第３５卷第１期 煤气与热力 ＧＡＳ＆ＨＥＡＴ Ｖｏ１．３５ Ｎｏ．１ ２０１５年１月 Ｊａｎ．２０１５ ・热源与冷源・ 燃气供热系统定额供热节能潜力分析 曾婷婷， 齐典伟 （大学建筑工程学院，鸟鲁木齐８３００４７） 摘要：针对鸟鲁木齐市实施“煤改气”工程后的供暖系统现状，提出定额供热方案。以某 热力公司为例，应用能耗模拟软件ＤｅＳＴ—ｈ、ＤｅＳＴ—ｃ分别模拟典型居住建筑、公共建筑在不同室 外温度下供暖热负荷指标及耗热量，计算出在满足室内设计温度的要求下，定额分配给各热力站的 耗气量。与上一供暖期实际消耗燃气量进行对比分析，拟采用的定额供热方案可节约１４．７％的燃 气量。 关键词：燃气供热系统；定额供热；耗气量 中图分类号：ＴＵ９９５ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１０００—４４１６（２０１５）０１—０Ａ０１ Ｏ４ 减少燃煤消耗５００×１０ ｔ，减排二氧化硫３．５×１０ ｔ、烟尘１．７×１０ ｔ。根据乌鲁木齐市供热行业管理 办公室测算，在实施“煤改气”工程后，天然气供热 成本是燃煤供热费用的３倍以上。目前，燃气锅炉 在没有既定参考数据的情况下运行。 本文通过对乌鲁木齐市某热力公司供热区域内 的基本情况进行大量细致的调研，利用国内较前沿 的能耗软件ＤｅＳＴ—ｈ、ＤｅＳＴ—ｃ对区域内的典型居 住建筑、公共建筑进行不同室外温度下的能耗计算 分析，提出定额分配方案。 ２基础数据调查 作者简介：曾婷婷（１９８７一 ），女，乌鲁木齐人， 本文以按ＪＧＪ ２６＿＿９５《民用建筑节能设计标准 硕士研究生，研究专业为供热、供燃气、通风及空调工程。 １概述 近年乌鲁木齐市采取了一系列措施，如拆 （供暖居住建筑部分）》设计的居住建筑为节能５０％ 的居住建筑；以按ＪＧＪ ２６—２０１０《严寒和寒冷地区民 用建筑节能设计标准》设计的居住建筑为节能６５％ 的居住建筑。以按ＧＢ ５０１８９－－２００５《公共建筑节能 设计标准》设计的公共建筑为节能公共建筑，未按 该标准设计的公共建筑为非节能公共建筑。乌鲁木 齐市内新旧建筑交错，现正在逐步对城区内老旧建 并燃煤小锅炉工程、老旧管网改造工程、既有建筑节 能改造工程、“煤改气”工程、建筑热计量改造工程 等以缓解不断扩容的城市供热系统所引起的空气污 染。截至２０１３年底，乌鲁木齐市使用天然气供暖的 建筑面积占总供暖面积的８２％左右。据估算在全 市实施“煤改气”工程后，２０１２－－２０１３年供暖期可 筑进行节能改造，通过软件模拟与实际调研，分别对 节能５０％和６５％的居住建筑、非节能公共建筑和节 基金项目：大学校院联合资助项目（ＸＹ１１０１３６） 收稿日期：２０１４—０２—２５；修回日期：２０１４—１１—１５ ・Ａ ０１・ 第３５卷第１期 煤气与热力 能公共建筑的供暖能耗进行分析。 通过走访、调研统计出该热力公司（下辖４座 １９０．７２９×１０ １１１ ，其中节能５０％居住建筑面积为 １３３．１３３ Ｘ １０ ｍ ，节能６５％居住建筑面积为２７．０９４ ×１０ ｍ ，非节能公共建筑面积为２４．１５５×１０ ｍ。， 节能公共建筑面积为６．３４７×１０ Ｉｌｌ 。 Ｉ１１ 供热站）供热区域内的各类建筑的面积（见表１）。 由表１可知，乌鲁木齐市某热力公司总供热面积为 表１ 乌鲁木齐市某热力公司供热区域建筑面积 建筑类型 节能５０％居住建筑 节能６５％居住建筑 ｌ 供热站 ２８．７２１×１０ １３．０８５×１０ ２＊ 羹热立占。 “８．０８６ Ｘ１０ ７．９６８×１０ 。３ 供热站一 ８８．０３１ Ｘ１０ ６．０４１ Ｘ１０ ４ 供热站 ８．２９５×１０ ０．０００×１０ 总计 １３３．１３３×１０ ２７．０９４×１０ 非节能公共建筑 节能公共建筑 ８．７４５ Ｘ１０ ２．１８４ Ｘ １０ ０．３９５×１０ ０．