同济大学土木专业工程机电论文中国北方集中式热水供暖系统供热效率优化潜力与空气污染治理大学论文 .doc

'工程机电课程论文中国北方集中式热水供暖系统供热效率优化潜力与空气污染治理姓名：崔帅文学号：1451040任课教师：刘匀 时间：2016.12第一部分课程认识与感悟一、课程初印象在刚刚踏入大学的时候，曾经听给我们介绍学习经验的学长学姐介绍到工程机电课程，那个时候因为对这门课程并没有太多接触，于是对这门课程的印象也就止步于自身的生活经验和从学长学姐那里继承来的学科印象——与建筑工程相关并且配套的一系列水电暖设施以及相关的机械管道电子设备等。从自己的认识与学长学姐那里继承来的经验出发，对这门课程的理解就是与土木工程专业相关，作为本专业的附加产品，其地位似乎不太重要。 然而随着对本专业课程研究的逐步深入，对相关知识的了解越来越多，我也在一点一点修正着自己固有的认知，渐渐地从专业的角度去认识身边的各种建筑工程设备，渐渐地用专业的思维去思考身边的工程机电设备的布局摆设，会发现很多有意思的问题，并且由此带来一些有益的思考。就以自己所在的宿舍楼为例，每天我们进出宿舍的楼道，会看到走廊两侧的消防栓和灭火器，半夜幽幽发亮的安全出口指示灯，墙上挂的应急电灯，楼梯端的常闭式防火门，每次使用电烙铁烙电路总会担心头顶的烟雾报警器会笛声大作；当躺在宿舍床上的时候，闲来无事会看一眼宿舍的电路布局，会研究网线，空调，电扇和插线口的布局，想象其背后的电路模式；看好莱坞电影钢铁侠，看着斯塔克的专属豪宅里可以开闭移动的地板，我会想知道怎样的机电设备可以如此完美地与建筑融合成一个有机整体，充满了科幻气息；看到新闻上关于智能房屋的开发，各种机械电子技术与建筑的融合升华，极大程度上方便了人们的生活；也曾经在各种各样的地方看过各种建筑设备与建筑本身非常不协调的情况，比如电线杆建在出库门口，下水井盖被路牙石覆盖……工程机电在对建筑功能的改进与完善上作用是如此之大，虽然其体量无法与建筑本身相比，虽然其确实是建筑的附加产品，但是现代化的土木工程建筑，如果缺少了合适工程机电设计与配置，将是致命的缺陷，合适和恰当的建筑设备设计与配置对建筑而言就是画龙点睛的作用。带着这种逐步修正的认识与思考，我开始在这个学期接触和学习工程机电这门课程，我也终于有时间和机会来印证自己的思考和拓展自己的学科视野。一、建筑设备与土木工程关系随着新课程的开始，从老师的讲解中，我渐渐的了解到工程机电的魅力。从古老人类的依树而居、依穴而居到茅草屋、土坯屋、砖木屋再到今天的钢筋混凝土结构，随着人类需求的发展，人类的建筑技艺也在发展，而今天的建筑越来越强调其综合使用性能，而这综合使用性能大部分恰恰是由建筑设备实现的。工程机电已经成为了现代化建筑的重要组成部分，其设置的完善程度与技术水平已经成为当今社会衡量房屋建筑物质生活水平的重要标志。现代化的建筑是建筑、结构、建筑设备的有机结合体，无论是在建筑的规划、设计还是施工、使用过程当中，所有的这些元素都是在一起考虑和发挥作用的。它们之间缺一不可，相互协调，共同实现人类所需要的建筑功能。因此在建筑规划设计施工使用过程当中，对于工程机电的合理考虑和设置，是建筑能够协调工作、消除矛盾、高效地发挥建筑物应该有的功能的必要前提。从我们告别远古洪荒和茹毛饮血的时代开始，我们对于建筑的需求越来越高，我们待在建筑空间之内的时间越来越长，我们对于建筑能够实现的功能的想象也越来越广，一栋建筑哪怕外观再漂亮，你能想象它不同水电暖，没有网络没有灯光吗？