供热系统的平衡调节（共8篇）
供热系统的平衡调节 篇1
对于生活在寒冷北方地区的人们而言,城市集中供热系统是最重要的基础设施之一。完善的供热系统能为人们带来舒适的气候环境,为人们的生产和生活提供有力保障。供热方式和供热结构的差异使得不同地区的供热效能并不高,供热系统表现出明显的不平衡的现象,这无形中造成了能源大量浪费。另一方面,供热的温度过高或者过低,都会是人们的身体感受不适,甚至产生疾病,因此,在供热过程中若存在不平衡现象,会给人们的生产生活带来不利严重影响。为改善供热用户的生活质量,完善供热系统的功能,节约能源,必须解决供热不平衡的问题。
1供热系统的基本概况
1.1供热系统的构成
城市供热系统由3部分组成:热源、热网、热用户。热源即为热力的生产者,主要指生产和制备一定温度和压力热媒的热电厂与锅炉房,其能使燃料燃烧产生热能;热网由区域供热蒸汽管网或热水管网组成,其主要作用是输送及分配热媒、建立热源与热用户的连接;热用户是指建筑物内部,直接使用热网输运热能的室内生活与生产用热系统及设备的总称。
1.2供热系统的分类
根据热源类型不同,可分为热电厂供热系统和区域锅炉房供热系统;按热媒不同,可分为蒸汽供热系统和热水供热系统;按供热管道的不同,可分为单管制、双管制和单双管混合制供热系统;按系统循环动力的不同,可分为靠流体密度之差作为动力进行循环的自然循环系统及靠外部机械设备循环的机械循环系统;
1.3供热系统的工作原理
低温热媒在热源中被加热,吸收热量后,变为高温热媒,经城市输送管道送往各居民小区、企业中的换热站,在换热站,高温管道中的热水与二次网的热水通过换热器交换热量。经过换热后,二次网中热水流入各居室中。通过散热设备放出热量,使室内温度升高;散热后温度降低,变成低温热媒,再通过回收管道返回热源,进行循环使用。如此不断循环,从而不断将热量从热源送到室内,以补充室内的热量损耗,使室内保持一定的温度。
2造成供热不平衡的原因
2.1热源改造缺陷
热能在热电厂的锅炉中产生,若热电厂翻新及锅炉改造过程中,没有进行合理的规划与分析,会使改造方案存在缺陷。例如,改造时可能将热电厂的管道管径改小,造成热水流动受阻,输运的效率降低,与此同时,若水流速度得不到保证,热能会在管道中散失,致使热媒的温度不够,表现出供热不平衡的现象。
2.2热网的布局不合理
随着城镇化的快速推进,留给城市进行新城建设和旧城改造的时间很短,建设与改造的力度空前巨大,城市日新月异,发生着翻天覆地的变化。在此过程中,城市增添了许多管网,但是在铺设这些管线时,并没有进行预先的统一设计与施工,管道的铺设是逐段进行的,使得一部分管道延伸不合理。更有甚者,部分管网为满足新入大型用户的负荷要求,简单的采取增粗管道的方法,这样就会出现热水由细管道向粗管道流通的不合理现象,使得城市供热不平衡。
2.3热网输运失水故障
酸雨及水中侵蚀杂质会对管热管道造成腐蚀,例如常见的氧腐蚀、细菌腐蚀、氯离子腐蚀等都会降低管道的质量。此外,当外界降低时,管道会产生冷缩现象,若此时温度急剧升高,管道遇热膨胀,长期冷缩热胀使管道中产生温度疲劳应力,极易产生裂缝,严重时可能使管道出现渗漏失水问题,导致热能大量流失,形成供热不平衡的问题。另外,供热系统失水不仅会导致资源严重浪费,还可能引起热用户投诉与纠纷,在社会上造成不好的影响。
2.4热用户过于分散
城市供热产业早期受到计划经济的影响,采用得最多的是单一管垂直串联系统,这种系统的不利之处在于易形成垂直方向失调。使得高低层的热媒冷热程度不均匀,供热效果较差,造成供热不平衡的现象。
3供热系统调节控制策略
3.1排除锅炉改造隐患
在热电厂进行锅炉改造前,进行大量的调查和分析,规划锅炉改造方案,考虑锅炉改造安全隐患,避免采用较小管径的管道,尽量选取直径更大的管道。针对一些已经存在的小管道,和使用时间过长的旧管道,要及时进行更换,管线交汇的地方要进行方案讨论,按照合理的方案要求进行改进施工,规避可能产生的其他问题,慎重对待热源改造。
3.2科学规划热网布局
热网在规划时,需进行多轮方案征集与比选,积极听取社会的意见,结合城建、规划部门研究方案可行性和前瞻性。对新入的大用户不能采取简单的加粗管道的方法来满足他们的大负荷需求。
3.3及时解决管道失水问题
管道铺设完成后,在供暖及停暖时期都要定期进行检查,及时更换腐蚀管道。避免因更换成本考虑而拖延更换时间,一旦造成供热管道爆裂,后果将更为严重。对于不需要更换的管道,进行适当的防腐处理,管道外部可采用涂漆防腐,避免管道进一步氧化腐蚀。气温变化对管道产生的热胀冷缩现象应在管道设计时予以充分考虑,热网运行时,可对管道进行保温处理,例如可在管段设置补偿器,或采用抗裂性能较高的材料,严禁使用脆性材料。
3.4差别对待分散的热用户
旧时期设置的供热系统,因热用户分散度过高,未能满足人们的温度需求。新时期,人们发现供热不平衡时,会希望供热部门及时进行解决。为了保证供热质量,提高供热设施的安全利用率,减少不必要的纠纷。供热部门应对供热系统人员进行培训监督,提高工作人员的服务素质,有条件改善管网的应及时改造,不适合改造的应对热用户进行安抚和补偿,以避免引发矛盾。
4结语
我国是一个能源总量大国,但考虑人口因素后,我国也是一个能源小国。在满足人们生活水平的前提下,发展城市供热系统,科学规划供热方案,合理调控供热不平衡问题,提高能源利用率,对国家战略发展有着极其重要的作用。
参考文献
[1]王军英,戴晓光,赖敬延.青岛城市供热体制改革的现状与对策[J].青岛建筑工程学院学报,2003,24(02):42-45.
[2]张磊,单志栩.大型热网运行与管理[M].北京:中国水利水电出版社,2010.
