牛建軍　張　航

(華潤(rùn)置地(太原)有限公司，山西 太原　030000)

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熱計(jì)量在供熱系統(tǒng)變頻調(diào)節(jié)中的分析

牛建軍張航

(華潤(rùn)置地(太原)有限公司，山西 太原030000)

主要對(duì)供熱系統(tǒng)中的熱計(jì)量作了全面介紹，重點(diǎn)研究分供熱系統(tǒng)變頻調(diào)節(jié)的熱計(jì)量情況，建立了供熱系統(tǒng)的模型，應(yīng)用Matlab對(duì)計(jì)算分析，通過(guò)分析熱計(jì)量供熱系統(tǒng)具有的特性，得出了最終的分析結(jié)果。

供熱系統(tǒng)，熱計(jì)量，變頻調(diào)節(jié)

0　引言

我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，人民生活水平進(jìn)一步提高，從而伴隨供熱事業(yè)尤其是集中供熱得到了很大的發(fā)展與進(jìn)步，而隨著能耗的增加，我國(guó)的不可再生資源大量的開(kāi)發(fā)，資源利用率低下，導(dǎo)致我國(guó)的能源產(chǎn)量和能耗量都排在世界第二位。為此，如何高效的利用資源并滿足人們的需求，已經(jīng)成為全社會(huì)所面臨的嚴(yán)峻的考驗(yàn)。

我國(guó)的供熱需求不斷的加大，在面臨能源緊缺的背景下，加上人們生活品質(zhì)的要求不斷的提高，從而加速形成了熱量商品化。為此，對(duì)于新建項(xiàng)目采用熱計(jì)量供熱，已成為今后供熱中的一個(gè)趨勢(shì)。近些年，通過(guò)國(guó)內(nèi)外對(duì)熱計(jì)量的不斷研究，發(fā)現(xiàn)原有的供熱系統(tǒng)能源浪費(fèi)明顯，從而導(dǎo)致供熱品質(zhì)不好，舒適度不高。如今，要解決這些問(wèn)題就需要對(duì)原有的供熱系統(tǒng)進(jìn)行整改，配置溫控計(jì)量設(shè)備，利用熱計(jì)量技術(shù)，并落實(shí)國(guó)家熱計(jì)量收費(fèi)政策，滿足用戶的熱舒適的同時(shí)，也將極大提高人們按需取熱的節(jié)能意識(shí)。

1　熱計(jì)量概念

熱計(jì)量指的是對(duì)集中供熱熱源、換熱站供熱量及建筑用戶用熱量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)量。

室內(nèi)熱平衡基本原理是保持供暖建筑的室內(nèi)溫度恒定，即熱源供給的熱量、散熱器散出的熱量、建筑物失去的熱量這三種熱量相等，計(jì)算公式如下：

Q1=Q2=Q3。

Q1=qvv∫(tn-tw)dτ。

Q2=KF∫(tp·j-tn)dτ/β1β2β3β4。

Q3=Gc∫(tg-th)dτ。

式中：Q1——建筑供暖熱負(fù)荷，J；

Q2——散熱設(shè)備放出的熱量，J；

Q3——供暖系統(tǒng)供給建筑的熱量，J；

qv——建筑體積供暖熱指標(biāo)，W/(m2·℃)；

v——建筑外部體積，m3；

G——供暖循環(huán)水量，kg/m3；

tn——建筑室內(nèi)溫度，℃；

tw——建筑室外溫度，℃；

tg——散熱設(shè)備內(nèi)的供水溫度，℃；

tp·j——散熱器內(nèi)部熱水的平均溫度，℃；

th——散熱設(shè)備內(nèi)的回水溫度，℃；

τ——計(jì)量?jī)x表采樣周期，s；

F——散熱設(shè)備外表面積，m2；

β1,β2,β3,β4——散熱設(shè)備相關(guān)系數(shù)，由設(shè)備參數(shù)可查得；

c——熱水質(zhì)量比熱，kJ/(kg·℃)；

K——散熱設(shè)備傳熱系數(shù)，W/(m2·℃)。

1.1用戶熱量分?jǐn)偟姆椒?/p>

熱計(jì)量表是對(duì)供熱系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和管理并對(duì)熱量結(jié)算點(diǎn)的熱量測(cè)量的裝置。熱量結(jié)算點(diǎn)指的是熱力公司通過(guò)計(jì)量表等裝置來(lái)計(jì)量的熱量值與用戶直接貿(mào)易結(jié)算的地方。

按照不同的熱計(jì)量方式，可在供熱系統(tǒng)中的三個(gè)地方放置計(jì)量裝置，即鍋爐房?jī)?nèi)、換熱站處和建筑樓棟處。這三處熱計(jì)量的介紹如表1所示。