各方面的进步让我们自然而然地对建筑的功能提出了新的要求：除了要满足我们日常的生活居住需求，我们也开始追求建筑环境的舒适优雅、明亮通透、我们甚至于在建筑的防御性、私密性、耐久性、便利性、舒适性、美观性等等方面提出不同程度的要求，然而这些要求除了建筑本身的设计，更需要建筑工程设备的密切合理配合，否则是断难实现这些要求的。所谓的建筑设备就是指垃圾处理、避雷、消防灭火、排烟、制冷、通风、采暖、给排水、燃气、供电等建筑设备，还有电梯、通信、网络、监控等等，建筑设备在今天简直不胜枚举。一幢没有建筑设备的建筑就是一具没有血肉的骷髅而已，而各色各样的建筑设备使得建筑充满生机和活力。查阅相关资料，再加上自己的一点心得，我们可以把建筑设备大体划分为以下几类： （1）能够为建筑创造适当的室内环境，使得建筑内环境适宜人的生活工作：暖通空调设备、灯光、音响等等。（2）能够为建筑使用者提供工作生活便利的设备：电梯、给排水系统、通信系统、光纤网络等。（3）能够使得建筑本身的安全性得到提升的设备：防排烟设备、消防设备、避雷设备、监控报警装置、紧急照明灯等。（4）能够提高建筑的自动控制能力的设备：自动空调、消火栓消防泵自动灭火系统等。对于一定的建筑，建筑机电设备的选择就有一定的要求：1）充分考虑建筑质量标准的要求。建筑设备质量的标准要同建筑本身质量标准相匹配和协调。2）满足设备自身的技术要求和建筑的使用需要。比如高层建筑的供水，其供水管就必须能够承受足够高的水压，其供水布局形式就必须要考虑到供水的需求量，不能出现水压不稳，间断出水的情况。3）应该满足经济合理安全方便的原则。4）满足建筑空间布局和外观布局的需求。不要出现彼此之间信息不对称而使得建筑设备与建筑整体之间不协调的情况。一、收获与总结在这个学期的课程当中，我们学习了工程机电的几个方向：1）给排水2）建筑排水3）供暖工程4）通风与空调工程5）电气工程6）供配电与照明系统7）电气安全与建筑防雷8）建筑智能化 1）消防工程举几个我有深刻印象的片段，比如供水系统，在老师的讲解中提到了高层建筑的供水模式，讲解了集中供水和分区段供水等等，最深刻的是其中供水水压不足，出水流量不稳定的问题，老师就集中水箱，分楼层区段水箱的模式给予了详细的讲解，以前我都从来没有考虑过这样的问题，不过当第一次考虑这个问题的时候，我发现工程机电这门课程大有学问，还有旅店的供水循环加热系统；甚至于对于自己熟视无睹的空调都有各种各样的模式，老师细致的讲解了空调的性能，工作模式，风的循环形式，这都对我大有启发。在老师讲解的众多设计失误的案例中，我意识到工程机电的元素在建筑设计的过程当中是必须加以考虑而且必须是细致和恰当考虑的。所有的建筑设备设施装置都是安装在建筑空间的各个部位的，所以这也就要求建筑设备机电必须与建筑结构和其生产过程工艺相配合协调，设计的时候也必须综合设计施工，这也恰恰是BIM技术出现的初衷，只有这种密切的配合才能够实现建筑功能的高效稳定发挥。从老师那里，我们了解到，从前有许许多多结构工程师和机电工程师互相指责推诿的事情，其背后的原因往往是彼此之间的设计缺少沟通和协调，导致后期事故不断。其实任何一幢具有现代设备的房屋，其设计阶段施工阶段维护运营阶段都是需要建筑、结构、公用设备等专业的工程技术人员在分工明确，充分交流沟通和统一协调配合之下共同完成的。一、感悟与反思最后 ，从自己本身专业的角度出发来看看工程机电与土木工程的关系。作为一个未来的建筑工程师，如果缺乏建筑设备方面的知识储备，所能够做的也就是一个能够保证安全却缺乏生气的框架而已，这样不负责任的设计会给后期的施工以及机电工程师的设计带来极大的难度，甚至如果设计不合格会引来机电工程师的返工抗议和业主不满，如果施工单位为了能够安装机电设备而损害了结构的安全性出了安全事故，建筑设计师也难逃其咎。