一、前言

在我国北方高校的后勤费用支出中，冬季采暖占据了很大的比重，如一所总建筑面积50万平方米的高校，采暖期6个月，市政采暖支出按照平均4.3元/平方米·月，年采暖费用达到1300万元。目前国家对于节能减排的力度不断加大，各项政策陆续出台，形成了强大的政策推动力。具体到高等院校，在供暖领域存在技术落后、机制不活和效益不佳等问题，节能现状并不乐观，现状与目标的矛盾形成了巨大的改进空间。人们也在摸索高校采暖的新思路新方法，包括利用太阳能、地热等可再生能源，采用低谷电储热，采用分区域供暖控制等手段，以达到节能降耗、减少采暖支出的目标，但到目前为止，还没有非常行之有效的方法，收效不大。

高校建筑种类繁多：教学楼、实验楼、办公楼、图书馆、礼堂、活动中心、体育馆、游泳馆、招待所、餐厅食堂、浴池开水房、宿舍、商业门面等，使用功能多种多样、采暖温度各不相同、采暖时间段要求不一，而不像一般的民用建筑对采暖时间、温度的需求都具有一致性。建筑的多样性、采暖需求的差异性，给高校采暖带来了复杂多变。为满足所有建筑的采暖需要，不少高校采取了相对简单的管理方法，即集中统一供暖，使用先进节能措施的并不多，在此前提下，每个建筑采暖的室内温度取决于建筑自身结构和室内的散热设备数量，这种采暖方式导致采暖能耗和成本居高不下。

事实上，高校存在很大的供暖节能空间。首先，各个建筑并不是24小时投入使用，如：办公楼、实验楼、教学楼、图书馆等公共建筑，主要在白天使用；食堂餐厅、浴室等只在开放时间段使用；体育馆、室内游泳池等不定期使用；宿舍主要是夜间使用；在非使用时间段，只需要维持相对较低的室内温度。其次，在周末及寒假期间，许多建筑基本不使用，也只需要维持较低的抗冻温度。如果高校采暖能够采取有效措施控制非使用时间段各个建筑的采暖负荷，就能大幅度降低采暖能耗，实现社会和经济的双重效益。

合肥顺昌企业顺应国家节能环保、低碳经济发展的要求，经过长期研究和探索，针对类似高校等公共单位的建筑采暖，打破传统集中供热的观念，从造价、运行成本、节能减排等多角度出发， 推出“PID分布式燃气热水采暖系统”，开创出高校采暖低投入、高效率、节能环保的新模式，其节能量比现有采暖采暖方式节能30%以上。

二、高校常见采暖模式

1、锅炉房集中供热

这是高校早期常见的采暖方式，高校自行建设集中锅炉房、集中供暖，锅炉通常为燃煤锅炉，随着天然气的开通，部分高校采用天然气取代燃煤。高校自主供热整体造价低于市政供热，采暖成本在管理规范的情况下也低于市政供热。这种采暖方式存在诸多问题：其一是环境污染，燃烧排放的粉尘、SO₂和NO_x对校园及周边环境造成比较严重的破坏，2013年初影响全国大部分地区的雾霾天气和许多大城市PM2.5严重超标，主要就是冬季燃煤采暖引起的；其次需一次性建设锅炉房、采购大型采暖设备、外管网管径粗、管线长，初始投资大；锅炉房及锅炉安装需报批、监检，设备每年需要年检；运行管理人员需技术监督部门培训考试合格后持证上岗；供热采用集中供热，管理粗放，系统复杂，冷热不均，调节手段有限，运行自动化程度不高；外管网热损大；设备效率低、能耗高；需要采暖的时间段室内温度达不到，不需要采暖时间段又造成能源浪费，温度不达标和热能浪费现象并存；运行成本取决于管理及操作人员水平和职业素养，管理不善时可能导致燃料费超出预期；设备维修频繁，稳定性不够、供暖事故时有发生。

2、市政集中供暖

由城市集中供热热源向高校输送和分配供热介质，再通过校区内的换热站进行二次供热。市政提供的一次管网介质有干蒸汽、高温热水两种热媒，二次管网在换热站与一次热媒进行热交换后，通过循环泵提供各个建筑的采暖。

