集中供暖系统

集中供暖系统（共9篇）

集中供暖系统 篇1

1 问题的提出

供暖系统通常由热源、热网、热用户的三部分组成, 其能否正常运行主要取决于系统设计、施工、运行管理水平等三个方面, 并且这些方面相互影响、相互制约, 其中的任何一个环节出现问题都会影响到整个系统的正常运行, 使供暖的质量无法满足用户的要求。根据调研, 目前的集中供暖系统普遍存在的问题, 主要表现为系统冷热不均、失调严重、运行中的水、煤、电等的能耗严重, 运行故障及事故时有发生, 严重的威胁着热网的正常运行, 造成供热质量难以保证。

总结了近年来我单位技改、量化管理的经验, 分析了供暖系统普遍存在的问题, 就我国目前的供暖现状及供暖的发展趋势进行了分析, 提出了相应对策。

2 存在的问题及对策

2.1 水力失调

2.1.1 系统水力失调的分类及原因

系统水力失调可分为水平失调和垂直失调两种。前者表现为水平面上用户流量偏离设计值, 近端热、远端冷;后者表现为垂直面上散热器流量偏离设计值, 楼层上冷热不均。为了解决冷用户的供热问题, 通常使设置大流量、高扬程水泵, 导致近端的热用户更加供热, 小温差运行, 热量浪费严重, 运行成本很高。

2.1.1. 1 水平失调的原因可归纳为:

a.热网设计一般只注意最不利点所必需的资用压头, 而其它点的资用压头总是大于实际需要值, 越近热源位置资用压头的余量就越大。在热网投入运行时若没有及时调节, 必然出现流量分配偏离设计值, 导致用户冷热不均。b.供热面积扩大, 热网的某些管段流通能力不够, 没有及时改造管网。c.热网在设计合理的情况下, 水泵选型过大, 运行流量偏离设计值也会导致热网水力失调。

2.1.1. 2 垂直失调的原因可归纳为:

供热系统各立管之间、各层之间存在水力不平衡, 由于管道系列规格的限制, 设计一般是无法使之完全平衡, 尤其是分户改造工程, 单元立管若为同程式时自然压头作用导致垂直失调。

2.1.2 系统水力失调的处理办法

2.1.2. 1 水平失调的处理方法:

a.在每个换热站供水管及全部热用户建筑引入口安装调节性能较好的调节阀, 在正式运行前进行初调节。b.有条件的安装微机监控系统, 对系统及时进行有效的监视、调整和控制。

2.1.2. 2 垂直失调的处理方法:

a.分户供暖系统立管同程改为异程, 有效减少自然压力的影响。b.运行时对分户采暖热用户入口阀门进行调整。

2.2 系统积气

2.2.1 系统积气的主要原因有原因

系统积气的主要原因有两个:

a.热水中溶解的气体在系统的低速低压部位自动析出, 积存在散热器内或系统的局部高点, 补水量越大析出的气体可能就越多, 影响系统的水力流动和散热。

b.系统倒空, 即室内系统的局部形成真空, 使大量的气体进入系统。对失水量比较大的采暖系统, 若系统丢水后不能及时补水, 倒空则不可避免。

2.2.2 系统积气的处理方法

减少系统的跑、冒、滴、漏, 控制系统丢水, 从而减少了系统的补水, 把系统的补水率控制在2%以下, 可有效减少溶解在补水中的气体析出。如某系统的补水率通常在10%~15%, 系统总有排不完的气体, 当补水量降下来以后, 积气量明显减少。

在系统运行中系统丢水后应及时补水, 目前采用的手动补水的供暖系统是根据系统的压力变化控制其补水, 即系统压力低于某值时补水泵启动, 高于某值时补水泵关闭。对于采用膨胀水箱定压的系统由于压力表精度等客观因素限制及人的观测误差等主观因素限制造成系统倒空、进气, 空气被循环水带到系统之中在压力大的部位溶解在水中, 在压力小的部位析出, 增加了积气。同时热媒中的气体过多加剧了热源、管道、散热器的氧化腐蚀, 缩短了设备的使用寿命。系统中的积气需要及时排出, 增加了运行管理人员的工作量, 否则系统不但不能正常运行, 还可能出现冻裂管道和散热器的事故。解决方法是由膨胀水箱定压变为补水泵定压, 通过电磁阀等自控设备的控制, 系统压力低时补水泵补水, 达到系统的压力要求是补水回流到补水箱, 实现了连续补水。实践证明, 上述方法是行之有效的。

同时供热系统进气也是值得注意的, 在实践中我们曾遇到由于除污器未及时清洗, 其阻力变大, 在循环泵的吸入口形成负压, 在水泵盘根及其封闭不严处进气, 这是一个比较容易忽略的一个问题。克服方法:在循环泵的吸入口加压力表, 随时监视系统的压力变化, 及时清洗除污器, 并注意除污器的安装方向不要装反。

2.3 系统压力波动

2.3.1 系统压力波动的原因

对于膨胀水箱定压方式的供暖系统进常出现压力波动。一般的, 如系统定压正常, 压力低系统则缺水;压力高系统则散热器有可能超压爆裂。目前, 大部分供暖系统所用补水泵的补水量都大于实际需要的补水量, 采用的是大流量、高扬程的补水泵。当系统补水时, 补水迅速进入, 系统一旦充满则补水通过膨胀管进入膨胀水箱, 而膨胀水箱的管径一般较小, 阻力较大, 使补水泵的压力全部作用于系统造成系统超压, 而补水泵停止工作时作用在系统上的压力减小, 形成压力波动。

2.3.2 处理方法

上述原因发生的压力波动可通过更换与系统相匹配的补水泵和压力控制器自动控制补水来解决。如利用补水泵与电磁阀相配和, 利用补水泵既实现了系统的压力稳定, 又实现了系统的连续补水, 可谓一举两得。

3 工程应用分析

上述供暖系统的问题在实际运行管理中是常见的。通过近年来技改和量化管理节能技术的不断应用, 总结出了处理这些问题的一些经验, 并通过实践, 取得了较为理想的结果。现举一应用实例, 可供有关技术人员参考。我单位某采暖系统存在的问题较多:如水力不平衡, 近热远冷、冷热不均;系统积气, 经常冻裂管道和散热器;用户的室温得不到保证。尽管如此, 此系统的能耗仍很高, 水、煤、电的浪费严重。

该系统的供暖面积为16万m2, 供暖期间得同时运行两台10T/h链条锅炉、两台SYS-300型循环水泵、一台多级补水泵 (10kw) , 利用膨胀水箱定压, 间歇运行。采用手动控制补水, 由于补水泵太大, 运行中系统经常出现倒空或超压现象, 且系统压力波动较大, 水箱经常处于缺水或溢水状态, 系统总有排不完的气, 维修人员把系统排气做为每一天的一项艰苦工作, 否则系统就会积气, 系统末端就有可能冻结。

针对如上情况, 采取了如下措施:利用现有热源和一台循环水泵 (一用一备) 、增加了管网的监视、调节阀等, 在此基础上根据设计流量对管网的流量进行重新分配;更换补水泵为两台小功率的补水泵 (3kw) , 去除了膨胀水箱, 变开式补水为闭式补水;去掉管网上多余的排气阀 (这在未改造前有些绝对是不可缺少的) 和自来水管, 减少人为放水。上述方法采取后系统的水力工况稳定, 采暖室内温度在16~20℃, 基本上满足了热用户的要求。热用户对于“烧得不好”的投诉基本没有发生。与改造前相比, 一个采暖季节煤、节电效果明显。形成了供热质量稳定, 用户满意;运行、管理人员劳动强度降低, 收入增加;运行成本减低, 节约能源等一系列多方盈利的可喜局面。

