供热系统优化调节与节能

发表时间:2021/9/6   来源:《科学与技术》2021年4月11期   作者:周力成
[导读] 本文通过对供热系统的热负荷及水力失调进行阐述,分析了水力失调
       周力成  
       大兴区特种设备检测所102600
       摘  要
    本文通过对供热系统的热负荷及水力失调进行阐述,分析了水力失调产生的原因,从而希望找到解决系统水力失调的解决措施,通过分析发现从热负荷和调节供热系统水力失调对供热系统节能有很大贡献。在平衡水力失调的同时,供热系统还可以达到降低供热系统能耗的作用。经过分析知道,供热系统节能可以从减少热量供应、均衡分配热量以及减少供热系统运行所耗电能这三个方面入手进行供热系统节能。用附加阻力消除用户剩余的资用压头。用附加压头提高用户不足的资用压头。分阶段改变流量的质调节就是把整个供热期按室外温度的高低分几个阶段,在热负荷较大时采用较大流量,在热负荷较小时采用较小流量。间歇调节。这四种调节方式都可以达到节能的目的。分析后提出热水供暖系统的最佳调节工况—质和量的综合调节理论分析后发现,这三个方面可以通过综合质—量调节来达到,进一步提出了质—量调节的几种方式,分析了各种调节方式的特点。通过综合质—量调节达到供热系统经济性优化的目的。
       
关键词: 供热、热负荷、水力失调
绪  论
        目前在我国北方一些大中城市已相继实施了集中供热。集中供热与分散供热比较,节能效果是显著的。但是对已经采用了集中供热的系统,如果不重视科学管理,仍然达不到最佳的节能效果,近年来,某些城市实施集中供热后,房间温度偏高,普通房间室温均在20℃以上,个别房间温度达到25℃,为此很多用户不得不开窗放气,以调节室温,致使大量能源白白浪费。经估算,由于室温高出设计温度(按18℃计)2℃所造成的维护结构耗热量的增加在供暖期内平均为7.3%。高出设计温度4℃时将增加14.5%[1],如按100万平米供热小区为例,仅此一项,每一供暖期将多耗标煤2200-4400t,如果考虑开窗放气造成的冷风侵人的影响,耗热量的增加将会更大。而如果在热源处采取科学合理的调节手段,则即可保证环境的舒适,又可节约大量的燃料。
据相关资料显示,我国建筑采暖能耗较同纬度发达国家建筑采暖能耗高,采暖能耗浪费很大。这里有现实的问题,更有历史的原因,不仅涉及建筑墙体节能,更涉及供热系统技术装备水平、管理水平,以及供热收费体制等社会政策方面的因素。由于存在这些问题,可以节能的地方也比较多,本文希望通过优化调节供热系统达到节能的目的。

       由上式可知:
       1、并联管段中各分支管的阻力状况(即阻力系数S值)不变时,网路总流量增加多少倍或减少多少倍,并联管段中各分支管段的流量也相应增加多少倍或减少多少倍。
       2、当并联管段中任一分支管段的阻力状况(即阻力系数S值)发生变化时,网路总阻力系数必然随着变化,而且网路总流量在各分支管段中的分配比例也相应地发生变化。
       供热系统的这一水力特性,恰好满足了供热系统量调节及质和量的综合调节时水流量变化及水流量分配的需要——同一供热系统上,当室外温度tw变化时,供热系统总流量及网上各用户流量都按同一比例变化,且总流量在各用户中的流量分配比例不变。
结  论
       从前述分析可以看出,一次网采用量调节、二次网采用供暖系统最佳调节工况—质和量的综合调节,供热系统运行最为经济节能,既节热又节电,且供热质量最好。供热系统的运行经济性和可调节性是否能很好进行,应该做好以下两项工作:
       (1)综合调节方案选择
       解决系统水力失调在实施前必须对技术可行的方案进行技术经济论证,比较投入和产出,选择最佳方案实施。必须研究最优方案的技术经济分析方法、选择准则和指标。
       (2)最佳配置的设备
供热系统中水泵配置的优化,包括循环水泵、中继泵和终端加压泵的最佳设置和参数配合,使之系统的运行电耗成本最低。这就需要生产厂家配合研究和生产适合本系统模式要求的具有高效率的水泵系列,如集水泵、变速和控制(压力、压差或温度)的高效节能水泵系列。
参考文献

[1]孙延龄、高凤君 《供热调节方式分析》 40页 2007年1月
[2]贺平、孙刚 《供热工程》 141页 1993年11月





附  录
术语符号
Q—热负荷W;
K—建筑物传热系数W/m2·℃;
F—建筑物外表面积m2;
—室内气温℃;
—室外气温℃;
C—水的比热J/kg·℃;
G—采暖循环水流量m3/h;
—供水温度℃;
—回水温度℃;
ρ—水的密度kg/m3;
X—水力失调度;
G—实际流量(m3/h);G0—规定流量(m3/h)。
—有效功率W;
V—循环水流量m3/h;
△p—系统阻力m;
ρ—水密度kg/m3;
g—常数N/kg。
Q—相对热量比;
Fs—用户系统内散热器的散热面积,m2;
Ks,Ksj—散热器的供热系数,W/m2·℃;
tp,tpj—散热器内载热介质的平均温度,℃;
B—为常数,与散热器构造有关
Vi—并联管段i的流量,m3/h;
Si—并联管段i阻力系数,Pa/(m3/h)2。
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