１３２×１０ ６．２８８×１０ １．５７２×１０ ８．７１７ Ｘ１０ ２．４５９×１０ ２４．１５５×ｌ０ ６．３４７×１０ ３定额分配方案 ３．１ 定额分配方案概念的提出 暖通风与空气调节设计规范》、ＪＧＪ ２６＿２０１０《严寒 和寒冷地区民用建筑节能设计标准》、ＪＧＪ ２６ ５ 乌鲁木齐市某热力公司供热区域内，现有节能 ５０％、６５％居住建筑以及非节能、节能公共建筑混杂 《民用建筑节能设计标准（供暖居住建筑部分）》规 定的计算参数，以乌鲁木齐市供热区域内某居住建 筑为例，进行能耗分析。该建筑坐北朝南，共６层， 建筑高度为１６．８ Ｉｌｌ，总建筑面积为４ １１２．６４ Ｉｌｌ ，体 形系数为０．２８。节能５０％居住建筑外墙传热系数 为０．４３ Ｗ／（Ｉｌｌ ・Ｋ），外窗的传热系数为２．４７ Ｗ／（Ｉｎ ・Ｋ）；节能６５％居住建筑外墙传热系数为 分布于整个供暖区域，部分建筑供热末端过热过冷 的现象必然存在。为确保供暖质量必须保证过冷建 筑末端温度，因此造成供热燃气耗量居高不下。 “煤改气”工程后，供热成本较燃煤供热大幅度增 加。如何在现有条件下节约燃气，降低供热成本是 摆在乌鲁木齐市供热企业面前的主要难题。 针对上述问题以及现有的供热管网和运行调节 ０．３５ Ｗ／（ｍ ・Ｋ），外窗传热系数为１．８ Ｗ／（ｉｎ ・Ｋ）。 计算得出不同室外温度（室外温度取整数）时，该居 住建筑分别节能６５％、５０％时的供暖热负荷指标， 计算结果见表２。当室外温度达到１６℃时，锅炉停 止供暖，热负荷指标为０，但由于乌鲁木齐的昼夜温 条件，提出定额供热方案，即通过对供热区域内各类 建筑在不同室外温度下进行能耗模拟计算，计算出 供热锅炉所需的燃气量，实现燃气量的定量化。 ３．２典型居住建筑的能耗分析 根据文献［１］及ＧＢ ５０７３６－－２０１２｛民用建筑供 差可逾２０ ｃ【＝，因此存在白天停止供暖，傍晚及夜间 又恢复供暖的情况。 Ｗ／ｍ。 表２不同室外温度下分别节能５０％、６５％居住建筑供暧热负荷指标 ～ ” “ 一 ｊ壅飘 套 磊 ¨ －２４ ＿２３ ：ｌ．Ｉ２２ 一室外温度７ ２ ０ 髓 ：一 二； 。 １７ 一ｌ６ ３４．２ —１５ ３２．５５ 节能５０％居住建筑 ４４．２７ ４３．３６ ４２．０９ ４１．５０ ３９．５２ ３８．４８ ３７．８５ ３６．４９ ３５．３３ 节能６５％居住建筑 ３９．７５ ３８．１２ ３７．１９ ３６．５２ ３５．１２ ３４．４８ ３３．４９ ３２．３７ ３１．１１ ３０．４８ ２９．４ｌ ＿建筑攀犁 ｔ ： 级曩 。： －１３ 童】… 【２ ｌ １ｌ． ｝ 垂 夕 温皇 ℃； 一１０ 豫 ７。 。： ６ —５ —４ 节能５０％居住建筑 ３１．７５ ３１．１３ ２９．８４ ２８．７７ ２７．１９ ２６．３７ ２５．４６ ２４．２４ ２３．０４ ２２．２２ ２０．６７ 节能６５％居住建筑 ２８．１１ ２７．４９ ２６．２２ ２４．７５ ２３．８５ ２３．０９ ２２．０８ ２０．８０ ２０．２２ １９．５８ １７．９９ 建㈠ ＃ 强 ｌｌ¨ 筑 型一ｉ ＿ －＿２。 一 ｝：嚣 ｛ 一 ＿ 室外温度 … 蚤 ： ０ ｌ Ⅲ ９．９７ § ９．１６ ６ ９．５３ ８．４１ ７ ８．３０ ７．３６ 节能５０％居住建筑 １９．７３ １８．４９ １７．６６ １６．８７ １５．Ｏ９ １３．６９ １３．Ｏ５ １１．８７ １０．９４ 节能６５％居住建筑 １７．３３ １６．２４ １５．４８ １４．４９ １３．２９ １２．１７ １０．７３ ・Ａ ０２・ 曾婷婷，等：燃气供热系统定额供热节能潜力分析 续表２ 第３５卷第１期 Ｗ／ｍ 建筑类型 室外温度／℃ ８ 节能５０％居住建筑 ７．５１ 节能６５％居住建筑 ６．４９ ９ ６．２７ ５．８７ １０ ５．４７ ３．９５ ｌ１ ４．６９ ３．