試述供熱末端混水系統(tǒng)的應(yīng)用

1、<p>　　試述供熱末端混水系統(tǒng)的應(yīng)用</p><p>　　摘要：隨著我國城市化步伐不斷地加快，節(jié)約能源和資源、進(jìn)行環(huán)境保護(hù)、走可持續(xù)的發(fā)展路線成為建筑界一直在探索的課題。我國建筑在使用中最大的能耗是采暖和制冷。針對國內(nèi)集中供熱系統(tǒng)存在許多普遍性的問題，多種技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，其中末端混水系統(tǒng)技術(shù)最近頗受青睞。本文針對新型混水系統(tǒng)的原理、控制依據(jù)以及在供熱系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。 </p>

2、;<p>　　關(guān)鍵詞：節(jié)能降耗；混水回路；水力失調(diào)；“質(zhì)”與“量”同時調(diào)節(jié)；變頻水泵 </p><p>　　中圖分類號：TU833文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A </p><p>　　1、混水系統(tǒng)技術(shù)的研究 </p><p>　　目前中國的供熱系統(tǒng)存在許多問題，為了更好地解決上述供熱問題，末端混水系統(tǒng)在供暖系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用，其中產(chǎn)生最明顯的特點(diǎn)就是實(shí)現(xiàn)二次管網(wǎng)的

3、小流量大溫差運(yùn)行，末端用戶大流量小溫差運(yùn)行，為末端樓宇提供獨(dú)立的資用壓頭，解決供熱系統(tǒng)的水力失調(diào)問題，會對整個供暖系統(tǒng)的節(jié)能降耗產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。以下常見的混水系統(tǒng)形式: </p><p>　　1.1水噴射器系統(tǒng) </p><p>　　在熱網(wǎng)的供水管路上安裝水噴射器，供水進(jìn)入水噴射器，在噴嘴處形成很高的流速， </p><p>　　噴嘴出口處動壓升高，靜壓降低到低于回

4、水管的壓力，回水管的低溫水被抽引進(jìn)入噴射器，并與供水混合(如圖3-la)。 </p><p>　　1.1.1噴射器的優(yōu)點(diǎn) </p><p>　　1)無振動、無噪音，不擾民; </p><p>　　2)結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，安裝方便; </p><p>　　3)工作可靠，不需備件、免維修; </p><p>　　4)無運(yùn)動部件

5、，壽命可達(dá)1020年; </p><p>　　5)節(jié)約用電，節(jié)約熱能，無需管理，節(jié)約運(yùn)行管理成木。 </p><p>　　1.1.2噴射器的缺點(diǎn) </p><p>　　1)需要較高的資用壓差，才能保證正常運(yùn)行; </p><p>　　2)可調(diào)性差，供水參數(shù)變化大。 </p><p>　　1.2 混水泵系統(tǒng) </p

6、><p>　　1)混水泵跨接在供水管和回水管之間，進(jìn)行旁通混水(如圖3-lb); </p><p>　　2)混水泵安裝在供水管上，該水泵同時起到供水加壓和混水的雙重作用(如圖3-1c); </p><p>　　3)混水泵安裝在回水管上，該水泵同時起到回水加壓和混水的雙重作用(如圖3-ld); </p><p>　　1.3新型的混水泵系統(tǒng) <

7、/p><p>　　最初，混水系統(tǒng)只是為了解決高溫水轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏厮瑔我坏倪M(jìn)行“質(zhì)”調(diào)節(jié)，無法實(shí)現(xiàn)熱計(jì)量以及監(jiān)測，自動化程度不高，不能算為一種系統(tǒng)。但是隨著行業(yè)技術(shù)的發(fā)展，以及供熱系統(tǒng)存在的普遍性問題，混水系統(tǒng)可以節(jié)能技術(shù)得到了迅速的提高。目前國內(nèi)市場上的混水系統(tǒng)，具有先進(jìn)的熱計(jì)量監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)行量化管理，先進(jìn)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，做到遠(yuǎn)程管理，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)高度的智能化，“質(zhì)”與“量”的同時調(diào)節(jié)，真正的做到了集多種功能于一身的混水

8、系統(tǒng)，為建筑的高度舒適性提供了保障。 </p><p>　　1.3.1主要設(shè)備及功能(如圖3-2) </p><p>　　1)氣候補(bǔ)償器—根據(jù)室外大氣的變化，改變供水溫度以及供水量滿足室內(nèi)的舒 </p><p><b>　　適度要求。 </b></p><p>　　2)循環(huán)泵—安裝在二次側(cè)的供水管道上，此泵為變頻泵，通過

