统计、能源审计、能效公示、用能定额、节能服务等各项制度, 促进既有高耗能国家机关办公建筑和大型公共建筑节能改造。

随着我国经济社会的发展, 公共建筑高耗能的问题日益突出, 我国既有公共建筑的节能改造任务是艰巨的, 特别是经过近20年的高速增长期, 在国家公共建筑和居住建筑节能设计标准进入强制执行时期后, 公共建筑的节能改造任务非常繁重。

公共建筑既是人类活动的基本场所, 又是大量消耗能源的重要环节。统计表明, 我国每年新增的公共建筑项目中, 节能建筑只占3%～5%;大部分的既有建筑为非节能建筑;采暖能耗指标很高, 是同气候条件下欧洲国家的3～4倍。

另一方面, 公共建筑一般不需要24小时恒温供暖, 本应采用间歇供暖制度, 以实现用热与供热相协调。尤其在公休日和节假日期间只需保证值班采暖温度。但是由于集中供暖各建筑物 (甚至同一建筑物的不同房间) 用热时间和热量及其持续时间不同时、锅炉间歇运行效率低等原因, 间歇供暖难以实现。

针对以上问题, 在公共建筑集中供热系统中, 采用智能控制阀分时供暖的方法, 只给当时需要采暖的房间供暖, 其他房间可以暂时不供暖或降低供暖参数。由于不必同时给所有房间供暖, 热源规模及运行负荷大大减小, 从而减少热源投资, 实现了按需供热。

1 公共建筑供暖特点

公共建筑具有多类型、多用途的特点, 主要包括办公楼、写字楼、学校、医院、车站、商场、机场等。对于分时供暖, 各种类型建筑物供暖时间是不一样的。

办公楼、写字楼等。主要是工作日的上午八点至下午六点时间需要保证供暖, 其他时间可以按值班采暖时间设定。

学校。对于礼堂、体育馆等, 它的使用时间特别少, 可按值班采暖设定, 只在需要使用时保证供暖;对于学生宿舍, 在上课时间 (包括晚自习) 可按值班采暖设定, 而早、中、晚的休息时间才保证供暖;对于教室、实验室, 在上课时间 (包括晚自习) 才保证供暖。对于办公楼, 上班时间才保证供暖;学校的另一特点是有寒假。在寒假期间 (约35天) , 学校的多数建筑可以只保证值班供暖。基于以上特点, 采用合适的供暖方式和方法, 学校供暖的节能效果会很显著。

医院。办公区、门诊区上班时间才保证供暖;急诊区、住院区需保持供暖。

商场、饭店等。只需在营业时间保持供暖。

从以上采暖保证时间来看, 公共建筑在一个采暖季中, 大部分的时间是不需保证采暖要求的, 只要维持值班温度防止管道和设备冻结就可以了。智能控制阀很好的解决了公共建筑采暖中供热与用热之间的不匹配, 真正实现了按需分时供热, 具有明显的节能效果。

2 智能控制阀原理和功能特点

2.1 现场应用

在每组散热器入水端安装一支智能控制阀 (如图) , 控制盒为直流供电; (电源应为标准配置) , 要求控制阀的阻力特性不能破坏原有的水力平衡。

随着国家按用热量收费政策的逐步实施, 在公共建筑楼宇热力入安装一部总热量表实现楼宇平衡调节和对整个公共建筑的热计量, 可以更好的调动用户节能的积极性, 要求热量表工作可靠, 不易堵赛。

2.2 实现原理

智能控制阀内部封装有一只机电一体三通截止阀和采集控制电路, 是集检测、数据采集、传输、供暖控制、室内温度调整功能为一体的基本部件。

三通阀阀芯由步进电机带动, 通过调节阀芯的开度调节进入散热器和旁通中的流量比例, 达到调节室温的目的。

供暖时间段内温度控制:16℃～20℃, 平均温度18℃。

非供暖时间段内温度控制:5℃～9℃, 平均温度7℃。

控制电路集成有万年历模块, 根据需要设定阀门定时开关的时间和开度。实现楼内供热平衡、定时自动供暖与调节, 从而达到节能的目的。

采用分时供暖方法, 充分利用建筑物的蓄热性质, 提前加热使建筑物在使用时达到温度要求, 并可提前停止供热, 由于建筑物的蓄热性很大, 降温是很慢的, 分时供暖方法控制简便, 节约燃料。

2.3 功能特点

适用于公共建筑多种形式的集中供热采暖系统;可依据楼层设置阀门开度, 实现层间平衡, 解决水力失调问题;可依据作息时间 (包括节假日) 设定阀门调节时间, 从而实现节能;具有加班时间手动干预调节, 方便大家在加班时能方便打开阀门;过时自动恢复定时控制功能;手动温控功能, 用户可自己调节房间内的温度;通径大, 不易堵塞;安装及操作简单, 可靠性高, 检修方便 (模块化检修) 。

3 经济、环保和社会效益

我国的能源以煤为主, 燃煤是大气污染物的主要来源, 燃煤产生的大气污染物占污染物排放总量的比例较大。

全国每年新建公共建筑3亿平方米, 如果按每平方米建筑面积节能50%左右的标准计算, 1平方米公共建筑每年节约30公斤标准煤每年节能就达900万吨。目前, 全国既有公共建筑面积大约为45亿平方米左右, 如果按节能50%的标准进行改造, 总的节能潜力约为1.35亿吨标准煤。

社会和环保的效益不言而喻, 该方案必将对我国推进供热体制改革, 促进供热节能, 起到积极的作用。

4 结语

不同于居民住宅, 公共建筑供暖具有负荷不同时、变化大的特点, 而且非工作时间段所占比重较大, 此时仍然足质足量的进行供暖造成资源的大量浪费。根据公共建筑的特点量身定做的智能控制节能阀分时供暖方法, 区分供暖时间和非供暖时间段, 实现按需分时供热, 达到节能的目的;用户还可根据自己需要调节房间内的温度满足舒适度要求。

公共建筑节能任务非常艰巨, 同时潜力也非常巨大, 特别是政府机关办公建筑应当率先垂范, 对其它公共建筑的节能管理产生示范带动作用。

摘要：介绍并分析了我国公共建筑的耗能现状及存在的问题;公共建筑不需要24小时恒温供热, 尤其在公休日和节假日, 只需保证值班采暖温度;本文提出采用智能控制阀的分时供暖方法, 以实现按需供热。实践证明, 节能潜力巨大。

关键词：公共建筑,分时供暖,智能阀,节能