供热系统的平衡调节 篇2
关键词：地源热泵；燃气锅炉；排烟余热；冷热平衡
中图分类号：Q938 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）32-0085-02
地源热泵技术是目前成熟的供暖制冷技术，已经在很多实际应用中得到了验证，可以冬天供热、夏天制冷，一机两用，并具有高效节能、对环境污染小、运行稳定可靠、维护费用低、运行费用低等诸多优点，是理想的建筑冷热源，特别是在我国北方地区，冬季寒冷漫长建筑能耗高，使用地源热泵作为建筑的冷热源会明显降低能耗、减少污染物排放。但是因为北方冬季的热负荷远大于夏季的冷负荷，单一应用地埋管系统而没有调节地下冷热平衡的措施，冬季取热、夏季排热，由于其负荷差很大、冷热不平衡，长期运行将会造成地温持续下降，在地埋管区域形成“冷岛”，最终将导致地源热泵系统效率降低甚至不能运行。使用太阳能集热板、余废热等为冬冷夏凉地区地源热泵系统提供补充热能是调节室外换热系统冷热平衡的有效办法。
本工程位于吉林省长春市，地源热泵系统总建筑面积26000m2，共有两栋建筑，一栋为工厂综合办公楼，一栋为工厂生产辅助用房。经业主与设计院反复论证和实际项目考察，建筑的冷热源采用土壤源热泵系统，利用为工厂生产提供蒸汽的燃气锅炉的排烟废热作为地源热泵室外换热系统的补充热源。
1 主要设计参数及热参数换算
1.1 夏季室外设计计算参数
表1
干球温度日平均温度湿球温度极端温度大气压力
30.4℃26.1℃24℃36.7℃96780Pa
1.2 冬季室外设计计算参数
表2
采暖温度室外相对湿度干球温度极端温度大气压力
-20.9℃77%-24.3℃-33.7℃99650Pa
1.3 夏季室内设计计算参数
详见表3。
1.4 冬季室内设计计算参数
详见表4。
1.5 冷热负荷
详见表5。
1.6 燃气锅炉系统参数
表6
额定蒸发量额定蒸发量节能器进出口烟温循环水泵
16t/h22t/h110℃/50℃扬程32m、流量35t/h
1台2台 3台
1.7 地源热泵系统冬季取热量的计算
实际运行平均热负荷按计算热负荷40%，采暖天数170天，热泵机组COP值3.8。
冬季取热量=（1860×40%）×（1-1/3.8）×
170×24×3600=8052116210kJ
1.8 地源热泵系统夏季放热量的计算
实际运行平均冷负荷按计算冷负荷70%，制冷天数70天，每天制冷时间10h，热泵机组COP值5.5。
夏季放热量=（1650×70%）×（1+1/5.5）×
70×10×3600=3439800000kJ
1.9 地源热泵系统冷热不平衡量的计算
冷热不平衡量=8052116210-3439800000=4612316210kJ
1.10 燃气锅炉系统余热量计算
锅炉系统年均补水按23000t，平均进水温度15℃，平均出水温度45℃，锅炉年均消耗天然气3700000Nm3，天然气低位发热值32650kJ/Nm3，锅炉平均效率按92%，节能器热回收率80%。
锅炉系统出加热补水外可提供给热泵系统的余热量=32650×（1-92%）3700000×80%-23000×1000×（45-15）×4.186=4843180000kJ。
1.11 板式换热器换热面积计算
按逆流换热进行计算，计算公式：F=Wq/（K·△T）。
换热量：Wq按锅炉锅炉节能器可提供的余热量取值，即热水箱水位处于高位，电动给水阀关闭且软水箱温度达到设定值，全部水流都流经地源热泵系统补热板式换热器，锅炉最大天然气流量1500Nm3/h。Wq=1500×32650×（1-92%）×80%×1000/3600=870666W。
进出口温度：热媒进出口温度50/20℃，冷媒进出口温度9/19℃进行计算，传热系数K值取4000W/m2℃；平均温差△T：△T=〔（50-19）+（20-9）〕/2=21℃。
换热器的有效换热面积：F=Wq/（K·△T）=870666/4000·21=10.4m2。
1.12 过渡季节循环水泵选型计算
流量Q=W/（T2-T1）
其中：W为总热量（单位：kcal）、T2为换热器出口温度（单位：℃）、T1换热器进口温度（单位：℃）
W=870666×3600/1000/4.186=748781kcal
Q=W/（T2-T1）=748781/（19-9）/1000=75m3/h
扬程：板式换热器压降取0.05MPa，管道不超100m且管件等较少阻力取0.1MPa，压头余量按0.1MPa，则水泵扬程=0.05+0.1+0.1=0.25MPa。
1.13 余热补充系统的流程
详见图1所示。
2 系统的控制和监测
2.1 控制
2.1.1 锅炉余热端的控制。软化水经锅炉节能器加热后分别可以送至锅炉热水箱和地源热泵补充热能的板式换热器，利用管路上的电动阀调节送至板式换热器的流量，优先保证锅炉用水加热的需要，合理调节进入节能器的水温，保持节能器运行在高效率状态。
当阀1开度增大时，热水直接进入软化水箱的流量增大，进入地源热泵换热器的流量减小，软化水箱内水温升高，节能器出口水温升高，锅炉除氧器加热用蒸汽量减少；反之则节能器出口水温降低，锅炉除氧器加热用蒸汽量增加。
图1
电动调节阀检测节能器的水出口温度和烟气出口温度进行恒定调节，保持水出口温度不低于50℃，排烟温度不高于50℃。
2.1.2 地源热泵端的控制。冬季采暖和夏季制冷地源热泵系统开动时，地埋侧循环水直接进入板式换热器汲取热量；过渡季节或地源热泵系统停机时系统自动将循环动力切换到使用小循环泵，同时开闭对应电动阀门；小循环泵根据装在换热器热媒进口的温度传感器采集的温度数据判断启动和停止（温度高启动、温度低停止），以避免不必要的电能消耗；通过小循环泵的循环将热量带到地下系统中。
2.2 监测
检测地源热泵室外换热侧水泵进口的温度变化情况，用以监测地温变化情况，分析冬夏季的冷热平衡情况。
3 经验结果总结
2009年11月投入运行至2012年共经历了4个寒冷冬季，锅炉的最终排烟温度40℃～50℃，地源热泵系统地温11℃～15℃，完全可以做到室外系统的冷热平衡，运行状况十分理想。
（1）锅炉节能器至热泵系统的管道使用的是无缝钢管，软化水经节能器加热升温后原水中的溶解氧析出，造成管道的氧腐蚀，导致管道流通面积减小，流动阻力增大，局部出现漏水现象。应在系统中再加装一组换热器，使余热回收利用的循环水封闭循环，消除氧腐蚀，锅炉补充软水管路在换热器后采用不锈钢管道。
（2）利用锅炉排出的废热对地源热泵系统进行地下冷热平衡调节，使地温不会因为地源热泵系统的取热和放热的不平衡而降低，保障了该系统可以长期稳定、高效地运行。
供热系统的平衡调节 篇3
关键词：平衡阀,供热系统,调节
0 引言
水力失调是影响供热质量的因素之一。随着国家对节能和环保的重视,城市采暖中市政集中供热已是方向和趋势。近年来,房地产业的快速发展,住宅小区的供热范围也不断增加,达到几十万m2已不鲜见。但同样,其造成水力失调等异常现象也将更为突出。特别是集中供热分户计量改革政策的实施,供热质量直接影响着人民的生活水平和收费计量的落实,因此供热系统运行调节必须足够重视。
