分布式供热系统末端动力形式的研究

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随着我国生活水平的不断提高以及建筑业的快速发展,集中供热系统的应用越来越广泛,但随之而来的是能源消耗的不断增长,使我国能源结构面临严峻的挑战。为解决传统供热系统中供热效果差、冷热不均、能源浪费等问题,分布式供热系统的提出得到了诸多专家学者的认可,与传统的供热系统相比,其具有水力稳定性高、适应热负荷变化能力强、输送效率高等优点,而且由于其末端动力形式的不同而形式多样,末端动力提供、热量按需分配是保证分布式供热系统安全可靠运行的关键技术。本文首先从结构和节能效果方面比较了分布式供热系统和传统供热系统两者的区别,分析了分布式供热系统的几种优点,然后提出了分布式供热系统的三种末端动力形式:变频泵、混水泵和喷射泵,表明末端动力形式是保证分布式供热系统运行的关键因素。其次对三种末端动力形式的工作原理、在系统中的应用及节能效果分别进行了详细分析:末端动力形式为变频水泵时,其利用改变电源频率大小的方式来改变电机转速,从而控制水流量大小的原理达到节约能源的效果,以济南市某供热管网为例,通过计算得出利用变频水泵作为末端动力形式与传统供热相比具有显著的节能效果;末端动力形式为混水泵时,本文以四通混水器为例,利用CFD软件模拟了其内部温度场的分布情况,其对二次网供水温度具有调节作用,并通过实例将混水泵与板换系统作比较得出混水泵作为末端动力形式能耗较小,具有节能效果;末端动力形式为喷射泵时,本文对喷射泵的结构设计进行了研究,也利用CFD软件对其内部温度场、速度场及压力场进行了模拟分析,并通过实例对比得出喷射泵作为末端动力形式既节约了能耗又减少了初投资,在供热系统中有极大优势。最后本文分别分析了三种末端动力形式的适用场所:变频水泵适用范围较广,特别适用于供热距离远、用户多、流量大的系统;混水泵适用于管网供水温度超过末端用户所需温度时的直连系统,如地面辐射采暖系统或同时存在散热器采暖及地暖采暖的系统,将混水泵安装在采用地暖系统的入口处;喷射泵适用于同时存在高、低区管网的系统,也适用于同时存在散热器采暖及地暖采暖的系统中,前提是要有足够的供回水压差。
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