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1、住宅計(jì)量供熱系統(tǒng)管理論文提要本文針對(duì)新建住宅計(jì)量供熱設(shè)計(jì)中的”新雙管”系統(tǒng),通過(guò)水力計(jì)算,分析其主要特點(diǎn)。提出與之匹配的室外供熱系統(tǒng)的調(diào)節(jié)控制策略,確保在運(yùn)行中有穩(wěn)定的水力工況。 關(guān)鍵詞計(jì)量供熱雙管系統(tǒng)室外供熱系統(tǒng)供熱調(diào)節(jié) 計(jì)量供熱按熱量計(jì)量是建筑節(jié)能的一項(xiàng)基本措施,是我國(guó)集中供熱發(fā)展趨勢(shì)。建設(shè)部提出,在城市供熱住宅中推行分室控溫,分戶計(jì)量。 天津市在計(jì)量供熱設(shè)計(jì)方面積極探索,經(jīng)過(guò)各有關(guān)部門多年實(shí)驗(yàn)研究和實(shí)踐,積累了不少經(jīng)驗(yàn)。編制了集中供熱住宅計(jì)量供熱設(shè)計(jì)規(guī)程,總結(jié)計(jì)量供熱技術(shù)成果,規(guī)范住宅供熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在規(guī)程中,提出新建集中供熱住宅,應(yīng)按照按戶分環(huán),分室控溫的計(jì)量供熱方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。采用戶用熱
2、量表計(jì)量方式時(shí),應(yīng)采用熱表到戶,一戶一表形式。在多層或高層住宅內(nèi),采用下分式雙管系統(tǒng),設(shè)共用供回水立管,連接各層戶內(nèi)系統(tǒng)。為了傳統(tǒng)的雙管垂直制式系統(tǒng)加以區(qū)別,本文將這種系統(tǒng)稱為”新雙管”系統(tǒng)。在供熱設(shè)計(jì)實(shí)踐中,這一系統(tǒng)已經(jīng)逐步被采用。本文通過(guò)對(duì)”新雙管”系統(tǒng)主要特點(diǎn)的分析,探討與之匹配的室外供熱系統(tǒng)的調(diào)節(jié)控制策略,以期在工程實(shí)踐中使這一系統(tǒng)更加完善。 一、”新雙管”系統(tǒng)分析 建筑物內(nèi)供暖系統(tǒng)為下分式雙管系統(tǒng),系統(tǒng)的不平衡率K (1) 式中:P1-首層環(huán)路的資用壓頭Pa P2-頂層環(huán)路的資用壓頭Pa (2) 式中:P1h-首層環(huán)路中戶內(nèi)系統(tǒng)的資用壓頭Pa P2h-頂層環(huán)路中戶內(nèi)系統(tǒng)的資用壓頭Pa
3、 Py-主立管沿程阻力Pa Pg-主立管局部阻力Pa H-頂層散熱器與首層散熱器之間的高差m h-重力水頭Pa/m 取Pg=0.5Py,且在85/60工況下,每米垂直供回水管產(chǎn)生的附加壓頭為143Pa。 (3) 將(3)代入(1),(4) 一般來(lái)說(shuō),”新雙管”系統(tǒng)各層戶內(nèi)系統(tǒng)形式一致,資用壓頭基本相同。在正常運(yùn)行之前,對(duì)戶內(nèi)系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)調(diào)節(jié),使這時(shí), (5) 當(dāng)主立管的阻力能夠抵消由于溫差和高差產(chǎn)生的重力水頭時(shí),K趨于0,最利于平衡。 這時(shí),1.5Py=143H,又Py=2HPj(Pj為主立管上的平均沿程比摩阻) “新雙管”系統(tǒng)中,由于戶內(nèi)管道系統(tǒng)的阻力遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)中的僅接一組散熱器的阻力值。由(
4、4)式知,P1比較大,有利于系統(tǒng)平衡。 由以上分析可知,此系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)定性。在設(shè)計(jì)中認(rèn)真進(jìn)行水力計(jì)算,調(diào)整管徑克服重力水頭影響,可徹底解決水力失調(diào)問(wèn)題。避免了傳統(tǒng)雙管”上熱下冷”這種逐層溫降的不均勻性。 2戶內(nèi)系統(tǒng)(圖1) 戶內(nèi)供暖系統(tǒng)宜采用雙管系統(tǒng)。在雙管系統(tǒng)中,散熱器進(jìn)出口溫差大,流量對(duì)散熱器的影響大,容易通過(guò)溫控閥制散熱器的散熱量,便于調(diào)節(jié)。而且,這種系統(tǒng)是個(gè)變流量系統(tǒng),可以根據(jù)熱用戶的要求進(jìn)行量調(diào)節(jié)。 溫控閥除了調(diào)節(jié)室溫,恒定室溫外,還可以通過(guò)改變閥門的流量大小平衡系統(tǒng),解決水力失調(diào)問(wèn)題。在雙管系統(tǒng)中選有高阻值的可預(yù)調(diào)節(jié)自力式溫控閥,其調(diào)節(jié)性較好,能實(shí)現(xiàn)室溫自動(dòng)調(diào)節(jié)。并且系統(tǒng)正常運(yùn)