1 供热系统运行工况分析
水力工况是指系统管网各点的压力、流量及压差。水力平衡表现为各用户流量的合理分配。供热管网中,水是热载体介质,流量的合理分配是热力工况平衡的基础。水力工况的计算是系统设计时各用户流量在理论状况下确定的,由于管材及最高流速的限制,导致系统管道特性阻力数比值与设计要求的管道特性阻力数比值不一致,这是系统本身所固有的。供热系统是一个复杂的水力系统,各环路之间的水力工况相互影响,相互制约。运行中,任何一个用户的流量发生变化都将引起其他用户的流量随着发生变化,系统中各个用户的流量将重新分配,从而使各用户的实际流量与计算流量不相一致,引起水力失调,产生冷热不均的现象。供热系统的水力工况是水泵的输出压力工作曲线与外网特性曲线交汇形成的。供热系统的水压图是系统安全可靠运行和确定最佳运行点的外网压力工况的理论表现。供热系统投入运行,由于循环水泵特性曲线比较平缓,其总压力降的变化很小,而且外网特性曲线一定,所以,运行中水力工况的调整过程实质上是根据系统压力图,按照各用户的计算流量分配热媒的调整过程。也就是设置水力平衡设备,克服供热系统近端的多余资用压头,增加近端阻力,实现系统运行中的水压图和水力工况设计形成的水压图趋于接近的过程。这样,达到了与设计要求的管道特性阻力数比值一致,系统运行流量与设计总流量一致,各末端用户流量达到计算流量,分配均匀合理,实现供热系统的水力平衡,达到了安全可靠运行,水力稳定性和供热质量的目的。
2 供热系统水力失调的分析
供热系统水力失调是普遍存在的问题。主要原因存在于:其一。设计中供热外网水力计算不准确,只注意到最不利点(通常在系统的末端)必需的自用压头,而其他点的自用压头总是大于计算值,越接近热源的位置自用压头就越大。而各环路自身又不具备自主水力调节功能,必然要出现流量分配偏离设计状态,导致用户冷热不均的水力失调现象(通常是近端过热、远端不热)。其二,在系统设计合理的情况下,水泵选型过大,运行流量偏离设计状态(大流量小温差),也导致系统的水力失调。其三,新用户的增加和供热外网的扩建,却没有及时改造校核,而只是更换水泵(加大水泵的流量和扬程)使系统的运行调节和管理更为复杂,造成新的水力失调。通常设置大流量、高扬程水泵,采用大流量小温差这种方式并不能解决水力失调现象。据有关资料介绍,大流量小温差的运行方式将会使系统投资增加20%以上,耗费热能15%-20%,多耗电能30%以上。
3 平衡阀对供热系统水力失调的调节
3.1 在引入口的管段安装节流孔板或装设闸阀、截止阀等,平衡管道系统阻力和调节流量,消除用户系统剩余压头。但其缺点是,节流孔板的孔径是根据设计工况计算确定的,当热负荷变化时就需要重新计算和更换节流孔板。而且,节流孔板的孔径太小,容易堵塞。同样,闸阀、截止阀存在调节性能差,实质上只宜作为关断阀门用。特别是实施分户计量措施后,若任意用户系统的阀门开度发生变化,因节流孔板等其调节流量固定,将对流量重新分配后产生的新的水利失调现象,需要重新计算调节,动作滞后,操作复杂,灵活性差。
3.2 在引入口的管段上安装平衡阀、自力式流量控制阀和自力式压差控制阀等,其自动化程度高,灵活敏捷。国内近几年有所使用,效果良好。平衡阀、自力式流量控制阀和自力式压差控制阀等都属于调节阀的范畴。这些调节装置的核心设备是阀体,其调节原理都是通过改变阀芯的行程来改变节流面积和阀的阻力,从而调节通过阀门的流量,改变流经阀门的流动阻力,在没有外接电源的情况下,自动实现系统的流量平衡从而达到调节控制流量的目的。平衡阀在调节中设定的是开度,运行中其开度不随流量的变化而改变;自力式流量控制阀在调节中设定的是通过自身的流量,运行中其开度随流量变化而自动改变,从而使通过自身的流量保持基本不变;自力式压差控制阀在调节中设定的是两个测压点之间的压差,运行中其开度随压差变化而自动改变,能使两个测压点之间压差保持基本不变。与节流孔板等调节装置比较,平衡阀具有直线形流量特征,即在阀门前后压差不变的情况下,流量与开度呈线性关系;有精确的开度指示;有开度锁定装置,非管理人员不能改变开度;阀体上有两个测压小孔与智能仪表用软管连接,可以很方便地显示阀门前后的压差及流量。
3.3 供热系统运行调节中,对系统流量不改变的集中调节,由于系统流量不改变,管网的压差也不会变,因而平衡阀、自力式流量控制阀、自力式压差控制阀的开度都不改变,管网的流量分配也不改变,所以均可选用。但以选用流量控制阀或平衡阀为先,如进行量调节则应选用平衡阀。对用户自主改变流量下的调节,因其室内系统多采用共用立管的双管系统。所以,若共用立管入口装设平衡阀,依靠各用户温控阀的多次动作,可达到不同用户对室温的要求,因而平衡阀可选用。若共用立管入口装设自力式压差控制阀,可使共用立管的压差保持不变,有利于温控阀对所控制散热器的流量调节所以选用自力式压差控制阀效果最好。由于用户自主调节,管网流量也因此而改变,所以管网各分支处也宜安装自力式压差控制阀。
4 平衡阀应用的举例
某单位供热系统改造过程中安装了平衡阀,经过几个采暖季的运行结果表明,装设平衡阀能很好地解决系统的水力失调现象,提高供热质量,取得了良好的节能效果和经济效益。运行对比情况见表1所示。
通过数据表明,该小区供热系统装设平衡阀后,各分支系统流量分配均可达到设计计算流量,原多年来一直不热的用户室内温度调整到18℃以上;系统存在的过流和欠流区域其流量都可调整到设计计算值,末端的用户流量得以保证,局部过热和过冷现象得以解决,供暖效果稳定。部分用户由于私自改装管道,导致部分单元阻力过大,通过平衡阀的流量平衡分配,也达到计算流量。
5 平衡阀对供热系统运行调节的体会
(1)冷热不均现象消除,供热质量得到保证,用户投诉率降低。(2)热源设备能力得到充分发挥。(某小区实施平衡阀改造后,原来提供19万m2采暖面积的锅炉房,在采暖面积增加到23万m2后,供暖效果仍稳定良好。(3)达到运行调节节能的目的。供热系统能准确按照供回水温差和室外温度进行供热调节,达到了节能降耗的目的。(某住宅小区实施的平衡阀改造后,各建筑供暖系统回水温度偏差不超过3℃)(4)保证了循环水泵高效区运行。既节省了运行费用,延长了循环水泵的使用寿命。
6 结论
(1)平衡阀在供热系统中的应用,实现供热系统的水力平衡,达到了安全可靠运行,水力稳定性和供热质量的目的。(2)因单体建筑室内供热系统入户管径偏大的普遍存在,应用平衡阀进行供热管网系统调节是管网系统水力平衡的必要手段。同样,从住宅小区的应用实践,城市供热系统的一级网站也是实现水力平衡的方法之一。(3)合理布置环路,根据水力平衡的原则选择管径,是实现系统静态平衡的完整理念。但不应采用配置平衡阀的方法代替环路的设汁和水力平衡计算。(4)供热系统水力平衡将节能15-20%,水力平衡技术的应用是改善供热系统现状和促进节能改造的有效途径,具有显著的经济与社会效益。
参考文献
[1]郝存忠,王美萍.供热系统水力失调原因分析与解决措施[J].科技情报开发与经济,2006,(24):196-197.