作为建筑工程师，设计的时候不仅要考虑外观的美观性，结构的安全性、更要在设计的时候考虑到机电工程师布置设备的便利性，更要考虑业主使用时的舒适性和方便性，而为了达到这样的专业素养，需要我们在学习知识的时候形成一定的知识储备，对于管线、电路、机电的概念性认识和大致了解、不必太深入，但是合适的了解总是能给自己将来的设计工作和别人的工作带来极大的便利。另外一点非常重要的启示便是在设计工作进行的同时，尽一切可能与其他方面的设计者保持深入全面的协调和沟通。第二部分中国北方散热器供暖系统优化潜力与空气污染治理一、相关背景知识浅述【1】1）供暖工程供暖是指用人工的方法向室内输送热量，保持一定的室内温度，以创造适宜的生活或工作环境的工程技术。供暖工程可分为局部供暖系统和集中式供暖系统。热媒制备、热媒运输和热媒利用三个主要部分在构造上都在一起的供暖系统，称为局部供暖系统。热源和散热设备分别设置，用热媒管道相连接，由热源向各个房间或建筑物供给热量的供暖系统称为集中式供暖系统。本文主要探讨的范围在集中式供暖系统当中。根据供暖系统中散热设备向室内散发热量的方式的不同，供暖设备可以分为对流供暖和辐射供暖。散热设备主要以对流换热方式向室内供暖的称为对流供暖，如散热器供暖系统和热风供暖系统。散热设备主要以辐射换热方式向室内供暖，称为辐射供暖。本文主要探讨的是散热器供暖系统的热效率问题，也会提到低温热水地板辐射供暖的方式，因为这两种方式在中国北方的供暖方式当中占有绝对的主流地位，探讨它们的供暖效率和热量节约问题在现实当中具有重大意义。2）集中供热集中供热系统由三打部分组成：热源、热力网（热网）、和热用户。热源——在热能工程当中，泛指能从中吸取热量的任何物质、装置或天然能源。目前最广泛应用于供热系统的热原有区域锅炉房和热电厂，在此类热源内，使燃料燃烧产生热能，用以加热供热热媒 （热水和蒸汽）。此外，可利用核能、太阳能、地热、电能、工业余热、垃圾焚烧产生的热能等作为集中供热系统的热源。热源是直接消耗能源、实现热能转换的部分，是供热系统能源效率最重要的组成部分。限于笔者是土木工程专业本科三年级的能力水平，本文当中只讨论热电厂集中供热的供暖方式当中主要部分的热能效率问题。热网——由热源向热用户输送和分配供热介质的管线系统，成为热网。在热媒输送过程当中，还会由于水泵运行、管道散热、水力和热力工况分配不均等原因，造成能量消耗，因此，热网运行工况也是供热系统能源效率的重要组成部分。热用户——集中供热系统的应用热能的用户，成为热用户，如建筑内供暖、通风、空调、热水供应以及工艺用热系统等。热用户的建筑类型及用途，直接影响着供热负荷的大小及系统和设备投资。供热供暖系统及其设备形式和运行调节方式，不仅影响使用效果，同样影响着供热系统能源效率。3）能源结构与效率概况我国是能源消耗大国，在能源消耗结构中，煤炭约占总能耗的75%。供热，通风是能源消耗大户。供热事业的可持续性发展意味着资源的持续利用，也意味着不可再生资源消耗的增长。目前我国大型火力发电厂平均发电效率约33%，热电厂供热时的发电效率可达20%，剩下的热能70%以上可用于供热。区域锅炉房集中供热方式的热能利用率低于热电联产，但是其锅炉热效率也能达到80%左右，远高于分散锅炉房的锅炉热效率（50%~60%）。热电厂供热，具有明显的节约能源、改善环境和提高人民生活水平以及保证生产用热等主要优点，成为城镇最主要的热源形式。