4 结论

由此可见, 针对供暖系统存在的问题认真分析, 找出系统存在的问题, 采取相应的处理办法。通过技术改造, 提高供暖系统运行的技术及管理水平, 实行量化管理是提高供热质量, 节约能源的有效手段。

摘要：根据近年的技改和运行管理经验, 就我国目前供暖系统普遍存在的共性问题, 如水力失调、系统积气、系统失水以及系统压力不稳定等做了简要分析, 提出了解决方案, 并列举了我单位某供暖系统技改的实例。

关键词：供暖系统,水力失调,压力波动,技改

参考文献

[1]贺平.孙刚.供热工程 (第三版) [M].北京:中国建设出版社, 1996

[2]蔡启林.探讨计量收费与改善系统水力工况[M].北京:清华大学, 1998.

集中供暖系统 篇2

今天是停暖的日子，恰巧看到了王子洋先生写的《为什么我国南方地区不集中供暖》一文，才知道南北方的供暖是以秦岭-淮河为界的，也懂得了南方不集中供暖的原由是考虑到资源利用效率问题。

曾到过美丽的江南，羡慕那里一年四季总是溪流潺潺，气候温润;也曾到过美丽的春城昆明，走过街区，竟然看不到一架空调，能想象得出，那里四季的气温是何等适宜。相比之下，北方的冬季干冷的让人有点儿恐惧。特别是供暖前后的日子，昼夜温差及室内外温差特别大，冷暖的差异和变化真有点儿让人猝不及防。如今，尽管进入春季已有些时日，但北方的.春天总是乍暖还寒，从而让人从内心留恋供暖的日子。

至此，不禁让我想到了一则小故事。据说，一位南方姑娘与一位北方小伙结成了伴侣，在结婚的当晚，姑娘问小伙子：“你知道我为什么嫁给你吗?”小伙子摇了摇头，姑娘接着说：“其实，不是因为你长的帅，也不是因为你有钱，而是因为你们北方供暖。”看到这儿，或许让人感觉有点儿无厘头，甚至夸张，但也恰恰从一个侧面，反映出南方人对北方供暖的羡慕与向往。的确，在供暖的日子里，北方人的生活是非常惬意舒适的。外面寒风凛冽，或冰天雪地，室内却鲜花盛开，温暖如春。泡一杯红茶，放一首轻音乐，捧一本喜欢的书，去细细品味咀嚼，真是神仙般的生活;或约三五好友聚拢来，赏花听乐，放松闲谈，着实让人体味到秋收冬藏的那种殷实。如若幸运，临近春节，你在室内透过明镜的玻璃，还能赏到楼下墙角处的腊梅傲骨，鲜红的花朵与皑皑白雪相映相衬，别有一番情致，更让人内心产生一种无法言喻的萌动。是的，梅，不比其他植物的慵懒，尽管临风卧雪，却能花绽枝头，暗香浮动，带给人们冲击视觉的惊艳。

俗话说，人往高处走，水往低处流。这既体现了人们一种积极向上的理想和追求，又体现了事物发展的一种内在规律和必然。然而，从整体趋势看，事物的发展规律往往是波浪式前进的。生活的轨迹，同样有高有低，有缓冲有顶点有滑落。人的生活从低趋高发展，往往感觉不到什么，然而若从安逸趋向冰冷困苦，总是让人难以适应和承受。就像冬季我们习惯了这种供暖的安逸，这种安暖一旦嘎然而止，总让人怅然若失，甚至追悔自己，在别人羡慕的眼光里，是否将珍贵的青春年华都埋没在这种安逸舒适里?一枝寒梅尚能顶雪傲骨，装扮世界，而我们居于暖室，却在碌碌无为，不懂珍惜。

集中供暖系统 篇3

关键词：住宅集中供暖系统 分户热计量 收费

在市场经济的发展以及住房制度的改革之下，供暖已经成为了一种商品，为了深刻的落实《民用建筑节能管理规定》，各个地区也根据自己的实际情况发布了热计量设计规程，在这一背景下，住宅分户热计量采暖系统也开始得到了广泛的使用，这就有效推动了建筑供暖计量型收费模式的发展。实施计量型收费模式，不仅仅是对传统采暖收费制度的变革，也使得采暖设计方式开始朝着新模式发展，这就给传统的管理工作带来了一些挑战，基于这一因素，就需要探讨一种计量便捷、运行工况稳定的计量收费系统。

1 集中供暖住宅分户热计量的目的与条件

1.1 集中供暖住宅分户热计量的目的 实施集中供暖住宅分户热计量可以取得如下的效用：第一，可以有效提升用户的环保与节能意识，提升资源利用率，优化节能成效；第二，能够有效的分摊取暖费用，这也是公平原则的重要表现；第三，可以满足多样化的使用要求，可以根据建筑物的供暖需求来设计热环境水平，有效降低能源水平的消耗，提升室内供热的环保性；第四，在供热质量与数量上，能够帮助供热单位进行科学的监督。

1.2 集中供暖住宅分户热计量的实施条件 实施供暖住宅分户热计量的根本目的就是实现按需供热，其基本条件就是保障供热的质量。为了满足用户可以获取到自己所需的流量，又不会浪费太多的能源，就需要进行科学合理的水力平衡计算，同时，还要制定出科学合理的调控措施，保障供热系统节能性能够满足系统的运行需求。为了达到这一目的，就必须要采取科学合理的措施提升施工安全质量。

2 采暖系统的形式与热负荷计算方式

2.1 采暖系统的形式 在一般的建筑物中，以往常常使用的采暖系统有双管系统、单管系统与混合系统几种形式。在单管系统与混合式系统中，供水管道与回水管道是敷设在建筑物的顶层与底层地沟中的，这种敷设方式是无法满足分户计量需求的，也难以对室温进行调节，因此，该种方式也逐渐的被社会淘汰。双管下供下回式供暖系统的管道主要敷设在地层地沟以及地下室顶板中，可以使用竖向采暖法，该种方式就能够很好的实现分户计量，只需要在热力入口位置设置热量表即可满足要求，但是，该种采暖方式的抄表相对复杂，也容易受到人为因素的影响，因此，不适宜用于新建住宅中。

分户计量采暖系统管道可以设置在前室管道井与楼梯间中，管道入口位置设置好热量表、锁闭调节阀，采暖系统可以使用上分双管式、下分双管式、水平串联跨越式与放射双管式几种不同的模式，管道可以明装，也可以暗装。在新型供热计量政策的推动之下，分户热计量采暖系统已经得到了广泛的使用。

2.2 热负荷计算差别 在集中采暖分户热计量系统中，主要遵照《采暖通风与空气调节设计规范》进行计算，与传统的计算方式相比而言，该种计量方式有如下的不同：第一，室内温度标准较高。在分户热计量系统之中，卫生间、卧室以及起居室内房间的温度需要比设计标准高2℃。第二，计算户间传热量。在集中供暖模式之中，采暖费用是根据建筑面积来定的，用户在使用的过程中基本上不会自行去调节散热器阀门；在使用分户热计量系统之后，用户就会根据自己的实际情况来科学的调节室内温度，在该种因素的影响下，用户之间就会发生热传递，考虑到这一因素，就需要计算隔墙与楼板的传热量。