[2]王晓梅,张晓云,张宇晨.供热管网改造实例——平衡阀的应用分析[J].城市建设,2009,(28):271-273.
[3]李风雷.供热管网中调节装置的选用[J].建筑热能通风空调,2006,(3):55-57.
[4]王丽.平衡阀在供热管网改造中的应用[J].建筑热能通风空调,2009,(4):55-58.
[5]胡海涛.平衡阀在供热管网中的应用[J].林业科技情报.2009,(2):70-71.
[6]高海旺.自力式平衡阀的原理及在供热系统中的应用[J].科技情报开发与经济,2006,(11):261-262.
浅析集中供热系统的调节 篇4
关键词：集中供热,供热调节,循环水泵,节能降耗
1 各种调节方法在集中供热系统中的应用分析
1.1质调节。质调节就是对供热系统热媒的参数进行调节, 也就是对热媒的温度进行调节。这个温度的调节是从生产热源处改变供热管网的供回水温度, 这个方法运行简便, 管网的水力工况稳定时, 是最为广泛的调节方式;但是对于多种热用户的热水供应系统, 在室外温度过高或过低时, 采用质调节时存在很大弊端, 有时不能满足热用户需求, 或者满足热用户需求, 但是为满足部分热用户需求, 参数过高, 造成浪费, 不节能。
1.2量调节。在对管网进行流量调节时, 需要保持供热管网供回水温度不变, 是随着室外温度的变化不断改变供热管网的循环水量, 随着室外温度升高, 管网流量迅速地减少这样常常会使供热系统产生严重的竖向热力失调, 同时在运转中不断地随着室外温度的变化而改变管网流量也难以进行管理, 也只能是对集中供热系统质调节的一种辅助方式, 对局部供热系统作辅助性的调节。
1.3分阶段改变流量的质调节。分阶段改变管网流量的质调节是在供热期内按照室外温度的高低分为几个阶段。在室外温度低的阶段保持较大的流量, 而在室外温度较高的阶段中保持较小的流量, 在每一阶段内管网的总循环水量保持恒定, 供热系统的调节采用改变供热管网供回水温度的质调节。
1.4质量 - 流量调节。根据集中供热系统热负荷的变化, 同时调节循环水量和供热系统供水参数。此种方法操作起来比较繁琐, 适用于安装质量流量计的系统。在供热系统中需要增设监控中心和远程终端, 达到中央监测、统一调度、现场控制、故障诊断等目的。
1.5间歇调节。根据冬季供热室外温度变化而改变每天的供热小时数。在供热初期或末期室外温度较高时, 热用户热负荷小, 不改变管网的流量、供回水温度, 只改变每天的供暖小时数, 仅可作为供暖初期、末期的一种辅助调节措施。
1.6 热量调节。热量计量调节。适用于安装了热计量表的供热系统。
2 集中供热系统运行调节的基本公式及步骤
供热系统进行调节的目的是在供热系统运行相对稳定的工况下, 使系统供给到热用户的供热量与热用户处的耗热量相等。即系统供给到热用户的供热量Q1或者说散热设备散热量Q2与建筑物的实际耗热量Q3相等。即Q1=Q2=Q3
Q3是随着室外温度的变化而变化, 所以调节Q1Q2是以冬季室外温度变化为依据。
由此公式可以看出, C为比热容相对恒定, 影响总热量的主要是△t和m, 所以集中供热调节当流量恒定时, 主要是调节供回水温度, 即质调节;温度恒定时, 主要调节管网流量, 即量调节。以上公式可以对集中供热系统的调节进行指导。
初调节:系统投入运行初期要进行调节, 称之为初调节。在供热过程中, 由于设计、安装等原因造成热力站、热用户的实际流量很难与设计流量相符, 即靠近热源、热力站的热用户流量过大, 反之, 流量过小。初调节的目的主要是解决热力工况的水平失调。调节方式主要采取在各热力站、热用户入口处对阀门的开度调整以达到流量的调节, 依据热负荷进行流量的分配。
运行调节: 初调节只能解决各换热站、热用户平均温度的均匀性问题, 但不能保证各换热站、热用户在整个供热期内都能满足供热需求。在集中供热系统进行的运行调节, 称之为运行调节。运行调节使到达各换热站、热用户的热量与热用户实际热负荷的变化相适应, 以防止出现室温过热或室温过低等现象。运行调节主要改善供热质量, 以达到供热的经济性。运行调节是一个很漫长的过程, 因为热用户的热负荷随着室外温度变化而变化, 但是又不是那么的线性, 所以一旦室外温度有变化, 调节就得跟上, 室外温度在整个供热期都是不断变化的, 所以调节工作也就伴随着整个供热期一直在进行而不能间断。我们哈尔滨属高寒地区, 主要采取分阶段改变流量的质调节方式。以哈尔滨市安埠小区5台40吨热水锅炉, 下设13处换热站, 供热负荷210万平米调节为例, 运行期间对循环泵按初寒期 (10月 - 11月) 、严寒期 (12月 - 2月) 、末寒期 (3月 - 4月) 三个阶段设定流量, 初寒期流量设定为1400t/h, 严寒期流量设定为1750t/h, 末寒期流量设定为1250t/h, 在三个阶段中室外温度浮动不大的情况下, 根据每阶段恒定的流量及历年住户室温采集分析制定相应的供热运行曲线及二次网供热温度参数表如下图。
该小区热水锅炉调节方法如下:1调节过程中根据热源循环泵总流量和13处区域面积设定每处换热站所需的一次网流量并通过电磁调节阀逐一设定。2对每个区域的热用户室温进行抽样采集, 分析出过热区及低温区。通过电磁调节阀对一次网流量再次调节, 从而达到控制二次网换热温度的目的。3当每个区域一次网流量分布较为合理后, 根据供热运行曲线及室外温度变化, 调整锅炉运行参数最终达到平稳运行及降低能耗的目的。结合分段改变流量的质调节方法, 哈尔滨安埠小区热源在2014- 2015供热期燃煤单耗量为30.42kg/m2, 较上一供热期单耗量下降2.7kg/m2。
3 结论
集中供热系统的调节对供热系统的安全性、经济性有着重要作用和意义, 通过以上的论述可以得出以下结论:
3.1实际运行中, 对集中供热系统进行调节时, 初调节必不可少, 只有水力平衡了, 各种调节才能更加科学、有效, 在调节时还必须具备精确的水温、流量控制及测量技术, 否则会因为控制不好, 浪费能源, 得不偿失;因为水温、流量的测量数据误差过大使各项调节工作失去作用, 浪费大量人力。
