冬季采暖期间,屋内温度维持到多少合适?日前在大连召开的第二届智慧供热高峰论坛上,哈尔滨工业大学教授王昭俊一开始便抛出问题。
“室温并不是有些用户想象的越高越好。”王昭俊指出,因受室外温度、相对湿度、空气流速等因素影响,符合人体舒适性的采暖温度,在不同建筑中其实各不相同。相同热源、相同管网、相同系统之下,如何满足不同热需求?这就离不开“智慧供热”的精准发力。
那么,供热行业是如何做到智能化的?我国智慧供热现状几何?未来又将呈现何种趋势?会议现场,多位业内人士向记者阐述了自己的观点。
集精准供热、节能降耗于一身
智慧供热,即依托大数据、人工智能、模拟计算等“互联网+”技术,实现供热全流程的智能升级,以最低成本、最高效率,最大限度满足热用户的需求。如常见的无人值守热力站、远程调控手段等,均属智慧供热范畴。除采暖精准化,其更大作用在于推动能源利用的高效、节约。
“随着集中供热普及率的上升,北方地区供暖能耗逐年增大。2004-2016年,我国集中供热面积已由20.5亿平方米增至79.7亿,与相同维度的发达国家相比,我国单位住宅建设供暖能耗是其3倍左右。”大连海心信息工程有限公司高级工程师庄宇刚介绍。就传统供热行业而言,机组自动化水平有限、多依靠人工调控,导致供热量难以随着热需求的变化而快速调整。虽已认识到供需两侧的不平衡,但受制于技术及设备基础,浪费依然存在。
此外,传统散煤供暖方式正在扭转,热力需求也跟着变化,以热电联产为主的集中供热方式发展迅速。“按目前趋势,供热集中度将继续上升,随之而来的还有环保要求。”华北电力大学环境学院教授马双忱指出。由于距离城区比较近、传统环保设备效果有限,现行供热的环保压力也不小。“管理者既要懂环保,也要有‘智慧’。”
集种种优势于一身,智慧供热到底什么样?国家电力投资集团大连开热能源发展有限公司总经理王凯润以“能耗分析系统”为例展开讲解。“基于‘互联网+数据中心、云计算’等理念,我们建立起统一数据接口,一举实现动态用能分析、经济效益分析、环境影响评价、能耗监测、节能诊断等多项功能。也就是说,过去的相互独立行业监管、企业第三方数据系统、传统手抄记录等环节,全部汇总到一个自动化平台。”据此,大连开热在2017-2018年采暖季中的热耗,也达到了集团最低。
数据基础与调控策略是关键
智慧供热理念,同样得到中国城镇供热协会常务副秘书长牛小化的支持,“我国供热行业正在经历从传统走向现代化的创新之路,供热系统逐步实现从手动到自动、智能化的跨越。”但因尚处起步阶段,发展也非一蹴而就。
首先是来自既有供热格局的限制。“从趋势来看,基于大型热电联产的城市供热系统,及中小型燃气锅炉、电热锅炉、热泵等分布式系统,将是未来主导的供热方式。但无论选择何种方式,现行的人工管理经验、粗放调节模式,都已不适用进一步发展要求。”河北工业大学能源与环境学院教授齐承英指出,精准数据是实现智慧供热的重要基础,但目前,供热系统大多缺乏量化数据信息,各环节的能效评估也处粗放状态,亟待重视起来。
其次在于调控策略的设计。“不同于以往的被动使用,智慧供热应是一种以用户为主的自动调控方式。在用户需求不同、冷热不均的情况下,如何既能保证供热安全,又实现热源最大化节能?”齐承英表示,基于大数据分析的全网优化策略,不失为智慧供热中又一难点。
这一说法,得到了哈尔滨工业大学教授方修睦的赞同。“实际上,设备本身改造难度并不大,关键是采取何种运行方式、设置什么样的参数。即使设备达到条件,设计策略如不合理、调节方法若不正确,还是难以真正发挥作用。”
此外,现行供热体制也是制约之一。一位参与过智慧供热改造的人士向记者坦言,在降低能耗、提升效率的同时,智慧供热其实也在帮助企业降低运行成本。然而,由于现行集中供热体制机制管理僵化,经营核算模式及价格体系相对滞后,热价的调整周期较长,客观上仍缺乏与智慧供热相匹配的市场体制、管理机制,阻碍其进一步发展。
热企、决策系统、设备缺一不可
优势有目共睹,发展广受期待,智慧供热将沿着何种路径发展?供热企业又可抓住哪些机遇?
从参与主体来看,方修睦指出,智慧供热的核心落点仍是“供热”,还需靠供热企业、系统集成企业及设备制造企业相互配合,各方缺一不可。“三者分别承担着供热物理网、智能决策系统及智能设备的建设。尤其系统集成企业是主力军,直接影响着供热智慧化的进程与水平。”
同时也需注意,供热设备企业虽数量众多,但现阶段大多是按人工调节的要求进行设计、制造,难以匹配智慧运行。“只有设备也走向智能化,具有完善的智能调节功能、自诊断功能,才能够构建合理、健康、完全智能化的供热系统。”方修睦称。
从系统策略角度,齐承英向记者构建了一张理想中的智慧热网。“首先具备量化数据基础,在供热过程中将其传至数据中心,存储形成供热区域的海量数据库。一方面,根据需求对各类数据展开分析,为管理人员制定策略提供依据;另一方面,当积累到一定程度,还可进行整体分析,找到真正符合室内采暖要求的温度控制策略。”
在其看来,数据库代表了供热区域建筑热特性、管网输配特性、热源热性等,与室外温度等客观因素之间的关系。通过大数据挖掘分析,可得出管网的最优控制策略,兼顾安全及节能要求。
针对环保要求,马双忱认为可从设备本体及监测手段“双管齐下”,实时监控设备运行状态、排放数据,兼顾智慧减排、智慧监控、智慧诊断。“例如,我们可通过智慧诊断系统,整合、分析海量的设备运行及环境信息,判断其相较正常运行状态的偏差,对环保设备进行实时优化、主动维护,而不是等到出了问题再进行检修。由此实现高效节能、低成本环保及预知性维修。”