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1、探析供熱系統(tǒng)適量供熱調(diào)節(jié)技術(shù)作者：姜永成，高惠娜，顧冬明，鄭瑞蕓，王昭俊，方修睦，趙華摘要：供熱終端熱量可調(diào)，供熱用戶按照熱量收費以后，室內(nèi)供熱系統(tǒng)已經(jīng)成為一個自調(diào)節(jié)系統(tǒng)。因此必須采用相對應(yīng)的供熱調(diào)節(jié)方案，按照用戶所需熱量進(jìn)行供熱才能實現(xiàn)整個供熱系統(tǒng)的節(jié)能。實現(xiàn)系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)體現(xiàn)在三個方面，一是熱用戶實現(xiàn)按需購熱；二是輸送系統(tǒng)以最小能耗方式向用戶輸送能量；三是熱源在保證用戶所需熱量的前提下始終處于最佳的燃燒狀態(tài)。在這三個方面都實現(xiàn)最佳，才是供熱適量調(diào)節(jié)技術(shù)的關(guān)鍵。1、概述供熱用戶實行供熱計量收費[1]以后，必
2、須要有相應(yīng)的熱量可調(diào)節(jié)的手段，否則不能實現(xiàn)真正的節(jié)能。目前實現(xiàn)用戶熱量可調(diào)節(jié)的技術(shù)主要是在用戶室內(nèi)的各散熱器支管上安裝自力式溫度電動調(diào)節(jié)閥，用戶可以根據(jù)個人生活習(xí)慣及經(jīng)濟(jì)條件在電動調(diào)節(jié)閥上設(shè)定所需溫度。電動調(diào)節(jié)閥的安裝與調(diào)節(jié)方式主要有雙通閥和三通閥兩種方式，針對這兩種方式供熱系統(tǒng)也要采取相應(yīng)的調(diào)節(jié)方案。2、熱力運行分析2.1用戶分析2.1.1安裝雙通閥的室內(nèi)系統(tǒng)每一臺散熱器都裝有一只自力式雙通溫控閥，如圖1（a）所示，此系統(tǒng)適用于分戶供熱的室內(nèi)水平式系統(tǒng)。采用雙通溫控閥后，室內(nèi)供熱系統(tǒng)就成為了變流量系統(tǒng)。根據(jù)
3、流體因磨擦阻力所造成的能量損失可得：（1）式中：、供、回水壓力；流體密度；摩擦系數(shù)；管路直徑；供、回水平均流速。變換（1）式則可得：（2）。式中：是供、回水壓差；是局部阻力系數(shù)；是供回水流量。根據(jù)室內(nèi)供熱系統(tǒng)的運行情況結(jié)合（2）式進(jìn)行分析，可以看出供回水流量的變化是用戶系統(tǒng)的主動調(diào)節(jié)作用，而且是在主動調(diào)節(jié)局部阻力系數(shù)后變化的。供回水壓差的變化則取決于熱網(wǎng)循環(huán)泵的運行狀態(tài)，循環(huán)泵恒速運行時的變化較小，循環(huán)泵變速運行時的變化則會較大。2.1.2安裝三通閥的室內(nèi)系統(tǒng)每一臺散熱器都裝有一只自力式三通溫控閥，如圖1（b
4、）所示，此系統(tǒng)適用于室內(nèi)垂直系統(tǒng)，也適用于分戶供熱的室內(nèi)水平式系統(tǒng)。采用三通溫控閥后，室內(nèi)供熱系統(tǒng)的流量變化很小，可以認(rèn)為是恒流量系統(tǒng)。但是要有部分高溫供水直接流入熱網(wǎng)回水管，造成一定的能量浪費。下面針對以上兩種室內(nèi)系統(tǒng)的熱量調(diào)節(jié)方案對熱網(wǎng)的運行工況進(jìn)行分析。22.2熱網(wǎng)分析輸送熱力的熱網(wǎng)循環(huán)泵按兩種運行方案進(jìn)行討論，一種是恒轉(zhuǎn)速運行，另一種是變轉(zhuǎn)速運行。熱網(wǎng)循環(huán)泵的運行方案與室內(nèi)系統(tǒng)的運行方案進(jìn)行組合就會產(chǎn)生四種運行方案。2.2.1室內(nèi)系統(tǒng)變流量熱網(wǎng)循環(huán)泵恒轉(zhuǎn)速室內(nèi)系統(tǒng)變流量運行、熱網(wǎng)循環(huán)泵恒轉(zhuǎn)速運行。由于
5、室內(nèi)散熱器溫控閥阻力的變化，使得管網(wǎng)的基金項目：國家“十一五”重點科技攻關(guān)項目。阻力特性發(fā)生變化，從而使得熱網(wǎng)的流量發(fā)生變化，量為時，熱網(wǎng)阻力系數(shù)會變化為，循環(huán)泵出口揚程也會增加到。顯然系統(tǒng)的工作點是沿著水泵的工作特性曲線變化的，在最低供熱負(fù)荷時熱網(wǎng)的流量可能會變得很小，流量太小熱源是否能夠承受需進(jìn)行綜合分析研究。另外從節(jié)能的角度研究，恒轉(zhuǎn)速水泵在循環(huán)泵流量減小后，電動機的負(fù)載變小，其消耗的電能量也會減小。參考文獻(xiàn)[2]中給出了節(jié)流方式調(diào)節(jié)離心式泵類負(fù)載時的電機輸入功率計算公式，如下式所示：（3）式中：是流量
6、為時循環(huán)泵電動機消耗的功率，是循環(huán)泵的額定流量，是循環(huán)泵電動機的額定功率。由（3）式可以推出其節(jié)能率公式（4）式：（4）式中：是流量為時循環(huán)泵電動機節(jié)電的功率。根據(jù)（4）式可計算出幾種流量下水泵電機的節(jié)能率，當(dāng)時，節(jié)電率為；當(dāng)時，節(jié)電率為。此種方案也是節(jié)能的，但是流量越小其節(jié)能效果越不明顯，理論上計算零流量時的節(jié)能率為0.55。2.2.2室內(nèi)系統(tǒng)變流量熱網(wǎng)循環(huán)泵變轉(zhuǎn)速室內(nèi)系統(tǒng)變流量運行、熱網(wǎng)循環(huán)泵變轉(zhuǎn)速運行。室內(nèi)散熱器溫控閥調(diào)節(jié)后其阻力發(fā)生變化，使得管網(wǎng)的阻力特性發(fā)生變化，從而使得熱網(wǎng)的流量發(fā)生變化，如圖2所
7、示。此時熱網(wǎng)循環(huán)泵應(yīng)該改變轉(zhuǎn)速，使得循環(huán)泵的工作特性平行下移，下移的最佳工作點應(yīng)該使得管網(wǎng)阻力特性恢復(fù)至點，如圖3所示。此種調(diào)節(jié)方案同樣存在系統(tǒng)最小流量限制的問題。2
