3熱水供熱系統(tǒng)的供熱調(diào)節(jié)

1、三熱水供熱系統(tǒng)的供熱調(diào)節(jié)西儀天正自控工程有限公司資料1Editor cjlQiqV tatwQ2KF tp.jtaQ3G c tgth/3600WW4187G tgth/3600(8-2)(8-3)1.136G tgthW (8-4)三熱水供熱系統(tǒng)的供熱調(diào)節(jié)第一節(jié)概 述熱水供熱系統(tǒng)的熱用戶，主要有供暖，通風(fēng)，熱水供應(yīng)和生產(chǎn)工藝用熱系統(tǒng)等。這些用熱系統(tǒng)的熱負(fù) 荷并不是恒定的，如供暖通風(fēng)熱負(fù)荷隨室外氣象條件（主要是室外氣溫）變化，熱水供應(yīng)和生產(chǎn)工藝隨使用條件等因素而不斷地變化。為了保證供熱質(zhì)量，滿足使用要求，并使熱能制備和輸送經(jīng)濟(jì)合理，就要對(duì)熱 水供熱系統(tǒng)進(jìn)行供熱調(diào)節(jié)。在城市集中熱水供熱系統(tǒng)中，供

2、暖熱負(fù)荷是系統(tǒng)的最主要的熱負(fù)荷，甚至是唯一的熱負(fù)荷。因此，在 供熱系統(tǒng)中，通常按照供暖熱負(fù)荷隨室外溫度的變化規(guī)律，作為供熱調(diào)節(jié)的依據(jù)。供熱（暖）調(diào)節(jié)的目的，在于使供暖用戶的散熱設(shè)備的放熱量與用戶熱負(fù)荷的變化規(guī)律相適應(yīng)，以防止供暖熱用戶出現(xiàn)室溫過高或 過低。根據(jù)供熱調(diào)節(jié)地點(diǎn)不同，供熱調(diào)節(jié)可分為集中調(diào)節(jié)，局部調(diào)節(jié)和個(gè)體調(diào)節(jié)三種調(diào)節(jié)方式。集中調(diào)節(jié)在 熱源處進(jìn)行調(diào)節(jié)，局部調(diào)節(jié)在熱力站或用戶入口處調(diào)節(jié)，而個(gè)體調(diào)節(jié)直接在散熱設(shè)備（如散熱器，暖風(fēng)機(jī)、換熱器等）處進(jìn)行調(diào)節(jié)。集中供熱調(diào)節(jié)容易實(shí)施，運(yùn)行管理方便，是最主要的供熱調(diào)節(jié)方法。但即使對(duì)只有單一供暖熱負(fù)荷的 供熱系統(tǒng)，也往往需要對(duì)個(gè)別熱力站或用戶進(jìn)行局部調(diào)

3、節(jié)，調(diào)整用戶的用熱量。對(duì)有多種熱負(fù)荷的熱水供 熱系統(tǒng)，通常根據(jù)供暖熱負(fù)荷進(jìn)行集中供熱調(diào)節(jié)，而對(duì)于其它熱負(fù)荷（如熱水供應(yīng)，通風(fēng)等熱負(fù)荷），由于其變化規(guī)律不同于供暖熱負(fù)荷，則需要在熱力站或用戶處配以局部調(diào)節(jié)，以滿足其要求。對(duì)多種熱用戶的 供熱調(diào)節(jié)，通常也稱為供熱綜合調(diào)節(jié)。集中供熱調(diào)節(jié)的方法，主要有下列幾種：1質(zhì)調(diào)節(jié)一一改變網(wǎng)路的供水溫度；2分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)；3間歇調(diào)節(jié)一一改變每天供暖小時(shí)數(shù)。近年來，在熱水供熱系統(tǒng)中，由于供暖熱用戶與網(wǎng)路采用間接連接，以及采用變速水泵技術(shù)來改變網(wǎng) 路循環(huán)水量，故也采用了質(zhì)量一流量調(diào)節(jié)一一即同時(shí)改變網(wǎng)路供水溫度和流量，進(jìn)行集中供熱調(diào)節(jié)。第二節(jié)供暖熱負(fù)荷供熱調(diào)節(jié)的

4、基本公式供暖熱負(fù)荷供熱調(diào)節(jié)的主要任務(wù)是維持供暖房屋的室內(nèi)計(jì)算溫度tn。當(dāng)熱水網(wǎng)路在穩(wěn)定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，如不考慮管網(wǎng)沿途熱損失，則網(wǎng)路的供熱量應(yīng)等子供暖用戶系統(tǒng)散 熱設(shè)備的放熱量，同時(shí)也應(yīng)等于供暖熱用戶的熱負(fù)荷。根據(jù)第一篇供暖工程各章所述，在供暖室外計(jì)算溫度為tw，散熱設(shè)備采用散熱器時(shí)，則有如下的熱平衡方程式IQiQ2Q3；(8-1)三熱水供熱系統(tǒng)的供熱調(diào)節(jié)西儀天正自控工程有限公司資料2Editor cjl式中Q1建筑物的供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷，W；Q2在供暖室外計(jì)算溫度tw下，散熱器放出的熱量，W；Q3在供暖室外計(jì)算溫度tw下，熱水網(wǎng)路輸送給供暖熱用戶的熱量，W；q建筑物的體積供暖熱指標(biāo)，即建筑物每Im

5、3外部體積在室內(nèi)外溫度差為1C時(shí)的耗熱量，W / m3.C,V建筑物的外部體積，m3；tw供暖室外計(jì)算溫度，c,tn供暖室內(nèi)計(jì)算溫度，C,tg進(jìn)入供暖熱用戶的供水溫度，C ;如用戶與熱網(wǎng)采用無混水裝置的直接連接方式(如圖7la)，則熱網(wǎng)的供水溫度itg；如用戶與熱網(wǎng)采用混水裝置的直接連接方式(如圖71b、c),則itgth供暖熱用戶的回水溫度，C；如供暖熱用戶與熱網(wǎng)采用直接連接，則熱網(wǎng)的回水溫度與供暖系統(tǒng)的回水溫度相等，即1tg；th 散熱器內(nèi)的熱媒平均溫度，c；G-供暖熱用戶的循環(huán)水量，kg/h；C熱水的質(zhì)量比熱，c=4187J/kg.C；K散熱器在設(shè)計(jì)工況下的傳熱系數(shù)，W/m2. C；F散

