清华大学调研揭示北方集中供热庭院管网“高耗低效”顽疾:节电节热节水空间可观

问题——规模增长叠加能效短板,庭院管网成为“看不见的能耗关口”。近年来,我国北方城镇集中供热规模持续扩大。研究数据显示,2023年采暖面积达115.5亿平方米,供暖能耗约2.22亿吨标准煤,占全国建筑总能耗约19%。供热系统中,庭院管网负责将热量从换热站输送至建筑终端,其运行状况直接影响电力消耗、热量利用率和补水量。实测显示,不少换热站和管网不同程度存在高电耗、高热耗和失水问题,节能降碳压力正加快向末端传导。 原因——“水力不平衡+设备不匹配+运行不精细”叠加,推升电热水综合成本。 第一,运行工况普遍呈现“大流量、小温差”。在被测系统中,循环流量超设计值的换热站占比超过八成。二网设计温差为10℃,但实际平均温差仅约4.48℃,其中3—5℃区间占比接近四成。温差偏小意味着要满足同等供热负荷,就需要更大的循环流量,泵耗随之增加,单位面积电耗偏高。实测表明,在保证供热效果的前提下合理降流量,电耗可明显下降。 第二,管网阻力分布不合理,局部“卡点”被动抬升泵送功率。换热器、除污器、站内管道以及用户侧存在异常压降现象,部分换热器和除污器压降远超合理范围,反映出结垢堵塞、设备选型和维护不到位,以及管径配置不匹配等问题。系统阻力升高后,水泵只能以更高扬程维持流量,容易形成“越堵越加泵、越加泵越耗电”的循环。 第三,水泵选型偏大、效率偏低问题较突出。实测水泵平均效率偏低,额定扬程普遍偏高,导致水泵长期运行在低效区。泵组选型偏大不仅增加电耗,也会加大水力调节难度,深入放大供热不均和用户体验差异。 第四,失水与过量供热并存,出现“热没用好、水也没管住”。一上,老旧管网占比较高、更新改造相对滞后,漏点造成持续失水;另一方面,个别用户为提高室温采取放水等不当行为,使补水频率用水高峰期波动明显,增加补水电耗与水处理成本。同时,建筑节能水平提升使热负荷下降,但供热参数与调控方式未同步优化,出现“越节能越热、越热越浪费”的现象。调研区域节能建筑占比持续提高,实测平均室温达到23.3℃,部分热量消耗超出约束值,偏离节能改造初衷。 影响——能源浪费、运行成本上升与系统安全风险交织。电耗偏高直接推升供热企业运行费用,在电价波动背景下增加经营压力;热量利用效率不足导致燃料消耗与碳排放上升,影响建筑领域节能降碳目标;失水则抬高补水加热和水处理成本,同时加剧管网腐蚀、结垢风险,提升故障概率。更值得关注的是,过量供热与水力失衡容易引发“冷热不均”,导致“多供仍投诉、少供更不满”的治理难题。 对策——以“降流量、降阻力、提泵效、控失水、控参数”为抓手,推进系统性改造。实测结果显示,针对“大流量小温差”,通过优化运行策略、降低循环流量,可实现明显节电;针对局部高阻力,通过清洗换热器和除污器、调整不合理管径与站内管路,可显著降低系统阻力,单站节电效果可达较高水平;针对泵效问题,通过优化选型、匹配实际工况,使水泵运行在高效区间,单位面积电耗可进一步下降。失水治理上,应建立补水压力与频率监测机制,用数据区分“用户放水”和“管网漏水”的特征,并结合听音等手段定位漏点,维修后补水量可显著降低。针对过量供热,应以“以室温为核心的按需供热”为目标,强化供回水温度、流量和压差的联动控制,避免单纯依靠提高流量或温度“硬保供”。 前景——向智慧供热要效率,向精细运维要减排。业内普遍认为,庭院管网节能潜力能否释放,关键在数据驱动的精细化治理:一是基于室温、压力、流量等多源数据,强化水力平衡与分区调节,减少无效循环;二是将水质管理、除污维护、换热器清洗纳入常态化运维,避免阻力“慢性抬升”;三是建立漏损监测与快速处置机制,推动从“事后抢修”转向“事前预警”。随着热计量、室温采集、智能阀控等技术逐步成熟,庭院管网有望从粗放运行走向更高效、更节能、更智能的综合治理阶段。

供热系统节能改造既能有效降低民生用能成本,也是建筑领域实现“双碳”目标的重要抓手;随着技术进步与管理方式持续升级,我国城镇供热系统正从“保供应”转向“提效能”。这个转型不仅需要技术投入,也需要政府、企业与用户形成合力,共同推动绿色低碳的供热新格局。