9、控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)變頻 </p><p>　　混水加壓的作用，同時該泵具有監(jiān)測流量的功能。 </p><p>　　3)電動兩通閥—改變用戶的回水量，實(shí)現(xiàn)供水與回水的不同混合比，從而實(shí)現(xiàn)供水溫度的改變。 </p><p>　　4)溫度、壓差傳感器—監(jiān)測一、二次側(cè)供回水溫度與壓力，把信號傳遞給控制系統(tǒng)， </p><p><b>　　實(shí)現(xiàn)控

10、制與記錄。 </b></p><p>　　1.3.2工作原理 </p><p>　　混水泵安裝在二次側(cè)的供水管上，保持室內(nèi)的“大流量，小溫差”運(yùn)行。氣候補(bǔ)償器，根據(jù)室外的溫度，改變供水與回水的比例，以及對混水泵進(jìn)行變頻，實(shí)現(xiàn)“質(zhì)”與“量”的雙重調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)按需供熱，確保室內(nèi)的舒適性要求。 </p><p>　　1.3.3控制依據(jù)及方式 </p>

11、<p><b>　　1)混合比的確定 </b></p><p>　　對于各種混水連接方式的供熱系統(tǒng)，混合比又稱混合系數(shù)，是至關(guān)重要的參數(shù)。根據(jù) </p><p>　　定義，混合比u，是進(jìn)入混水裝置的回水量與供水量之比，如圖3-3所示。 </p><p>　　從上述式子可知，供水溫度 </p><p>　　G

12、2h都是監(jiān)測值，想要調(diào)節(jié)二次側(cè)供水溫度，只有調(diào)節(jié)G1h的大小，此動作是通過電動兩通閥完成的。 </p><p><b>　　2)控制方式 </b></p><p>　　第一級控制:根據(jù)室外的溫度，控制二次側(cè)的供水溫度。 </p><p>　　第二級控制:實(shí)現(xiàn)等溫差控制，如室外溫度過低，建筑所需熱負(fù)荷增加，其供水溫度升 </p>&

13、lt;p>　　高，為保證等溫差運(yùn)行，則通過對混水泵變頻，增加供水量;反之，減少供水量。 </p><p>　　由于兩級控制存在耦合的關(guān)系，所以是一種動態(tài)平衡的關(guān)系。系統(tǒng)自帶多種供水溫 </p><p>　　度曲線.根據(jù)不同的樓宇特點(diǎn).選擇其供熱曲線，同時也可以根據(jù)整個采暖季的運(yùn)行情況， </p><p>　　對監(jiān)測的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，擬合一條適合該樓宇的供熱曲線。

14、 </p><p>　　2、末端混水系統(tǒng)在供熱系統(tǒng)中的作用 </p><p>　　2.1實(shí)現(xiàn)按需供熱，改善舒適性 </p><p>　　在樓前接入混水系統(tǒng)后，根據(jù)室外氣候變化，建筑物特性及設(shè)定的舒適度要求，對混 </p><p>　　水系統(tǒng)進(jìn)行“質(zhì)”與“量”的調(diào)節(jié)，來改善室內(nèi)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)按需供熱。同時系統(tǒng)的整體耗熱量水平降低。如北京地區(qū)，室內(nèi)溫

15、度從25降低到21,其節(jié)約的熱能如下: </p><p>　　(25-21 )/[21一(-7.6) ]=4/28.6=14% </p><p>　　其中:-7.6為北京采暖期室外平均溫度。經(jīng)驗(yàn)顯示，熱能節(jié)省至少1020% </p><p>　　2.2解決樓宇之間的水平失調(diào)問題 </p><p>　　采暖水平失調(diào)的主要原因是由于各用戶的實(shí)際壓

16、降與設(shè)計(jì)壓降不匹配，從而各用戶 </p><p>　　流量分配不合理?；焖到y(tǒng)，主管網(wǎng)采用“大溫差，小流量”運(yùn)行模式，末端用戶采用“大流量，小溫差”運(yùn)行模式，因此主管網(wǎng)的阻力相對較小，末端用戶阻力相對較大。由水力穩(wěn)定性可知，這樣的運(yùn)行模式，整個系統(tǒng)的平衡性較好，不易產(chǎn)生水力失調(diào)問題，即使局部出現(xiàn)水力失調(diào)問題，也可以通過調(diào)節(jié)混水量來調(diào)節(jié)。 </p><p>　　2.3解決樓宇的熱力垂直失調(diào)問

