本文通过对北京牛街二次热网平衡及节能改造项目进行详细分析，阐述了热网平衡及楼栋节能系统改造方案的成功性，并通过节热节电分析论述了项目的经济效益和各项社会效益。
1 改造前状况
北京牛街地区为穆斯林聚居区，该地区共有6个换热站进行供热，分别为牛西一区、牛西二区、牛东一区1＃站、牛东一区2＃站、牛东二区（春风胡同）站、法源寺西里站，供热总面积超过80万平米。08～09采暖季之前大多数用户的冬季平均室内供暖温度只有18℃左右，而且有相当一部分用户因为二次热网水力失衡出现过冷或过热现象，热舒适性不好，造成用户拒交热费，投诉不断。
北京牛街地区为穆斯林聚居区，该地区共有6个换热站进行供热，分别为牛西一区、牛西二区、牛东一区1＃站、牛东一区2＃站、牛东二区（春风胡同）站、法源寺西里站，供热总面积超过80万平米。08～09采暖季之前大多数用户的冬季平均室内供暖温度只有18℃左右，而且有相当一部分用户因为二次热网水力失衡出现过冷或过热现象，热舒适性不好，造成用户拒交热费，投诉不断。
为了改善供热效果，换热站的工作人员采取了各式各样的方式进行调节。牛西二区以楼为单位在热力入口处加设各类控制阀门对二次网进行水力调节，但是由于这些解决方式都未能触及水力不平衡的关键，不仅未能解决问题，反而增大了二次网阻力，加大了供热能耗。各换热站的工作人员同时还通过人工调节楼前的阀门开度试图改善供热效果，但是手动调节固有的设备和调节方式的局限，只能进行非常不精确的粗调节，也无法解决问题。
这样就导致换热站不得不加大循环水泵的运转频率，增大二次网流量以大流量小温差的方式来缓解水力不平衡带来的供热效果差的问题，这样做不仅供热效果改善有限，而且电能与热能也浪费严重。
这样就导致换热站不得不加大循环水泵的运转频率，增大二次网流量以大流量小温差的方式来缓解水力不平衡带来的供热效果差的问题，这样做不仅供热效果改善有限，而且电能与热能也浪费严重。
2 改造方案
2.1 热网平衡及楼栋节能系统
针对上述的问题，改造采用了丹佛斯热网平衡及楼栋节能系统的方式，其主要作用在于其一：解决建筑物间的水力不平衡，建筑物按需取热，降低二次网的流量，节约循环电能和热能消耗，高温差低流量；其二:保证室内系统的高流量低温差的定流量系统不变，只采用质调节，防止室内系统的失调，保证舒适。这样形成了二次网高温差低流量，质调与量调共举与室内系统定流量质调的有机结合。
热网平衡及楼栋节能系统是以ECL的气候补偿功能进行调节，通过室外温度传感器感知室外温度的升高或降低，自动计算所需的室内供水温度，使得建筑的二次网供水流量由定流量改为变流量。换热站内的循环水泵通过定压差的形式进行变频控制，循环泵的频率可以根据需要不断降低，在满足末端用户资用压头的同时以较低的频率运行，可以使循环泵的电耗大大降低。ECL气候补偿器通过对换热站一次侧的电动调节阀的调节，来控制二次侧的供水温度和一次侧的回水温度，改变一次热网的流量，降低换热站的热耗。
2.1 热网平衡及楼栋节能系统
针对上述的问题，改造采用了丹佛斯热网平衡及楼栋节能系统的方式，其主要作用在于其一：解决建筑物间的水力不平衡，建筑物按需取热，降低二次网的流量，节约循环电能和热能消耗，高温差低流量；其二:保证室内系统的高流量低温差的定流量系统不变，只采用质调节，防止室内系统的失调，保证舒适。这样形成了二次网高温差低流量，质调与量调共举与室内系统定流量质调的有机结合。
热网平衡及楼栋节能系统是以ECL的气候补偿功能进行调节，通过室外温度传感器感知室外温度的升高或降低，自动计算所需的室内供水温度，使得建筑的二次网供水流量由定流量改为变流量。换热站内的循环水泵通过定压差的形式进行变频控制，循环泵的频率可以根据需要不断降低，在满足末端用户资用压头的同时以较低的频率运行，可以使循环泵的电耗大大降低。ECL气候补偿器通过对换热站一次侧的电动调节阀的调节，来控制二次侧的供水温度和一次侧的回水温度，改变一次热网的流量，降低换热站的热耗。
热网平衡及楼栋节能系统还可以起到用户与热网之间的水力隔离作用，无论用户内部和二次网如何调节，都不会相互影响，这使得供热的稳定性大大增强。
2.2 牛街小区热网平衡及楼栋节能系统的设置情况
北京牛街小区共有5个换热站进行了热网平衡及楼栋节能系统改造，总计48套机组。具体情况见表一。
楼前安装热网平衡及楼栋节能系统的用户采暖面积约54万平米，占到5个换热站总供热面积的70.1％，详见表二。
牛街安装的热网平衡及楼栋节能系统单台机组的供热面积从6258平米（牛西二区2＃楼低区）至23147平米（牛东二区10＃楼）不等，适用范围非常广泛。
