042_間接连接和溷水连接联合应用的供暖系统调节控制方式分析.doc

间接连接和混水连接联合应用的供暖系统调节控制方式分析 浙江大学建筑设计研究院 宁太刚 张敏 摘要 结合工程实例，对同一供热系统中拥有散热器热用户、地板辐射供暖热用户的供热系统进行了改造，散热器热用户采用间接连接形式，地板辐射供暖热用户采用混水连接形式，探讨了混水站控制策略。给出了质调节供回水温度计算式及水温调节曲线。计算了改造前后水泵耗电量，改造后水泵可节电39.3%。 关键词 集中供热；直连混水；智能控制；节能 1引言 目前的供暖系统中，地板辐射采暖与散热器采暖两种形式并存的情况十分普遍。地板辐射采暖的室内供水温度不能超过60℃，有些情况下30~40℃就已足够，而散热器采暖的室内供水温度在最冷天则需达到80℃甚至更高。因此，这两种采暖用户不能同时与室外热网进行简单的直接连接。面对这种情况，直连混水供暖方式可以很好的解决问题。 直连混水供暖方式在集中供热中发展较慢，其原因主要是早期缺乏热网的水力平衡设备，同时也难以解决热源对水质质量的要求。随着供暖技术的发展及先进监控设备在供暖系统中的成功应用，直连混水供暖方式也慢慢的找到它自身的控制方式，实现了经济节能的目的[1]。 2 供热系统概述 图1 哈尔滨市某供热系统 黑龙江省哈尔滨市某集中供热系统中，热用户与室外管网原采用间接连接方式，集中供热管网示意图如图1。供热系统总供热面积190.46万平方米，其中散热器采暖面积为25.59万平方米，地板辐射采暖面积为164.87万平方米。系统共有32个热力站，各个热力站所连接的二级网中均同时连接有散热器采暖用户和地板辐射采暖用户。在采暖季，室外一、二级网均采用质调节，室外一级网设计供水温度为95℃，用户侧二级网设计供水温度为85℃，与散热器采暖用户所需的供水温度相同。而这一二级网供水温度对地板辐射采暖用户而言则过高，导致地板辐射采暖用户室温过高，有些用户甚至需要开窗散热，既不能保证室内热舒适性，又浪费了热能，造成了能源的过量损耗。反之，如果将各个二级网的供水温度降低，散热器采暖用户的室温要求又无法满足。为解决这一矛盾提出下面改造方案。 散热器采暖采用间接连接，地板辐射采暖采用混水连接。在地板辐射采暖小区分别设置混水站，在满足散热器采暖用户供水温度的同时通过调节混水比使地板辐射采暖用户得到所需的供水温度。改造后，一级网设计供水温度仍为95℃不变；散热器采暖二级网设计供回水温度为85/60℃，一级网设计回水温度为65℃；地板辐射采暖二级网设计供回水温度为60/45℃，一级网设计回水温度与二级网设计回水温度相同。供热系统改造原理图见图2。 1.碟阀 2.调节阀 3.换热器 4.循环泵 5.散热器采暖用户 6.电动调节阀 7.水泵变频器 8.混水泵 9.地板辐射采暖用户 10.气候补偿器 11.室外温度传感器 图2 供热系统改造原理图 3 供暖系统调节方式确定 3.1 间接连接质调节一二级网供回水温度计算公式[2] 3.1.1二级网质调节时供、回水温度计算公式 (1-1) (1-2) 3.1.2一级网质调节时供、回水温度计算公式： (1-3) (1-4) 式中 ——试验确定系数； ——采暖房间设计温度，℃； 、——采暖系统二级网的实际供水温度和设计供水温度，℃； 、——采暖系统二级网的实际回水温度和设计回水温度，℃； 、——采暖系统一级网的实际供水温度和设计供水温度，℃； 、——采暖系统一级网的实际回水温度和设计回水温度，℃； 、 ——室外温度和室外采暖设计温度，℃； ——某一室外温度下的采暖热负荷与采暖设计热负荷之比； ——。 3.2地板辐射采暖混水连接质调节热网和用户供回水温度计算公式[3] 3.2.1地板辐射采暖混水连接质调节用户供回水温度计算公式： (1-5) (1-6) 3.2.2混水连接地板辐射采暖系统热网的供、回水温度计算公式： (1-7) (1-8) 式中 ——地板辐射供暖热用户室内设计温度，℃； ——地表面平均温度，℃； ——某一室外温度下的采暖热负荷与采暖设计热负荷之比； 、——地板辐射供暖时热用户实际供水温度和设计供水温度，℃； 、——地板辐射供暖时热用户实际回水温度和设计回水温度，℃； 、——地板辐射采暖网路的实际供水温度和设计供水温度，℃； ——地板辐射采暖网路的回水温度，℃。 4 计算结果分析 4.1 供暖用户和热网供回水温度及流量分析 系统改造后若一、二级网均为恒流量运行，则在采暖季中系统各部分的热水温度应随室外温度变化而变化，其对应曲线