燃气锅炉供暖供热水系统应用实例

山东联创建筑设计有限公司  辛纪鹏  李真  董庆梅

1.1  燃气锅炉采暖与市政供暖相比，灵活可控，可根据用户需求灵活控制。适用于高档酒店客房及对采暖有较高要求的高档场所。可以无人值守，远程控制。

1.2  燃气锅炉热效率高，燃气锅炉所有的水道为铜或者青铜制作，铜的换热系数是铸铁的6-7倍，采用铜翅片管热交换器——最佳的热能传输，所有整体翅片式铜热交换器可进行最大的传热。自折流式可促进大的传热量。

1.3  燃气锅炉控制温度精确，可以自动平衡各模块运行时间，根据目标供水温度控制锅炉的启停组合，控制系统可以自动故障识别，精确到1度的温度设定，可选远程控制面板，多级控制；可根据需求热负荷自动匹配燃气输入及输出热量，最大限度节省能源。

1.4  燃气锅炉体积小巧，安装灵活，节省机房占地面积，安装便利，适应性强。

1.5  节能环保，燃气锅炉采用天然为为燃料，燃烧充分，可预混燃烧，可以保证良好的燃烧工况，燃烧烟气少，排烟温度低。热效率高。有助于减少氮氧化物的排放。

2.1  传统的锅炉热水系统一般由锅炉、一次侧循环水泵、软化水装置、板式换热器、二次侧循环水泵、热水储热水箱以及变频供水泵等七个主要设备组成。

热水由锅炉产生到输送到用水点环节多、热损失大、占地面积多、维修故障点多，用户在支付燃气费用的同时还需支付水泵电费。

2.2  商用燃气锅炉热水直供系统可以节省运行费用及初投资。由于容积式热水炉自带内胆，贮热量基本满足规范要求，无需配置储热水箱，因此可省去热水箱及热水炉与热水箱间的循环水泵等附件，节省了初投资。同时，由于简化的热水系统可免去相应的热损耗，提高了系统的热效率，节省了运行费用。

商用容积式燃气热水炉单台容积校小于500升，功率小于99kW，符合《小型和常压热水锅炉安全技术监察规定》中“额定热功率小于100kW；最大水容积不超过500L”不属于锅炉的规定，无需独立建造锅炉房，无需专人值守。

采用多台商用容积式燃气热水炉并联的供水系统，热水压力来自冷水给水压力，无需额外变频供水泵，无需额外设置储热水箱，无需换热装置及配套循环水泵。

2.3  燃气锅炉热水直供系统优势

2.3.1  舒适，由于冷、热水压力均衡，混水阀混水时舒适便捷；对于酒店等建筑可实现末端10s内出热水；此外由于没有鼓风机、减少了三组水泵，整个系统静音运行，不会给周围环境带来噪音污染。

2.3.2  卫生，传统储热水箱使用时内部存在众多滞水区，容易滋生细菌，如不及时定期清洗将有害健康，并且水箱容易遭到腐蚀对水质造成再次污染。

2.3.3  节能，没有储热水箱散热损失、没有换热损失（板换随着水垢的积累换热损失增加）、减少水泵运行电费，热水直供系统为客户大大降低了系统损失，节省运行成本。

2.3.4  占地面积小

直供系统设备间面积通常不足传统锅炉系统锅炉房面积的1/4。

维护管理成本低、系统稳定性高

系统简洁、故障点少，直供系统几乎没有管理维护成本。

由于采用多台模块并联组合，一台设备故障时系统仍可正常运行；而传统锅炉系统中任何一个环节出现故障系统均无法运行。

3.1  工程概况

济南新郎希努尔大厦（含全季酒店）位于济南市泉城路商业区中心地带，工程由商店、办公、客房、餐饮、地下车库等部分组成，采暖面积约40000平米，其中有客房300间，设备间位于半地下一层，由设备间提供生活热水和中央用调风机盘管冬季用热水。

3.2  生活热水负荷计算及选型

根据《建筑给排水设计规范》（GB50015-2003）“热水用水定额”，酒店客房每床每日的热水用水定额取120L/d（60℃），小时变化系数为3.33。冷水计算温度20℃，则客房的热水负荷需求的计算为：

设计小时耗热量（热负荷）按下式计算：

式中

──热水设计小时耗热量（W）；

──用水计算单位数（床位数），取600；

──客房每床每日的热水用水定额，酒店取120L/d；

──水的比热， ；

──热水温度（℃），60℃；

──冷水温度（℃），取20℃；

──热水密度（kg/L），计算中取1；

──小时变化系数3.33；

计算得酒店客房热水负荷为：

酒店热水供应按高度采用高低区热水直供，共采用商用容积式燃气热水炉BTR-338，单台容积322L，单台功率99kW。下图为已竣工设备安装照片。

3.3  空调热水负荷计算及选型

参考《城市热力网设计规范》GB CJJ 34-2002及《采暖通风与空气调节设计规范》GB 50019-2003之规定：采暖热指标推荐值为60W/m ² 。

该值适用范围为我国东北、西北、华北。

则本案采暖所需的供暖总热负荷为：Q=60W/m ² ×40000m ² =2400KW

设计选用4台商用燃气热水炉，其单台输入功率为：657Kw。

按天然气价格为：3.61元/立方米，单台GB-2500耗气量为65立方米/小时。

根据《国家规范宾馆设计标准》计算用采暖期天数山东大部分区域每年冬季供暖天数为120天，根据实际情况可以分为三个阶段：

11月15日-12月24日为第一阶段，此时气候特征是初冬季节，刚进入冬天，气温变化不大。

每天平均有效运行时间为10小时（折算为2台热水炉开启的时间），则该阶段每天耗气量为：65×2×10=1300方/天

该阶段总耗气量为：1300×40=52000方

12月25日-2月4日为第二阶段，此时气候特征是气温变化快，温度是每年平均的最低点，为热消耗最大的季节。

每天平均有效运行时间为10小时（折算为4台同时开启的时间），则该阶段每天耗气量为： 65×10×4=2600方/天

该阶段总耗气量为：2600×40=104000方

2月5日-3月15日是第三阶段，此时气候特征同第一阶段相似，严冬过后气温回升，夜间温度在零度左右，特别进入2月底，白天温度大都在10度左右，是热消耗最小的时候。

每天平均有效运行时间为10小时（折算为2台热水炉开启的时间），则该阶段每天耗气量为：65×2×10=1300方/天

该阶段总耗气量为：1300×40=52000方

三个阶段耗气量为：52000+104000+52000=208000方

以当地天然气收费标准3.61元/方计

则一个标准采暖燃气费用在该项目的体现为：

208000方×3.61元/立方米=750880元

折算到每采暖季每平米的燃气费用为：

750880元÷40000平米=18.78元/平米/采暖期

该方案不需要专人看守，不需要专门的人工费，满足20℃±2℃的要求。

系统实际运营近5年，经建设方反馈，实际采暖成本约21元/平米/采暖期

下图为已竣工设备安装照片。

生活热水采用直供系统使得热水系统得到简化，在提高了舒适、卫生、安全性的同时减少了系统热量损失环节，并节省燃气、电力消耗，直供系统管理维护简单运行稳定，直供系统在高层建筑的应用使热水供应系统变得更加简洁、高效。

采暖系统运行可靠，污染少，噪音低，可无人值守；采暖季可根据室外温度自动调节进出水水温，还可启停相应模块，节能效果明显。

目前国家加快“煤改电”、“煤改气”的步伐，大力调整能源结构，作为设计师，要针对不同的项目，作出最佳的用能设计方案，做到绿色低碳，节约用能。