管网造价与输送能耗高，调节控制不当会造成能源的浪费，这些都成为了供热效率的关键问题。4）中国雾霾问题与燃煤供暖一年前，柴静的《穹顶之下》引起巨大轰动，矛头直指中国的雾霾问题，不谈背后的经济利益关系，不难看出，中国的煤炭燃烧，汽车尾气排放等等都是元凶，在讲求环保的今天，在国家大力推动新能源建设的今天，减少煤炭的燃烧是一个非常紧迫而且有意义的话题，对于中国环境质量的提升和生态环境的保护以及中国北方广大人民的呼吸健康有重大意义。基于中国当前这样一个背景，笔者将以一个土木工程专业本科生的视角浅析供暖系统当中热能转化使用效率的提升潜力和环境保护效益。二、北方空气污染现状与燃煤供暖之间的关系聚焦 1）相关数据在这里引用中国2015年空气质量报告当中的数据来说明中国目前的空气污染状况。在全国省市排名中，PM2.5年平均浓度最高的前五名省市为河南省、北京市、河北省、天津市、山东省。最低的为海南省、西藏自治区、云南省、福建省、贵州省。华北地区的空气污染形势依旧严峻。京津冀区域13个城市平均达标天数比例为52.4%，同比提高9.6个百分点。PM2.5、PM10、SO2和NO2浓度同比明显下降，CO同比上升，O3同比持平。京津冀区域进入冬季采暖期，受污染物排放量大和不利气象条件影响，发生多次污染程度重、影响范围广、持续时间长的空气重污染过程，连续的空气重污染过程大幅拉升了全年颗粒物浓度，京津冀地区冬季采暖季期间PM2.5浓度同比上升了9.6%。 2）分析可以看出，在全国空气污染形势严峻的状况下，中国北方尤其是华北地区的空气污染形式尤为严峻。分析其中原因有以下几点：1.重工业发达，污染排放严重2.冬季采暖期，燃烧煤炭发电占相当大的比重，导致空气污染严重3.近年来厄尔尼诺现象严重，非正常天气频发，静稳天气与严重污染相叠加，导致雾霾不散。出生成长在北方的我对北方的雾霾有极为深刻的体验，曾经在高中备战高考的时候，每天早上六点起床赶往学校，学校都会笼罩在一片白色的雾霾当中，而且气味刺鼻，大家只能躲在教室里紧闭门窗，这样的环境使得人人自危，时刻担心自己的呼吸健康问题。当自己学习到工程机电当中的供暖问题的时候，会报着这种改善空气质量的急切心态来研究供暖方式与空气污染的关系，并希望从供暖方式的优化潜力中寻找空气改善的解决途径。三、散热器供暖方式与低温热水辐射式供暖方式探究学习 笔者将会从热源、管网、散热设备的供热效率三方面来研究总体的供暖系统热能效率，重点放在散热设备的供热效率研究改进上。1）城市集中供热热源与效率目前，城市集中供暖的主要热源有热电厂、集中锅炉房、工业余热、地热和低温核能几种。热电厂和几种锅炉房主要以煤、重油和天然气为燃料，甚至于经济技术发达的地区也利用可燃烧的垃圾作为燃料；工业余热是生产过程当中排出的高温烟气、冷却水、高温熔渣等所带有的物理热，这部分热能在一定条件下回收利用，作为城市集中供热的能源；蕴藏在地下的地热水也可以作为城市集中供热的热源；低温核能是指在低参数下核裂变产生的能量，产生低温核能的反应堆只供热、不发电，而且充分考虑了安全措施，是为适应城市集中供热需要专门设计的一种热源，可以在距离城市较近的地方建设。像其中的地热核能都属于清洁能源，目前在中国现有的北方供暖格局当中占的比重相对较小，当然如果我们的国家发电和供暖都能使用清洁能源，那么污染问题就一举解决了，但是这个过程时相当漫长的，以时下中国的经济实力和技术水平还没法实现全面使用清洁能源，比较现实的想法是在当前大的格局上进行局部改善以求降低污染物排放量。从研究的角度出发，我们这里只研究热电联产和区域锅炉房的产热效率的提升问题。