此外，还要注意到一个问题，集中供暖模式虽然会导致热负荷增加，但是建筑物总体的热负荷并不会发生变化，因此在设计立管管径与大小时，并不需要过多的分析热传递的问题。

3 集中供暖系统分户计量存在的问题与对策

3.1 集中供暖系统分户计量工作中存在的问题 实施分户热计量模式不仅可以满足用户的实际需求，也可以为他们树立起一种节能意识，但是，集中供暖分户热计量系统在实施的过程中还存在一些问题，这表现在几个方面：第一，计量精确性与合理性不足。供暖计量的收费与用电、用水是不同的，供暖用热会受到户间传热性能以及宅套部位的影响，用户的主观意识并不会对供暖计量系统产生过多的影响，用户可以改变的仅仅为采暖时间，是无法改变邻户室内温度与隔墙保温性能的。若采用直接收费的方式，支付费用就会出现一些差别，这是不符合公平原则的。第二，户间传热因素的影响。在实施分户热计量系统之后，如果用户降低采暖标准、房间控制或者间断采暖，那么户与户之间就会出现热传递，若直接根据计量数值来收费，是不科学的。第三，不同位置采暖能耗存在差别。在建筑物的不同位置，围护结构有不同的特性，因此，需要的热量也会存在一些差别。

3.2 解决上述问题的措施 第一，科学选择与安装计量装置。在选择热量表时，需要根据公称流量进行选择，保障好分界流量，同时，还要控制好热量表安装位置，上游侧长度需要大于5倍管径，这样才能够有效提升计量工作的准确性。第二，采取科学的措施减少户间热传递。对于户间的楼板与隔墙，需要选择性能理想的墙体材料，合理控制采暖费比例的分摊，加强宣传工作。此外，为了减少户间热传递对分户热收费的困扰，增强户间建筑结构的隔热性能是可选择的措施之一，它们的隔热性能越好，户间热传递越少，同时，隔声性能也会提高，建筑物的舒适度会增加。第三，发展热计量收费方式。在采取热计量后，费用可以分为固定费用与运行费用两种方式，固定费用主要为设备折旧费与维护管理费用；运行费用主要是热计量过程中出现的费用，为了保障计量的准确性，需要根据运行费用的情况探究一种更加科学、合理的计费模式，不能够完全按照建筑面积来收费，将深刻的公平性原则贯穿在计量工作中。就目前来看，可以按照这样的收费方式来收费：在热量费用超过建筑使用面积供热价格时，按照建筑面积收取费用，超出热量不予收费，考虑到户间热传递因素的影响，即使用户不使用用暖设备，也需要分摊建筑面积总费用30%的供热费。

4 结语

总而言之，实施集中供暖系统分户热计量收费方式是对传统采暖技术的一种变革，该种收费方式可以有效改善室内的热环境，改善居民的生活质量，该种计量模式将经济利益与能耗对等，这样即可有效提升用户的节能意识。但是，在分户热计量推行的过程中也出现了一系列的问题，因此，必须要根据具体的情况对分户热计量系统进行科学有效的改革，相信在相关专家与学者的努力之下，分户热计量系统定可以发挥出更好的节能效果。

参考文献：

[1]姚鑫，张思源.关于新建集中供暖住宅分户热计量设计若干问题的思考[J].科技信息，2009(03).

[2]张锡虎，梁晶，葛昕，刘露.某上供上回式垂直双管热水供暖系统的改造及其反思[J].暖通空调，2007(01).

[3]张锡虎，阎文蕾.对集中供暖分户热计量若干认识问题的探讨[J].建筑热能通风空调，2001(06).

专家系统在小区集中供暖中的应用 篇4

随着城市建设的迅速发展,供暖网的不断扩大,如何对集中供暖系统进行合理的调节和控制,使全网的运行状态最优、供暖质量最好、运行成本最低、用户满意度最高,提高热网的经济效益和社会效益已成为供暖企业急需解决的问题,也是供暖一直在研究的重要课题。在我国,每到冬季供暖期,北方地区大多采用燃煤供暖,由于每年的气温变化不同,平日气温也忽高忽低,一天内的温差变化很大。因此,采用同一个采暖指标供暖,就有可能造成“天气不冷,开窗散热;天气寒冷,室内不热”的现象,既浪费了资源,又降低了供暖质量。所以,我国北方城市的供暖制度正在进行重大的改革,除了制定符合新形式的政策和法规之外,还正在推行一些相应的技术措施,做到科学供暖。实现既保证供暖质量又节约能源,一直是人们期待解决的问题。

本文根据供暖锅炉向建筑物提供热源的特点,利用专家预测系统,按供暖小区的供暖负荷情况,参照当日的天气预报参数,检测当前室外室内温度来确定当前的供暖指标,实现采暖系统的科学有效控制与管理。

1 小区集中供暖控制系统的设计原则

供暖控制系统的主要设计原则是:热用户的室内温度达到供暖指标。所以,我们优化控制的目标是:在确保人们有一个温暖的生活、工作环境前提下,最大限度的节约能源,并使控制系统安全可靠的运行。因此,需要对回水管道的温度以及用户室内温度等参数进行测量控制。

供暖系统最基本和有效的调节控制,是按供暖小区的供暖负荷情况,参照当日的天气预报参数,根据检测当前室外室内温度来确定当前的供暖运行指标,通过运行指标来调节温度。多数供热过量住宅的“过热开窗降温”现象,并不发生在严寒期,而是在室外温度较高的阶段,在这个阶段,有些系统的热媒水温度甚至高于严寒期。在此情况下,通过科学的“看天气烧火”的办法,将取得在保证供暖质量前提下的节煤效果。

2 小区集中供暖专家系统

2.1 专家系统概述

专家系统(ES,Exper t Syst em)产生于20世纪60年代中期,经过短短的40余年,获得了很大的进步和发展。特别是20世纪80年代中期以后,随着知识、工程技术的日渐丰富和成熟,专家系统技术也获得了迅速发展,并广泛应用于语音识别、图像处理、信号解释等领域中,并产生了巨大的经济效益和社会影响,同时也促进了人工智能基本理论和技术的研究与发展。

专家系统是一种智能化的计算机程序系统,其内部包含了大量的某个领域专家水平的知识和经验,能够利用人类专家的知识和解决问题的方法来处理该领域问题。也就是说专家系统是一个具有大量的专门知识和经验的程序系统,它应用人工智能技术和计算机技术,根据某领域一个或多个专家提供的知识和经验,进行推理和判断,模拟人类专家的决策过程,解决那些需要人类专家处理的复杂问题,简单地说,专家系统是一种模拟人类专家解决领域问题的计算机程序系统。

2.2 专家系统(ES)的构造

专家系统的基本结构如图一所示,其中箭头方向为数据流动的方向。专家系统通常由人机交互界面、知识库、推理机、解释器、综合数据库、知识获取6个部分构成。

(1)知识库用来存放专家提供的知识。专家系统的问题求解过程是通过知识库中的知识来模拟专家的思维方式,因此,知识库是专家系统质量是否优越的关键所在,即知识库中知识的质量和数量决定着专家系统的质量水平。

