供熱工程第8章熱水供熱系統(tǒng)供熱調(diào)節(jié)

供熱工程-第八章熱水供熱系統(tǒng)的供熱調(diào)節(jié)8-1

概述一、

調(diào)節(jié)目的

在室外氣溫變化或使用條件變化時(shí)保證熱源的供熱量、熱網(wǎng)的輸熱量以及熱用戶設(shè)備的放熱量與用戶熱負(fù)荷變化相適應(yīng)。二、

調(diào)節(jié)分類1．按調(diào)節(jié)時(shí)間不同初調(diào)節(jié)：

系統(tǒng)投入運(yùn)行前的一次性調(diào)節(jié)；運(yùn)行調(diào)節(jié)：（供熱調(diào)節(jié)）：系統(tǒng)運(yùn)行期間的經(jīng)常性調(diào)節(jié)。2．按調(diào)節(jié)地點(diǎn)不同集中調(diào)節(jié)：在熱源處進(jìn)行的調(diào)節(jié)；局部調(diào)節(jié)：在熱力站或熱力入口處進(jìn)行的調(diào)節(jié)；個(gè)體調(diào)節(jié)：在散熱設(shè)備處進(jìn)行的調(diào)節(jié)。3．按調(diào)節(jié)手段不同質(zhì)調(diào)節(jié)：流量不變，改變供回水溫度的調(diào)節(jié)；量調(diào)節(jié)：供水溫度不變，改變循環(huán)流量的調(diào)節(jié)；分階段改變流量質(zhì)調(diào)節(jié)：按流量變化分幾個(gè)階段、每個(gè)階段采用質(zhì)調(diào)節(jié)；間歇調(diào)節(jié)：保持循環(huán)流量和水溫不變改變，每天供暖時(shí)間的調(diào)節(jié)。3-2供暖熱負(fù)荷供熱調(diào)節(jié)的基本公式供暖熱負(fù)荷調(diào)節(jié)的任務(wù)：隨室外氣溫tw變化保持供暖房間的室內(nèi)溫度tn不變。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)等于供暖用戶系統(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。一、供熱調(diào)節(jié)基本熱平衡式直接連接、熱網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行、忽略管道散熱條件下

Q1=Q2=Q3W（8-1）

圖8-1供熱系統(tǒng)熱平衡關(guān)系示意圖式中

Q1

建筑物供暖熱負(fù)荷

WQ2散熱器散熱量

WQ3網(wǎng)路輸熱量

W

Q1Q3Q2根據(jù)上述定義，有如下公式

Q1=qV(tn-tw)Q2=KF(tP-tn)=A(tP-tn)BF(tP-tn)=AF[(tg+th)/2-tn]1+BQ3=cG(tg-th)設(shè)計(jì)工況（tw/）下，仍有

Q/1.=Q/2.=Q/3W（8-2）相應(yīng)的公式為

Q/1=qV(tn-t/w)Q/2=K/F(t/P-tn)=A(t/P-tn)BF(t/P-tn)=AF[(t/g+t/h)/2-tn]1+BQ/3=cG/(t/g-t/h)二、

運(yùn)行調(diào)節(jié)基本公式1．散熱器用戶令運(yùn)行工況（tw）下

熱負(fù)荷

Q與設(shè)計(jì)工況（tw/）下熱負(fù)荷Q/之比為Q，則有

Q=Q1/Q/1=Q2/Q/2=Q3/Q/3

（8-3）令運(yùn)行工況下流量與設(shè)計(jì)工況下流量之比為G，則有

G=G/G/

（8-4）二、

運(yùn)行調(diào)節(jié)基本公式綜合上述公式可得出

Q=（tn-tw）/(tn-t/w)=[(tg+th-2tn)/（t/g+t/h-2tn）]1+B=G(tg-th)/(t/g-t/h)

