【摘 要】分析了我国目前供热系统普遍存在的问题,提出节能整改的措施。使供热系统能够分户计量,水力平衡,节能节电。
　　【关键词】温控阀;水力失调;水力平衡;变频
　　
　　Energy-saving re-construction of heating system
　　Wang Juan, Liu Bu-yue
　　(Anyang City Construction Design and Research Institute Anyang Henan 455000)
　　【Abstract】Analysis of the current heating system in our country the prevalence of the problem and introduce energy-saving reform measures. Heating system so that household metering, hydraulic equilibrium, energy saving.
　　【Keywords】Temperature-sensing valve;Hydraulic disordeer;Hydraulic equilibrium;Frequency conversion
　　
　　1. 前言
　　
　　对既有建筑进行节能改造,以避免能源资源的浪费,提高建筑热舒适度,已成为我国当前紧迫的、必须尽快解决的重大问题。
　　
　　2. 关于用户系统
　　
　　目前,我国居住建筑的供热采暖系统,绝大部分是单管垂直的技术落后系统,个别的还是古老的水平串联系统。这样的采暖系统,把一幢建筑内的热用户的各个房间连接成几个系统,动一发牵动全局,热用户不能进行系统调节和室内温度控制,根本无法实现按需用热和满足舒适生活环境的需要。加之,房屋建筑供热采暖系统长年失修,造成单管垂直系统水力和热力工况严重失调,即多层居住建筑的顶层房间室温过高,热的打开窗户,造成能源极大的浪费;低层房间室温过低,使人们冷的受不了,严重的影响了供热采暖质量。
　　首先,改进用户系统,使每户居民住宅的供热采暖系统,变成了独立的循环系统。改变了过去单管垂直系统造成的一个用户有几个室内采暖系统的落后局面。使其适应分室控制温度和按户计量收费的要求。
　　在采暖系统入口安装热量计,散热器前设温控阀,入口的自力式压差控制阀,主管的平衡阀,散热器回水支管的流量表。
　　其次,室内采暖系统的温度调节和控制功能,就是使热用户根据气候条件变化、经济条件的可能性和生活舒适程度需要调节室内温度;同时,也能按照自己生活行为的变化达到行为节能的要求和目的。实现调节和控制的最好手段,就是在每组散热器安装温控阀。安装温控阀可以自动选定和维持室内的温度。
　　按设恒温阀的目地,是使用户可以自行调节室温,同时当室内有“自由热”时,恒温阀能自行调节进水量,保持室温恒定,不仅提高室内舒适度,而且节能。
　　如果户外水力失调严重,温控阀不能工作在正常工况下,压头太大就会频繁地开关甚至产生噪音,压头太小会始终常开而室内温度不足;热量表也可能工作在额定之外的流量下,测量不准确。如果外网不能根据户内工况变化相应调节,如水泵不能变频、压差不能稳定的情况下,水泵、锅炉或换热器的效率也不能保证。总之,设备的正常运行会受到严重影响。
　　所以我们认为好的户内控制一定要与户外控制相结合。
　　
　　3. 根除水力失调是供热系统节能运行的首要条件
　　
　　对于建筑中大量的供热系统存在水力失调问题,对这样的水力失调系统进行改造,将会创造巨大的节能效益。
　　在水力管网系统中,当某些环路存在剩余压头时(即某些环路的阻力过小时),这些环路的实际流量就将超过设计流量,这就必然造成其它环路的实际流量达不到设计流量。这种水力失调是管网系统的设计缺陷和施工缺陷造成的,是先天性的,根本性的,如不采取措施予以纠正,其不良影响在系统中将自始至终存在。