(2)推理机针对当前问题的条件或已知信息,反复匹配知识库中的规则,获得新的结论,便得到问题求解结果。

在本应用中,实际采集到的室外参数和室内温度并不一定能在知识库中找到完全相同的数据,没有合适的回水温度可用,这就需要应用推理机进行推理,找出一组与采集数据最相近的情况,用已知的回水温度进行参考,通过后期的调整,以得到与此次室外参数相一致的供暖回水温度。

(3)综合数据库专门用于存储推理过程中所需的原始数据、中间结果和最终结论,往往是作为暂时的存储区。在本应用中,需要比较实际测得的室内温度与室内供暖标准温度,相应的调节回水温度。其中所产生的数据都存放到综合数据库。

(4)知识获取是专家系统知识库是否优越的关键,也是专家系统设计的“瓶颈”问题,通过知识获取,可以扩充和修改知识库中的内容,也可以实现自动学习功能。通过知识库的数据归纳、联想、类比、分析与综合等,给出供暖回水温度,并依据室内温度进行调节,最终得到与室外温度相对应的供暖回水温度,取得最终的数据并存入知识库的过程,即为本应用中的知识获取程序。

(5)解释器。根据用户的提问,对系统给出的结论、求解过程以及系统当前的求解状态提供说明,便于用户理解系统的问题求解,增加用户对求解结果的信任程度。并能提供出错信息,能对知识库中的错误方便地定位和修改。

(6)人机交互界面。人机界面是系统与用户进行交流时的界面。将专家或用户的输入信息翻译为系统可接受的内部形式,把系统向专家或用户输出的信息转换成人类易于理解的外部形式。通过该界面,用户输入基本信息、回答系统提出的相关问题,并输出推理结果及相关的解释等。

3 专家系统在集中供暖中的应用

3.1 小区集中供暖专家预测系统流程图

本课题所研究的内容基于小区供热系统,根据供暖小区的供暖负荷情况,按室外的温度变化、室外风向及风力、昨日天气等情况来决定燃煤的使用量。这就需要专家系统通过预测回水温度的算法,用于“智能化”的处理、解决实际问题。

本课题将小区集中供暖专家预测系统的主要框架绘出流程图如图二所示:

3.2 供暖数据(专家库)的完善实例

假设根据某时测得室外温度为-10度时,为了使室温维持在18度左右,根据以往的经验,给出回水温度为51度,记下某日室外预报最低温度Tt、昨日的最低温度Ty、预报风力Wf、风向Wd及阴晴状况S,当测得的回水温度为51度时,室温并没有达到18度左右,则应该对下一次室外温度为-10度时,在室外预报最低温度Tt、昨日的最低温度Ty、预报风力Wf、风向Wd及阴晴状况S不变的情况下,回水温度进行调节,当末日某时的温度也为-10度时,适当调整回水温度(上一次室内温度过高则提高回水温度;上一次室温过低则降低回水温度),使室内温度接近理想值,如果仍有偏差再进行回水温度的调节,直至室内温度符合供暖标准,记下本次-10度时室外预报最低温度Tt、昨日的最低温度Ty、预报风力Wf、风向Wd及阴晴状况S等参数,室外天气情况框架如图三所示。当室外温度为-10度时,如果Tt等参数有变化,再进行回水温度的测试,室温满足标准时,将此时的参数存入知识库,因此每一次测得的室外温度,专家库中都有一批参数与之对应。

而在将数据存入知识库之前,还有一个最基本的问题需要解决,即如何进行知识表示。知识表示就是知识的符号化和形式化的过程。如何将室外参数表示出来是建造知识库的最基本问题。知识的表示方法有很多种,对于今日室外预报的最低温度Tt、昨日的最低温度Ty和预报风力Wf,可以用确切的数值来进行表示,而风向Wd和阴晴状况S这些参数,则没有确切的数值表示,而是用类似“西北风”、“晴转多云”等模糊术语表示。本文设定风向及室外阴晴状况由表一所示:

应用专家系统指导供暖,相对于以往的采暖方式比较先进,能结合不同时段的室外天气变化,给出不同的回水温度,以间接的控制室内温度,在保证室温达标的基础上,更好的节约了能源。

4 结束语

本文将小区集中供暖专家预测系统应用到冬季供暖实践中,供热单位可以运用气象节能技术,做好冬季气象走势预测分析,结合往年采暖系统的数据分析,调节供热运行计划,科学实施“看天烧火”。采暖系统计量收费是供暖改革的发展方向,但在分户计量之前,应用专家预测系统指导集中供暖系统的节能控制,具有广阔的推广应用价值。实现供暖工作的定性定量控制,从而达到了既使用户感到舒适又节省能源的目的,可谓“一举两得”。

参考文献

[l]田瑞忠.供暖锅炉的计算机模糊控制系统设计[J].基础自动化,2001,(l):32-35.

[2]石琳.取暖锅炉模糊控制算法研究[J].辽宁工程技术大学学报,2001,(5):648-650.

[3].胡乾斌,李光斌,李玲.单片微型计算机原理与应用[M].武汉:华中理工大学出版社,1996.

[4]王福瑞.单片微机测控系统设计大全[M].北京:北京航空航天大学出版社,1998.

[5]张锡虎,王雅箴.对计量供热和改进供暖供热系统的若干意见[J].暖通空调,2005,(10).

集中供暖系统 篇5

由原建设部和国家质检总局联合发布的《公共建筑节能设计标准》明确指出从2005年7月1日起，新设计的公共建筑夏季室内外温差将被锁定在10℃以内。在我国发布的这个首部公共建筑节能设计的综合性国家标准里还规定:公建空气调节系统室内计算参数是，一般房间冬季温度20℃，夏季25℃，而大堂、过厅冬季温度是18℃，夏季室内外温差不大于10℃。公共建筑节能改造势在必行。

公共建筑能耗过高

目前，我国城乡既有建筑有建筑总面积约400亿平方米，这些建筑在使用过程中，其采暖、空调、通风、照明等方面消耗的能量已占全国总能耗的30%左右，大型公共建筑单位建筑面积能耗更约是普通居住建筑的10倍左右，是名副其实的能耗巨头。有数据显示，我国政府办公楼的能耗水平已超过8亿农民的能耗量。

2005年7月1日，由原建设部组织编制、审查、批准，并与国家质量技术监督检验检疫总局联合发布的《公共建筑节能设计标准》正式实施。这是我国批准发布的第一部有关公共建筑节能设计的综合性国家标准。《标准》的发布实施，标志着我国建筑节能工作在民用建筑领域全面铺开，是建筑行业大力发展节能省地型住宅和公共建筑，制定并强制推行更加严格的节能节材节水标准的一项重大举措。

公共建筑节能空间巨大，自2005年实施《公共建筑节能设计标准》适用于新建、扩建和改建的公共建筑的节能设计。通过改善围护结构保温、隔热性能，提高供暖、通风、空调设备、系统的能效比，采取增进照明设备效率等措施，在保证相同的室内热环境舒适参数条件下，与上世纪80年代初设计建成的公共建筑相比，全年供暖、通风、空调和照明的总能耗可减少50%。

