优化区域供热,最大限度地减少热损失

降低区域供热管网的温度
管理区域供热

区域供热已成为向楼宇供热的一种非常有效的方式。但如果降低供热管网中的温度,其效率还将有所提高。 在丹麦和其他一些国家,人们采用区域供热的历史已经有上百年。 每栋楼宇不自行设置供热源,通过集中锅炉房生产热水,然后通过管网配输送至楼宇用户处,这样通过集中规模化燃烧提升了效率实现节能。 同时,输送到楼宇内热量被交换到用户处,冷水再经供热管网送回锅炉房进行再加热。

Thomas Andreas Østergaard

降低供水温度
公用事业公司已着手降低区域供热管网的温度,以便让其在较低温度下运行,从而实现节能。 这反过来能减少管网中的热损失,降低成本和 CO2 排放。 但直到最近,管网温度才实现递增性降低。这是因为要系统性地降低供水温度并非易事。

区域供热管理
在区域供热管网中进行温度管理的一种方法是使用先进的区域能源管网模拟软件,比如TERMIS软件应用程序。 阅读对COWI公司项目和市场总经理,TERMIS专家,Thomas Østergaard的专访记录(点击上面的标签“Interview: TERMIS benefits”)。 这就可以将来自监控与数据采集(SCADA)系统的信息,与来自管网和消费者的管道数据结合起来,建造出一个可以计算出整个管网实时运行情况的先进计算机模型。

照片: COWI公司项目和市场总经理,Thomas Østergaard

它也可以模拟区域供热系统中的其他要素,包括各种因素和变量,比如:

• 管网中的压力、温度和流量
• 预测的室外温度和风力情况
• 大部分消费者的行为
• 实际电价
管网中关键点的限制

有了这些实时信息,运营商便能准确地预测能耗,将管网温度降低至最低极限。

掌握系统的另外80%
大部分区域供热系统都已采用SCADA系统来监测和控制系统中的温度和流量数据。 然而,一旦热水进入管网,SCADA系统便只能通过跟踪回流情况来监控。

这一系统并不能告诉运营商具体的管网运行方式和原因,并且由于供热管网本身占到资本和运营成本的高达80%,那么如果运营商能精确地模拟整个系统及其效能的话,便有可能实现显著的节省。

其他益处
了解管网的真实情况还有助于运营商制定经营策略,提高整体效率。 TERMIS系统让运营商得以模拟管道系统的运行情况,不管是简单的传输线,还是由许多供热厂、热交换器、泵、阀门等设备组成的复杂环状供热管网。

为了更深入地了解TERMIS和集中供热,我们采访了COWI公司项目和市场总经理 Thomas Østergaard。 COWI公司是一家有着80余年历史的大型丹麦咨询集团,现有员工 6,200 名。

点击上面的标签 (专访: TERMIS的益处) 阅读更多信息。

专访:TERMIS的益处

TERMIS现已被安装在全球超过500个地点。 来自COWI公司的Thomas Østergaard告诉了我们利用TERMIS优化区域供热管网温度的益处。
 

TERMIS有哪些好处?
 

Thomas Østergaard: 传统上,区域供热管网要以足够高的固定温度运行,以便确保在任何时候都有足够热量供给所有客户。 然而,随着我们节能研究的深入,优化区域供热管网运行已成为一个关注焦点。 一种优化方法便是降低管网中水的温度。

目前TERMIS是全球最先进,应用最广泛的温度优化系统。 从操作人员的角度来看,它带来了很多好处,因为区域供热管网是一个非常动态的系统。 由于如管道长度和尺寸、绝缘层、消费者及其装置的类型、产热方式等因素,每个管网都各有不同。

有了TERMIS,运营商便能实时检测任何系统,并评估系统运行情况,从而找到最具成本效益的操作方法。 当然,这是一个复杂的软件。

在安装软件前,运营商必须透彻了解管网情况,并设立一个能够监测系统的组织,此外还须掌握足够的数据、SCADA系统,并对管网有着详尽的了解。 然后才能利用最先进的方法来降低区域供热管网的温度。

这一软件能最精确地概括系统情况,因此即使在丹麦这样区域供热管网温度多年来一直降低的地方,仍然存在节省的潜力。 对于丹麦以外的地区,优化管网温度实现节能的潜力更加巨大。
 

 


由于如管道长度和尺寸、绝缘层、消费者及其装置的类型、产热方式等因素,每个管网都各有不同。

COWI公司项目和市场总经理,Thomas Østergaard

它也可以用来定位和分析故障及管网中的其他问题。 在对管网进行调整时,TERMIS可以作为一个规划工具,让咨询工程师能够得出无与伦比的准确判断并提供深入见解。


传统上,区域供热管网要以足够高的固定温度运行,以便确保在任何时候都有足够热量供给所有客户。

COWI公司项目和市场总经理,Thomas Østergaard

管网中水有没有最低温度限制?

Thomas Østergaard: 实际上有两个最低温度: 冬季的那个较高,它取决于为楼宇供热的最低温度;夏季的则较低一些,由用于其他用途的热水供应情况而定。 在经优化的现代区域供热管网中,夏季最低温度可以降低到约55°C(131°F)。

最低温度不仅取决于对供热水的需求和管网结构及流量,而且还受到水安全规范的影响。 由于存在军团菌和其它细菌能在低于50℃环境中滋生的危险性,生产出的用于洗澡和其他用途的供热水温度必须保持在50°C以上。

能减少多少热损失?

Thomas Østergaard: 这要取决于你优化的环境。 如果是一个温度未经优化的区域供热管网的话,那么比起在丹麦显然能实现更大的节省。 在丹麦,由于相关法律的规定,区域供热管网的温度多年来一直在降低,一般节省幅度在10%左右。 如果换到其他国家,节能潜力则高得多。

对于一个大型区域供热管网,TERMIS仅需短短 1-1.5 年就能收回投资。 它还将帮助丹麦和其他欧洲国家的公用事业机构达到越来越严格的节能要求。 当然,它也可以帮助如校园等其他地区的供暖客户节能。

区域供热管网的规模是否有限制?

Thomas Østergaard: 没有。 莫斯科有着最大规模的管网——这座城市人口超过1100万。 不过人口密度倒是决定了一个下限值。 如果管网中人口太少或者彼此相距太远,那么集中供热一下子就变得过于昂贵,失去了意义。 它是适用于城市地区的解决方案。


区域供热介绍

在区域供热方面,丹麦是世界领先的国家之一。 丹麦的第一个区域供热厂始建于1903年;如今丹麦63%的家庭都采用区域供热。 丹麦460家供热厂使用的能源来源包括垃圾焚烧、风车发电、生物质燃料和地热。 区域供热的一项主要优点是可以利用包括可再生能源在内的多种能源来源,并且可以结合使用不同能源。

区域供热的丹麦热电厂

其他国家区域供热的人口比例(来源: Euroheat & Power):

冰岛 99%
拉脱维亚 64%
丹麦 63%
瑞典 42%
波兰 40%
罗马尼亚 23%
德国 14%
韩国 12%
法国 8%

欧盟作为一个整体,通过区域供热提供热量的比例尚不到10%。

照片: 区域供热的丹麦热电厂

格兰富和区域供热
格兰富不仅在欧洲,而且在北美、亚洲等许多国家都交付了许多用于区域供热(及区域供冷)管网的水泵产品。 格兰富向各级区域供热管网供应各类水泵,从管道泵到端吸泵,从中开泵到甚至是用于水处理的加药泵。 格兰富还提供控制系统和支持工具。

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