17、題 </p><p>　　末端用戶的“大流量，小溫差”運(yùn)行模式，有利于改善熱力工況垂直失調(diào)問題，這主要 </p><p>　　是因?yàn)?系統(tǒng)流量越大，用戶越接近設(shè)計(jì)流量，散熱器散熱越充分。 </p><p>　　2.4節(jié)省熱力管網(wǎng)的主循環(huán)泵電耗 </p><p>　　目前大部分用戶是定流量系統(tǒng)，即使熱力站循環(huán)泵加裝了變頻，也無法實(shí)現(xiàn)變流量變頻，

18、自動節(jié)能，這是由于系統(tǒng)的水力失調(diào)造成的。在樓前接入混水系統(tǒng)，二次網(wǎng)變成“小流量，大溫差”的變流量系統(tǒng)，供回水溫差增大，提高換熱效率，回水溫度降低，減少管網(wǎng)的熱損失，最重要的是，降低了二次網(wǎng)的循環(huán)流量，變頻技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)。根據(jù)水泵的特性關(guān)系式可知，流量與功率成三次方的關(guān)系，二次網(wǎng)的流量減少20% ,其泵的能耗為0.83=o.512，將近節(jié)約一半的電耗，現(xiàn)實(shí)上二次網(wǎng)流量減少20%完全可以實(shí)現(xiàn)。 </p><p>　　2

19、.5可用于多種形式的散熱設(shè)備和管路系統(tǒng) </p><p>　　除散熱器以外，其它形式的末端設(shè)備也被廣泛的采用，如地板輻射采暖、風(fēng)機(jī)盤管空 </p><p>　　調(diào)系統(tǒng)采暖。這些采暖要求的供熱介質(zhì)溫度較嚴(yán)格，通常比散熱器的低，混水系統(tǒng)可以通 </p><p>　　過“質(zhì)”與“量”調(diào)節(jié)，來滿足溫度的要求。目前供熱系統(tǒng)中，大部分老建筑是單管制，新建建筑則雙管居多，形成同一

20、供熱系統(tǒng)中，單雙管以及不同的末端設(shè)備并存的問題，給水力平衡和供熱調(diào)節(jié)帶來困難。在樓前接入混水系統(tǒng)，可以滿足不同的溫度需求，很好地適應(yīng)單 </p><p>　　雙管系統(tǒng)，使新，舊老區(qū)共存，共同達(dá)到水力平衡和節(jié)能的要求。 </p><p>　　2.6分階段改變供熱模式 </p><p>　　對于不同用途的建筑來說，所需的供熱模式不同，如學(xué)校在寒假期間，保持低溫供 <

21、;/p><p>　　熱，防止凍壞散熱器，在上學(xué)期間，按氣候補(bǔ)償控制，根據(jù)室外溫度變化，調(diào)節(jié)各用戶熱 </p><p>　　量，達(dá)到舒適節(jié)能。 </p><p><b>　　3應(yīng)用示例 </b></p><p>　　3.1在一個區(qū)域供熱管網(wǎng)中安裝多個混水系統(tǒng)(新建系統(tǒng)) </p><p>　　1）在終端

22、用戶中使用同種類型的末端設(shè)備(如散熱器) </p><p>　　2)在終端用戶中使用不同類型的末端設(shè)備(如散熱器和地板) </p><p>　　不同用途的終端用戶(如醫(yī)院、學(xué)校、住宅、辦公樓等) </p><p>　　3.2在現(xiàn)有區(qū)域供熱管網(wǎng)中安裝一個混水系統(tǒng)(改造系統(tǒng)) </p><p>　　1)將混水系統(tǒng)安裝在區(qū)域供熱管網(wǎng)現(xiàn)有的建筑物中

23、</p><p>　　2)將混水系統(tǒng)安裝在區(qū)域供熱管網(wǎng)的新建筑物中 </p><p><b>　　4、結(jié)束語 </b></p><p>　　新型的末端混水系統(tǒng)，擁有先進(jìn)的控制系統(tǒng)。采用變頻水泵對供水實(shí)現(xiàn)“質(zhì)”與“量” </p><p>　　的同時調(diào)節(jié)，有效地解決水力失調(diào)，改善水力工況，實(shí)現(xiàn)變流量調(diào)節(jié)，增大供回水溫差，循

24、</p><p>　　環(huán)泵變頻節(jié)電。根據(jù)室外溫度調(diào)節(jié)供熱量，提高供熱質(zhì)量，節(jié)能降耗。如果整個供熱系統(tǒng)全 </p><p>　　部安裝末端混水系統(tǒng)，節(jié)電30%，節(jié)能10% ,這一目標(biāo)可以實(shí)現(xiàn)。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[l]李德英.供熱工程[M].中國建筑工業(yè)出版社，2004