3.2 对于供热系统一级管网, 应根据热源性质, 系统形式选择最合适的调节方式, 而不是盲目的采用流量调节方式。
分户计量供热系统的调节 篇5
关键词：供热系统,分户计量,调节
根据有关项目的相关调查, 对分户计量供热系统的调节进行一些论述。一般来说, 各大居住小区的热力站位于地下一层, 文章以五栋楼的某小区为例。
1 对整个系统安装完备
系统调试之前, 首先进行必要的安装步骤, 以此确保系统的正常运行, 除此之外, 还要确保管道内部清洁无污染, 管道各处的压强符合。初次调解过程中, 出现很多基础性的问题, 例如二次线管路的清洗, 由于在清洗过程中没有进行彻底有效的清除, 导致供暖的同时出现了管井内除污器堵塞, 供电堵塞的现象。不止如此, 其他位置的除污器也受到相应的影响, 使得整个楼的供热效果虐质。个别住户的除污器直接报废, 热量不能在户内循环, 给供热系统的调控带来了极大的困难, 也造成的很大的资源浪费。所以在进行安装之前, 一定要认真清洗管路。其次, 必须对换热站中的各种单机设备进行单独调控测试, 排除每一个环节中可能存在的问题, 让电路的供电处于稳定持久的最佳状态, 以免某一环节的偶然出错导致整个供暖系统的瘫痪或对个别设备造成损坏, 从压力表温度计到每一个阀门, 都要确保万无一失。只有在确保合格、安全的前提下, 才能展开后续的工作。
2 启动系统的冲水操作
系统整体运行之前, 必须对其进行充水、启动。热力站中使用补水泵进行相关的补水, 均是软化水, 能够针对二次网络充水。但是, 二次线补水前应当关闭系统中所有的泄水阀门, 同时将所有的排气阀打开, 让供回水管中的旁通阀处于开启状态, 关闭所有用户系统总阀门。二次线冲水的操作, 首先需在二次管道中压满水, 观察管道中的最高位置的排气阀, 当最高点有气泡冒出时, 关闭排气阀, 完成二次线冲水操作。完成以上步骤之后, 将所有热力管道总阀门打开, 同时关闭旁通阀, 这样就可以对用户系统进行充水操作。在操作过程中, 操作者可以借助单元楼顶部的排气阀对管内的空气进行彻底的清除。
以上是对整个供热系统的充水操作, 充水完成后, 需要让系统有一个固定的压强环境。定压时, 根据楼层的高度和系统的定压数据, 选择精确的压强大小, 之后启动整个系统。首先进行冷循环, 也就是启动循环水泵, 只有当冷循环处于稳定状态时, 才能进行供热, 打开一次线供回水阀门。
3 整体系统的初步调节
一般来说, 系统的初步调节一般包括五个步骤:对二次管路的调节;对每栋楼的专门调节;对每个单元立管间的调节;对每个单元中每层之间的调节;用户内部调节。
(1) 二次管路的调节在换热站内进行。小区由五栋楼构成, 二次线中包括南北两个区, 每个分水器、集水器都有两个支路。小区1号楼和5号楼在南区, 其余三栋楼均在北区。为了让南北两区的水力达到平衡, 需要借助固定的公式G=860×Q/ (tg-th) m3/h[1]和一定的仪器超声波流量计计算出这两个区的流量, 当然, 必须清楚两个小区的总热量负荷, 对于流量的测量也需要在回水干管上进行。当南北两区的水力平衡后, 在相关的调节阀所处位置上做好标记。
(2) 对每栋楼的专门调节。通过观察显示, 4号楼和5号楼的实际流量使用大于计算的数据, 原因是, 这两栋楼距离换热站最近, 由于受到管径和管中水的流速的影响, 不能消除分路上的剩余压头。相比于4号楼和5号楼, 其他三栋楼的流量远远没有达到我们的设计要求, 使得这三栋楼明显供热不足, 4号楼和5号楼又供热过度, 造成明显的单元楼之间水力失调。调试时, 分别在1号楼、2号楼和3号楼的热力入口处使用超声波流量计, 计算出这几栋楼的流量值, 再进行手动调节, 将控制阀固定在设计范围内, 做好相关标记。同理, 调节4号楼和5号楼。当每个单元楼的供回水温差的值大约等于换热站中总的供回水温差时, 整个系统的供水是处于正常状态。如果每个单元楼的供回水温差的值大约小于换热站中总的供回水温差时, 进行逐一检测, 找出出现问题的单体楼, 按照计算值的偏离程度, 确定新的调节顺序。
(3) 对每个单元立管间的调节。在本次的实例中, 单元数最大为六个, 所以它的热力入口处于这六个单元楼之间。这样做的好处是, 减了远端立管出现失调的机率, 但仅仅有这些措施是远远不够的, 还需要让每个单元之间的立管也达到平衡。在本次案例中, 每个单元立管上都安装手动调节装置和平衡装置。换言之, 就是安装这两种控制阀, 能够调节不同距离引入口的流量, 消除剩余压力, 让每个单元立管之间达到平衡。
(4) 对每个单元中每层之间的调节。本次案例中采用的方式是下供下回式, 时常出现底热顶凉的现象。所以在调试过程中, 根据楼上楼下供热的差异, 逐一调节每层管道井处的平衡阀。
(5) 用户内部调节。在本次案例中, 户内系统采用的是双管异程式系统大部分有两个环路, 出现了各种问题, 直接导致供暖不能正常进行。1热力不能够有效的持续循环, 原因是对于二次管道的冲洗不彻底, 使得除污器出现了堵塞问题;2部分楼的顶层楼层不能很好的受热, 经过勘察发现是部分管道中的空气没有排除干净。1号楼完全无法受热, 原因是这栋楼的热力入口处的压强控制装置损坏, 使得压差出现了很大的失误;3所有楼层几乎都存在受热不均的现象, 离换热站近的楼层受热力度大, 相对远的楼热度力度小。但是, 经过一定程度的整改后, 这些问题都得到了解决, 使得供热达到了我们的预计标准, 满足了用户的供热要求。
4 结束语
从整体的系统运行来看, 一个供热系统能否正常持久的运行, 不仅与系统中的各项调节有关, 还与施工质量的好坏有很大的关系。因此, 在施工时要加强对施工方的监督力度, 减少各种施工问题所导致的不利影响, 减少施工成本的浪费。使得供暖正常进行, 保证供暖质量。
参考文献
[1]刘爽.分户计量供热系统运行调节与室温控制的研究[D].大连理工大学, 2011.
