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论集中供热系统的水力平衡调节与节能措施

发表时间：2021/6/17 来源：《基层建设》2021年第6期作者：李峰

[导读] 摘要：近年来，我国的集中供热系统有了很大进展，随着居民取暖方式发生较大变化，同时也更为关注节能减排工作的推进和落实。

        青岛能源设计研究院有限公司山东青岛 266000
        摘要：近年来，我国的集中供热系统有了很大进展，随着居民取暖方式发生较大变化，同时也更为关注节能减排工作的推进和落实。更高效地展开供热节能减排工作和保障居民供热采暖的效果，已经成为当前供热行业的热议话题和不断深入研究的一项课题。探讨热源、热网、换热站的同步动态平衡调节，旨在进一步做好均衡供热工作，保障供热用户室温的相对稳定，为供热体统的经济、平稳运行奠定基础。
        关键词：供热系统；温度差；动态平衡；复合控制；节能
        引言
        我国北方地区冬季气温较低，每当冬季来临的时候，城市供热系统便开始运作，以保障人们的生产和生活。而供热管网系统运行状态的好坏，直接影响着城市居民的生活、工作的质量和品质。目前，供热系统多以热水为媒介，通过热媒在供暖热网系统中的循环来实现对室内环境的温度调节。然而在系统运行过程中，供热不平衡现象经常发生，主要表现为室内温度达不到要求或过高。温度过低会影响人们的生活质量，温度过高还会产生能源浪费。
        1集中供热系统水力失调起因
        第一，供热管网各支路规格型号具有离散性，管路中热介质与管路的摩阻力也不同，随着热介质的输送距离输送流量也逐渐损失，为了满足远端用户的供热要求就会出现其余用户资用压头出现富余的情况，这是水力失调的起因之一。第二，设备选型不能匹配实际供热管网特征也会造成水力失调，导致实际供热流量和设计供热流量有偏差。第三，集中供热系统中热流量和用户数量的变化有很大关联，供热系统中的用户数量变化会使得集中供热管网流量重分配而发生水力失调问题。第四，供热系统内用户需求的变化，比如用户家里建筑保温围护结构发生改变、室内散热设备的变化，这些间接的转化对供热流量需求的变化，也会带来管网水力失调的产生。第五，供热系统设备缺乏养护，对于老旧问题部件没有及时更新。
        2消除水力失调，实现供热系统节能运行的改进方案
        2.1楼宇调控技术
        这里所提及到的楼宇调控技术采用的是自动调控系统，在城市供热自动化系统运行中，不仅可以确保楼栋管理调控的科学性、合理性，而且还可以达到节省能源的目的。楼宇调控技术主要是由水力平衡阀、电磁调节阀、温度采集面板、集中控制箱等部分组成，在现场设置屏与操作站的作用下，可以对楼栋内部的运行模式给予科学、合理的预设，而且在后期运行阶段还需要对楼栋内温度采集面板所获取的热量信息与预设数据信息进行对比，并根据对比结果来进行适当的调整和优化。此外，在电磁调节阀的作用下，还可以确保预设方案的顺利实现，从而达到节能减排的效果。通过对无线通讯手段给予科学、合理的运用，也可以确保控制器能够实时获取所需要的数据信息，并将其上传至监控中心，以实现远程管理和监测的目的。
        2.2技术改进方案
        从网络计算机技术和通信技术发展到现在，为实现供热管网联合监控，对各换热站供回水温度及时进行均衡调节，从而达到节能经济运行，进一步做好节能减排工作奠定了技术基础。对技术方面进行优化的方案主要有3个：①室内采暖管道将原垂直双管并联系统改为水平双管并联系统，已达到采暖分户目的采暖管线采用耐高温PP-R塑铝稳态管，沿地面敷设，过门处设过门弯，管线设于找平层内；②散热器的供水支管上安装性能可靠的低阻力自动温控阀，以达到分室控温的目的；③居民单元门口设阀门井并安装平衡阀和锁闭阀、温度计等入口调节装置。
        2.3水力平衡技术的应用
        水力平衡调节主要是根据系统的水力状况对流量的分配进行调节，由于流量输配受沿程阻力影响导致的流量不均衡，我们通常采取水力平衡技术来解决。

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水力平衡技术往往被运用于某一区域的供热总网当中，使用过程中要完善专用调控设备的安装，在安装这一设备之后能够有效解决供热管网中存在的水力平衡问题。现阶段常用到的调控阀主要是电动调节阀，其主要是通过接收自动化控制系统所产生的信号，来驱动阀门改变阀座和阀芯间的截面积大小，从而达到控制管道介质温度、压力、流量等工艺参数的目的，进而实现自动化调节功能。在进行电动调节阀选择过程中，需要对设计公称压力、公称直径、流量系数、介质允许温度范围等参数给予综合考虑。同时，如果要求保证流量和开启高度呈现出正比例关系时，则需要选择专用调节阀，其中最常见的有蝶阀和球阀，其均能够达到预期的调节效果。
        2.4建立数据分析台账
        多层楼宇供回水压力表、供回水温度缺失，无法做到管网精确水力平衡及热量平衡，仅通过经验进行量调节，基本保证平衡。建议换热站表计更换为数字压力表，提高记录准确性。换热站除污器前后增加压力表，及时发现除污器堵塞现象。高层楼宇压力表计定期校验或更换。楼宇增加供回水、温度监测表计，建立数据分析台账，及时分析，科学地进行管网水力平衡及热力平衡调节。
        2.5客户服务管理子系统
        集成服务大厅、电话、网络（小程序/APP），以及社会监督、主管部门等多元化客户服务请求渠道，畅通信息传输机制。针对客户报修或投诉等请求工单，通过由客服中心统一派单和回访，依据工单的类型、紧急程度等分级别督办管理。利用移动端完成人员定位、远程接单、远程监督、工单处理反馈，建立由派单、处理、监督、反馈、回访等环节构成的闭环管理机制，实现对客户需求的快速响应。全过程统计客服管理系统的各类服务信息，包括客服请求响应率、客服请求办结率、坐席利用率、热线接通率等关键指标，建立综合评价机制。
        2.6热量分配法
        在系统实施供热期间，可以依据用户需要取暖的面积量来计算，也可以采用平均热量这一形式实施调控，再将供回水或回水平均温度间转变的量来完成复合方式的调控手段。在热量分配方面，主要是随着热站的热源在供热环节的供热量转变情况来变化，当取暖用户进行自主用热时，热站的供回水原先所呈现的平均温度也就会产生相应的转变或变化，相应地供热量期间的实况也将会有所改变，按照管网实况的设置状况来进行采样，并得出相应的调控周期。为了将温度转变状况加大而调节相应的转变量，可将其进行设置：全网供回水所呈现出的平均温值与各热站在供回水时所呈现的温度都同时减去取暖住户的室温值。运用了热源和热站一级网实现的平衡性调控以及取暖住户所需求的均衡供热，以此缩减供热中的过热浪费与资源浪费，更完善地呈现了供热期间节能效用。不过此方面的节能仍需同行专业人士共同探索与不断研究，以探寻更为有利和高效的调控方式。
        结语
        综上所述，随着我国经济发展城镇化进程加快，集中取暖区域也不断扩大，水力失调问题越来越突出，其影响了建筑综合质量，是绿色建筑必须要考虑和解决的问题，水力平衡调节的方法与各类节能措施将是热力从业人员奋力追求的目标，对构建绿色可持续发展的社会意义重大。
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