２３ ｌ２ ２．８７ ２．６３ ｌ３ ２．０５ １．４９ ｔ４＼１５ １．００ ｆ ０．０６ ０．５０ ｌ ０．００ Ｉ６ ０．００ ０．００ １７ ０．００ ０．Ｏ０ ｌ８ ０．００ ０．００ ３．３典型公共建筑的能耗分析 外窗传热系数为３．１２ Ｗ／（ｍ２・Ｋ）；节能公共建筑的 外墙传热系数为Ｏ．４３ ｗ／（１３１２・Ｋ），外窗传热系数为 １．８ Ｗ／（ＩＴＩ ・Ｋ），并且不同功能房间换气次数不同。 由以上数据计算出不同室外温度（室外温度取 整数）下，该公共建筑在非节能和节能状态下的供 根据文献［１］及ＧＢ ５０１８９－－２００５《公共建筑节 能设计标准》、ＧＢ ５００９９－－２０１１《中小学校设计规 范》规定的计算参数，以该公司供热区域内某教学 建筑为例，该建筑坐北朝南，共５层，建筑高度为１８ Ｉｎ，总建筑面积为３ ４８７．５ １ＴＩ ，体形系数为０．２２。非 节能公共建筑外墙传热系数为１．５７ ｗ／（ｍ ・Ｋ）， 建筑类型 一暖热负荷指标，计算结果见表３。 Ｗ，／ｍ 室外温度／ 表３不同室外温度下非节能和节能公共建筑供暖热负荷指标２５ —２４ —２３ —２２ —２ｌ 。２ｏ —ｌ９ 一ｌ８ 一ｌ７ —１６ —１５ 非节能公共建筑 １５４．５ １５０．５ １４６．４ １４２．３ １３８．３ １３４．２ １３０．２ １２６．４ １２２．２ １１９．４ １１４．６ 节能公共建筑 建筑类型 ．．１２４．２ １２２．９ １１７．５ １１４．２ ｌ１０．７ １０７．４ １０４．２ １０１．１ 室外温度／Ｉ：ｅ １４ —１３ —１｝２ ’一１１ —１０ ！－－９。 。．．８ —７ ９７．７ ９５．５ ９１．３ —６ —５ —４ 非节能公共建筑 节能公共建筑 建筑类型 １１Ｏ．７ １ｏ６．９ １０３．８ ８８．３ ８５．２ ８１．９ ９９．２ ７８．８ ９５．２ ７５．５ ９１．６ ７２．６ ８８．１ ６９．７ ８４．１ ６６．６ ８０．４ ６３．４ ７６．７ ６０．５ ７３．０ ５７．６ 室外温度 一３ —２ 一ｌ ０ ｌ ２ ３ ４ ５ ６ ７ 非节能公共建筑 节能公共建筑 ６９．４ ５４．６ ６５．７ ５１．７ ６２．０ ４８．９ ５８．８ ４５．８ ５５．５ ４３．５ ５２．３ ４１．１ ４７．７ ３７．１ ４４．１ ３４．３ ４０．２ ３１．２ ３７．０ ２８．１ ３３．５ ２５．３ 建筑类型 ８ ９ ｌＯ １ｌ １２ 室外温度／℃ ｌ３ １４ １５ １６ １７ ｌ８ 非节能公共建筑 节能公共建筑 ３０．１ ２２．７ ２６．６ ２０．４ ２３．１ １７．２ ｌ９．７ １４．４ １６．０ １１．６ １２．８ ９．１ ９．４ ６．４ ６．０ ４．０ ２．７ １．３ ０．０ ０．０ ０．Ｏ ０．０ ３．４供热区域内总耗热量 的总耗热量从５．８９×１０ ｋＷ降至０ ｋＷ；室外温度 由一２５℃上升至１５ ０Ｃ时，节能６５％的居住建筑的 总耗热量从１．２１×１０ ｋＷ降至０ ｋＷ；室外温度由 （１） 一根据上述计算结果，可计算出不同室外温度下， 供热区域内总耗热量： ＝ｑｆＡ ２５℃上升至１７℃时，非节能公共建筑与节能公 式中 ——耗热量，Ｗ 共建筑的总耗热量分别从３．４２×１０ ｋＷ、０．８１×１０ ｋＷ降至０ ｋＷ。 ｇ ——供暖热负荷指标，Ｗ／ｍ 建筑面积，ｍ ４经济性分析 文献［１］中对乌鲁木齐市供暖期不同室外温度 的时间进行统计可知，乌鲁木齐市的一个供暖期内， 室外温度在一１４～５℃范围内有３ ３３６ ｈ，而室外温 度在一２５～一ｌ５℃范围内仅有４８０ ｈ。若热源总供 热量超出总耗热量过多，会造成能源的浪费。用户 通过式（１），可得供热区域范围内，节能５０％居 住建筑、节能６５％居住建筑、节能及非节能公共建 筑总耗热量，随室外温度不断升高，各种类型建筑的 总耗热量在不断减小，且减小的幅度较大。