供热系统的平衡调节 篇6
实行集中供热是节能减排工作中的一项重要工程。利用热电厂作为热源，通过中间换热站进行换热然后送到用户用以采暖的供热方式成为目前集中供热的主要趋势。因此，对换热站的运行调节的研究对节能减排具有重要的意义。
1 换热站的调节
在计量供热系统中，由于换热站的换热面积不变，当系统中某个用户调节流量后，二次网的流量发生变化，但一次网的流量、供水温度并没有发生变化。这样，二次网的供水温度就要随之发生变化。当二次网的供水温度发生变化后，对于那些没有进行调节的用户，虽然散热器流量没有发生变化，其室内温度也要发生变化。所以，应保证二次网供水温度只与室外温度有关，而不随用户调节流量有所改变。对于二次网供水温度的调节，可通过调节一次网的流量或者是一次网的供回水温差来实现，而调节阀是由现场控制器来控制的。现场控制器根据采集系统采集的用户采暖状况及室外温度的变化进行热量平衡的计算给出一次网供水流量，并通过变频泵进行流量的调节。二次网的控制原理见图1:
二次网的调节过程中，需要注意的是对换热器来说，二次网流量的改变对对数平均温差△tm没有太大的影响，但是对换热器的换热系数影响较大。对于管内湍流换热系数来讲有：
加热流体时n=0.4，冷却流体时n=0.3。
可以看出，在湍流区对流换热系数与速度的0.8次方成正比，流速的改变对传热系数的大小影响较大。当室外温度发生变化，各用户必然通过室内调节阀进行流量的调整。当室外温度降低时，各用户根据需要将调节阀开度开大，导致整个二次网流量增加，这时流速的增加使得换热器的对流换热系数增加，有利于系统的热交换，但是此时由于流量的增加，现场控制器必然对循环泵进行开度控制，增大循环泵的流量，所以循环泵能耗将增加;反过来，如果室外温度升高，各用户将根据需要调节流量，导致二次网循环流量减小，换热器中的对流换热系数减小，恶化换热效果，但此时循环泵流量小，耗功率下降。为了保证换热器的换热效率必须保证二次网的循环流量在一定的范围内。也就是说，二次网流量存在一个最小流量值。二次网现场控制器的程序框图见图2。
2 工程应用
某市东方小区建筑面积6.780万，其中外墙类型有370mm红砖墙、370mm清水砖墙和加气混凝土预制板，窗户类型为塑钢窗，窗墙比约为0.3。两台BBR-0.8换热器为其提供热源。循环泵为kql100-160, G=100, H=32, P=15三台。进行技术改造前该站供热量见表1:
经过技术改造后供热量见表2。通过表2可以看出，经过技术改造后该换热站耗热量得到极大改善。图3给出技术改造后典型用户室内温度的变化，可以看出，进行换热站技术改造后能够满足用户需要。
3 结论
浅谈城市供热系统调节方式 篇7
关键词：气候补偿器,采暖用户供水温度-室外温度关系,电动三通阀的开度
1 气候补偿器的工作原理
图1为气候补偿器的工作原理图。
2 气候补偿器的供热调节特性
进行采暖系统供热调节的目的就是维持采暖房间的室内计算温度tn稳定,公式(1)是进行采暖热负荷供热调节的基本公式。
式中的是实际室外温度tw条件与采暖室外计算温度twn条件下的相对采暖热负荷比;是实际室外温度tw条件与采暖室外计算温度twn条件下的相对流量比;tg′、th′、tn是采暖室外计算温度twn条件下的采暖热用户的供水温度、回水温度、采暖室内计算温度,均为已知参数;tg、th是实际室外温度tw条件下采暖热用户的供水温度、回水温度。
不同室外温度条件下,采暖用户系统的供水温度和回水温度:
采暖用户系统进行供热调节的主要方法是质调节方法,即在采暖用户系统循环流量不变的条件下,随着室外空气温度的变化,改变用户系统的供、回水温度。将质调节的条件:循环流量不变,即=1代入采暖热负荷供热调节的基本公式(1)中,可确定某一室外温度tw条件下,采暖用户系统供水温度tg、回水温度th。
式中的相对热负荷比
3 用户与室外管网采用带混合装置的直接连接时,外网的流量要求
在设置气候补偿器的系统中,如果采暖用户与外网采用设混合水泵直接连接方式,如图2所示,采暖用户进行供热调节的主要方法是循环流量不变的质调节方法,以保证采暖用户系统水力工况的稳定。
室外热水网路进行供热调节时,外网供水温度τg′和外网的回水温度τh′不随室外温度变化,室外热水网路可采用量调节的调节方式,即不改变外网供回水温度,调节电动三通阀的开度,改变流量的调节方式。则外网供水温度τg′大于进入用户系统的供水温度tg′,即τg′>tg′,外网的回水温度τh′等于用户的回水温度th′,即τh′=th′。室外网路要求的流量,可根据混合比μ求出。
如图2,在采暖室外计算温度twn下,混合比
式中,G′o—采暖室外计算温度twn下,外网进入采暖用户的流量(kg/h);G′h—采暖室外计算温度twn下,从采暖用户抽引的回水量(kg/h)。又根据图2,在采暖室外计算温度twn下,列热平衡方程式
式中,c—热水的比热,c=4.187 kJ/kg·℃;τg′—采暖室外计算温度twn下,外网的设计供水温度(℃)。则采暖室外计算温度twn下的混合比
4 采暖用户与外网采用换热器间接连接时,外网的流量要求
在设置气候补偿器的系统中,室外热水网路和采暖用户采用换热器间接连接时,外网的供水温度τg′和外网的回水温度τh′不随室外温度tw的变化而变化,室外热水网路向采暖用户供热的调节方式是量调节方式,即不改变外网供回水温度,调节电动三通阀的开度,改变外网的供回水流量。进行量调节的方法是调节外网的流量使之随供暖热负荷的变化而变化,使热水网路的相对流量比等于采暖热用户的相对热负荷比,即
利用上述公式就可计算确定室外热水网路和采暖用户采用换热器间接连接时,热水网路的流量。
5 气候补偿器供热调节的计算示例
哈尔滨市某集中供热系统,热源供、回水温度:130/70℃。采暖用户与室外管网采用设混水器的直接连接,小区总供热面积25万平米,全住宅用户,要求的冬季室内计算温度为tn=18℃,用户要求的设计供、回水温度为95/70℃,采暖设计热负荷为16250kW。
