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解决方案类型

未来的低温型区域供热系统

2. 6月 2015

丹麦的低温区域供热切实可行,不仅节能而且还减少了对化石燃料的依赖。

现今的丹麦,利用低温区域供热系统正在成为现实。许多丹麦区域供热企业已开始实现能够显著降低温度的区域供热项目;在某些情况下,可将温度降低到约50/25度。从长远来看,甚至实现更低的温度。开展这方面研究的一批企业近期发表了有关低温供热成果的报告[1]

在哥本哈根郊区的阿尔贝斯郎地区(20世纪60年代规划和建设的社区),大约有2,000幢城镇房屋将被彻底翻新,改造为低温供暖建筑。老旧小区的供热管网将被替换,变为一个新设计的50/25度低温专用热力管网。迄今,有544栋房屋已完成改造,采用了低温供热系统(如下面的图1所示)。

这份研究报告(丹麦文)介绍了一些不同的做法,可用来实现降低区域供热系统的温度,并适用于不同类型和年限各异的建筑。当然,每个供热管网和建筑类型都有所不同,可能需要不同的解决方案,但这项研究工作的目的是利用试验的方法,为将来普遍降低供热温度编制各项规划。本文将对一些研究成果加以概述。

广泛参与的合作项目

该项目是一个5家供热公司之间的合作项目,包括: Albertslund Forsyning, AffaldVarme Aarhus, Bjerringbro Varmeværk, Silkeborg Forsyning, Gentofte Fjernvarme, Arbejdernes Andelsboligforening Aarhus (AAB 是一个合作型住房协会), 奥尔堡大学 的代表项目“第四代区域供热”,以及科威公司.  

该项目重点说明供热降温的实例,包括已经实施的或正在计划中的项目。这项研究的目的一部分是介绍该领域目前的进展,另一个目的是提出降低供热温度的新方法。

显然,要实现这种供热方式的过渡,必须要给消费者一定的时间来适应新的情况。因此,可能有必要采取一些措施来实现平稳过渡,例如,必要时能够局部地提高供热温度。这项研究工作的目的并不是开展经济方面的分析,而仅仅是收集和整理知识和经验,理清未来的发展方向。

供热改造项目和成果

报告中收集了一批大大小小各种规模的试运行系统的结果。一些关键结果概述如下:

  • 在哥本哈根郊区的Høje Taastrup小区,有75幢70年代的独立式住宅已经从地板采暖系统转换成低温采暖系统。本地热力分配系统换成了最新的双管路,目前的平均水流温度为55度。热损失从约40%下降到13%,相当于每年节能555兆瓦。
  • 在奥胡斯郊区的Tilst也开展了类似的改造项目。该实验项目包括同一住宅区的街道上的8幢独立式住宅。这个项目中,屋内已经有了一套散热系统,没有进行更换。但局部的配热系统被换成了双管路。初步结果表明,必须要对部分房屋设施进行微改,对一些房屋的取暖设备进行升级,以达到足够的舒适度。水流温度先前为70-80度,该项目改造后,现在是60-65度。8栋房屋的热分配系统中的热损失从28%下降至约12%。
  • 锡尔克堡地区的热力公司在公司的整个管网系统中(主管道224公里,支管长度317公里)成功引进了TERMIS TO(温度优化)系统。该系统自动调整水流温度到尽可能低的温度,以满足10,500名消费者的要求。如图4中可以看到,这一举措已导致了一天的大部分时间里能够大幅降低热水流动温度,即使在冬季的几个月里亦是如此。在这种情况下,也并不会降低向用户供暖的温度。到目前为止,该管网每年的热损失已减少了6,000兆瓦时,相当于节能8.5%。
  • 比耶灵布罗区域供暖公司也开展了一个类似的项目,水流温度平均下降了7度。
  • 斯坎纳堡-赫宁和米泽尔法特镇的区域供热公司开展了全面的试验项目,旨在优化回水温度。在这里,他们使用了软件系统解决方案,使得它能够连续监控和记录每个客户的回水温度。这一方法能够找出可以改善操作条件的设备。区域供热企业将联系到这些设备的业主,并提出解决方案,降低运营成本。项目取得的回水温度降低将会改进整个系统的运行。
  • 根措夫特市区域供热公司将在当地一家医院安装热泵以利用余热。安装的热泵将为附近连排住宅房屋提供冬季所需热量的约12%,将现有的天然气供热系统更换为低温区域供热。在将燃气取暖更换为低温区域供热期间,预计需要对一些屋内的散热器进行小修,以确保不降低取暖的舒适性。
  • 在奥德镇,一项新的试验项目为5-10幢房屋提供低温区域供热,水温为30-40度。为了避免发生军团菌的问题,将使用一套小型电气浸没式加热器,将热水供应升高到50度。
  • 在奥胡斯郊区也有两个采用了低温供热技术的项目:
    在约茨霍伊,AAB建成了23幢低能耗双户住宅,供46户节能住户使用,每幢住宅的设计年热消耗量低于4.01兆瓦。房屋安装了地板地热采暖,配备三台本地空气水源热泵提供35度的集中供暖。热水则平板式换热器提供,每户用电热水器补充。
    在盖丁小镇(Geding),将对现有的区域供热管网进行降温,并对23间独立屋安装一台新的换热机组提供热水供应。在这种情况下,该机组将配套一台小型热泵提高热水供应的温度。

未来的行动

项目组重点讨论了在长远的未来需要采取什么样的行动,以达成全面和大幅降低供热温度。大家一致认为,区域供热企业必须主动出击,引领未来的发展方向

区域热力公司的一个关键任务是要编制一套长远发展规划。这项工作必须包括为消费者提供必要的知识,根据未来的需求来改造自己的房屋,使他们能够适应低温供热。区域供热公司发布的技术性要求必须进行调整,做到技术上可以实现,同时对于业主是切合实际的。

有些地区可能需更长时间的过渡期,随着房屋房龄和类型的不同需要做必要的改建。在阿尔贝斯朗地区,需要改建新的几段管网,通过局部分流装置给改建的房屋供暖,其中,回水与普通管线的水进行混合。一旦在更广泛的区域内进行所有建筑的转换,就需要从供热站出发建设一条独立的低温管线。通过使用分流装置,当特定地区需要时,就可以临时提高供热的温度。

展望

正如上面提到的,各种解决方案的开发和示范正取得进展,以期制定出全面转向低温区域供暖的行动计划。我们目前还没有得到适应于所有系统的最终解决方案,所以还有很多工作要做。因此,重要的是进一步提出和测试更多的技术方案。

要制定出针对各种建筑物的长期供热结合在一起的规划方案,社区的积极参与至关重要。特别要注意,要保证用户在低温下回水到供热管网,因为目前高温回水的那些住户当水流温降低的情况下可能会出现问题。

总而言之,我们的结论是,要实现面向未来的低温供热解决方案,重要的是整合整个区域供热系统,即能源、管网和房屋外围结构,以提供最优的解决方案。这需要有关各方尽最大的努力。然而,要想低温区域供热取得成功,区域供热企业必须积极主动地推行项目的开发。

如需了解更多信息,请联系: Hans-Henrik Høgh, Albertslund Forsyning, info@albforsyning.dk  and Theodor Møller Moos, COWI, tmm@cowi.dk 

[1] "Etablering af lavtemperaturfjernvarme i eksisterende fjernvarmeforsyning" submitted under Dansk Fjernvarme’s F&U-programme. “在现有的区域供热系统中实现低温供热”,报告来自丹麦区域供热研发计划。该报告仅以丹麦文发表。