2.2 牛街小区热网平衡及楼栋节能系统的设置情况
北京牛街小区共有5个换热站进行了热网平衡及楼栋节能系统改造，总计48套机组。具体情况见表一。
楼前安装热网平衡及楼栋节能系统的用户采暖面积约54万平米，占到5个换热站总供热面积的70.1％，详见表二。
牛街安装的热网平衡及楼栋节能系统单台机组的供热面积从6258平米（牛西二区2＃楼低区）至23147平米（牛东二区10＃楼）不等，适用范围非常广泛。
3 节能分析
3.1 供热舒适度的改善
牛街小区的热网平衡及楼栋节能系统直到08年12月初才完成全部机组的安装，因此11月份先期安装的热网平衡及楼栋节能系统并没有正式投入使用。鉴于之前的供热状况，机组的调试分三步进行，第一步主要是保证所有安装机组和未安装机组的用户正常供暖，这一步并没有考虑电能和热能的节约；第二步是机组投入自动运行阶段，主要配合换热站进行调试，更多考虑节热节电，使换热站和热网平衡及楼栋节能系统的运行合拍；第三步是根据实际运行情况调整相关设置，在保证供热舒适的条件下尽可能的节热节电。调试工作一直持续到09年1月。
北京市08～09采暖季的室外平均温度只有0.33度，相对07～08季的0.55度，下降了0.22度，这对项目节能目标构成了严峻的挑战。
以下一组数据（表三）是07～08与08～09采暖季的平均室温对比。
数据表明，08～09采暖季用户的平均室温相比上一个采暖季提升了1～2度。即使在室外平均温度低于往年的不利情况下，用户的热舒适性仍然得到了明显的改善。
3.1 供热舒适度的改善
牛街小区的热网平衡及楼栋节能系统直到08年12月初才完成全部机组的安装，因此11月份先期安装的热网平衡及楼栋节能系统并没有正式投入使用。鉴于之前的供热状况，机组的调试分三步进行，第一步主要是保证所有安装机组和未安装机组的用户正常供暖，这一步并没有考虑电能和热能的节约；第二步是机组投入自动运行阶段，主要配合换热站进行调试，更多考虑节热节电，使换热站和热网平衡及楼栋节能系统的运行合拍；第三步是根据实际运行情况调整相关设置，在保证供热舒适的条件下尽可能的节热节电。调试工作一直持续到09年1月。
北京市08～09采暖季的室外平均温度只有0.33度，相对07～08季的0.55度，下降了0.22度，这对项目节能目标构成了严峻的挑战。
以下一组数据（表三）是07～08与08～09采暖季的平均室温对比。
数据表明，08～09采暖季用户的平均室温相比上一个采暖季提升了1～2度。即使在室外平均温度低于往年的不利情况下，用户的热舒适性仍然得到了明显的改善。
3.2 电能耗的节约
用户供暖舒适度的提高并不意味着付出更多的代价。牛街小区的48套热网平衡及楼栋节能系统在08～09采暖季的总耗电量为145828度，但换热站的总节电量却达到538172度，这使得牛街小区的总体节电率达到31.18％，下表四是用电量对比表。
用户热舒适性提高的同时，牛街小区的总节电量达到了39万多度，数量是非常可观的。由于大多数机组投入正式运行时已到12月份，因此总节电量仍有较大的提升空间。
部分表格省略
4.2 经济效益
牛街小区节热量折合成节煤量为2250.4吨，如一次热源采用的是山西阳泉烟煤，按照11月14日的价格每吨大约500元估算，可以节约经济成本（煤价参考2008年11月14日资源网山西阳泉烟煤价格，调整为含税）
2250.4×500＝112.52万元。
同时，由于节约了392344度电，按照当前北京的电价估算，至少可以节约成本（电价参考北京市发改委《北京市电网销售电价表》中的非居民照明电价）
392344×0.75＝29.4万元。
总共可以节约经济成本112.52＋29.4＝141.92万元。
混水改造投入预计可在2～3年内全部收回。
4.3 社会效益
4.3.1 CO2等主要污染物的减排
据专家统计，每节约一度电，就相当于节约0.4千克的标准煤和4升净水，同时可以减少0.272千克粉尘、0.997千克CO2和0.03千克SO2的排放。因此，牛街小区在08～09采暖季节约392344度电，可以折算成（见表六）：
我国CO2的碳排放系数约为0.68t/tce（吨/吨标煤），折合成CO2的排放系数为2.493
t/tce（吨/吨标煤），即燃烧每吨标准煤的CO2排放量为2.493吨。牛街小区节约2250.4吨阳泉烟煤可以折算成节约标准煤1768.17吨，因此，该节煤量可以折算成（见表七）：
综合表六和表七的数据，牛街小区的节能量可以减少主要污染物CO2排放量6001.41吨，减少SO2排放量144.37吨，各项社会效益非常可观。