联强智能控制节能系统

产品成功解决目前集中供暖中存在的供热失衡、房间温度不能自主调节、计量困难、收费不合理等诸多问题，是现代科技应用于传统行业的一大突破。

节能原理：通过系统调节楼宇、层间水力平衡以及室温调节等手段来达到节能的目的。

计量原理：公共建筑只对楼宇(区域)采用超声波热量表进行热计量。

功能特点：适用于既有公共建筑多种形式的集中供热采暖系统 (机关办公室、学校、公寓等) ;可依据楼层锁定阀门开度，实现层间平衡，解决热力失调(上热下冷)，节约能源;可依据作息时间(包括节假日)设定阀门自动调节时间，从而实现节能。手动调节室温功能;阀门自动关闭后，具有加班手动干预调节功能，方便随时供暖，过时恢复自动功能;安装及操作简单;可靠性高，同时检修方便(模块化检修);综合节能率30%以上。

在每组散热器入水端安装一个智能控制节能阀，并加装旁通立管，并在阀附近安装控制器，控制器与节能阀相连，用9V直流供电，控制器内有一个CPU芯片及一个时钟芯片，可以通过计算机写入程序，根据公司不同的作息时间，可以设定阀门的自动调节时间，实现分时控制，可以实现在无人上班的时候，停止供暖节约能源。假如我们8:00上班，晚上5:00下班，可以设定此时间段内处于供暖状态，下班以后系统会自动关闭或关小，系统还具有室温调节功能，大家可以看到控制器上有2个按钮，左边整个就是室温调节按钮，同时左边有5个指示灯，也就是说整个室温调节有5个档，它分别开启20%、40%、60%、80%、100%，灯亮或灭一次表示开启度增加或减少20%。用户也可以通过锁定不同楼层的阀门开启度来实现层间平衡，解决热力失调问题，节约能源。也许会有人问，如果在非工作时间加班用户可以看到这个控制器上有一个黑色的按钮，就是强制开启按钮，在加班时可以按一下这个按钮，便可以恢复供暖，过时自动恢复。

结束语

集中供暖系统 篇6

城市集中热水供暖管网是集中热水供暖的基础条件, 在布局方面存在的问题制约着供暖的集约化和有效性, 具体表现为以下几个方面:

1.1 管网布局不合理

热力站引出的热水管道, 一般都是管道长和管径大, 这样的管网布局势必需要更多热力和动力消耗作为支撑, 否则很难满足远端用户的正常供热, 而近端用户却会出现过热、噪声等失调现象。为了满足新用户的热水供暖需求, 则需要加大管道的直径, 使得热水在细管道和粗管道流量不均, 容易造成管道破坏。

1.2 水力失调

在集中供暖的规模扩大之后, 供暖的范围也越来越广, 系统的水力自然难以得到全面保障, 据调查, 很多城市都出现了水力失调的现象。造成水力失调的另外一个重要原因是集中热水供暖中的阻力分配不均匀, 并且没有根据设计要求的系统参数运行, 因而容易出现近热远冷的不均衡情况。某些城市采用加大管径、提高流速和增加调节阀门的方法, 但这些方法始终是权宜之计, 其中具体的技术环节难点, 还需要进一步克服。

1.3 变频技术的经济性问题

系统运行中增加风机和泵类等机械之后, 风量和流量的调节依靠调节板或者节流阀, 这种控制方法简单, 却并不利于能源节约, 而异步电动机的恒速转速, 同样不够经济, 因此变频技术应用需要综合考虑价格、运行可靠性和容量等限制问题。

2 城市集中热水供暖管网布局的问题解决措施

鉴于城市集中热水供暖管网布局存在的问题, 笔者提出以下几方面的解决措施:

2.1 管网布局的优化措施

管网的布局必须经济合理, 尽量缩短主干线, 同时合理配置管线的阀门、补偿器等附件, 以便实现灵活放气、放水和疏水。技术方面则要确保可靠合理, 譬如尽可能避开不利敷设管道或者管道敷设后容易造成外力破坏的地段, 譬如土质疏松的区域, 敷设后在重力荷载作用下, 管道容易被压坏, 或者敷设于地震断裂带或者滑坡区域, 在发生地震或者滑坡等自然灾害的时候, 难以保证管道的安全。因此, 管道不利于敷设在交通道路下面, 笔者建议平行于车道, 并尽可能敷设在车道以外, 譬如沿着人行道的一侧敷设。而地上的管道, 为了保持美观和不妨碍交通, 可与其他管道或者建筑物合理搭配, 但需要控制彼此之间的间距, 以便确保管道运行的安全和方便日后的检查维修。至于管道的管径大小选择, 我们可以根据热水供暖用户的需求, 对各个管道的流量进行计算和设计, 然后根据流量的大小确定管道的管径。

2.2 水力的静动态调节

为了解决集中热水供暖时水力不均的现象, 我们可以采用变频器的变频调节, 控制热水供暖的平衡。变频器有水力静态调节的平衡元件, 设置于支干线、支线和用户的入口处, 譬如调节挡板和节流阀, 这种元件的原理是手动调节孔板2-3次, 使得供热管网趋向于平衡状态, 如果热水供暖的范围越大, 则需要重复调节的频率就越高, 而且需要密切关注负荷的增加和减弱变化, 笔者认为静态平衡元件比较适用于规模比较小的热水供暖管网系统, 而且在供暖负荷和工况不变的情况下使用为佳, 主要是因为静态平衡元件不具备自动消除余压的功能, 而且范围太大的话, 需要安装更多的平衡阀, 而且调试费用也比较高, 因此还需要搭配动态水力平衡元件, 这样才能够彻底解决水力失调的问题。动态水力的平衡元件, 可采用联动装置的多孔板组合自力式流量控制器, 这种元件能够根据流量的大小, 与静态平衡元件结合, 借助系统的压差自动调节阻力, 直到将系统的剩余压力消除干净, 这样一来, 不管热水供暖管网的负荷产生什么样的变化, 都能够确保流量值保持永恒稳定, 有利于安装数量和成本的减少, 为热水供暖管网的有效运行和管理提供良好条件。

2.3 泵类机械的变频技术应用

交流电动机调速的方案中, 必须充分考虑变频技术的应用, 采用变频调速的基本原理整合电压型变频调速器的各个组成部分, 譬如整流器和逆变器等, 并且将三相交流电转变成为直流电, 以便控制微处理器的脉动电压, 在输出调速电动机的时候, 则可以控制电机转速和电源频率之间的关系, 以实现调速的平滑无级功能。变频技术应用于泵类机械, 以水泵的应用为例, 通过控制转速, 有效地减少空气动力, 在与风门风量控制调节方法对比的情况下, 前者的耗电明显小了许多。水泵在恒速水压的作用下, 热水供暖的管网会呈现曲线的阻力特征, 在设计水泵的时候控制输出的流量, 确保轴功率和输出流量成正比关系, 如果生产工艺另有所需, 则在输出流量减少到一定程度后, 增加管网的阻力, 这样一来, 在满足某个输出流量的特殊情况下, 水压头就会得到大幅度的降低, 而且功率也会逐渐减少, 表现出非常明显的损耗节约效果。从以上的分析可以得出结论, 每个热水供暖的季节, 需要综合考虑变频调速的装置, 而且在低转速的情况下, 各种导致功率下降的因素都要综合考虑, 在热负荷延续的基础上, 最大限度减少水泵的耗电量。

3 结束语

综上所述, 城市集中热水供暖管网是集中热水供暖的基础条件, 在布局方面存在管网布局不合理、水力失调、变频技术成本过高等问题, 制约着城市集中热水供暖管网的有效运行。为此, 我们需要对管网的布局进行优化, 以经济合理的方式, 实现灵活放气、放水和疏水。同时采用变频器的变频调节, 控制热水供暖的平衡, 以解决集中热水供暖时水力不均的现象, 并将变频技术应用于泵类机械, 以实现调速的平滑无级功能。这样一来, 才能够节约管网投资、减少供热能耗和提高供暖效益。

参考文献

[1]关薇.集中供暖过程中供热管网水力失调问题研究[J].科技信息, 2011, (25) :339, 350.[1]关薇.集中供暖过程中供热管网水力失调问题研究[J].科技信息, 2011, (25) :339, 350.

