刘志强 崔新望 杨杰程 李晴 海旭辰
宁夏理工学院 宁夏 石嘴山753400
摘要:我国西北地处严寒或寒冷气候区,属于需要供暖地区,由于经济原因,导致西北大多乡域中小学校难以实现集中供暖,近年来西北地区部分乡域学校开始采用散热器采暖和电采暖等,但存在大量过量供热现象,因此,如何在居民热舒适性的前提下降低采暖能耗,对我国西北地区建筑采暖具有重要意义。目前,典型房间传统的集中供暖热负荷和间歇供暖热负荷的计算与模拟,对高校供暖系统运行方式进行优化分析
关键词:传统供暖、降低能耗、间歇供暖
一、传统供暖
传统供暖一般指连续性供暖,连续供暖是指在供暖期间里,连续不断的向建筑物室内供暖,使建筑物室内的平均温度达到设计温度的一种供暖方式。这种供暖方式是能符合室外温度变化曲线的供暖方式,并且供暖的质量也有较好的效果。传统的连续性供暖,其供暖目的是为了保证在冬季冷天气下室内能够有较高温度保证居民的生产生活和学习工作。具有供暖时间长、温度波动小。供暖连续性好的特点。一般情况下,无论在什么时间段,其提供的热量是稳定的,采用该供暖方式的房间的温度也是稳定的。
二、间歇供暖
间歇供暖运行包括长期间歇运行与短期间歇运行,长期间歇运行是指学校教学建筑与季节性生产建筑在长假或者冬季长期进行停暖;短期间歌运行是指办公建筑与商业建筑在每日室内无人或无工艺过程的时段内进行停暖,即对于非全天使用的建筑物,仅在其使用时间内使室内平均温度达到设计温度,在非使用时间可暂停供暖的方式。本文介绍的是短期间歇供暖,该种供暖运行工况具有间歇性,温度波动较大,设备容量较大等的特点。以宁夏理工学院图书馆为例,在晚上十点至第二天早上七点图书馆将会清空,不会有人员留在其中,仅书籍和设备存放在内。在晚上长达九个小时的时间内,除特殊设备间其余房间可不需要供暖来维持人体舒适环境温度。在此时,采用间歌分室供暖的方式则将更加节能且不会影响房间使用者对房间的使用感。这种供暖方式在这种公共性、使用时间具有恒定规律的房间既能保证其使用时的舒适性又能避免不使用时的能源浪费。但其温度波动较大,不适用于一般性建筑,然而连续供暖运行方式与间歇运行方式相比有优越性,但也并不意味着任何情况下都应该采用连续供暖方式,而要视供暖建筑物供暖需要的具体情况.比如住宅小区的公共建筑(中小学、商店、办公楼等)或是大学校园内的教学楼、实验楼、办公楼等。由于这些建筑在一天中的使用时间往往都少于12h。除在使用时间内需要保持舒适温度外,其它时间内并无温度要求,每天只要在使用时间之前把室内温度提升到需要温度即可。对于使用时间短的这类建筑来说,采用间歇供暖是合理的。鉴于建筑热损失与室内外平均温差成正比,对间歇使用的公共建筑采取间歇供暖运行方式符合节能的原则。
三、传统供暖与间歇供暖的数据对比
建筑物冬季供暖通风设计的热负荷在《规范》中明确规定应根据建筑物散失和获得的热量确定。下表主要针对两种供暖方式的热负荷比对:
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上述的间歇供暖运行是指短期间歇供暖。供热负荷预测的方法主要有基于历史数据的外推法、数值模拟预测法及其他一些方法。历史数据外推法是基于大量历史能耗数据,此方法主要包括随机时间序列法、回归分析法以及人工智能。回归预测模型到的优点是简单快捷,缺点则是对样本要求高。
综上所述,连续供暖运行方式与间歇供暖运行方式相比,需要较长时间供热的建筑物,采用连续供暖运行方式,其在节能降耗、节省初投资、提高供暖系统运行效率和用户用热舒适性等多方面均有一定的优越性,应广泛推广。但就供暖时间需求较短的建筑物而言,采用间歇供暖则更为合理,其能有效地节约能源,减少环境污染,发挥良好的社会效益和经济效益。
四、目前间歇供暖的发展及意义
在《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》中提出加快推动绿色低碳发展、持续改善环境质量和全面提高资源利用效率。
作为教育机构的学校,供暖建筑面积大,每年花费在采暖经费就多达十多万至上百万不等,可以说采暖费成为采暖学校一大笔经费开支。我国各类高校约有3000所,其中在采暖地区的建筑面积约25亿m,以取暖费20元m年计算,每年取暖费达500亿元。学校类建筑普遍存在以下特点:建筑的使用存在分时段性且分时具有明显规律性,比如晚间和节假日学校的许多建筑内没人。因此,寻求既能保证学校室内热舒适,又能充分节约能耗的供暖方式意义重大。
我国北方地区建筑供暖能耗很大,供暖锅炉还是北方城市的主要污染源。目前国家正在大力推进城市住宅供暖体制改革,实现住宅供暖按户计量收费,以提高居民的节能意识,使居民主动采取节能行为,以减少供暖能耗。为此越来越多的住宅将采用人在供暖、人走停暖的间歇供暖方式。间歇供暖可以使供暖时间大幅度减少,人们通常认为它可以大幅度减少供暖能耗和费用,产生十分显著的行为节能效果。但就供暖时间需求较短的建筑物而言,采用间歇供暖则更为合理,其能有效地节约能源,减少环境污染,发挥良好的社会效益和经济效益。
参考文献
[1]朱颖心主编.建筑环境学(第二版),北京:中国建筑工业出版社,2005.
[2]ASHRAE?Handbook.?2008HVAC?Systems?and?Equipment(I-P?Edition).
[3]Jordan,?R.?C.,?Priester,?G.?B.?Refrigeration?and?Air?Conditioning.Prentice-Hall,?INC.?1956.
[4]邱忠岳译.世界制冷史.中国制冷学会.2001.
[5]潘秋生主编.中国制冷史,北京:中国科学出版社,2008.
[6]李宁,李志浩.房间空调器发展动态,江苏制冷空调。2001,(2):1~4
[7]江亿主编.建筑节能技术与实践丛书一超低能耗建筑技术及应用,北京:中国建筑工业出版社,2005.
[8]清华大学建筑节能研究中心,中国建筑节能年度发展研究报告2009.北京:中国建筑工业出版社,2009.
[9]刘晓红等.2011年国内外制冷空调行业市场分析,制冷与空调.2012(3):1~8.