027供水温度分栋调节室内采暖系统形式研究.docVIP

供水温度分栋可调室内采暖系统形式研究 哈尔滨工业大学 赵华 郭志龙 摘 要:本文从分栋调节采暖供水温度、分户计量和分室调节室温的原则入手，分析了水平双管、单管和水平跨越式系统在用户入口处采用定压差和定流量控制方式时，用户自行调节过程中系统的水力工况变化情况。总结出采暖入口处采用定压差控制方式的水平跨越式系统，不仅具有良好的定流量特性，而且用户在自行调节过程中相互影响非常小，同时能够进行分户计量和分室调节室温，是适合供水温度分栋可调供热方式较为理想的室内系统形式。 关键词:分栋调节水温 水平跨越式系统 定压差控制 1、概述： 建筑能耗占人类总能耗的比例约为三分之一。而且，随着社会经济发展，生活质量的不断提高，人们对环境舒适度的要求也越来越高,建筑能耗在人类消耗的总能耗上占据的比例也越来越大[1]。因此建筑节能具有非常重要的意义。 分栋可调是供热节能的一个新思路，根据每栋建筑的保温状况及供热参数要求，调节每栋建筑的采暖供水温度，从而有效控制每栋建筑的供热量，避免供热过量或不足，节约能源、提高供热品质[2]。同时要实现“分户计量、分室调节室温”的要求，有效促进行为节能；供热管网“小流量、大温差”运行，降低运行能耗；室内系统“大流量、小温差”运行，减小局部过热损失。 室内系统形式对实现分栋调节至关重要，要满足以下两点要求：第一、热网和热用户系统的水力工况耦合较小；第二、在用户自行调节过程中，用户之间的水力工况耦合较小，有较高的室温保证率。 以下对几种适合热计量的室内系统形式，用户入口处分别采用定压差和定流量控制方式情况下，在运行调节过程中的特性进行分析。 2.1、水平双管供热系统： 图2-1 双管供热系统 条件：采暖入口处采用了压差或者流量控制器；为满足供热系统“大流量、小温差”的条件，设计供、回水温度采用80℃/60℃。基本参数如下： 表2-1 双管系统基本参数 序号 流量(kg/h) 序号 流量(kg/h) 序号 流量(kg/h) 序号 流量(kg/h) 1 54.88 5 54.86 9 54.87 13 54.98 2 54.78 6 54.75 10 54.77 14 54.88 3 55.09 7 55.06 11 55.07 15 55.19 4 55.19 8 55.16 12 55.18 16 55.29 双管系统各组散热器之间并联，在自行调节过程中阻力特性相互不受影响，但会影响整个系统的阻力特性，造成流量的重新分配。这样未调节的用户其流量变化幅度是相同的，可以以其算数平均值为观察对象，进行分析。下面在分别采用定压差和定流量控制下，调节散热器11，观察其它未调节散热器流量变化幅度的平均值变化情况。 图2-2 双管系统流量变化率 由图2-2可以看出，随着散热器11流量的减小，其它散热器的流量均增大。采用定压差控制时的流量变化较小，即用户之间的水力工况耦合较小，从而室温保证率较高。采暖入口采用定压差控制的水平双管系统可以实现“分户计量、分室调节室温”的要求，但在用户自行调节过程中由于系统阻力特性改变，而资用压头不变，所以系统为变流量系统。 2.2、水平单管供热系统： 图2-3 单管供热系统 条件同图2-1，基本参数如下： 表2-2 单管系统基本参数 序号 流量(kg/h) 序号 流量(kg/h) 序号 流量(kg/h) 序号 流量(kg/h) 1 220.93 5 219.04 9 219.02 13 221.01 2 220.93 6 219.04 10 219.02 14 221.01 3 220.93 7 219.04 11 219.02 15 221.01 4 220.93 8 219.04 12 219.02 16 221.01 由于同一根水平立管所在散热器串联，因而其流量相同。自行调节只能改变整个立管的流量。同一根立管所在散热器一般同属一个用户，因此可对整户进行室温调节和计量供热量。同样，某根立管的阻力特性变化不会影响其它立管，未调节的立管的流量同步变化，可以以其流量变化率的算数平均值为观察对象进行分析。下面以立管3作为变化立管，采暖入口分别采用定压差和定流量控制方式下，观察其它立管流量变化律的平均值变化率。 图2-4 单管系统流量变化率 由图2-4可知，随着立管3流量的增大，其它立管流量均减小，采暖入口采用定压差控制方式时的变化量小于定流量控制方式的变化量，但均比水平双管系统大。采暖入口采用定压差控制方式的水平单管系统，可以实现分户计量，但由于整个立管流量必须同步变化，不能实现分室调节室温的要求，且同水平双管系统一样，在用户自行调节时为变流量系统。 2.3水平跨越式系统 图2-5水平跨越式系统 基本