6、熱器的散熱面積，m2。散熱器的放熱方式屬于自然對(duì)流放熱，它的傳熱系數(shù)具有K=a(tp.j-tn)b的形式。如就整個(gè)供暖系統(tǒng)來說，可近似地認(rèn)為：tp.j=(tg+th)/2，則式(8-3)可改寫為1 btgthQ2aFtnW (8-5)2若以帶“”上標(biāo)符號(hào)表示在供暖室外計(jì)算溫度tw下的各種參數(shù)，而不帶上標(biāo)符號(hào)表示在某一室外溫度tw(twtw)下的各種參數(shù)，在保證室內(nèi)計(jì)算溫度tn條件下，可列出與上面相對(duì)應(yīng)的熱平衡方程式。即Q1Q2Q3(8-6)Q1qV tntwW(8-7)1 btgthQ2aFgtnW(8-8)Q31-163G tgthW(8-9)若令在運(yùn)行調(diào)節(jié)時(shí)，相應(yīng)tw下的供暖熱負(fù)荷與供暖設(shè)

7、計(jì)熱負(fù)荷之比，稱為相對(duì)供暖熱負(fù)荷比Q，而三熱水供熱系統(tǒng)的供熱調(diào)節(jié)西儀天正自控工程有限公司資料3Editor cjl稱其流量之比為相對(duì)流量比G，則三熱水供熱系統(tǒng)的供熱調(diào)節(jié)西儀天正自控工程有限公司資料4Editor cjlGG(8-11)G同時(shí)，為了便于分析計(jì)算，假設(shè)供暖熱負(fù)荷與室內(nèi)外溫差的變化成正比，即把供暖熱指標(biāo)視為常數(shù)(q=q)。但實(shí)際上，由于室外的風(fēng)速和風(fēng)向，特別是太陽輻射熱的變化與室內(nèi)外溫差無關(guān)，因此這個(gè)假設(shè) 會(huì)有一定的誤差。如不考慮這一誤差影響，則：綜合上述公式，可得式(8-13)是供暖熱負(fù)荷供熱調(diào)節(jié)的基本公式。式中分母的數(shù)值，均為設(shè)計(jì)工況下的已知參數(shù)。在某一室外溫度tw的運(yùn)行工況下，

8、如要保持室內(nèi)溫度tn值不變，則應(yīng)保證有相應(yīng)的tg、th、Q(Q)和G(G)的四個(gè)未知值，但只有三個(gè)聯(lián)立方程式，因此需要引進(jìn)補(bǔ)充條件，才能求出四個(gè)未知值的解。所謂引進(jìn)補(bǔ)充條件，就是我們要選定某種調(diào)節(jié)方法?？赡軐?shí)現(xiàn)的調(diào)節(jié)方法，主要有：改變網(wǎng)路的供水溫度(質(zhì)調(diào)節(jié))，改變網(wǎng)路流量(量調(diào)節(jié))，同時(shí)改變網(wǎng)路的供水溫度和流量(質(zhì)量一流量調(diào)節(jié))及改變每天供暖小時(shí)數(shù)(間歇調(diào)節(jié))。如采用質(zhì)調(diào)節(jié)，即增加了補(bǔ)允條件G=1。此時(shí)即可確定相應(yīng)的tg、th和Q(Q)值了。第三節(jié)直接連接熱水供暖系統(tǒng)的集中供熱調(diào)節(jié)一、質(zhì)調(diào)節(jié)在進(jìn)行質(zhì)調(diào)節(jié)時(shí)，只改變供暖系統(tǒng)的供水溫度，而用戶的循環(huán)水量保持不變，即G= 1。對(duì)無混合裝置的直接連接的

9、熱水供暖系統(tǒng)，將此補(bǔ)充條件G=1代入熱水供暖系統(tǒng)供熱調(diào)節(jié)的基本公式(8-13)，可求出質(zhì)調(diào)節(jié)的供、回水溫度的計(jì)算公式。gtgtn0-5 tgth2tnQ1/1 b0.5 tgthQC(8-14)hthtn0.5 tgth2tnQ1/1 b0.5tgthQC(8-15)或?qū)懗上率絞tgtntnQ1/1b0.5 tjQC(8-16)hthtn1/ 1 btnQ0.5 tjQC(8-17)Q2Q(8-10)亦即相對(duì)供暖熱負(fù)荷比Q1Qitntntwtw(8-12)Q等于相對(duì)的室內(nèi)外溫差比。tntw1 b(tgth2tn)tntwtgth2tn1 b(8-13)三熱水供熱系統(tǒng)的供熱調(diào)節(jié)西儀天正自控工程有

10、限公司資料5Editor cjl式中tn0.5 tgth2tn用戶散熱器的設(shè)計(jì)平均計(jì)算溫差，c；tjtgtn用戶的設(shè)計(jì)供、回水溫度差，c。三熱水供熱系統(tǒng)的供熱調(diào)節(jié)西儀天正自控工程有限公司資料6Editor cjl對(duì)帶混合裝置的直接連接的熱水供暖系統(tǒng)(如用戶或熱力站處設(shè)置水噴射器或混合水泵，見圖7-16、c),則itg,2th。式(8-16)所求的tg值是混水后進(jìn)入供暖用戶的供水溫度，網(wǎng)路的供水溫度下T,還應(yīng)根據(jù)混合比再進(jìn)一步求出。混合比(或噴射系數(shù))u，可用下式表示：u=Gh/Gg(8-18)式中Gg-網(wǎng)路的循環(huán)水量，kg/h;Gh-從供暖系統(tǒng)抽引的回水量，kg/ho在設(shè)計(jì)工況下，根據(jù)熱平衡方