[2]刘朋.集中供热管网管径简化计算方法的研究[J].区域供热, 2010, (1) :19-21.[2]刘朋.集中供热管网管径简化计算方法的研究[J].区域供热, 2010, (1) :19-21.

[3]冯华.河北大唐国际唐山北郊热电厂配套城市供热管网设计与探讨[J].科技资讯, 2011, (5) :56.[3]冯华.河北大唐国际唐山北郊热电厂配套城市供热管网设计与探讨[J].科技资讯, 2011, (5) :56.

集中供暖系统 篇7

热源、热网、热用户是集中供暖系统的3部分。要使整个系统安全、节能、合理地正常运行, 保证每个热用户达到预定的设计参数, 需要在热用户和管网正确的水力计算设计基础上, 对热水网路绘制出合理的水压图。而要使热网按照水压图中的压力状况运行, 需要在热源设计时确定出合理的定压方式, 保证系统不出现倒空、汽化和底层超压的问题。

膨胀水箱定压、补给水泵定压、气体定压罐定压等方式是集中供热定压的主要方式。本文主要从设计角度针对实际工程应用中循环水泵吸入口定压方式和定压点设在旁通管处的定压方式做出对比, 并探讨其使用条件和范围。

2 循环水泵吸入口定压技术的原理

该种定压方式主要将系统定压点设在热源循环水泵的吸入口, 利用压力调节阀使定压点压力保持不变。如图1, 系统补水阀可自动开启和关闭, 当系统压力低于设定定压点压力时, 补水阀开启, 补水泵将从补水软化水箱里补水, 直至循环水泵吸入口处压力达到系统工作压力;当系统压力高于设定定压点压力时, 补水阀自动关小, 同时将多余的水量泄入补水箱, 使循环水泵吸入口处压力保持恒定。

3 旁通管定压技术的原理

该种定压方式是在热源循环水泵进、出口之间设1根旁通管, 采用补水泵补水管上的压力调节阀使旁通管某点F点保持静水压线要求的压力, 即为旁通管定压点补水定压方式, 如图2所示。从图2中可知, 在热网循环水泵运行时, 当定压点F的压力比设定的控制值高时, 补水泵转速降低, 压力调节阀关小, 补水量相应减小;当定压点F的压力比设定值低时, 补水泵转速增加, 压力调节阀开大, 补水量增大;当管网循环水泵停止运行时, 整个管网由补水泵补水后, 使整个管网系统压力始终维持在定压点F静压力值。同时, 通过调节旁通管上阀门a、b, 可调节系统动水压线, 当a阀门关小时, A点作用压力增大, 动水压线相应的变化为虚线处, 整个管网运行压力增大, 当阀门a关闭时, 动水压线位于静水压线之上。当管线阀门b关闭时, 动水压线在水压图中下降。

从以上的分析可知, 采用旁通管定压点和调节旁通管上阀门, 在保持静水压线不变情况下, 可相应控制管网动水压线。

4 工程应用举例

以下为实际工程分别采用循环水泵吸入口前补水泵定压方式和旁通管定压技术在集中供热系统中的应用举例分析。

4.1 工程概况及基础资料

某小区共有11层住宅楼8栋, 其中1#~4#楼沿街1层、2层为商铺, 层高4.2m, 3~11层为住宅, 层高为2.9m, 1#楼局部12层为水箱间;其余5#~8#楼为纯住宅, 层高2.9m。换热站绝对标高1 723.7m为基准。供回水温度为60/50℃, 楼内均采用低温地板辐射采暖。换热站内阻力损失12m, 循环水泵扬程40m, 管网平面布置图见图3, 每栋楼热用户参数见表1。根据管网水力计算得出, 最不利管路供回水干管压力降为6m。

注:管网水力计算及水压图绘制过程略, 图中ΔP为单程压力降。

4.2 静水压线的确定

根据各单体楼供暖设计参数和热网水力计算, 确定热源 (换热站) 对整个小区的定压方式, 确定原则为:在注意整个小区地形的同时考虑整个热网系统不超压、不汽化、不倒空。由表1数据, 计算出该供暖系统各楼所需最低静水压值, 见表2。整个小区设计地面标高呈西北高东南低。

注:以换热站绝对标高1 723.7m为相对标高±0.00m。

注:取安全富裕量5m。

由表1、表2可确定该区供暖系统的静水压线为51m。

4.3 采用循环水泵吸入口补水泵定压方案

小区内均为低温地板辐射采暖, 将系统定压点设置的循环水泵吸入口, 即采用补水泵变频调速定压, 绘制出本工程供暖管网水压图, 见图4。

从图4中可知, 管网运行时4#楼底层热用户工作压力为59.6m (除去换热站阻力损失12m) , 根据《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》 (GB 50736—2012) , 热水地面辐射采暖系统的工作压力不宜大于0.8MPa, 且选用的地暖加热管管材和壁厚应根据管材性能、工作压力等条件确定, 该种定压方式能满足本供暖系统定压要求。

4.4 采用旁通管定压方案

4.4.1 旁通管定压动水压线下限位置、上限位置确定原则

旁通管定压动水压线下限位置确定原则如下:

1) 保证供暖管网中直接连接的热用户任意一点不出现汽化, 且动水压线与静水压线高度差满足用户的资用压力, 防止倒吸入空气;

2) 满足循环水泵吸入口汽蚀余量的要求。

旁通管定压动水压线上限位置确定原则如下:

1) 保证供暖管网中直接连接的热用户任意一点不超压;

2) 至少有30~50kPa的富裕量。

4.4.2 旁通管定压水压图

本工程集中供暖系统根据旁通管定压技术原理, 结合实际工程数据, 动水压线下限位置需保证4#用户资用压力3.2m, 绘制出旁通管定压下限值水压图, 如图5。图中循环水泵吸入口压力44.4m, 满足下限位置确定原则, 整个供暖系统最高工作压力66.6m, 满足安全可靠运行要求。

另外, 动水压线上限位置保证4#用户底层不超压, 留有30 kPa富裕量, 可绘制出旁通管定压上限值水压图, 如图6。整个供暖系统最高工作压力为71.5m, 也满足安全可靠运行要求。

4.4.3 旁通管管径确定

根据《全国民用建筑工程设计技术措施暖通空调·动力》, “锅炉房水系统设计中循环水系统设计应符合下列要求:循环水泵进出口侧的母管之间, 应设置带止回阀的旁通管, 旁通管截面积不得小于母管截面积的1/2。”

另采用旁通管定压, 主要为选定恒压点在旁通管上, 循环水泵提供给旁通管消耗的能量, 旁通管管径越大, 消耗能量越多, 即循环水泵能耗也越高。

综上分析, 旁通管管径越小, 循环水泵越节能, 但若过小时, 旁通管宜堵塞。因此, 旁通管管径选用循环水泵母管管径的一半较合理。

5 结语

通过以上实际工程的计算分析, 以上两种方案均能满足设计要求, 可保证系统的安全运行。然而目前管材市场上材料型号规格不齐, 在设计阶段, 在设计合理的前提下, 另需考虑经济、节能等原则。因此, 将补给水泵补水定压点设在旁通管处的定压方式作为1种推荐采用的定压方式, 尤其是在新建住宅小区, 地形高差大, 且主要为10~12层建筑, 在保证整个系统不超压、不倒空、不汽化的条件下, 不会因为循环水泵配置不当而出现管网压力不稳定。该种方式初投资少, 便于管理。本文从整体集中供暖系统设计出发, 对循环水泵吸入口补水泵定压方式和旁通管定压方式的应用做了探讨。对于供暖系统的定压方式, 需要在以后的工作中进一步分析和探讨。

参考文献

[1]程天晏.供热小区采用旁通管定压系统浅析[J].山西建筑, 2010, 36 (25) :176-177.