我国集中供热的一次能源消耗为20公斤标准煤/平方米，高出欧洲维度甚至更高纬度国家一倍。很多老旧建筑供热能耗更是高于25公斤标准煤/平方米。我们国家的一次能源消耗比欧洲高这么多，原因有很多方面。首先是燃料不同，欧洲的集中供热，燃料通常以天然气为主，而在我国主要以煤炭为主。另外一个原因是热源，目前我国热电联产在城市集中供热的比重只占到三分之一左右，而区域锅炉房的供热却占到三分之二。数据显示，热电联产集中供热的能源利用效率在百分之八十左右，供热煤消耗约为40公斤标准煤/吉焦，而区域锅炉房集中供热方式的能源利用效率在百分之六十左右，供热煤消耗在55公斤标准煤/吉焦左右。由此可见，热电联产与区域锅炉房供热方式相比，优势明显，但是我国当前集中供热方式所占到的比重还是较低的。通过简单的计算可以发现，对于同样的供热需求， 如果中国在可以实现的时间内把所有区锅炉房用热电联产方式，那么对于煤炭的消耗量仅为当前格局的0.7倍。在中国当前多煤缺油少气的资源格局之下，这种暂时性的方案能起到的效果也是非常明显的。2012年我国一次能源消费量为36.2亿吨标煤，消耗了全世界20%的能源，单位GDP能耗是世界平均水平的2.5倍，美国的3.3倍，日本的7倍，在我国能源消费结构中，煤炭占68.5%，石油占比为17.7%，水能7.1%，天然气4.7%，核能占0.8%，其他占1.2%。也就是说，2012年，我国消耗了占全世界近一半的煤炭，火电则燃烧了全国一半的电煤，在这种改进模式下，能够省下数以亿吨的标准煤。2）供热管网的供热效率首先，室外供热管网的假设方式分为地上敷设和地下敷设，地下敷设又分为地沟敷设和直埋敷设。热水管道本身采用的常常是无缝钢管，螺旋缝钢管或直缝钢管。架空管常用岩棉保温，地埋管常用聚氨酯轻聚塑保温材料。那么我们来研究一下室外管网的热损失。供热管网热损失是指在管网中损失的热量占管网输入热量的比值，室外管网的热损失是由室外管网漏水热损失和室外管网保温热损失组成的。对于这两部分都有相应的计算公式，限于笔者知识水平，这里只做定性分析并引用结论。【2】经过查阅资料，我发现全国各地的热水管网热损失率各有不同，而且差距较大，这种情况的直接原因是供热管网的形式和材料以及保温工艺还有工程预算的不同，较高的保温率需要极高的工程预算投入，不是很富裕的地区供热损失率较高，能够达到30%左右这里结合吉林地区的某个测试项目进行分析从数据当中可以很显然的看出保温结构的热损失率要远远大于失水率带来的热损失，当然这建立在不出现意外情况大量失水的前提下。因此，对于集中供热管网，做好管道保温是减少在输送过程当中热量损失、节约能源、提高供热系统安全性和经济性的关键。 从引用的文献中可以发现，管网失水率对整个供热管网的损害较大，但是对热损失影响很小，给出的案例当中因为失水率造成的热损失只占到整个供热管网供热的0.13%。供热管网热损失主要集中在保温结构热损失上，保温结构热损失占到了供热量的34.35%，这个数字触目惊心，当然其他地区如果技术发达很比这个数字低不少。所以说做好管道保温是减少热损失的关键，在笔者查阅的另外一个文献当中，北京地区的新式供热管网热损失率在10%左右，有非常大的提升。如果我们能推广应用新式技术，那么又能节约大概20%的供暖煤炭燃烧量。3）散热器供暖系统室内工热效率和低温热水地板辐射供暖方式这里的研究我们做一个合理假设，忽略从建筑与外部供暖接入口到室内之间管道的散热，因为其路程较短，相比较整个系统热损失微不足道，这里我们将重点探讨室内的热损失形式和量值。