11、程式(見圖8-1)cG0 1cGh hG0GhCtg由此可得根據(jù)式(8-21)，即可求出在熱源處進(jìn)行質(zhì)調(diào)節(jié)時(shí)，網(wǎng)路的供水溫度T隨室外溫度tw(即Q)的變化關(guān)系式。將式(8-16)的tg值和式(8-20)的u1tg/ tgth代入式(8-21)，由此可得出對(duì)帶混合裝置的直接連 接熱水供暖系統(tǒng)的網(wǎng)路供、回水溫度。gtntnQ1/1btw0.5 tjQC(8-22)htntnQ171 b0.5 tjQC(8-23)式中tw1tg網(wǎng)路與用戶系統(tǒng)的設(shè)計(jì)供水溫度差，C。根據(jù)式(8-16),(8-17),(8-22)和(8-23)，可繪制質(zhì)調(diào)節(jié)的水溫曲線。散熱器傳熱系數(shù)K的公式中的指數(shù)b值，按用戶選用的散熱

12、器型式確定。實(shí)際上，整個(gè)供熱系統(tǒng)中各 用戶選用的散熱器型式不一，通常多選用柱型和M-132型散熱器。根據(jù)附錄2-1，以按b=0.3計(jì)算為宜,即按1/(1+b)=0.77計(jì)算。例題8-11試計(jì)算設(shè)計(jì)水溫為95C/70C和130C/ 95C/ 70C的熱水供暖系統(tǒng)，當(dāng)采用質(zhì)調(diào)節(jié)時(shí)，1f Q、2f Q的水溫調(diào)節(jié)曲線。-a1tgu(8-19)I3B 8 1帝ift水裝覺的直接連揍式中1網(wǎng)路的設(shè)計(jì)供水溫度，Co在任意室外溫度tw下，只要沒有改變供暖用戶的總阻力數(shù) 下的混合比u,相同，即1tg1tgu utgthtgth即1tgU tgthtgUQ tgthCS值，則混合比u不會(huì)改變，仍與設(shè)計(jì)工況(8-2

13、0)(8-21)三熱水供熱系統(tǒng)的供熱調(diào)節(jié)西儀天正自控工程有限公司資料7Editor cjl如哈爾濱市，供暖室外計(jì)算溫度為-26C，求在室外溫度tw=-15 C的供、回水溫度。解(1)對(duì)95C/70 C熱水供暖系統(tǒng)，根據(jù)式(8-16)、(8-17)三熱水供熱系統(tǒng)的供熱調(diào)節(jié)西儀天正自控工程有限公司資料線。計(jì)算結(jié)果見表8-1。水溫曲線見圖8-2。又如在哈爾濱市(tw26C )，室外溫度tw=-15 C時(shí)的相對(duì)供暖熱負(fù)荷比Q為將Q=0.75代入上兩式，可求得T=79.1C,T=60.3C(2)對(duì)帶混水裝置的熱水供暖系統(tǒng)(130 C/95C/70 C )，根據(jù)式(8-22)和(8-23)1 / 1 b1

14、tntsQtw0.5 tjQ2thtntsQ1/1 b0.5 tjQ其中，tw gtg130 9535 C將數(shù)據(jù)代入式中，得下式11864.5Q0.7747.5Q21864.5Q0.7712.5Q計(jì)算結(jié)果見表8-1，水溫曲線見圖8-2。對(duì)哈爾濱市，當(dāng)室外溫度tw= -15 C (Q=0.75)時(shí)，代入上兩式，可求得1tgtntsQ1/1b0.5tjQgthtntsQ1/1b0.5tjQ其中ts0.5 tgth2J0.5 9570 21864.5 Ctjtgth95 7025 C將上列數(shù)據(jù)代入上式,得1tg18 64.5Q07712.5Q2th18 64.5Q0.7712.5Q由上式可求出1f

15、Q、2f Q的質(zhì)調(diào)節(jié)水溫曲B-2狀供喪診負(fù)背詵斤供狒就側(cè)節(jié)的術(shù)譏節(jié)曲城圖I - ot；/0mc網(wǎng)聲供水越度貫 帖P/MP曲 乘 就 * 制 廉 和 用 戶 的ft#*-Ti-ri*a 1not/wx/Tar和軀 p/7QrrXf擁Mi用戶韓園水廈底.*.兒* 4.A 汕帖C的蓊擂， 錢好歸展* ttftMM節(jié)的養(yǎng)水扈t禹繼事和聞水Q b tw1815tntw18260.751/(1+b)=0.77 ;tn=18 Co.fM0丄41hl 9三熱水供熱系統(tǒng)的供熱調(diào)節(jié)西儀天正自控工程有限公司資料9T=105.3C ;T=60.3C從上述的供熱質(zhì)調(diào)節(jié)公式可見，熱網(wǎng)的供，回水溫度T、T是相對(duì)供暖熱負(fù)荷比

16、Q的單值函數(shù)。表Editor cjl三熱水供熱系統(tǒng)的供熱調(diào)節(jié)西儀天正自控工程有限公司資料8-1給出不同設(shè)計(jì)供回水參數(shù)的系統(tǒng)的!f Q和2f Q值。直接連接熱水供暖系統(tǒng)供熱質(zhì)調(diào)節(jié)的熱網(wǎng)水溫（C ）表8-1系統(tǒng)型式與設(shè)計(jì)參數(shù)帶混水裝置的供暖系境無混水裝置的供暖系統(tǒng)110C/95 C/70 C130 C/95 C/70 C150 C/95 C/70 CCT=70 C95 C /70 C110 C/70 C130C/80 CQTTTTTTTTTT0.242.246.250.234.239.234.242.934.948.238.20.361.867.863.839.047.339.862.540.95

17、9.944.90.460.988.976.944.954.944.961.845.671.051.00.569.679.689.649.662.149.670.250.281.556.50.678.090.0102.054.069.054.078.654.691.761.70.788.3100.3114.358.375.858.386.758.7101.666.60.894.0110.3128.862.382.362.394.662.6111.371.30.9102.2120.2138.268.288.766.2102.466.4120.775.71.011013015070957011070

18、13080注：b=0.3, tn=18C根據(jù)上述質(zhì)調(diào)節(jié)基本公式，水溫曲線以及例題分析，網(wǎng)路的供，回水溫度隨室外溫度的變化有如下的 規(guī)律：1.隨著室外溫度tw的升高，網(wǎng)路和供暖系統(tǒng)的供，回水溫度隨之降低，供、回水溫差也隨之減小, 其相對(duì)供、回水溫差比等于該室外溫度下的相對(duì)熱負(fù)荷比，亦即tgthtgthts它表示在tw溫度下，散熱器的計(jì)算溫差與設(shè)計(jì)工況下的計(jì)算溫差的比值。由此可見，在給定散熱器面積F的條件下，散熱器的平均溫差是散熱器放熱量的單值函數(shù)。因此，進(jìn)6Editor cjltntwtntw(8-24)式中網(wǎng)路的相對(duì)供回水溫差。其它符號(hào)同前。2由于散熱器傳熱系數(shù)K值的變化規(guī)律為K atp.jt