[2]孙德锋, 朱启振, 等.火力发电厂煤仓间高区供暖设计探讨[J].暖通空调, 2015 (6) :20-23.

[3]李宏涛, 王文军, 等.旁通管定压在大高差集中供热系统中的应用[J]煤气与热力, 2012, 32 (7) :A08-09.

[4]贺平, 孙刚, 王飞, 等.供热工程 (第4版) [M].北京:中国建筑工业出版社, 2009.

[5]韩艳, 王飞.旁通管补水定压系统调压幅度确定方法的探讨[J].科技情报开发与经济, 2007, 17 (5) :166-167.

集中供暖系统 篇8

中国南北方是以秦岭——淮河为分界线。从气候界限来说, 这条线也是亚热带与暖温带的分界线。此线以北, 冬季人们习惯用集中供暖的方式来御寒;此线以南, 冬季虽然普遍阴冷, 但老百姓却只能自己解决。

南方城市对于集中供暖的的呼吁由来已久。武汉大学社会发展研究所所长罗教讲不久前也指出:南方城市对于集中供暖的要求是合理的。虽然他们有空调和电暖气的供暖方式, 但这种供暖方式具有费用高、浪费资源、有安全隐患的缺点。因此国家应尽早出台南方集中供暖的计划。

然而, 实行集中供暖对于大多数南方城市来说, 都有着难以逾越的困难。很多南方城市在社区楼盘建造时并没有集中供暖设计, 如果进行楼盘改造, 成本极高。

事实上, 即使是新楼盘, 开发商也不愿意加集中供暖的设计。雅居乐南京公司副总经理邵晴就认为, 集中供暖的楼盘设计, 会使建筑成本增加。所以很多开发商不愿意“多此一举”。

分户供暖优势多

在南方城市普遍降温的同时, 壁挂炉产品的销售却在不断“升温”。最早进入中国采暖设备市场的欧洲公司——德国威能中国区总经理王伟东认为, 分户供暖对于南方市民来说, 不仅是最为现实的选择, 而且更为节能、舒适和环保、因此更易普及。壁挂炉还可以使家庭在采暖季平均节省10%至20%不等的费用。同时壁挂炉的寿命在15年左右, 而且耗能低, 更省钱, 因此整体上说也是划算的。

壁挂炉可以灵活调节居室温度, 而且, 壁挂炉的散热点遍布室内各个角落, 温暖分布均匀, 健康舒适。壁挂炉还可以通过不同的产品组合, 为家庭提供大热量恒温的生活热水, 满足家居日常洗浴、厨房等使用, 这样多功能的应用更是其他采暖产品无法比拟的。

集中供暖系统 篇9

集中供热有单纯直连、间接换热、带混水装置的直接连接三种方式。供热管网规模随着城市人口的增加而逐渐扩大,热力水力失调也更加严重。间接换热往往很难达到设计效果,造成能源的无谓浪费。例如2012年济南“三厂联网”管线的水力失调特别严重,致使许多末端用户远达不到设计温度。混水直供是以二次网的一部分回水和一次网的供水作为二次网的供水来进行采暖的换热方式,采用这种从末端抽取的方式供热,相比其他换热方式更容易达到供热效果。

枣庄市某小区换热站原有采暖用户采用散热器采暖,其供暖面积为30万m2。新增福华馨苑小区,该小区供热面积为1.5万m2,换热量为900kW,层高15m左右,采暖形式要求地板辐射采暖。原有采暖用户的供回水温度90/70℃,供回水压力为0.5/0.2MPa;新建区要求供回水温度60/45℃,供回水压力为0.45/0.28MPa。根据以上描述的采暖情况,有2种换热方式可以满足新增区的要求:一种是增加一套管路系统,采用间接换热;另外一种是在原有采暖用户管网和新增区福华馨苑小区间设计混水换热机组,采用混水换热方式。

1 供热方案设计

1.1 方案1:间接换热方案

地板辐射采暖系统由于需要较低的供水温度,所以需设置一套完整的换热设备,使其成为独立的系统,这就要求设置独立的循环泵和补水定压系统,并且从热力站到该采暖区域需单独敷设供回水管道,供热系统流程如图1所示。

1.2 方案2:混水换热方案

混水换热方式有3种,分别是二次网供水混水,二次网回水混水,旁通管混水。鉴于原有管网的供回水压力0.5/0.2MPa,用户系统侧管网的供回水压力45/0.28MPa,所以对福华馨苑小区采用旁通管加变频混水泵的混水换热方式,其余散热器用户及管道系统不变,这样该系统就不用敷设从热力站到建筑物的供回水管道,管线大样图如图2所示。

福华馨苑小区的混水换热机组的管道构件安装图和混水换热机组如图3所示。

2 对比分析

2.1 换热设备的选择及效率的对比

2.1.1 间接换热中换热器的选择

换热器的种类很多,选择合适的换热器对整个管网的合理运行起着关键的作用。波面板壳式换热器结构紧凑,周边密封好不易漏水,效率较高。由于该采暖区热网规模不大,建议采用1台立式波面板壳式换热器。

换热器的传热面积A:

A=Q/KΔTpβ (1)

式中:A—换热器的传热面积,m2;

Q—福华馨苑小区所需的供热总负荷,W;

K—换热器的传热系数,根据厂家提供的数据选取2600W/(m2·k);

ΔTp—换热器的对数平均温差,当ΔTp/ΔTx≤2时,可近似按算术平均温差进行计算,即ΔTp=(ΔTd+ΔTx)/2;ΔTd=20℃,ΔTx=15℃,所以ΔTp=17.5℃,其中,ΔTd、ΔTx为换热器进、出口处热媒的最大、最小温差,℃;

β—结垢系数,对于水—水换热器,取β=0.7。

代入数据得:A=28.3m2。

即选择1台立式波面板壳式换热器,其换热器的传热面积为28.3m2。

2.1.2 混水换热方案中混水器的选用

混水器选用北京宏易通达科技开发有限公司的HY-50Z型,其进入的冷热水比例也随温度调节旋钮设定某一温度随之自动变化,从而使出水温度始终保持恒定,调温旋钮可在35～65℃之间任意设定,恒温混水器将自动维持设定的出水温度。