　　所谓水力失调,就是管网各处实际流量与所需不一致。任何一个供热系统都不可能通过对管网、热力站和热用户等系统的设计、管网的布置、水力计算、管径、管件及设备的选型等,彻底解决运行时的水力平衡问题。任何一个供热系统都必须在系统运行时进行认真地调节,才有可能逐步接近水力平衡。如果调节水力平衡的设备选择不当,使用不当,调节的手段不先进,不合格,甚至不进行运行调节,供热系统就一定会存在不同程度的水力失调问题。从而造成部分热用户室温过高而浪费了热能,部分用户室温不达标,影响了供热质量。而此时,许多供热部门往往又错误的采用更换循环水泵,加大循环水流量等办法解决。虽然使水力工况在一定程度上有所改善,水力失调状况有所减轻,但'大流量小温差'运行并不减少供热的热损失,而且带来循环水泵电耗的大幅度增加和热源供热量的增大(电耗与流量、扬程成正比;在管网不变条件下,电功率随流量的三次方变化)。使供热企业的运行成本大大提高,同时使其它的节电措施无法实施。
　　应该从根本上消除热网的水利失调,才能确保用户的供热质量。但以前消除水利失调的方法——人工调节关断阀、调节阀或平衡阀的方法,不但给运行调节人员带来相当大的工作量,而且根本无法使管网的水力失调得到彻底改善。采用自动控制的方法又大大提高了热网建设资金的投入。目前最好的办法,是最近几年来已开始普及的,在每个热用户的入口安装恒流量调节阀或自力式流量控制阀的方法。只要按每个热用户需要的流量,一次性调节好,就可保证全网的水力平衡。它不但可保证流入每个热用户的循环水量与设计或实际需要一致,而且还会自动消除热网的剩余压头,保证热网有良好的水力工况。
　　
　　4. 改变大流量、小温差的运行运行方式,提高供水温度和输送效率
　　
　　目前国内供热系统,包括一次水系统和二次水系统都普遍采用大流量小温差的运行方式,实际运行的供水温度比设计供水温度低10～20℃,循环水量增加20～50%。此种运行状态使循环水泵电耗急剧增加(50%以上)、管网输送能力严重下降、热力站内热交换设备数量增加。其原因除受热源的限制不能提高供水温度外,主要是因为管网缺乏必要的控制设备,系统存在水力工况失调的问题,为保证不利用户供热而采取的措施。因此,应该在供热系统增加控制手段,解决了水力工况失调后,将供水温度提高到设计温度或接近设计温度,以提高供热系统的输送效率、节约能源,并为用户扩展打下良好基础。
　　由于安设了散热器恒温阀,采暖系统呈现出变水量的特点。如果水泵运行工况不变,当系统中某些环路的恒温阀关小时,会引起一些环路上恒温阀承受的压差增高,恶化了控制性能;从另一方面来说,系统总水量需求减少,可以应用(变频)调速水泵节省水泵的电耗。
　　本文介绍一种新的热力站能量控制系统,其被控参数为二次网供回水平均温度,操作量为二次循环水流量,补偿信号为室外温度。二次网供回水平均温度随室外温度而变化,变化率(补偿度)可调,供回水平均温度给定的初始值可调,执行器是一用一备的变频调速循环水泵,变频下限限幅可调。与传统的能量控制系统相比,被控参数选择合理,运行稳定可行,节能经济。
　　如果系统安装有变频调速控制装置,当需要的流量减少时,不总采用关小阀门出口的方法,而是利用变频调速控制装置改变泵或风机电动机的转速。在减少系统流量的同时降低了系统阻力,就可以达到既减少流量,又可以极大地减少电动机的轴功率,达到节能的效果。
　　水泵采用调速技术,可以及时地把流量、扬程调整到需要的数值上,消除多余的电能消耗。一般都能达到30%以上的节电效果。
　　但对压送能力过大的水泵,采用调速技术来降低水泵扬程,将导致水泵在低效区工作,达不到预期的节能效果,因此,应根据实际运行资料的分析更换水泵,
　　科学运行调度实施按需供热,实现设备长期在高效率区间运行:做到这一点的,供热能耗就会降低,违背这一点的,供热能耗就会升高。
　　
　　4. 热力站入口装设流量控制设备,解决一次水系统水力失调现象
　　目前,供热系统的一次系统,因通过每个热力站的水量得不到有效地控制而造成的水力失调和能源浪费的现象很严重。因此应在热力站入口装设流量控制设备以解决一次水系统水力失调问题。对于当前国内供热系统绝大多数采用的定流量质调节运行方式应装设自力式流量限制器,对于近期即将采用或正在采用的变流量调节的系统应装压差控制器。
　　
　　参考文献
　　[1] 《全国民用建筑工程设计技术措施暖通空调.动力》
　　[2] 《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003
　　
　　[文章编号]1006-7619(2009)07-24-686
　　[作者简介]王娟,女 ,从事暖通设计。