除此以外，在接下来两种研究当中，我们假定人的需求是以体感温度为标准的，比如低温地板辐射供热方式的实际供热方式比散热器供热方式低2-3摄氏度时，人的体感温度却是相同的。在中国过去几十年建设的房子中，大部分楼房采用的都是散热器供暖的形式，在最近十几年的时间里开始出现低温热水地板辐射供暖方式，所以对于北方我们重点研究这两种方式的热效率。从效果来看，地板供暖形式要远优于对流式散热器供暖形式，节约能源体感舒适（1）对流式散热器供暖系统室内工热效率I.散热器形式：目前，中国北方的散热器形式最老最传统的有铸铁形式、板式，目前已经不再大规模使用。新型散热器按照材质划分：钢制散热器、铝制散热器、铜制散热器、铜铝复合散热器。钢制散热器外形美观，但是采暖效果并不理想。铝制散热器容易出现质量问题，但是价格低廉，同时容易出现被碱性腐蚀的现象。铜制散热器价格较高，但是各方面质量都非常不错。铜铝复合散热器，能够提高散热效率，散热效率更为理想。按照散热器的外形分类：散热器可以分为柱形，排管形，翼片形，翅片形散热器。不同的形式其根据需要组合成需要供热量的体量也不同。 目前中国大量的70.80.90年代的建筑采用的是对流式散热器的形式，家里改装地暖不是很方便，对于这一类的用户，我们可以推荐从散热器形式上改变，将原有的散热效率低下的铸铁钢制散热片换成新式散热器。II.散热器位置：通常情况下，对流式散热器的位置都是选择在窗口下，这样的布置形式可以改善屋内冷空气的循环，并且窗外的冷空气对流形成阻断作用，但是对流式热空气上升，上部的无效热空气较多，下部冷空气下沉，人的体感温度还是较低。分房间按需配置，根据人们在不同房间呆的时间长短，房屋大小配置不同的散热器体量，来达到合理的配置按时段间歇供暖：白天上班出门可以停止供暖，晚上回家开始供暖，夜间睡眠时可以降低供暖，这都是减少热使用量的方式。减少无效时间和无效位置的供暖也是提高热效率的重要方式。（2）低温热水地板辐射供暖方式供热效率这种方式供暖优点众多，在今年开始推广。首先是可以节省暖气片的使用面积约3%，只是使得屋内地面抬高十公分左右。其使用寿命在50年左右，远超过暖气片8-15年的使用寿命。与暖气片相比，地板采暖的节能效果明显，根据情况不同约为20%-40%。而其节约的使用面积和优越的体感体验以及室内空气质量的改善也不是简单的可以金钱来衡量的。地板辐射采暖，可以使人感受到和温度和空气温度的双重效应，其实感温度比室内实际温度高出2-4℃，而室内温度每降低一度，可以节省燃料约10%，即18℃的设计温度可以达到22摄氏度的采暖效果。而且其供暖的稳定性好，减少空气对流，使得室内原来让人口感舌燥的感觉减弱，同时可以较好地实现分房间控制温度，进一步提高舒适性和节能性。四、对中国北方现有供暖方式的建议 （1）对于热源，在能够使用清洁能源的地区大力推广清洁能源，如风力发电，地热供暖。对于经济技术不是特别发达地区，短期内无法实现使用清洁能源的地区，大力推广热电联产的供热供电方式，减小区域锅炉房供暖占比。（2）对于供热管网，要采用保温的敷设方式，减少架空设置。对于管道材料，应该尽量选用耐热耐腐蚀的材料，管控节点的连接质量，减小失水率，对于外部保温材料，选用经济且保温性能较好地新型材料，减少保温结构热损失。（3）对于旧式住房，家中的铸铁散热器建议换成新式的散热器，对于单元内采用统一供暖的方式的楼宇，改装成分户控制计量，减少因为无人居住而造成的暖气浪费现象。对户内的不同房间的散热片按照需求配置，不要出现浪费现象，另外有条件的情况下，可以给送热管网安装按时段调控的装置，减少闲置时间的供热浪费。