（8-5）

2．暖風(fēng)機(jī)用戶作為上述公式的特例，其傳熱指數(shù)B=0，則有

Q=（tn-tw）/(tn-t/w)=(tg+th-2tn)/（t/g+t/h-2tn）=G(tg-th)/(t/g-t/h)（8-6）上述公式中，三個(gè)等式，四個(gè)未知數(shù)。需給出一個(gè)補(bǔ)充條件方可得出具體的解3-3

直接連接熱水供暖系統(tǒng)的供熱調(diào)節(jié)一、

質(zhì)調(diào)節(jié)G=1作為補(bǔ)充條件代入式（8-5）1.無混水直接連接

tg=tn+0.5(t/g+t/h-2tn)Q1/(1+B)+0.5(t/g-t/h)Q℃(8-7)th=tn+0.5(t/g+t/h-2tn)Q1/(1+B)-0.5(t/g-t/h)Q℃(8-7)Q=（tn-tw）/(tn-t/w)(8-7)

2.混水直連

質(zhì)量平衡：G=GW+Gh熱量平衡：G

tg=GWtWg+Ghth

依質(zhì)量平衡和熱量平衡，可得出：GWtWgtgGGhthth圖8-2混水連接示意圖GW（tW-

tg）=Gh（tg-th）

令混水比u=Gh/Gw,則有：

u=(tWg-

tg)/tg-th）(8-8)同理，設(shè)計(jì)工況下混水比u/u/=(t/Wg-

t/g)/t/g-t/h）

(8-9)

u=(tWg-

tg)/tg-th）(8-8)u/=(t/Wg-

t/g)/t/g-t/h）

(8-9)依式（8-8）（8-9）得出：tWg=

tg+u(tg-th)

把式（8-7）代入

tWg=tn+0.5(t/g+t/h-2tn)Q1/(1+B)+0.5(2t/wg-t/g-t/h)Q℃(8-10)th=tn+0.5(t/g+t/h-2tn)Q1/(1+B)-0.5(t/g-t/h)Q℃(8-10)Q=（tn-tw）/(tn-t/w)(8-10)二、

量調(diào)節(jié)tg=t/g作為補(bǔ)充條件代入式（8-5），可得出循環(huán)流量和回水溫度隨室外氣溫變化關(guān)系二、

量調(diào)節(jié)tg=t/g作為補(bǔ)充條件代入式（8-5），可得出循環(huán)流量和回水溫度隨室外氣溫變化關(guān)系tm=tn+0.5(t/g+t/h-2tn)Q1/(1+B)

tm=(

tg+th)/2th=2tm

–tg=2tm

-t/g二、

量調(diào)節(jié)隨流量比G改變，循環(huán)水泵揚(yáng)程比H成二次方變化，而水泵軸功率比N成三次方變化。因此量調(diào)節(jié)可以大幅度節(jié)約電能，但是對直連用戶易產(chǎn)生垂直失調(diào)。三、分階段改變流量質(zhì)調(diào)節(jié)根據(jù)系統(tǒng)規(guī)模把每個(gè)供暖期按室外溫度劃分為幾個(gè)階段，氣溫較低階段保持設(shè)計(jì)流量；氣溫較高時(shí)采用較小流量。每一階段內(nèi)采用循環(huán)流量保持不變的質(zhì)調(diào)節(jié)。令φ=G=const工程中一般劃分為2-3個(gè)階段。兩階段時(shí)，相對流量比采用1.0和0.75；三階段時(shí)，相對流量比為1.0、0.8和0.6。1．無混水直連的分階段改變流量質(zhì)調(diào)節(jié)把φ值代入公式（8-7）可得出無混水直連的分階段改變流量質(zhì)調(diào)節(jié)公式

tg=tn+0.5(t/g+t/h-2tn)Q1/(1+B)+0.5/φ(t/g-t/h)Q℃

(8-26)th=tn+0.5(t/g+t/h-2tn)Q1/(1+B)-0.5/φ(t/g-t/h)Q℃(8-27)Q=（tn-tw）/(tn-t/w)2．混水直連的分階段改變流量質(zhì)調(diào)節(jié)tWg=tn+0.5(t/g+t/h-2tn)Q1/(1+B)+0.5/φ(2t/wg-t/g-t/h)Q

