工业技术试析暖通供热工程的节能技术要点

关键字：暖通供热工程；节能技术；高效供热设备；系统调节优化；能源管理

引言：在“双碳”目标驱动下，我国工业能源消费占全国一次能源消费比例超 60% ，其中暖通供热工程能耗占比显著。以某生产企业为例，其综合能耗中建筑能耗占比达40%-55% ，空调系统制冷、供暖加湿及通风能耗占主要部分。传统暖通供热工程存在能耗高、污染重等问题，制约行业可持续发展。因此，探索节能技术要点，通过技术创新实现能源高效利用，成为工业领域亟待解决的核心问题。

一、高效供热设备的技术革新与应用

（一）高效换热器的结构优化与材料创新

传统换热器受限于结构设计，多采用简单的直管或平板结构，流体在管内流动时易形成层流，导致传热边界层增厚，传热系数较低。为突破这一瓶颈，新型高效换热器在结构上进行了深度优化。例如，波纹板式换热器通过将板片设计成连续的波纹形状，使流体在流动过程中不断改变方向，形成强烈的湍流效应，有效破坏传热边界层，传热面积较传统列管式换热器提升 30%-50% 。螺旋扭曲管换热器则利用螺旋扭曲的管型结构，使流体在管内产生复杂的二次流，进一步增强扰动效果，传热效率提高 20% 以上。材料创新方面，传统换热器多采用铜、不锈钢等金属材料，虽具有较好的导热性能，但成本较高且易受腐蚀影响。近年来，纳米流体、石墨烯等新型传热介质的应用为换热器性能提升开辟了新路径。纳米流体通过将纳米颗粒均匀分散在基液中，显著提升了流体的导热系数。实验表明，含 0.5% 体积分数氧化铝纳米颗粒的水基纳米流体，其导热系数较纯水提升 15%-20% ，在相同换热条件下，可减少换热器体积 30% 以上。

（二）智能温控设备的精准控制与需求响应

智能温控设备作为暖通供热工程节能的关键技术载体，通过集成高精度传感器、物联网通信与人工智能算法，实现了对供热系统的精细化、动态化管控。在精准控制层面，设备可实时采集室内外温度、湿度、光照强度及人员活动密度等多维度数据，结合建筑热工特性模型，通过自适应控制算法动态调整供热参数。例如，在某大型商业综合体中，智能温控阀根据不同区域的使用时段与人员密度，将办公区供热温度设定为 20^∘C ，而商场公共区则维持在 22^∘C ，避免了传统“一刀切”供热模式下的能源浪费。经实测，该系统使供热能耗降低 18% ，同时用户舒适度投诉率下降 60% 。

二、系统调节优化的多维度技术集成

（一）运行监测与控制系统的数据驱动决策

在数据采集环节，系统依托部署于供热管网、换热站及用户末端的各类传感器，实时获取温度、压力、流量、热量等关键参数，构建起覆盖供热全流程的监测网络。以某大型钢铁企业供热系统为例，其监测网络包含 500 余个传感器节点，数据更新频率达每分钟1 次，确保了数据的时效性与准确性。数据分析层面，系统运用大数据处理技术，对采集到的多维数据进行清洗、整合与关联分析，识别能耗异常点与优化潜力区域。例如，当某换热站二次网回水温度持续偏高时，系统通过对比历史数据与行业基准，快速定位问题根源为循环泵选型过大，随即生成调整建议，指导运维人员更换合适型号泵体，年节约电能达80 万度。

（二）配电网络优化

配电网络作为暖通供热工程的能源输送命脉，其运行效率与电能质量直接关乎供热系统的能耗水平与稳定性。传统配电网络因建设年代久远，普遍存在线路老化、布局不合理、变压器损耗高等问题，导致电能传输过程中的线路损耗率高达 8%-10% ，严重制约了能源利用效率。为破解这一难题，配电网络优化首先聚焦于设备升级。采用非晶合金变压器替代传统硅钢片变压器，可大幅降低空载损耗与负载损耗。非晶合金材料具有高磁导率、低矫顽力的特性，其铁损仅为传统变压器的 1/3-1/5。某化工企业供热系统改造中，更换 10 台非晶合金变压器后，年节约电能120 万度，节能效果显著。同时，选用低损耗导线如铝绞线、钢芯铝绞线等，减少线路电阻，降低线路压降与功率损耗。

三、能源管理的全生命周期协同优化

（一）能源数据监测与分析的闭环管理

在监测层面，依托智能电表、热计量表、流量传感器等设备，对供热系统的电耗、热耗、水耗等关键指标进行实时采集，数据更新频率可达每分钟一次，确保信息的时效性与准确性。以某工业园区为例，其能源监测系统覆盖10 家企业的供热全流程，部署2000 余个监测点位，全面覆盖锅炉房、换热站、管网及用户末端，形成全维度数据网络。数据分析环节则借助大数据与人工智能技术，对海量数据进行深度挖掘。系统可自动生成日、周、月等多维度能耗报表，并通过能耗对标功能，将企业实际能耗与行业基准、历史数据或预设目标进行对比，快速定位能耗异常点。例如，某生产企业通过分析发现其单位产量建筑能耗高于行业平均水平 20% ，经进一步诊断，锁定问题为锅炉排烟温度过高导致热损失增加。基于分析结果，系统生成优化建议并推动闭环执行。针对上述案例，企业通过调整锅炉燃烧参数、加装余热回收装置，将排烟温度从 180℃降至120^∘C ，年节约标准煤 1500 吨。此外，系统还支持碳足迹核算功能，为企业参与碳交易提供数据支撑，形成“监测驱动分析、分析指导决策、决策反馈优化”的良性循环。

（二）节能政策法规的合规性保障

节能政策法规是暖通供热工程节能工作的重要外部约束与指引，确保其合规性不仅是企业履行社会责任的体现，更是推动行业绿色转型、实现可持续发展的关键保障。我国已构建起以《节约能源法》为核心，涵盖《民用建筑节能条例》《工业节能管理办法》等在内的多层次节能法规体系，对暖通供热工程从规划、设计、施工到运行的全生命周期提出明确节能要求。在政策执行层面，各地政府通过制定地方性节能标准与补贴政策，细化合规要求并激励企业主动节能。以某生产企业技改项目为例，将单位产量建筑能耗目标设定为 1.25kg/ 万支烟，较参照建筑降低 27.3‰ 。项目通过采用高效换热器、智能温控系统等节能技术，实际能耗降至 1.22kg/万支烟，不仅满足三星级绿色工房要求，还因节能效果显著获得地方财政奖励 300 万元，有效降低了技改成本。政策法规还通过强制性能效标识、节能审查等制度，倒逼企业淘汰落后设备与技术。例如，某热力公司因锅炉能效不达标被责令限期整改，通过更换低氮燃烧器、加装烟气余热回收装置，不仅满足环保与能效要求，还实现年节约标准煤 800 吨。政策法规的合规性保障，正推动暖通供热工程从“被动合规”向“主动创新”转变，为行业高质量发展注入持久动力。

结束语

本文从高效供热设备、系统调节优化及能源管理三个维度，系统分析了暖通供热工程节能技术要点。合理应用节能技术可显著降低能耗、提升能效，推动行业绿色转型。未来，随着物联网、人工智能等技术的深度融合，暖通供热工程节能将向智能化、精准化方向发展，为实现“双碳”目标提供更强技术支撑。

参考文献

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