19、nb，供回水溫度呈一條向上凸的曲線。3.隨著室外溫度tw的升高，散熱器的平均計(jì)算溫差亦隨之降低。在某一室外溫度 對(duì)平均計(jì)算溫差比與相對(duì)熱負(fù)荷比，具有如下的關(guān)系式tw下，散熱器的相Q1/1 bts1/ 1 btntwtntwtgth2tntgth2tn(8-25)式中tsts/三熱水供熱系統(tǒng)的供熱調(diào)節(jié)西儀天正自控工程有限公司資料11行熱水供暖系統(tǒng)的供熱調(diào)節(jié)，實(shí)質(zhì)上就是調(diào)節(jié)散熱器的平均計(jì)算溫差，或即調(diào)節(jié)供、回水的平均溫度，來 滿足不同工況下散熱器的放熱量，它與采用質(zhì)或量的調(diào)節(jié)無關(guān)。集中質(zhì)調(diào)節(jié)只需在熱源處改變網(wǎng)路的供水溫度，運(yùn)行管理簡(jiǎn)便。網(wǎng)路循環(huán)水量保持不變，網(wǎng)路的水力 工況穩(wěn)定。對(duì)于熱電廠供熱系統(tǒng)

20、，由于網(wǎng)路供水溫度隨室外溫度升高而降低，可以充分利用供熱汽輪機(jī)的 低壓抽汽，從而有利于提高熱電廠的經(jīng)濟(jì)性，節(jié)約燃料。所以，集中質(zhì)調(diào)節(jié)是目前最為廣泛采用的供熱調(diào) 節(jié)方式。但由于在整個(gè)供暖期中，網(wǎng)路循環(huán)水量總保持不變，消耗電能較多。同時(shí)，對(duì)于有多種熱負(fù)荷的 熱水供熱系統(tǒng)，在室外溫度較高時(shí)，如仍按質(zhì)調(diào)節(jié)供熱，往往難以滿足其它熱負(fù)荷的要求。例如，對(duì)連接 有熱水供應(yīng)用戶的網(wǎng)路， 供水溫度就不應(yīng)低于70C。熱水網(wǎng)路中連接通風(fēng)用戶系統(tǒng)時(shí)，如網(wǎng)路供水溫度過 低，在實(shí)際運(yùn)行中，通風(fēng)系統(tǒng)的送風(fēng)溫度過低也會(huì)產(chǎn)生吹冷風(fēng)的不舒適感。在這些情況下，就不能再按質(zhì) 調(diào)節(jié)方式，用過低的供水溫度進(jìn)行供熱了，而是需要保持供水溫度不

21、再降低，用減小供熱小時(shí)數(shù)的調(diào)節(jié)方 法，即采用間歇調(diào)節(jié)，或其它調(diào)節(jié)方式進(jìn)行供熱調(diào)節(jié)。、分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)，是在供暖期中按室外溫度高低分成幾個(gè)階段，在室外溫度較低的階段中， 保持設(shè)計(jì)最大流量，而在室外溫度較高的階段中，保持較小的流量。在每一階段內(nèi)，網(wǎng)路的循環(huán)水量始終 保持不變，按改變網(wǎng)路供水溫度的質(zhì)調(diào)節(jié)進(jìn)行供熱調(diào)節(jié)。即令G const將這補(bǔ)充條件代入供暖系統(tǒng)的供熱調(diào)節(jié)基本公式1/1 btj1tgtntsQ0.5-Q1/1bti2htntsQ0.5Q對(duì)帶混水裝置的供暖系統(tǒng)1tntsQ1/1 btw0.5 tjQ-2thtntsQ1/1 b0.5 tjQ式中代表符號(hào)同前。在中

22、小型熱水供熱系統(tǒng)中，一般可選用兩組(臺(tái))不同規(guī)格的循環(huán)水泵。 如其中一組(臺(tái))循環(huán)水泵的流量按設(shè)計(jì)值100%選擇，另一組(臺(tái))按設(shè)計(jì)值的70%80%選擇。在大型熱水供熱系統(tǒng)中，也可考慮選用三組 不同規(guī)格的水泵。由于水泵揚(yáng)程與流量的平方成正比，水泵的電功率N與流量的立方成正比，節(jié)約電能效果顯著。因此，分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)的供熱調(diào)節(jié)方式，在區(qū)域鍋爐房熱水供熱系統(tǒng)中，得到較多的應(yīng) 用。對(duì)直接連接的供暖用戶系統(tǒng)， 采用此調(diào)節(jié)方式時(shí)， 應(yīng)注意不要使進(jìn)入供暖系統(tǒng)的流量過少。 通常不應(yīng) 小于設(shè)計(jì)流量的60%，即G 60%。如流量過少，對(duì)雙管供暖系統(tǒng)，由于各層的重力循環(huán)作用壓頭 的比例差增大，引起用戶系統(tǒng)的

23、垂直失調(diào)。對(duì)單管供暖系統(tǒng)，由于各層散熱器傳熱系數(shù)K值變化程度不一致的影響，也同樣會(huì)引起垂直失調(diào)。例題8-2哈爾濱市一熱水供暖系統(tǒng)，設(shè)計(jì)供、回水溫度1=95C、2th70 C。采用分階段改(8-13)，可求出對(duì)無混水裝置的供暖系統(tǒng)C (8-26)C(8-27)C(8-28)三熱水供熱系統(tǒng)的供熱調(diào)節(jié)西儀天正自控工程有限公司資料Editor cjl三熱水供熱系統(tǒng)的供熱調(diào)節(jié)西儀天正自控工程有限公司資料13Editor cjl變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)。室外溫度從-15C到-26 C為一個(gè)階段，水泵流量為100%的設(shè)計(jì)流量，從+5 C到-15 C的一個(gè)階段，水泵流量為設(shè)計(jì)流量的75%。試?yán)L制水溫調(diào)節(jié)曲線圖，并與95