室外温 度由一２５ ｃｃ上升至１６℃时，节能５０％的居住建筑 ・Ａ ０３・ 第３５卷第１期 煤气与热力 ｋＪ／ｍ ｌ 端由于房间过热，开窗调节室内温度的情况也将发 生，则势必会造成运行费用增加及能源的浪费。 “煤改气”工程后，占全市总供暖面积的８２％的建筑 叼 ——燃气锅炉的热效率，取０．９２ ——管网输送效率，取０．９２（参照ＪＧＪ ２６ ０１Ｏ《严寒和寒冷地区民用建筑 节能设计标准》） 采用天然气供暖。因此，消耗燃气量直接反映方案 的经济效益。供暖耗气量与建筑物的热负荷指标、 供暖面积、天然气的低热值、燃气锅炉的热效率以及 管网输送效率有关。燃气量的计算见式（２）： ５ ｇａｓ： ＝一Ｑ Ｌ叼ｇ７７ 按照定额分配方案，将供暖热负荷指标代入上 述公式，计算出不同室外温度下单位时间所需燃气 （２）ｌ Ｊ 量，进而推算出在乌鲁木齐的气象条件下，各供热单 位在一个供暖期（１８３ ｄ）内所需燃气量，并与实际消 耗燃气量进行比较，比较结果见表４。 式中ｇ ——燃气消耗量，ｍ ／ｈ Ｑ ——天然气低热值，ｋＪ／ｍ。，取３３ ４９０ 供热单位 １ 供热站 表４乌鲁木齐市某热力公司供暖期所需燃气量对比 ２ 供热站 ３ 供热站 ４ 供热站 上一供暖朋头 ｛同耗燃、量／ｍ３ ｝１ ０９４．９０×１０ ４９７．６０×１０ ３１５．２７×１０ １８６．５１×１０ １ ７１０．０７×１０ １ １５６．０９×１０ ６４２．６７×１０ １０２．７７×１０ 定额分１Ｅ 羼住建筑 方案所需 燃气量／ｍ ？公共建筑 食诗 ４５４．６７×１０ ９５２．３０×１０ ｌ３ ２１．８０×１０ ２０８．３１×１０ ３４ ３２７．０９×１０ １ ４８３．１８ Ｘ １０ １３ ４６３．０５×１０ ５６５．８２×１０ １２ 节省燃气蓦萎，，％ 对乌鲁木齐市某热力公司供热区域内建筑物拟 采用的定额供热分配方式供暖所需燃气量小于实际 所需燃气量，节省燃气量为５５３．３４×１０ ｍ ，各燃气 建筑技术科学系．中国建筑热环境分析专用气象数据 集［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版社，２０１３：１０４—１０５． ［２］陆耀庆．实用供热空调设计手册［Ｍ］．第２版．北京： 中国建筑工业出版社，２００８：２８６—２８８． 供热站的节省燃气率均大于或等于１２％，平均 １４．７％。因此，设置由室外温度控制的天然气流量 调节器，对燃气锅炉供气量进行自动流量调节，定流 量分配，这样既能满足用户的需求，又不造成能源的 浪费。 Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ Ｅｎｅｒｇｙ Ｓａｖｉｎｇ Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｏｆ Ｑｕｏｔａ Ｈｅａｔｉｎｇ ｏｆ Ｇａｓ Ｈｅａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ＺＥＮＧ Ｔｉｎｇｔｉｎｇ，ＱＩ Ｄｉａｎｗｅｉ Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ａｉｍｅｄ ａｔ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｅａｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ｐｒｏｊｅｃｔ ｆｏｒ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ｆｒｏｍ ｃｏａｌ ｔｏ ｇａｓ ｉｎ Ｕｒｕｍｑｉ，ａ ｑｕｏｔａ ｈｅａｔｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅ ｉｓ ｐｕｔ ｆｏｒ— ５结语 建筑物的耗热量与室外温度成相反趋势，随着 室外温度的不断升高，建筑物的耗热量不断减少，且 公共建筑耗热量的变化幅度比居住建筑的变化幅度 大，非节能建筑耗热量的变化幅度比节能建筑的变 ｗａｒｄ．