2.1.3 效率及维护费用对比

对于换热器来说,其换热效率:ε=实际的传热量Q/最大可能传热量Qmax。由于换热形式为热传导方式,换热效率一般为50%～80%,很少达到90%以上。

另外,随着换热器运行年数的增加,换热面上积聚较厚的水垢,导致换热效率再次降低。换热器通常每隔一两年都要做定期的除垢清洗,经测算平均每年每台换热器维护费用为2500元。混合式热交换器是依靠冷、热流体直接接触而进行传热(即质传递),这种传热方式避免了传热间壁及其两侧的污垢热阻,只要流体间的接触情况良好,就有较大的传热速率,同时节省大量的维护费用。

不同的换热方式其热经济性有很大的差别,换热器的总熵增率为换热器在传过单位热量时所消耗的可用能,总熵增率越小,换热器的热经济性越高,即在单位传热量下,换热器的可用能损失越小。以采用混水器换热、板式换热器换热、壳管换热器换热为例,不同的换热器其熵增率对比关系如图4所示。

从图4中可以看出,针对同一流速,混水换热器的熵增率小,所以其可用能损失小,热经济性高。

2.2 动力设备的选择及能耗对比分析

2.2.1 间接换热中动力设备的选择

1)循环水泵。

循环水泵的扬程H可用式(2)计算:

H=1.1(H1+H2) (2)

式中:H—循环水泵的扬程,mH2O;

H1—用户系统的阻力损失,对采用水—水换热器间接连接的用户系统,约为3～8mH2O,此处取6mH2O;

H2—换热器及其前后附件的阻力损失,取8mH2O。

计算得循环水泵的扬程H=15.4mH2O。

循环水泵的流量G2:

G2=0.86Q/(Tg-Th) (3)

式中:G2—流入到福华馨苑小区即二次管网的流量,t/h;

Q—福华馨苑小区所需的总负荷,kW;

Tg—地板辐射采暖区域的供水温度,℃;

Th—地板辐射采暖区域的回水温度,℃。

计算得G2=51.6t/h。

综合以上,间接换热中循环泵的扬程为15.4mH2O,流量是51.6t/h。

2)补水泵(配有相应的补水变频器)。

根据《城市热力网设计规范》,间接连接用户系统内补水装置的选择应符合下列规定:a.补水泵的扬程不应小于补水点压力加30～50kPa,系统补水点设在循环水泵的吸入口处,补水点即为系统的定压点,该点压力应满足系统始终充满水、不倒空的要求。补水点的最小压力应为系统充水高度15m,再加上3～5mH2O的富裕值。b.补水泵的流量宜为正常补水量的4～5倍,正常补水量宜采用系统水容量1%计算。

则补水泵的扬程为15+4=19mH2O。

补水泵的流量为51.6×1%×5=2.6t/h。

2.2.2 混水换热中混水泵的选择

此处将地板供暖系统的供水温度控制在60℃以下。当一级管网的供水温度低于60℃,即采暖初期和末期,混水泵不启动,随着室外温度逐渐降低,一级管网供水温度超过60℃时,即采暖旺盛期,启动混水泵。

混水泵扬程Hh的计算:

Hh=1.2Hr (4)

Hh一般是10～20mH2O。由系统的管段压降计算选择:Hh=17mH2O,介于10～20m范围内。

混水泵流量G′2的计算:由混水换热原理知,新建小区管网的供水等于原有采暖用户管网的供水与新建小区管网的部分回水之和。

G′2=Gu+Gw (5)

混合比:μ=Gh/G′2 (6)

由热力平衡方程式:

c×Gw×Tw+c×Gh×Th=c×(Gh+Gw)×Tg

得到:μ=(Tw-Tg)/(Tg-T)h。

该换热系统原有采暖用户管网的设计供水温度为90℃,新建小区管网的设计供水温度为60℃,回水温度为45℃,混合比为2,所以混水泵的流量为2Gw。

由此计算得出:Gh=34.4t/h。

其中:Gh—旁通管上的回水量,t/h;

Gw—原有管网中流到福华馨苑小区管线的总流量,t/h;

G′2—混水换热中流入到福华馨苑新增小区的流量,t/h,G′2=G2;

Tw—原有采暖用户管网的供水温度,℃;

Hh—混水泵的扬程,mH2O;

Hr—用户系统阻力损失,对于设置混合水泵的热力站,应等于热力站后二级网络及其用户系统的设计压力损失值,mH2O。

该混水泵的流量为34.4m3/h,扬程17m,地板辐射采暖对水温的要求较高,所以为保证供热的安全进行,故设置2台混水泵,一用一备。

2.2.3 能耗对比分析

供热设计中水泵的选择最为重要,水泵是耗电设备,在实际运行成本中占有较大的份额,正确的选择水泵不仅可以节能,起到降低能耗的作用,还有助于改善供热效果。

水泵用电功率N的计算:

N=γQH/1000η (7)

式中:N—水泵的用电功率,W;

γ—被输送液体的容重,N/m3;

Q—水泵的流量,m3/h;

H—水泵的扬程,m;

η—水泵的效率,%。

两种方案的管网耗电比较如表1、表2和表3所示。

注:方案1为间接换热,方案2为混水换热。

注:方案1为间接换热,方案2为混水换热。

注:方案1为间接换热,方案2为混水换热。

从表1～表3计算看,针对于本文中涉及的实际案例,即新建1.5万m2的采用地板辐射采暖的福华馨苑小区,方案2即混水直供的运行模式相对于间接供热是经济的。

下面就不同的供热面积,对同一管网进行动力能耗分析。例如要求用户侧的供回水温度为60/50℃,供热指标取60W/m2,一次网水量与二次网水量之比为1∶2,则采用旁通加压的混水换热和间接换热。此种方案的动力消耗曲线图如图5所示。

2.3 投资费用的比较

1)间接换热要单独敷设从热力站到该采暖区域所需的供回水管道,而混水换热则不需要。

2)间接换热需设置换热器,混水直供方式工艺结构上没有换热器,避免换热器及补水定压方式引起的热损耗及电损耗,运行经济。

3)混水换热中设备占地面积少,加上采用无人值班,热力站土建造价明显低,大约能节省1万元。

4)间接换热在补水的同时应该保证补水的质量,所以还应有一套完善的水处理设备。其中水箱,补水泵及补水变频系统总计价钱在1万元左右。

5)为了使混水换热处于良好的供热状态中,可以在混水站中设置1台混水备用泵及安装监控系统,实现与间接供热方式相同的多种控制功能,供热稳定效果良好。

3 结论

通过阐述新增区两种换热方案的经济性比较,可以得出:

1)混水换热工艺结构简洁,一次网的流动动能带入二次网中,二次网可以利用一次网的动能作为自身的动能将热水送往各热用户,从而使一次网的富裕压差得到充分利用,发挥其节能优势。

2)混水换热使用“大温差,小流量”的运行方式,节省一次网在建设初期的投资,水泵的耗电功率低,运行费用节省。

3)混水换热减少了换热器和土建的初始投资,而间接换热中换热器随着运行年数的增加,由于结垢致使换热效率降低,为保证正常的换热量,须加大一次网流量和提升一次网水温来强化换热,运行维护费用较高。

单纯从本文的1.5万m2福华馨苑小区来看,运行费用节省5000元,维护费用每年节省2500元,另外初投资也节省一部分。最终,为验证混水换热的供热效果,通过Dest模拟软件对室内环境温度进行模拟,得出室内温度完全符合设计温度。所以随着供热系统逐渐完善,在扩增或新建的供热区域,采用大混合比的混水连接换热,特别是针对不同采暖方式的用户无疑成为现在首要考虑的供热方式。

参考文献

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