24、C/70C的系統(tǒng)采用質(zhì)調(diào)節(jié)的水溫調(diào)節(jié)曲線相對(duì)比。解1.室外溫度為tw= -15 C時(shí)，相應(yīng)的相對(duì)供暖熱負(fù)荷比Q=18 - (-5)/18 - (-26)=0.75。從室外溫度-15C(Q=0.75)到室外溫度tw= -26 C(Q=1)的這個(gè)階段，流量采用設(shè)計(jì)流量G=1，此階段的水溫調(diào)節(jié)是質(zhì)調(diào)節(jié)。供回水溫度數(shù)據(jù)與上述例題8-1完全相同，見表8-1。2.開始供暖的室外溫tw= +5 C,此時(shí)相應(yīng)的Q=(18-5)/18-(-26)=0295。從開始供暖tw=+5 C計(jì)算結(jié)果列于表8-2，水溫調(diào)節(jié)曲線見圖8-2。表8-2供暖相對(duì)熱負(fù)荷比Q0.2950.40.60.750.81.0+5.00.4-8

25、.4-15-17.2-26相應(yīng)哈爾濱市的室外溫度t w,C網(wǎng)路和用戶的供水溫度T , C48. 156. 671.582. 282.395網(wǎng)路和用戶的回水溫度T ,C38. 343. 251.557. 262.370相對(duì)流量比0.751.03通過質(zhì)調(diào)節(jié)與分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)兩種調(diào)節(jié)方式相對(duì)比的方法，也可容易地確定后種調(diào)節(jié)方式流量改變后相應(yīng)變化的供、回水溫度。在某一相同室外溫度tw下，采用不同調(diào)節(jié)方式，網(wǎng)路的供熱量和散熱器的放熱量應(yīng)是等值的。 根據(jù)網(wǎng)路供熱量的熱平衡方程式CGftg.fth.fCGtgth1得tg.fth. fG tgthC(8-30)根據(jù)散熱器的放熱量熱平衡方程式0.5(tg

26、.f+ th.f- 2tg)=0.5(tg+ tb- 2tn)得tg.f+ th.f=tg+thC(8-31)上式tg、th在某一室外溫度tw下，采用質(zhì)調(diào)節(jié)的供、回水溫度C;G采用質(zhì)調(diào)節(jié)時(shí)的設(shè)計(jì)流量，kg/h;tg.f、tb.i在相同的室外溫度tw下，采用分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)的供、回水溫度，C；(Q=0.295)到室外溫度tw=-15 C(Q=0.75)的這個(gè)階段，流量為設(shè)計(jì)流量的75%，亦即G 0.75。將64.5 C,tj25 C,1/(1+b)=0.77等已知值代入，可得出此階段1f Q和2f Q)的關(guān)系式。11864.5Q0.7716.67Q0 77_218 64.5Q.16.67Q

27、忙0.75代入式(8-26)、(8-27)，并將ts三熱水供熱系統(tǒng)的供熱調(diào)節(jié)西儀天正自控工程有限公司資料14Editor cjlGf采用分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)的流量，kg/h;G=Gf/G相對(duì)流量比;tn室內(nèi)保證的溫度，C。聯(lián)立解公式(8-30),(8-31)，可得C(8-32)tg.f1 Gt2Gtg1 Gt話thth.f1 G +1 G +thtgC(8-33)2G2Gg如本例題,當(dāng)tw=-15C (Q=0.75),采用質(zhì)調(diào)節(jié)時(shí)，利用式(8-16)、(8-17)，可得出T=tg=79.1 C,T=th=60.3 CO當(dāng)采用分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)時(shí)，在tw= -15 C (Q=0.75),忙

28、0.75時(shí)，利用(8-26)、(8-27)或(8-32)、(8-33)，可得出tg.f=82.2 C, th.f=57.2 C。通過上述分析可見，采用分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)，與純質(zhì)調(diào)節(jié)相對(duì)比，由于流量減少，網(wǎng)路的供水 溫度升高，回水溫度降低，供、回水溫差增大。但從散熱器的放熱量的熱平衡來看，散熱器的平均溫度應(yīng) 保持相等，因而供暖系統(tǒng)供水溫度的升高和回水溫度降低的數(shù)值，應(yīng)該是相等的。三，間歇調(diào)節(jié)當(dāng)室外溫度升高時(shí)，不改變網(wǎng)路的循環(huán)水量和供水溫度，而只減少每天供暖小時(shí)數(shù)，這種供熱調(diào)節(jié)方 式稱為間歇調(diào)節(jié)。間歇調(diào)節(jié)可以在室外溫度較高的供暖初期和末期，作為一種輔助的調(diào)節(jié)措施。當(dāng)采用間歇調(diào)節(jié)時(shí)，網(wǎng) 路的流量

29、和供水溫度保持不變，網(wǎng)路每天工作總時(shí)數(shù)n隨室外溫度的升高而減少。它可按下式計(jì)算tntwn 24式中tw-間歇運(yùn)行時(shí)的某一室外溫度，C,tw開始間歇調(diào)節(jié)時(shí)的室外溫度(相應(yīng)于網(wǎng)路保持的最低供水溫度)，C。例題8-3對(duì)例題8-1的哈爾濱市130C/95C/70C的熱水網(wǎng)路，網(wǎng)路上并聯(lián)連接有供暖和熱水供 應(yīng)用戶系統(tǒng)。采用集中質(zhì)調(diào)節(jié)供熱。試確定室外溫度tw=+5 C時(shí)，網(wǎng)路的每日工作小時(shí)數(shù)。解對(duì)連接有熱水供應(yīng)用戶的熱水供熱系統(tǒng)，網(wǎng)路的供水溫度不得低于70 C，以保證在換熱器內(nèi)，將生活熱水加熱到6065 Co根據(jù)例題8-1的計(jì)算式18 64.5Q0.7774.5Q由上式反算，當(dāng)采用質(zhì)調(diào)節(jié)時(shí)，室外溫度tw=