4.3.2 用户满意度提高
截至目前，牛街小区的热费上交率为65.48％，而07～08采暖季的上交率仅为55.73％，相比提高了9.75％，这说明通过热网平衡及楼栋节能系统改造不仅改善了用户的热舒适性，而且也提高了用户的满意度，达到了预期的效果。
用户供暖舒适度的提高并不意味着付出更多的代价。牛街小区的48套热网平衡及楼栋节能系统在08～09采暖季的总耗电量为145828度，但换热站的总节电量却达到538172度，这使得牛街小区的总体节电率达到31.18％，下表四是用电量对比表。
用户热舒适性提高的同时，牛街小区的总节电量达到了39万多度，数量是非常可观的。由于大多数机组投入正式运行时已到12月份，因此总节电量仍有较大的提升空间。
部分表格省略
4.2 经济效益
牛街小区节热量折合成节煤量为2250.4吨，如一次热源采用的是山西阳泉烟煤，按照11月14日的价格每吨大约500元估算，可以节约经济成本（煤价参考2008年11月14日资源网山西阳泉烟煤价格，调整为含税）
2250.4×500＝112.52万元。
同时，由于节约了392344度电，按照当前北京的电价估算，至少可以节约成本（电价参考北京市发改委《北京市电网销售电价表》中的非居民照明电价）
392344×0.75＝29.4万元。
总共可以节约经济成本112.52＋29.4＝141.92万元。
混水改造投入预计可在2～3年内全部收回。
4.3 社会效益
4.3.1 CO2等主要污染物的减排
据专家统计，每节约一度电，就相当于节约0.4千克的标准煤和4升净水，同时可以减少0.272千克粉尘、0.997千克CO2和0.03千克SO2的排放。因此，牛街小区在08～09采暖季节约392344度电，可以折算成（见表六）：
我国CO2的碳排放系数约为0.68t/tce（吨/吨标煤），折合成CO2的排放系数为2.493
t/tce（吨/吨标煤），即燃烧每吨标准煤的CO2排放量为2.493吨。牛街小区节约2250.4吨阳泉烟煤可以折算成节约标准煤1768.17吨，因此，该节煤量可以折算成（见表七）：
综合表六和表七的数据，牛街小区的节能量可以减少主要污染物CO2排放量6001.41吨，减少SO2排放量144.37吨，各项社会效益非常可观。
4.3.2 用户满意度提高
截至目前，牛街小区的热费上交率为65.48％，而07～08采暖季的上交率仅为55.73％，相比提高了9.75％，这说明通过热网平衡及楼栋节能系统改造不仅改善了用户的热舒适性，而且也提高了用户的满意度，达到了预期的效果。
5 总结
总结上述数据分析可以看出，牛街热网平衡及楼栋节能系统在热舒适性提高，循环电能节省及热能节省三方面都达到了很好的效果：
1. 循环电能总体下降31.2%，节电39.2万度；
2. 热能消耗相对同等室内外温度节约13.1%，相当于节约1768.2吨标准煤，CO2减排5610.24吨， SO2减排132.6吨；
3. 用户热舒适度和满意度大幅提高，在室外温度低于往年的情况下，室内温度仍普遍提高1-2度以上，热费收费率提高了近10％。
需要说明的有两点，第一点是牛街总共76.4万平米的供热面积中还有约30%的面积由于安装位置等因素没有安装热网平衡及楼栋节能系统，第二点是热网平衡及楼栋节能系统真正调试完毕并投入正常运行时，已在十二月，热网平衡及楼栋节能系统自控节能效果较明显的采暖初期已过，但是仍取得了这样的效果，证明热网平衡及楼栋节能系统的节能潜力应不止如此。---丹佛斯（上海）自动控制有限公司 李滨涛 刘晓斌
总结上述数据分析可以看出，牛街热网平衡及楼栋节能系统在热舒适性提高，循环电能节省及热能节省三方面都达到了很好的效果：
1. 循环电能总体下降31.2%，节电39.2万度；
2. 热能消耗相对同等室内外温度节约13.1%，相当于节约1768.2吨标准煤，CO2减排5610.24吨， SO2减排132.6吨；
3. 用户热舒适度和满意度大幅提高，在室外温度低于往年的情况下，室内温度仍普遍提高1-2度以上，热费收费率提高了近10％。
需要说明的有两点，第一点是牛街总共76.4万平米的供热面积中还有约30%的面积由于安装位置等因素没有安装热网平衡及楼栋节能系统，第二点是热网平衡及楼栋节能系统真正调试完毕并投入正常运行时，已在十二月，热网平衡及楼栋节能系统自控节能效果较明显的采暖初期已过，但是仍取得了这样的效果，证明热网平衡及楼栋节能系统的节能潜力应不止如此。---丹佛斯（上海）自动控制有限公司 李滨涛 刘晓斌