℃(8-28)th=tn+0.5(t/g+t/h-2tn)Q1/(1+B)-0.5/φ(t/g-t/h)Q℃(8-29)Q=（tn-tw）/(tn-t/w)（8-12）

3變流量點(diǎn)的確定φ=0.75時(shí),H=0.56,N=0.42,此時(shí)節(jié)電58%。顯然，應(yīng)盡可能增大75%流量的水泵的工作時(shí)間，即：變流量點(diǎn)應(yīng)盡量偏向室外溫度較低處。其限制條件是：變流量以后的供水溫度不應(yīng)超過設(shè)計(jì)供水溫度，即tg≦t/g四、調(diào)節(jié)曲線的繪制

1．例哈爾濱市t/w

=-26℃，四柱813型散熱器傳熱指數(shù)B=0.30，室內(nèi)計(jì)算溫度tn=18℃。依據(jù)上述數(shù)據(jù)，繪制下列條件的調(diào)節(jié)曲線：（1）設(shè)計(jì)供回水溫度95/70℃，直接連接；（2）網(wǎng)路設(shè)計(jì)供回水溫度130/70℃，混水后用戶設(shè)計(jì)水溫95/70℃；（3）設(shè)計(jì)供回水溫度95/70℃，直接連接，分階段改變流量質(zhì)調(diào)節(jié)。2．計(jì)算

依據(jù)有關(guān)公式和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)(1)tg=18+0.5(95+70-36)[(18-tw)/(18+26)]1/1.30+0.5(95-70)(18-tw)/(18+26)=18+3.5(18-tw)0.77+0.284(18-tw)

同理，th=18+3.5(18-tw)0.77-0.284(18-tw)(2)tWg=18+0.5(130+70-36)[(18-tw)/(18+26)]1/1.30+0.5(2×130-95-70)×(18-tw)/(18+26)=18+3.5(18-tw)0.77+1.08(18-tw)th=18+3.5(18-tw)0.77-0.284(18-tw)(3)100%流量時(shí)，公式同（8-11）

75%流量時(shí)tg=18+0.5(95+70-36)[(18-tw)/(18+26)]1/1.30+0.5/0.75(95-70)(18-tw)/(18+26)=18+3.5(18-tw)0.77+0.379(18-tw)th=18+3.5(18-tw)0.77-0.379(18-tw)(3)100%流量時(shí)，公式同（8-11）

75%流量時(shí)tg=18+0.5(95+70-36)[(18-tw)/(18+26)]1/1.30+0.5/0.75(95-70)(18-tw)/(18+26)=18+3.5(18-tw)0.77+0.379(18-tw)th=18+3.5(18-tw)0.77-0.379(18-tw)按上述簡化計(jì)算公式，取室外溫度間隔為3℃，逐次代入計(jì)算并將結(jié)果列表如下：

tw(℃)-26-23-20-17-14-11-8-5-2025tg(℃)9590.7386.6482.0277.5673.0268.4063.6758.5255.5252.1446.92th(℃)7067.4464.8262.1459.3856.5553.6350.6147.4645.3043.0539.54twg(℃)130123.36116.65109.88103.0396.1189.0981.8974.7469.8564.8857.26th(℃)7067.4464.8262.1459.3856.5553.6350.6147.4645.3043.0539.54φ=1.0tg9590.7386.6482.02........th7067.4464.8262.14........φ=0.75tg

85.3480.6075.7870.8765.8560.7257.2353.6648.15th

58.8156.3453.7951.5648.4245.5643.5841.5338.30五、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對數(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)路的流量和供水溫度保持不變，網(wǎng)