对于新楼房，强烈推荐低温热水辐射式供暖方式，长期使用成本低，寿命长，供热效率高，体验舒适，且更为节能环保。五、中国北方集中式供暖改善潜力与空气污染改善潜力这里我们建立一个简单的数学模型：假设在理想情况下，人的供热需求量是Q。（1）首先考察供热管网按照室内需求热量是Q的情况，考虑入户损失，综合各种情况假设为3%，即通过管网输出端热量为1.03Q，按照热电管网30%的热损失率，输入热电管网的热量在1.4717Q，而如果热电管网的热损失率在10%，那么输入只需要1.144Q。（2）按照当前中国集中供热比例占1/3，局部供热占2/3那么在这种计算模式之下，按照当前中国发电厂供热效率33%计算，如果输入送热管网热量为1.4717Q，则需要4.4597Q，如果输入送热管网热量为1.144Q，那么需要供热3.4667Q。（3）对于室内供暖，如果可以实现控按照时间供热，上班时间不供热，假设一天供热18小时，则可以节约0.25Q的室内热量；如果换掉散热片，可以降低约10%的热损失，传统方式下供热减少到0.9Q；如果对流式散热改地板散热，那么实际供热在0.8Q左右即可。如果每个不同房间配置不同的温度，则可以节约热量0.2Q左右。热量Q传统散热器新式散热器地暖辐射采暖 室内需要热量Q0.9Q0.8Q供热管网输出热量1.03Q0.927Q0.824Q高热损管网输入1.4714Q1.3243Q1.1771Q低热损管网输入1.1444Q1.03Q0.9156Q燃煤量（按管网高热损）4.46Q4.01Q3.56Q燃煤量（按管网低热损）3.46Q3.12Q2.77Q热源改善后（按管网高热损）3.12Q2.8Q2.49Q热源改善后（按管网低热损）2.42Q2.18Q1.9Q可以看到经过各种改善，转化率的差别最大是0.22与0.52的差别，其能源的节约程度不言自明。如果按照最高的转化率0.52去计算我们来看一下空气污染的改善程度，我们粗略的按照雾霾当中各类颗粒物由煤炭燃烧贡献0.7左右来计算，其中供暖占到煤炭燃烧的0.5，那么以污染物指数500来计算，500*0.7*0.5=175，对应0.22的转化率，当采用转化率最高的供暖方式时，500*0.7*0.5*0.22/0.52=74。可以看到，污染指数可以直接减少20%，也许最终结果不尽如人意，但是就在仍然是烧煤供暖的情况下，污染指数可以减少20%是非常可观的。六、总结供暖系统知识工程机电知识体系当中的一个部分，但是在当下中国空气污染极其严重的情况下，这一部分的知识却也可以为国家的环境污染治理提供很多的指导。作为一个土木工程专业的学生，没法做到用特别专业的视角去解决工程机电中的问题，但是经过这个学期的学习，却给自己形成了深刻的工程机电意识，在处理工程问题实际问题的时候，要应用这些知识。因为是分析供暖系统与空气污染的关系，所以只选取了供暖当中与空气污染最密切相关的燃煤取暖部分，对热源、热力管网、热用户三处进行分析，根据收集的数据和资料，进行了不是非常详细的数学建模，并大致的给出了在供暖模式改进的情况下所能够实现的供热效率提升情况以及空气质量改善情况。可以看到在当前中国燃煤取暖大的格局之下，空气质量改善极限大概在20%-30%左右，当然这种结论是基于本文较为粗浅的假设之下的，但是有一定的指导意义。要想真正的突破这种模式，还需要进一步发展新的能源并大规模的推广应用，我相信，随着我们国家技术经济实力的发展，我们一定会找回曾经的蓝天！ 七、参考文献【1】《供暖工程》官燕玲化学工业出版社【2】《集中供热管网热损失实测分析》王春青等吉林建筑大学学报'