(校园)分时分温分区域节能改造技术方案

一、项目现状概述

（一）建筑分布

校园建筑主要由三大区域组成：教学办公区、生活区和综合服务区。各区域之间相对独立，松散布置，同时又密切关联；区域内的建筑功能细化，相对集中。根据校园建筑具有的功能和区域分布，分散与集中相结合的特点。校园的能源应用也具有分时分区需求特点，能源网间可互联互补。按各大区域分类，各功能建筑总体分布如下：

（1）教学办公区域：包括行政办公楼、教学楼、实验楼、图书馆等建筑。

（2）生活区域：包括学生公寓。

（3）综合服务区域：包括活动中心、综合楼、餐厅等建筑。

（二）供热管网分析

校区供热配套设施多为粗放式建设，供热管网敷设跨度较广，地势落差较大，供热管网系统普遍存在着水力失调的现象，造成各供暖建筑物之间的室内温度偏差较大，冷热不均，一方面仅靠原有关断阀门不能起到对整个管网各管段、各建筑流量的准确调控作用。另一方面，因为学校各建筑类型由于自身使用功能的不同，每一个时间段所需供热量不同，供暖系统均按照全天运行，造成巨大的能源浪费。原有供热管网已不能满足供热要求，亟需对供热管网系统进行节能和技术改造。

校区教学办公区、综合服务区供热用能以白天为主，学生公寓供热用能以夜间为主，寒假期间所有建筑供热负荷极低。根据校区内的建筑用能需求，进行供热管网分时分区和管网平衡改造。

二、管网改造方案

（一）管网分时分区改造

1.控制系统

1.1数据采集与控制改造

（1）在供、回水管路上安装温度、压力传感器，用来监测管路压力数据，为正常供暖提供运行依据。

（2）在每单元的最前端、最末端处，各安装机械压力表1只，用来监测最不利点的压力。

（3）供热区域系统，供水管路上安装电动调节阀1台，通过调节流量来调节供水温度。现场电动调节阀设在室外管道井内或便于操作的室外，考虑增加防护装置，防水防潮。

（4）就地控制箱安装各楼栋阀门附近的建筑物旁、或者较近配电室内。根据建筑物的特点，选择控制器安装位置，控制箱和中央监控系统通过GPRS或者校内网络进行数据上传。

1.2运行策略

1.2.1温度控制

（1）控制系统通过采集回水管路上的温度测点数据，并与温度设定值相比较做PID运算后，输出信号控制回水管路上的电动调节阀的开度，使回水温度稳定在设定值。

（2）电动调节阀阀位开度调节分为手动、自动两种调节方式：手动时，可人为设定每台阀位开度值，执行器以此目标值直接开至相应的开度；自动时，根据用户侧供水温度设定值，自动调节阀位开度。手/自动切换时实现无扰调节，同时调节阀支持分时段控制。

（3）电动调节阀在自动调节模式下，可以采取恒温调节方式：可人为设定一个恒温回水温度值，执行器根据此目标值对电动阀阀位开度自动调节，以达到此恒温值；

1.2.2分时、分区控制

（1）对学校供暖可采取分区域控制，通过不同区域的温度设定修正，来满足不同区域的温度要求。

（2）对教学楼、办公楼、图书馆、学生公寓、餐厅等区域，间歇性使用，可采取分时段控制，非使用期间，保持低温防冻运行（不可全部关闭），即可节省能源，也能防止管路冻坏、在需要供暖投用的时间段也能快速升温。具体时间分配见下表。

表1  不同建筑物分时分区供热时间分配明细

建筑物名称	正常供热时段	低温供热时段
教学楼、活动中心	6:00~11:00、14：00~18：00	11：00~14：00、18：00~6：00
图书馆	5：00~11：00、14：00~24：00	11：00~14：00、24：00~5：00
水上餐厅、综合楼	5：00~9：00、11：00~14：00、17：00-19：00	9：00~11：00、14：00~17：00、19：00~5：00
办公楼、学生宿舍	全天24小时	无

1.3控制系统搭建

（1）选用SIEMENS 暖通通用型RWG12控制，就地控制与显示数据一体。

（2）控制系统预留标准Modbus TCP协议，通过校内局域网，将各楼栋数据上传至供热节能监管平台。

（3）系统拓扑图如下所示：

1.4数据分析与存储

把自动控制系统中的所有数据经网络上传至供热节能监管平台中，对各数据进行显示及存储的同时，对数据进行运算分析。

（1）压力分析

通过对该楼栋供、回水管路上压力数据进行分析，可以得出该楼栋的供回水压差数据。如供回水压差过大，就说明楼栋内管路有堵塞的情况，应该派相关人员去检修。

对整个管网的支路压力进行分析，适当调整近端管网阀门开度，维持远端压差平衡，尽量均衡供暖，减少局部温度高、局部温度低的现象；

（2）温度及阀门开度分析

通过对每栋楼的用热情况分析，根据设置回水温度点、用热时间，自动运行调整阀门开关，避免过多的热量浪费。

（二）管网平衡改造

    为了改善供热管网系统的调节功能，通过合理水力平衡计算，选择不同型号的静态流量平衡阀，设置于各建筑物供热管网单元热力入口的供热回水管上，满足供热管网平衡需求。