30、0 C (Q=0.41)時(shí)，網(wǎng)路的供水溫度T=69.970 C。因此,在室外溫度tw=0 C時(shí)，應(yīng)開始進(jìn)行間歇調(diào)節(jié)。當(dāng)室外溫度tw=5 C時(shí)，網(wǎng)路的每日工作小時(shí)數(shù)為(8-34)三熱水供熱系統(tǒng)的供熱調(diào)節(jié)西儀天正自控工程有限公司資料15Editor cjl2tht在運(yùn)行工況tw時(shí)，水-水換熱器的對(duì)數(shù)平均溫差，C。1tg2th|1tgIn C (8-38)水-水換熱器的相對(duì)傳熱系數(shù)K值，取決子選用的水-水換熱器的傳熱特性，由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理得出。對(duì)殼管式水-水換熱器，K值可近似地由下列公式計(jì)算n 24一tw2418 517.3h/dtntw18 0當(dāng)采用間歇調(diào)節(jié)時(shí)，為使網(wǎng)路遠(yuǎn)端和近端的熱用戶通過熱媒的小

31、時(shí)數(shù)接近，在區(qū)域鍋爐房的鍋爐壓火 后，網(wǎng)路循環(huán)水泵應(yīng)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間。運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間相當(dāng)于熱煤從離熱源最近的熱用戶流到最遠(yuǎn)熱用戶的時(shí) 間。因此，網(wǎng)路循環(huán)水泵的實(shí)際工作小時(shí)數(shù)，應(yīng)比由式(8-34)的計(jì)算值大一些。第四節(jié) 間接連接熱水供暖系統(tǒng)的集中供熱調(diào)節(jié)供暖用戶系統(tǒng)與熱水網(wǎng)路采用間接連接時(shí)(圖8-3)，隨室外溫度tw的變化，需同時(shí)對(duì)熱水網(wǎng)路和供暖 用戶進(jìn)行供熱調(diào)節(jié)。通常，對(duì)供暖用戶按質(zhì)調(diào)節(jié)方式進(jìn)行供熱調(diào)節(jié)，以保持供暖用戶系統(tǒng)的水力工況穩(wěn)定。供暖用戶系統(tǒng)質(zhì)調(diào)節(jié)時(shí)的供、回水溫度tg/th,可以按式(8-16)、(8-17)確定。熱水網(wǎng)路的供、回水溫度T字：和T,取決于一級(jí)網(wǎng)路采取的調(diào)節(jié)方式和水-水換熱器的

32、熱力特性。通?？刹捎眉匈|(zhì)調(diào)節(jié)成質(zhì)量-流量調(diào)節(jié)方法。1熱水網(wǎng)路采用質(zhì)調(diào)節(jié)當(dāng)熱水網(wǎng)路同時(shí)也采用質(zhì)調(diào)節(jié)時(shí)，可引進(jìn)補(bǔ)充條件Gyl=1。根據(jù)網(wǎng)路供給熱量的熱平衡方程式，得出QyiGyi-一-(8-35)1 2 1 2根據(jù)用戶系統(tǒng)人口水-水換熱器放熱的熱平衡方程式，可得tQ K(8-36)式中Q-在室外溫度tw時(shí)的相對(duì)供暖熱負(fù)荷比；網(wǎng)路的設(shè)計(jì)供，回水溫度，CT, T在室外溫度tw時(shí)的網(wǎng)路供、回水溫度，C；工況時(shí)K的比值；t在設(shè)計(jì)工況下，水一水換熱器的對(duì)數(shù)平均溫差，C；K 1-3 飼捋連擴(kuò)供羨織耳熱水用水-水換熱器的相對(duì)傳熱系數(shù)比,亦即在運(yùn)行工況tw時(shí)，水-水換熱器傳熱系數(shù)K值與設(shè)計(jì)1tg2thC (8-

33、37)三熱水供熱系統(tǒng)的供熱調(diào)節(jié)西儀天正自控工程有限公司資料16Editor cjlt、T、T為巳知值，tg及th值可從供暖系統(tǒng)質(zhì)調(diào)節(jié)計(jì)算公式確定。來知數(shù)僅為T及T。通過聯(lián)立求解，即可確定熱水網(wǎng)路采用質(zhì)調(diào)節(jié)的相應(yīng)供、回水溫度T及T值。2熱水網(wǎng)路采用質(zhì)量一流量調(diào)節(jié)供暖用戶系統(tǒng)與熱水網(wǎng)路間接連接，網(wǎng)路和用戶的水力工況互不影響。熱水網(wǎng)路可考慮采用質(zhì)量-流量調(diào)節(jié)，即同時(shí)改變供水溫度和流量的供熱調(diào)節(jié)方法。隨室外溫度的變化，如何選定流量變化的規(guī)律是一個(gè)優(yōu)化調(diào)節(jié)方法的問題。目前采用的一種方法是調(diào) 節(jié)流量使之隨供暖熱負(fù)荷的變化而變化，使熱水網(wǎng)路的相對(duì)流量比等于供暖的相對(duì)熱負(fù)荷比，亦即人為增 加了一個(gè)補(bǔ)充條件，進(jìn)

34、行供熱調(diào)節(jié)GyiQ(8-43)同樣，根據(jù)網(wǎng)路和水-水換熱器的供熱和放熱的熱平衡方程式，得出Q Gyi1 2t Q Kt根據(jù)式(8-39)，在此調(diào)節(jié)方式下，相對(duì)傳熱系數(shù)比K值為K0.5小二-0.50.5Gyi?GerQ(8-44)將式(8-43)、(8-44)代人上述兩個(gè)熱平衡方程式中，可得1212const(8-45)0.5Gyi(8-39)式中Gyi水-水換熱器中，加熱介質(zhì)的相對(duì)流量比，此處亦即熱水網(wǎng)路的相對(duì)流量比;Ger水-水換熱器中，被加熱介質(zhì)的相對(duì)流量比，此處亦即供暖用戶系統(tǒng)的相對(duì)流量比。當(dāng)熱水網(wǎng)路和供暖用戶系統(tǒng)均采用質(zhì)調(diào)節(jié),Gyi=1，Ger=1時(shí)，可近似地認(rèn)為兩工況下水-水換熱器的