哈尔滨市采暖室外计算温度twn=-26℃,根据采暖设计热负荷,可计算采暖室外计算温度twn条件下,采暖用户要求的流量
在采暖室外计算温度twn下,混合比
采暖用户的流量G等于外网进入采暖用户的流量G′o与从采暖用户抽引的回水量G′h之和:G=G′o+G′h
当室外温度tw=-15℃时,采暖热用户的相对热负荷比为
当室外温度tw=-15℃时,计算采暖用户质调节的供、回水温度tg、th,其中b是与散热器有关的指数,由散热器的型式决定,采暖用户选用铸铁M-132散热器,b=0.286。
当室外温度tw=-15℃时,室外网路要求的流量Go,可根据混合比μ求出则
因采暖用户进行质调节,采暖用户的流量G不随室外温度的变化而变化,即则
因此室外网路进入采暖用户的流量Go为
从采暖用户抽引的回水量
通过上述计算可以看出,采暖用户与室外管网设混水器直接连接采暖的系统,当室外温度升高时,可通过减少室外网路进入采暖用户的流量,增加从采暖用户抽引的回水量的办法达到减少供热量的目的。
6 结论
供热系统的平衡调节 篇8
计量供热系统中,用户的主动调节导致热源无法控制和预知供热量的变化[1],供热调节的主体不再只是热源,而是热用户与热源共同调节。针对用户的主动调节,热源的调节需既能满足用户热量的可调性,又能减少系统运行能耗。
文中提出以质量并调方式确定供水温度,流量作适应性调节的主动质量并调-被动量调节的综合调节方式,以某小区二次网系统为研究对象,分析了该调节方式作用下供热参数变化的特征,最后对比了该种调节方式和传统质调节方式的二次网水泵电耗。
1 二次网运行调节模型的建立
1.1 二次网热平衡方程的修正
在集中供热系统的实际设计过程中,通常对单位面积热指标的选择和散热器散热面积有一定的保留性,与实际热指标、实际需要散热面积相比,均有所偏大[2]。因此,在实际运行过程中,需考虑对两者的修正,令α和β分别为热指标修正系数和散热面积修正系数,其定义式为:
式中:q、q'—分别为实际热指标和设计热指标,W/m2;
F、F'—分别为实际需要散热面积和设计散热面积,m2。
考虑了2种修正方式后,得到的系统热平衡方程为:
式中:tn、tn'—分别为室内设定温度、室内计算温度,℃;
tw、t'w—分别为实际室外温度、设计室外计算温度,℃;
tg、t'g—分别为二次网供水温度和设计供水温度,℃;
th、t'h—二次网回水温度和设计回水温度,℃;
b—散热器常数,文中取b=0.3;
—二次网相对流量;
Δtm、Δt'm—分别为散热器平均温差和设计平均温差,℃。
以对数平均温差方式给出:
式中:tn—用户设定室温,℃。
计量供热系统中,由于用户个体调节的差异性所在,用户之间的tn不同,对二次管网而言不能根据式(3)来直接建立调节模型,但是可以按用户对tn的不同要求对用户进行分类,热平衡方程对于每一类的热用户是成立的,由这些局部热平衡方程最终构成二次网的热平衡方程组,配合相应的调节方式即可对管网的供热参数进行求解。
设二次网系统中,共有k种类型热用户,那么二次网与各类用户之间,总有以下关系成立:
1)热源一定时,二次网的供水温度唯一,即所有用户供水温度相同;
2)循环水质量守恒。二次网总流量等于各类用户的流量之和;
3)循环水能量守恒。二次网的回水热量等于各类用户回水热量之和;
4)室温稳定时,用户的散热器散热量、二次网供热量和用户热负荷三者平衡相等。
基于以上关系,可以得到二次网与各类用户的供热参数之间关系有:
以上就是二次网的热平衡方程组。下角标i表示第i类热用户相应的供热参数。对于此方程组,未知量个数仍多于方程个数,因此,需要调节方式对其进行条件补充才能进一步求解。
1.2 调节方式的选择
计量供热系统中,用户是利用温控阀的量调节来实现室温控制,因此对于二次网而言,不宜对流量进行主动调节,应根据用户所需的实际流量进行适应性调节,既能减小用户节流所消耗的水泵扬程,又可保证用户的可调性。当tw变化时,用户的量调节方式对负荷的变化只能起一定的调节作用,考虑到tw是对所有用户均产生影响,二次网应该采取相应的调节方式来应对tw变化所产生的负荷波动。采用质量并调的方式,使二次网流量随负荷的减小而减小,从而减少水泵电耗。
综合以上两点,采用在质量并调的基础上,配合适应性量调节的质量综合调节方式。
对于质量并调方式参数的选取,采用流量与温差按比例分摊热负荷的方式来确定。对于管网供热而言,始终有:
式中:—相对供热量;
—相对供热温差。
方程两边同时取对数,则有:
令:
其中,n为流量调节优化系数,物理意义是流量调节占供热量调节的份额。根据其定义式,则有:
补充了式(13)后,与式(5)~式(9)联立,构成了二次网的主动质量并调-被动量调节的调节模型。经过对二次网的热用户进行分类统计后,确定各类别用户的设定室温tni,模型即可求解。
2 模型的求解
首先利用质量并调的方式对供水温度进行求解。将式(13)代入方程(3)右侧等式,可得:
其中,
与式(14)代入方程(3)左侧等式,即可求解供水温度tg:
其中,
求解出供水温度后,将其代入方程(9)中,可得回水温度thi的隐方程。对于该隐方程无法进一步求解其解析解,采用牛顿迭代法[3]即可求解其数值解。计算出各个回水温度thi后,根据式(3)左侧和右侧构成的方程,可求解
至此,二次网各类用户的供热参数全部求解完成,下面求解二次网管网参数。将方程(6)和方程(7)写成相对流量的方式。对二次管网的相对流量G珚有:
式中:Gi、G'i—分别为第i类用户的实际流量、设计流量,kg/h。
令,分子分母同时乘以供回i=1水温差,则变成热负荷的比。此时,管网的总相对流量G珚与总回水温度th有:
将各类用户的回水温度和相对流量代入后,管网的相对流量和回水温度即可得出。