市政集中供热的优点是：省去了学校锅炉房土建及设备投资，避免采暖设备占用土地；采暖效果相对稳定；减少了采暖管理人员数量；减轻了采暖系统维护管理工作量；降低了设备维修维护费用。但市政供热也存在着不足：即使是按照民用建筑收取开户费，费用在40～120元/平方米不等，以50万平方米建筑采暖为例，开户费加上校区内市政管网的投资其初始投资至少在3000万元以上，这还不包括二次热网的造价，使学校难以承受；市政供热收费较高，根据调查在3.7～5.5元/平方米·月之间，一所学校50万平方米建筑，整个采暖期(6个月)采暖费用高达1300万元；市政供热不受高校采暖管理部门控制，为追求经济效益，往往负荷不足，使采暖达不到规定要求。

无论是市政供热还是集中供热，都没能较好地解决初投资大、运行费用高、自动化控制水平低等问题，使高校采暖始终处于高投入、高消耗、低效率的状况。

三、PID分布式燃气热水采暖系统原理及特征

PID分布式燃气热水采暖系统打破传统集中供热的观念，根据整个采暖区域的建筑

布局、分散程度、用热时间差异、温度差异等不同要求，在科学评估造价及运行成本并

结合现有建筑与规划基础之上，进行分区分片合理设置若干个燃气热水机组供热站、就

PID分布式燃气热水采暖系统原理示意图

近供热、以缩短管径和管线距离、降低造价、减少热损；以每栋建筑为控制单元，采暖设定合理的24小时供热室内温度运行曲线，独立控制和精细化管理；供热设备选用了顺昌公司自主研发的具有烟气冷凝的高效率常压热水机组，运行热效率达到97%～106%；系统智能化全自动运行，设置中央远程监控操作系统，通过局域网、Internet或GPRS无线网实时操控整个区域的供暖。

1、燃料

采暖机组以天然气（城市煤气）为燃料。天然气是高效、清洁的低碳能源，比重轻，不含一氧化碳、硫、粉尘等有害物质，碳排放少于其它化石燃料，减排效益显著，对保护环境、改善大气质量、提高公众生活健康水平、实现可持续发展具有重要作用。天然气热值恒定、成分稳定，可实现高度自动化控制，随开随停，无需专人值守；通过高效燃烧和烟气冷凝回收，即使在热功率很小的设备上，也能达到100%以上的热效率；不像固体燃料，通常要建立集中供热站，以控制污染、提高能源利用热效率。

天然气价格仅次于煤炭，远远低于燃油及液化气，如果综合考虑燃料利用热效率，天然气燃料成本与燃煤基本相当。按照国家“十二五”天然气发展规划，到2015年，天然气消费量从2010年的1075亿立方米上升到2300立方米，在一次能源消费中的比重从4.4%上升到8%以上，“十二五”期间国家将要建设1000个天然气分布式能源示范项目和10个分布式能源示范区域。 因此，无论是从节能、环保还是国家政策层面，天然气燃料将得到广泛使用。

2、PID燃气热水机组

PID燃气热水机组是PID分布式燃气热水采暖系统的核心设备，为顺昌企业开发研制的具有自主知识产权的节能设备，该技术吸收和总结了国内外先进技术和理念，以国际上最新科研成果为参照，将高效燃烧、强化传热和烟气冷凝技术加以融合，使燃烧状况最佳、尾气排放最环保，排烟温度低于供暖温度，充分利用了烟气冷凝热能、获得了最大化的热效率，运行效率最低97%、最高可达到106%；机组采用PLC控制，全自动运行，实现无人值守，自带PID比例调节，可根据设定的出（回）水温度或温差信号，自动调整负荷大小以满足工艺需要，可在设定的工作时间段自动启停；另外还设置了超温保护、缺水保护、结垢保护、燃气超压或低压保护等安全功能，并将报警及提示及时传输到中央控制室，集高效、环保、安全可靠、自动化为一体。