35、傳熱系數(shù)相等，即K=1根據(jù)式(8-35)和將式(8-38)、(8-40)值代入式(8-40)(8-36)，可得出供熱質(zhì)調(diào)節(jié)的基本公式。12tgth12tgth(8-41)1tg2tht ?lntgth(8-42)在某一室外溫度tw下，上兩式中Q三熱水供熱系統(tǒng)的供熱調(diào)節(jié)西儀天正自控工程有限公司資料17Editor cjl在某一室外溫度tw下，上兩式中，Q、t,T、T為已知值，tg和th值可由供暖系統(tǒng)質(zhì)調(diào)節(jié)計(jì)算公式確定。誦過聯(lián)立求解，即可確定熱水網(wǎng)路按Gyi=Q規(guī)律進(jìn)行質(zhì)量-流量調(diào)節(jié)時(shí)的相應(yīng)供、回水溫度T和T值。采用質(zhì)量-流量調(diào)節(jié)方法，網(wǎng)路流量隨供暖熱負(fù)荷的減少而減小，可以大大節(jié)省網(wǎng)路循環(huán)水泵的電

36、能消耗。但在系統(tǒng)中需設(shè)置變速循環(huán)水泵和配置相應(yīng)的自控設(shè)施(如控制網(wǎng)路供、回水溫差為恒定值，控制變速水泵轉(zhuǎn)速等)，才能達(dá)到滿意的運(yùn)行效果。分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)和間歇調(diào)節(jié)，也可在間接連接的供暖系統(tǒng)上應(yīng)用。例題8-4在一熱水供熱系統(tǒng)中，供暖用戶系統(tǒng)與熱水網(wǎng)路采用間接連接。熱水網(wǎng)路和供暖用戶系統(tǒng)的設(shè)計(jì)水溫參數(shù)為：T=120 C、T=70 C、tg=85 C、th=60 C。試確定，當(dāng)采用質(zhì)調(diào)節(jié)或質(zhì)量-流量調(diào)節(jié)方式時(shí)，在不同的供暖相對(duì)熱負(fù)荷比Q下的供、回水溫度，并繪制水溫調(diào)節(jié)曲線圖。解1.首先確定供暖用戶系統(tǒng)的水溫調(diào)節(jié)曲線。采用質(zhì)調(diào)節(jié)。根據(jù)式(8-16) (8-17),可列出tg=f(Q)和th=f(

37、Q)的關(guān)系式。tg=18+0.5(85+60-2 18)Q0.77+0.5(85-60)Q=18+54.5Q.77+12.5Qth=18+54.5Q0.77-12.5Qtg和th值的計(jì)算結(jié)果列于表8-3,水溫調(diào)節(jié)曲線見圖8-4。表8-3相對(duì)熱負(fù)荷Q0.30.40.60.90.70.80.91.0供暖用戶系統(tǒng)tg43.349.956.262.368.278.979.585.0th35.839.943.747.350.753.957.060.0熱水網(wǎng)路，質(zhì)調(diào)節(jié)T53.863.973.783.392.7101.9111.0120.0T38.843.948.753.357.761.966.070.0Q

38、0.51tg2t ?lntg(8-46)三熱水供熱系統(tǒng)的供熱調(diào)節(jié)西儀天正自控工程有限公司資料18Editor cjl熱水網(wǎng)路，質(zhì)量-流費(fèi)調(diào)節(jié)T86.791.796.5101.4106.1110.8115.4120.0T36.741.746.551.456.160.865.470.00.30.40.50.60.70.80.91.0相對(duì)流量比Gyi2熱水網(wǎng)路采用質(zhì)調(diào)節(jié)三熱水供熱系統(tǒng)的供熱調(diào)節(jié)西儀天正自控工程有限公司資料19Editor cjl根據(jù)式(8-47),(8-48)，又當(dāng)Q=0.8時(shí)，計(jì)算得出tg=73.9 C, th=53.9C。則禾U用式(8-41)、從式(8-41)，得(8-42)，

39、聯(lián)立求解。將上式代入式由此得出現(xiàn)舉例說明,tgthtgthQ(8-42)經(jīng)整理得出ln1 1 2Q12tgtht12Q theD Le 1試求Q=0.8時(shí)的首先計(jì)算在設(shè)計(jì)工況下的水t1tg 2th/ln則常數(shù)DDthtgT和T值。12tg t(8-47)(8-48)-水換熱器的對(duì)數(shù)平均溫差。1tg/2th120 8570tg &ttgDe2Q th6012070856019.96/In 120 85/ 70 60 19.86C1.2525三熱水供熱系統(tǒng)的供熱調(diào)節(jié)西儀天正自控工程有限公司資料20Editor cjl1 252512070 0.853.9 e 73.911.2525e 12

40、101.9120 70 0.861.9C3,熱水網(wǎng)路采用質(zhì)里-流量調(diào)節(jié)禾U用式(8-45),(8-46)聯(lián)合求解因1212con sttgthtgthQ101.9C,Jo/ / 丿8-4。丘7*0Q941.圖a-4水厘弭節(jié)曲拔節(jié)”KT.一*網(wǎng)豁播廉節(jié)的需.a和、氛T.一一廈陰賂播思盤瞬片節(jié)的將上式代入式(8-46)，經(jīng)整理得出三熱水供熱系統(tǒng)的供熱調(diào)節(jié)西儀天正自控工程有限公司資料21Editor cjl根據(jù)上式第五節(jié)供熱綜合調(diào)節(jié)如前所述，對(duì)具有多種熱負(fù)荷的熱水供熱系統(tǒng)，通常是根據(jù)供暖熱負(fù)荷進(jìn)行集中供熱調(diào)節(jié)，而對(duì)其它 熱負(fù)荷則在熱力站或用戶處進(jìn)行局部調(diào)節(jié)。這種調(diào)節(jié)稱作供熱綜合調(diào)節(jié)。本節(jié)主要闡述目前