对于n的取值问题,需从水力工况角度进行分析。对于分户计量供热系统,室内的自然作用压差不可忽略[4],因此,用户的循环作用压力由水泵的机械循环压头Δpb和自然循环压头Δpz,则相对作用压头:
理想的调节特性必然是每个用户的作用压差均相同,但是由于计量供热系统用户的调节特点,必然导致调节用户与未调节用户的作用压差不相同,理想的调节特性只能是保证未调节用户的作用压差相同。为此,先分析自然循环作用力对用户的影响,然后根据自然作用压差的特性来调整强制循环作用压差。作用于用户的自然作用压力主要是由于供回水水温的不同而造成密度不同,进而形成自然作用力,写成相对作用压差时有:
式中:g—重力加速度,m/s2;
ρg、ρh—分别为实际供回水密度,kg/m3;
ρ'g、ρh'—分别为在相应设计温度时的供回水密度,kg/m3;
h—用户所在高度,m。
可见,对于任意用户的相对自然循环压差与高度无关,仅与回水干管末端回水温度有关。
因此,用户的相对自然循环压差均有:
要保证未调节的相对作用压差相等,即:
根据比例的性质,若:
只有当机械循环作用压力相同比例变化时,才有:
此时,总相对压差也有:
一定误差范围内,在全部供暖水温区间,水的密度与温度可近似视为线性关系,对式(26)有:
根据前面的分析,对于热用户,均有平衡方程
即:
对于同类用户,其相对流量珚G必然相等,即:
式中:S—室内采暖系统阻力数,Pa/(m3/h)2。
写成相对压差的形式:
对未调节用户而言,珔S=1,因此:
代入后,解得:
当式(34)成立时,未调节用户的总压差相同,此时的n值为二次网的最佳流量优化系数。
3 实例分析
北京某新建小区采用间连式计量供热系统,二次网供回水设计温度为85℃/60℃,室内设计温度20℃。室外计算温度-9℃。在用户预交采暖费的同时,对用户的室内温度设定进行了调查。对调查结果统计归类后,小区用户的调节习惯主要由以下5种构成:
1)全天设定室温为20℃,占全部用户比例约为43.7%;
2)全天设定室温为18℃,所占比例为21.2%;
3)白天上班设定值班,晚上下班设定20℃,即8:00~18:00设定8℃,其余时间设定为20℃,所占比例18.1%;
4)白天上班设定值班,晚上下班设定18℃,即8:00~18:00设定8℃,其余时间设定为18℃,所占比例16.4%;
5)刚装修后,有对房子及家具防潮需求,设定全天室温10℃,约占比例0.6%。
根据以上的用户分类,采用网流量优化系数为1/3的主动质量并调-被动量调节方式,考虑到负荷与散热面积的保守设计,取负荷修正系数为1.02,散热面积修正系数1.05,据此,计算可得相应的调节参数,如表1所示。
从用户调节规律中可以得知,由于第3、4类用户的分时段调节作用,即使相同的室外温度,不同时段的部分供热参数也有所不同(见图1)。从图1可以得知的白天和夜间的供水温度一致,这是因为在模型建立过程中,供水温度的确定只与室外温度有关,而与用户是否调节无关,所以即使夜间用户进行调节,供水温度并不受其影响。对于回水温度和相对流量而言,用户的调节将引起这些参数的改变。白天时段,这两类用户主要以值班状态运行,其特点是低流量、低回水温度;夜间时段,由于用户的设定调节,运行参数由8℃状态转变为18℃、20℃状态。调节前后,此类用户的流量与回水温度均发生了较大改变,且此类用户所占总用户数量比例较大,调节引起了二次网流量与回水温度的改变。因此,用户的调节是这两个供热参数发生改变的根本原因,热源应根据这类用户的调节规律提前改变相应的供热参数,以便满足这类用户的用热需要。
4 不同调节方式的二次网循环水泵电耗对比
为了量化分析采用主动质量并调-被动量调节方式的节能性,对采用该调节方式后的二次网循环水泵电耗进行计算,同时为了突出比较这种调节方式的节能性,对该小区一直沿用的质调节方式进行计算。
对于循环水泵而言,水泵的功率、电耗量与相对流量的关系。
式中:τ—某一室外温度延续时间,h;
P'—水泵设计运行功率,k W;
np、nm—分别为水泵调速前后的转速,r/min。
当系统采用质调节时,只改变系统的供水温度来适应负荷的变化,水泵则恒定转速运转。因此,水泵始终以设计运行工况运行,其功率为P';当采用主动质量并调-被动量调节时,将相应的相对流量代入式(35)中,即可得到不同温度时水泵的运行功率。对于北京地区采暖季室外温度,可根据北京地区的标准年气象统计资料[5],对供暖期室外温度延续时间进行统计。最终,根据式(36)所得到的采暖季二次网系统能耗。不同调节方式的采暖为二次网水泵电耗如表2所示。
kW h
由此可见,主动质量并调-被动量调节方式在保证用户热量可调性的同时,具有较大的节能性,采暖季能耗仅为传统质调节方式的0.4倍。
5 结语
根据计量供热系统用户调节的特点,建立了主动质量并调-被动量调节的运行调节模型,并以某小区为研究对象,计算并分析了该调节方式的调节特性及节能性,得到了以下结论:
1)所建立的主动质量并调-被动量调节的调节方式可以满足各类型用户的用热;
2)当用户在不同时段对室温的设定有所不同时,将引起二次网相对流量和回水温度参数的改变,热源应针对这种调节提前改变系统的供热参数;
3)主动质量并调-被动量调节方式随着室外温度的变化以及用户的调节同时改变了相应的供水温度,降低了二次网相对流量,二次网循环水泵的电耗因此而降低。相比于质调节方式,这种调节方式具有极高的节能性。
参考文献
[1]狄洪发,江亿,秦绪忠,等.热量计量收费后供热网的运行管理[J].暖通空调,2000,(5):83-86.
[2]石兆玉.供热系统运行调节与控制[M].北京:清华大学出版社,1994.
[3]施吉林,张宏伟,金光目.计算机科学计算[M].北京:高等教育出版社,2005.
[4]贺平,孙刚.供热工程[M].北京:中国建筑工业出版社,2009.