3、分区域供热

PID分布式燃气热水采暖系统最显著特征就是将传统意义上的集中供热，根据整个区域的建筑规划、布局、规模和建筑物功能，进行综合分析和评估，划分为若干个独立的供暖区域、分区供热，其建立的前提是如前所述的燃气低碳环保和设备的高效率及高度自动化。原则上单个供热站的供热面积在12万平方米以内、供热负荷不超过10MW。天然气采暖规模有逐渐小型化趋势，尽管设备造价增加，但室外管道更短、管径更细、管网热损更少、整体造价更低，效率更高。在有些地方已取消室外主管网，即将燃气采暖设备放置在建筑物内（地下室、一层或其它合适位置），直接向本建筑独立供热，使外管网造价和热损失降为零。由于供热对象单一，从供暖时间段、供暖室内温度设定等多方面完全针对建筑物的特点进行，充分实现节能降耗。

在供热区域划分上，PID分布式燃气热水采暖系统优先采取功能相同或相近，兼顾供热站设立数量、选址的科学性，使造价和运行成本尽可能低、管理简便。例如教职工宿舍和学生宿舍，两种建筑均为住宅、如果又较为靠近，可划分为一个片区，设定24小时室内温度曲线，通过室内温度控制采暖热媒温度，而不采用调质的方法，使运行控制简化。在集中供热系统中，室外管网造价所占的比重在60%以上，分区域供热通过降低管网造价有效降低整体造价，使整体造价降低30%以上；由于设备紧凑、供热站占地少，寻址方便灵活，即使受到场地限制不能独立建设供热站，也可将设备置于建筑的地下室或一层。分区域供热充分考虑项目实施进度计划，对待建的功能区，作为单独的采暖区域进行规划设计，增强了合理性、科学性，避免了前期较高的投资造价。

4、控制

PID分布式燃气热水采暖系统采用合肥顺昌公司自行研发的采暖软件控制系统，以本地供热站为子系统的分布式计算机或PLC控制系统结构，中央与本地分工协作，实时显示各控制节点的各种运行参数、远程操作设备或修改运行工艺参数、在线故障报警及提示、自动保存运行信息、生成各类财务报表，实现自动化、智能化运行。

控制系统以单栋建筑为控制单元，安装有电动阀门，建立不同建筑的24小时采暖室内温度曲线，通过室内温度自动控制阀门的开启，达到满足采暖温度和节能降耗的双重目标；以监控中心、通讯网络、现场监控设备、辅助监控设备组成的采暖监控系统，通过PSTN电话网、局域网、Internet或GPRS无线网进行远程操作和控制。

燃气机组通过在PLC上温度设定、时间设定等各种参数功能指令实现分时段自动启停运行；机组自带比例调节系统，快速准确的连续跟踪负荷变化，根据用户设定的出水温度值，机组的实际出水温度值及两者差值的变化规律，通过模糊负荷分配理论，精确驱动燃烧机伺服马达的转向及转速，准确定位燃烧机风门位置及燃气蝶阀位置，使燃烧机准确适应负载变化；通过接口功能，实现多台机组的联机运行，负荷增大时，一台机组处于满负荷运行时延时若干分钟即触发下一台机组启动，随着负荷的增大系统将根据优化编组情况依次启动其它机组，系统不断平衡负载分配，避免使部分机组在低效率的工况下工作；当负荷减少时，机组将依次逐渐停止机组的运行。

控制系统提供简洁直观的图形化界面，在线实时监控系统运行状况，提供准确及时的状态信息，用户只需通过控制屏上的按钮或图形，便可实现设备的参数设置、设备的启停和其他操作，对每个节点的任何故障，能迅速报警和提示，使采暖系统完全处于可控可调整状态。

    四、PID分布式燃气热水采暖系统优势

与以往的采暖方式相比，PID分布式燃气热水采暖系统的优势是全方位的：

1、分区分散设置供热站，单个供热站占地小，易于寻址，灵活布置；系统运行可以根据本供热区域的建筑功能采暖需求独立设置和调整，不会出现与其它区域供热的相互干扰，克服了集中供热系统各个区域负荷分配不均匀、室温冷热不一的情况；