41、常用的閉式并聯(lián)熱水供熱系統(tǒng)(見圖8-5)，當(dāng)按供暖熱負(fù)荷進(jìn)行集中質(zhì)調(diào)節(jié)時(shí)，對(duì)熱水供應(yīng)和通 風(fēng)熱負(fù)荷進(jìn)行局部調(diào)節(jié)的方法。為便于分析，假設(shè)下面所討論的熱水供熱系統(tǒng)，在整個(gè)供暖季節(jié)都米用集中質(zhì)調(diào)節(jié)。在室外溫度tw=5 C開始供暖時(shí)，網(wǎng)路的供水溫度T1高于70 C，完全可以保 證熱水供應(yīng)用戶系統(tǒng)用熱要求。網(wǎng)路可不必采用間歇調(diào)節(jié)。如圖8-6所示，網(wǎng)路根據(jù)供暖熱負(fù)荷進(jìn)行集中質(zhì)調(diào)節(jié)。網(wǎng)路供水溫度曲線為曲線T- T1- T1,流出供暖用戶系統(tǒng)的回水溫度曲線為曲線T2- T2.t- T2.eo研究對(duì)熱水供應(yīng)和通風(fēng)熱負(fù)荷進(jìn)行供熱調(diào)節(jié)之前，首先需要確定熱水供應(yīng)和通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工況。熱水供應(yīng)用戶系統(tǒng)熱水供應(yīng)的用熱量和

42、用水量，受室外溫度影響較小。 在設(shè)計(jì)熱水供應(yīng)用的水-水換In1tg112th2 tg Qt ?Q0.5在給定tw(Q)值下，上式右邊為一已知值。2t ?QtgthQ05C，1tg2th由此得出12thetgCe(8-48)(8-50)現(xiàn)舉例計(jì)算。 求當(dāng)Q=0.8時(shí)的1207085 60 0-81.680419.96 0.80.5根據(jù)式(8-49),(8-50)，又當(dāng)Q=0.8時(shí)，tg=73.9C, th=53.9C,得12070 53.9 e1680473.911.6804.e 1110.8C2110.81207060.8計(jì)算結(jié)果列于表8-3，相應(yīng)的水溫調(diào)節(jié)曲線見圖8-4。nzu.圖卜5閉式井

43、聯(lián)博水供熱奇變錄童離三熱水供熱系統(tǒng)的供熱調(diào)節(jié)西儀天正自控工程有限公司資料22Editor cjl熱器及其管路系統(tǒng)時(shí)，最不利的工況應(yīng)是在網(wǎng)路供水溫度下T最低時(shí)的工況。因此時(shí)換熱器的對(duì)數(shù)平均溫三熱水供熱系統(tǒng)的供熱調(diào)節(jié)西儀天正自控工程有限公司資料23Editor cjl差最小，所需散熱面積和網(wǎng)路水流量最大。此時(shí),式中tr在設(shè)計(jì)工況下，熱水供應(yīng)用的水-水換熱器的對(duì)數(shù)平均溫差，Ctr、tl熱水供應(yīng)系統(tǒng)中熱水和冷水的溫度，C；Ti供暖季內(nèi)，網(wǎng)路最低的供水溫度，C；T2.r在設(shè)計(jì)工況下，流出水-水換熱器的網(wǎng)路設(shè)計(jì)回水溫度，C。網(wǎng)路設(shè)計(jì)回水溫度T2.f可由設(shè)計(jì)者給定。給定較高的T2.r值，則換熱器的對(duì)數(shù)平均溫

44、差增大，換熱器的面積可小些，但網(wǎng)路進(jìn)入換熱器的水流量增大，管徑較粗，因而是一個(gè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)問題。通?？砂碩i-T2.r=30 C40C，來確定設(shè)計(jì)工況下的厶t2值。當(dāng)室外溫度tw下降時(shí)，熱水供應(yīng)用熱量認(rèn)為變化很小(Qr=1)，但此時(shí)網(wǎng)路供水溫度T升高。為保持換熱器的供熱能力不變，流出換熱器的回水溫度T.r應(yīng)降低，因此就需要進(jìn)行局部流量調(diào)節(jié)。在某一室外溫度tw下，可列出如下的供熱調(diào)節(jié)的熱平衡方程式在室外溫度tw下，網(wǎng)路供水溫度和流出換熱器的網(wǎng)路回水溫度，CGyi.r網(wǎng)路供給熱水供應(yīng)用戶系統(tǒng)的相對(duì)流量比;K換熱器的相對(duì)傳熱系數(shù)比;tr在室外溫度tw下，水-水換熱器的對(duì)數(shù)平均溫差，C。tr2.rtlIn

45、1trC(8-61)2.rtlQrGy/乞112.t_一tQrK 11tr又根據(jù)式(8-39)，可得(8-52)(8-53)(8-54)上式中T、T.rtr1tr2tlln1tr2.rtl三熱水供熱系統(tǒng)的供熱調(diào)節(jié)西儀天正自控工程有限公司資料24Editor cjl其它符號(hào)代表意義同前。將式(8-54)代入熱平衡方程式，可得Gyi.r2.r(8-55)2.r三熱水供熱系統(tǒng)的供熱調(diào)節(jié)西儀天正自控工程有限公司資料25Editor cjl在上兩式中，Gyj.r與T.r為未知數(shù)。通過試算或迭代方法，可確定在某一室外溫度tw下，對(duì)熱水供應(yīng)熱負(fù)荷進(jìn)行流量調(diào)節(jié)的相對(duì)流量比和相應(yīng)的流出水-水換熱器的網(wǎng)路回水溫度

46、。 熱水供應(yīng)熱用戶的網(wǎng)路回水溫度曲線為曲線T2.r- T.r（見圖8-6（a），相應(yīng)的流量圖見圖8-6（b）。通風(fēng)用戶系統(tǒng)在供暖期間，通風(fēng)熱負(fù)荷隨室外溫度變化。最大通風(fēng)熱負(fù)荷開始出現(xiàn)在冬季通風(fēng)室外溫度tw.t的時(shí)刻，當(dāng)tw低于tw.t時(shí)，通風(fēng)熱負(fù)荷保持不變，但網(wǎng)路供水溫度升高，通風(fēng)的網(wǎng)路水流量減小，故 應(yīng)以tw.t作為設(shè)計(jì)工況。在設(shè)計(jì)工況tw.t下，可列出下面的熱平衡方程式QtGtC12.tKtFp.jtp.j（8-57）式中Qt-通風(fēng)設(shè)計(jì)熱負(fù)荷；Gt在設(shè)計(jì)工況tw.t下，網(wǎng)路進(jìn)入通風(fēng)用戶系統(tǒng)空氣加熱器的水流量；T1、T2.t在設(shè)計(jì)工況tw.t下，空氣加熱器加熱熱煤（網(wǎng)路水）的進(jìn)、出口水溫，可由供