5、行之前,可對(duì)溫控閥進(jìn)行預(yù)調(diào)節(jié),提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。正是由于增加了溫控閥,熱能表等高阻值設(shè)備,戶內(nèi)系統(tǒng)水平并聯(lián)的各組散熱器才能保持平衡,新雙管系統(tǒng)才能更好運(yùn)行。 二、運(yùn)行調(diào)節(jié) 實(shí)施分戶熱計(jì)量后,”新雙管”供熱系統(tǒng)的調(diào)節(jié)性能大大增強(qiáng),用戶根據(jù)自己的需求調(diào)節(jié)溫控閥,通過(guò)改變散熱器的流量大小來(lái)調(diào)節(jié)從熱量,從而控制室內(nèi)溫度。由于溫控閥的主動(dòng)調(diào)節(jié),使熱網(wǎng)水力工況變化很大,室外供熱系統(tǒng)要有完善的調(diào)節(jié)控制措施和高水平的運(yùn)行管理,才能適應(yīng)整個(gè)系統(tǒng)變流量運(yùn)行的需要。 我國(guó)傳統(tǒng)常規(guī)的室外供熱系統(tǒng)多采用集中式熱力站,供熱管網(wǎng)分為一級(jí)管網(wǎng)和二級(jí)管網(wǎng)。供熱系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)應(yīng)是質(zhì)調(diào)節(jié)和量調(diào)節(jié)相結(jié)合,根據(jù)供熱負(fù)荷發(fā)生變化(如室外氣溫變
6、化)采用質(zhì)調(diào)節(jié),再根據(jù)熱用戶末端負(fù)荷變化采用量調(diào)節(jié)。供熱管網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行是保障供熱計(jì)量的前提,為避免整個(gè)供熱系統(tǒng)的水力失調(diào),要采取各種嚴(yán)格的措施。 對(duì)于”新雙管”系統(tǒng),由于溫控閥的主動(dòng)調(diào)節(jié),室內(nèi)系統(tǒng)壓力和流量隨時(shí)變化。如某一用戶的溫控閥關(guān)小,相對(duì)應(yīng)的管路流量減少,造成總流量減少,干管上壓力損失也相應(yīng)減少。這樣,外網(wǎng)給這個(gè)用戶所提供的資用壓頭將增加。在熱力入口設(shè)自力式差壓控制閥,可以根據(jù)壓差的變化自動(dòng)調(diào)節(jié),使外網(wǎng)提供的用戶資用壓頭基本保持不變,保證系統(tǒng)在調(diào)節(jié)運(yùn)行中有平衡的水力工況。雙管系統(tǒng)散熱器間為并聯(lián)狀態(tài),在定壓差控制時(shí),任意調(diào)節(jié),流量都可以滿足用戶需要。 2二次網(wǎng)的調(diào)節(jié)(圖3) 由于溫控閥
7、的主動(dòng)調(diào)節(jié),二次網(wǎng)是個(gè)變流量系統(tǒng),二次網(wǎng)循環(huán)泵應(yīng)采用變頻調(diào)速控制,及時(shí)調(diào)整水泵的轉(zhuǎn)速,適應(yīng)室內(nèi)系統(tǒng)的流量調(diào)節(jié),以達(dá)到節(jié)能目的。 為了保證熱量充分供應(yīng),要求在任何時(shí)候用戶都有足夠的資用壓頭,可以采用供回水定壓差控制。把供熱網(wǎng)某用戶的供回水壓差作為壓差控制點(diǎn)。當(dāng)各個(gè)用戶所要求的次用壓頭相同時(shí),壓差控制點(diǎn)選在最遠(yuǎn)用戶處:當(dāng)各個(gè)用戶所要求的資用壓頭不同時(shí),壓差控制點(diǎn)選在要求資用壓頭最大的用戶處,其壓差設(shè)定值為所要求的最大資用壓頭。在運(yùn)行中保證該用戶的供回水壓差不變。比如說(shuō),由于熱用戶的調(diào)節(jié)導(dǎo)致流量減少,壓差控制點(diǎn)的壓差升高,降低循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速,恢復(fù)其壓差設(shè)定值。 3一次網(wǎng)的調(diào)節(jié)(圖3) 由熱源至熱力站的
8、一級(jí)管網(wǎng),宜采用分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)方式。根據(jù)采暖期室外溫度的變化,可將采暖期分為不同階段。在不同階段調(diào)整鍋爐運(yùn)行臺(tái)數(shù)和后來(lái)水泵運(yùn)行臺(tái)數(shù),分階段改變一級(jí)管網(wǎng)循環(huán)流量。同時(shí)根據(jù)室外溫度的變化,改變熱源的從回水溫度。這樣可保證熱源的安全運(yùn)行,又達(dá)到理想的節(jié)能效果。 應(yīng)該注意的是,我們希望二次網(wǎng)的供水溫度只與室外溫度有關(guān),不因一些用戶的調(diào)節(jié)而改變,影響其他用戶。這樣,熱力站內(nèi)應(yīng)充溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置。氣溫補(bǔ)償器給出隨室外溫度變化的水溫調(diào)節(jié)曲線,對(duì)應(yīng)一個(gè)室外溫度,有一個(gè)供水溫度的給定 值。當(dāng)室內(nèi)某些溫控閥動(dòng)作時(shí),二次網(wǎng)的供水溫度就會(huì)發(fā)生變化,氣溫補(bǔ)償器就會(huì)通過(guò)信號(hào)動(dòng)作,調(diào)節(jié)一次網(wǎng)通過(guò)換熱器流量,使二次網(wǎng)供水溫度保持在設(shè)定的運(yùn)行曲線上。 集中供熱分戶計(jì)量作為一種新型的供熱模式有很好的發(fā)展前景,在節(jié)能方面相比傳統(tǒng)的供熱方式有明顯的優(yōu)勢(shì)。本文所分析的”新雙管”供熱系統(tǒng)是這
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