2、缩减了供热主管道距离和管径，工程造价显著下降，整体造价30～50元/平方米，只有集中供热的70%左右；

3、以天然气为燃料，供热设备选用具有比例调节和烟气冷凝回收的高效PID燃气机组，热效率达到97%-106%，节能成效明显；与燃煤相比，碳减排量约6.5kg/m³，二氧化硫减排约0.075kg/ m³，以50万平方米6个月采暖期，每平方米采暖能耗7m³计算，年减少碳排放约22750吨，减少硫化物排放262吨，减排效益明显；

4、根据各个建筑供热需求和不同时间段的室温要求，进行针对性供热，在供热时间段内，能迅速准确将室内温度提升到需要的温度，而非工作时间段，在只需要维持抗冻温度情况下，通过降低负荷或缩短供热时间最大限度减少不必要的能源浪费，实现室内舒适度和减少能源消耗的有机结合。采暖运行成本约3.1～4.2元/平方米·月（天然气价格1.82～2.46元），与现有市政或集中供热相比，节约费用超过30%，经济性突出；

5、运用现代科技，将自动化控制和远程传输相结合，建立中央监控，整个系统的所有节点均能实现远程操控，及时发现和处理系统故障，有效减轻了管理工作量，管理成本得到控制。

PID分布式燃气热水采暖系统与传统采暖模式对比

 

五、PID分布式燃气热水采暖系统在高校中的推广前景

PID分布式燃气热水采暖系统是在国家大力提倡环保治理、发展清洁能源和节能降耗大的政策背景下应运而生的新型采暖模式，尤其适合大中专院校、医院、机关等公共单位的采暖。系统从高校的整体规划入手，统筹管理，因地制宜，分阶段实施或改造；采取分散布置供热站、缩短热源与功能区的输送距离、缩小外管网管径等措施，达到造价低及热损小的效果；将粗放的控制精细化、智能化，在满足日常工作、生活的室温舒适性前提下，提高能源利用的有效性，节约燃料消耗，降低运行成本。PID分布式燃气热水采暖系统有效的解决了采暖舒适度和降低投资、运行费用及能耗之间的矛盾关系；而计算机监控系统的引入，提供形象直观的图形化界面，使操作简单化，智能化，用户只需通过按钮或图形，便可实现设备的参数设置、启停和其他操作，给高校师生提供了良好舒适的工作和学习环境。

可以预见，随着“十二五”天然气替代能源的生产消费进一步增强，天然气燃料在高校将逐步得到普及使用。而灵活、高效、高度智能化的PID分布式燃气热水采暖系统，无论是从造价还是运行成本上，与传统采暖系统相比，都有着巨大的比较优势，它对于北方高校的节能减排、降低费用支出，能起到非常积极的推动作用。高校作为社会先进技术的载体，有义务也有责任为全社会的节能减排、可持续发展做好表率带好头。

合肥顺昌分布式能源综合应用技术有限公司是一家集研发、设计、制造、服务于一体的能源技术企业。目前，公司配置有研发工程师、项目设计师、售后维护工程师、自动化工程师、项目经理和工程安全经理，拥有一支高素质、高效率、适应市场需求的研发团队，拥有施工规范、技术过硬的系统安装队伍，为高校采暖提供从前期技术服务、方案设计、施工安装、系统培训和设备维护的一条龙全方位服务。还可以根据客户要求，优化原有设计或提供全新的、科学的系统方案；在客户授权的情况下，可以进行远程操控和系统维护，保证系统的稳定运行。

目前，我们已为国内数家高校进行PID分布式燃气热水采暖系统策划设计，并在稳步推进中，预计2013年内将有3-4所高校投入建设。为使该系统得到广泛的推广和应用，我们将采取如EMC合同能源管理模式、BT或BOT模式同各高校展开多种形式的能源合作，实现利益共享、互利双赢，也愿意与各个高校开展技术合作与交流，使科技之光照亮未来。我们相信，在各方的共同努力下，高校采暖无论是技术上还是经济层面，都将得到极大的提升，能够也应当能够为全社会实现节能减排目标和可持续发展，作出应有的贡献。

合肥顺昌企业联系电话：0551-63846307