Ｔａｋｉｎｇ ａ ｈｅａｔ ｓｕｐｐｌｙ ｃｏｍｐａｎｙ ｉｎ Ｕｒｕｍｑｉ ｆｏｒ ｅｘ— ａｍｐｌｅ，ｔｈｅ ｈｅａｔｉｎｇ ｌｏａｄ ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ ａｎｄ ｈｅａｔ ｃｏｎｓｕｍｐ－ ｔｉｏｎ ｏｆ ｔｙｐｉｃａｌ ｒｅｓｉｄｅｎｔｉａｌ ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ ａｎｄ ｐｕｂｌｉｃ ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｏｕｔｄｏｏｒ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ ａｒｅ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｏｆｔｗａｒｅ ＳＴ—ｈ ａｎｄ 化幅度大。非节能公共建筑的建筑面积占总建筑面 积的比重仅为１２．７％，但其能耗却占总建筑能耗的 ３０％以上。拟采用的定额分配方案与实际情况相 比，供热所需燃气量少且节省燃气率可达１４．７％。 在满足用户需求的同时，也可节省运行费用，减少能 源的浪费。 参考文献： ［１］ 中国气象局气象信息中心气象信息资料室，清华大学 ＤｅＳＴ—ｅ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅ ｇａｓ ｓｕｐｐｌｙ ｑｕｏｔａ ａｓｓｉｇｎｅｄ ｔｏ ｅａｃｈ ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ ｕｎｄｅｒ ｍｅｅｔｉｎｇ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｄｅ— ｓｉｇｎ ｉｎｄｏｏｒ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｉｓ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ．Ｔｈｅ ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｄａｔａ ａｎｄ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｇａｓ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｌａｓｔ ｈｅａｔｉｎｇ ｐｅｒｉｏｄ ｉｓ ｐｅｒｆｏｒｍｅｄ， ａｎｄ ｉｔ ｉｓ ｃｏｎｃｌｕｄｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｑｕｏｔａ ｈｅａｔｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅ ｃａｎ ｓａｖｅ ａｂｏｕｔ １４．７％ｏｆ ｇａｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｇａｓ ｈｅａｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ；ｑｕｏｔａ ｈｅａｔｉｎｇ； ｇａｓ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ・Ａ ０４・