表1　供熱計(jì)量形式

1.2計(jì)量供熱系統(tǒng)的熱計(jì)量裝置——熱計(jì)量表

熱計(jì)量表主要由三部分組成(見(jiàn)表2)。

表2　熱計(jì)量表的組成及各部分的作用

熱計(jì)量表是對(duì)總熱量、瞬時(shí)流量、總流量、供回水水溫、功率、供回水溫差及工作時(shí)長(zhǎng)等一系列參數(shù)進(jìn)行計(jì)量測(cè)算。

在計(jì)量供熱系統(tǒng)中，系統(tǒng)的末端為了滿足住戶調(diào)節(jié)的溫度，供熱系統(tǒng)的流量就會(huì)發(fā)生變化，這個(gè)變化即流量的變化必然需要自動(dòng)控制設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)的控制，而這種控制的裝置即為氣候補(bǔ)償器。

1.3氣候補(bǔ)償器及氣候補(bǔ)償技術(shù)

氣候補(bǔ)償器工作原理。氣候補(bǔ)償器是安裝在直接連接式的供熱系統(tǒng)熱源處或換熱站處，氣候補(bǔ)償器的應(yīng)用對(duì)局部調(diào)節(jié)非常有效。

氣候補(bǔ)償技術(shù)會(huì)感應(yīng)室外氣溫的變化調(diào)節(jié)供水溫度，從而改變了供熱量，滿足了住戶的需熱量，達(dá)到節(jié)能效果。氣候補(bǔ)償器的控制系統(tǒng)及工作原理如圖1和圖2所示：溫度傳感器把室外的逐時(shí)的溫度傳至氣候補(bǔ)償器，氣候補(bǔ)償器會(huì)對(duì)這種溫度信息進(jìn)行分析計(jì)算，通過(guò)計(jì)算結(jié)果調(diào)節(jié)電動(dòng)三通閥開(kāi)度，使得供熱系統(tǒng)的供、回水混合比改變，從而改變熱源的供熱量，滿足用戶的要求。

通過(guò)這種自動(dòng)的調(diào)節(jié)方式，改變了原來(lái)由于人為管理水平不足導(dǎo)致能源浪費(fèi)問(wèn)題，這種動(dòng)態(tài)的調(diào)節(jié)方式節(jié)能效果十分顯著。

2　基于Matlab對(duì)供熱系統(tǒng)量調(diào)節(jié)的熱計(jì)量分析

本文通過(guò)對(duì)供熱系統(tǒng)在設(shè)定的不同的供回水溫度下，基于Matlab軟件根據(jù)室外溫度的變化，計(jì)算出流量的變化情況。

對(duì)于計(jì)量系統(tǒng)，散熱器內(nèi)流體的平均溫差通常取對(duì)數(shù)平均溫差，這樣計(jì)算出來(lái)的平均溫差更為準(zhǔn)確。

3　結(jié)果分析

隨著室外氣溫tw的升高在逐漸減小。

表3　散熱器內(nèi)熱水工況

從上述的結(jié)果中可以看出，室外溫度tw較低時(shí)，可以通過(guò)散熱器的流量調(diào)節(jié)對(duì)室內(nèi)溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。而當(dāng)室外氣溫tw較高時(shí)，散熱器內(nèi)微小的流量變化會(huì)引起室內(nèi)溫差2 ℃～3 ℃的變化。這種情況容易造成散熱器上的溫控閥發(fā)生頻繁的震蕩，導(dǎo)致溫控閥調(diào)節(jié)工況不穩(wěn)定。

[1]李雅玲.節(jié)能技術(shù)在集中供熱系統(tǒng)改造工程中的應(yīng)用[D].北京:清華大學(xué),2012.

[2]徐寶萍,付林,狄洪發(fā).計(jì)量供熱系統(tǒng)變流量影響因素分析[J].暖通空調(diào),2008,38(2):113-116.

[3]徐寶萍,付林,狄洪發(fā).計(jì)量供熱系統(tǒng)住戶調(diào)節(jié)行為調(diào)查與分析[J].建筑學(xué),2007,23(10):93-96.

[4]孫春華.熱計(jì)量建筑用熱模式與耗熱量特性研究[D].重慶:重慶大學(xué),2012.

The analysis on the heat metering systems in heating system of frequency adjustment

Niu JianjunZhang Hang

(ChinaResourcesLand(Taiyuan)Limited，Taiyuan030000，China)

The paper has the full introduction of the heat metering in the heat supply system, mainly researches the heat metering in the frequency adjustment of the heat supply system, establishes the model for the heat supply system, undertakes the calculation and analysis by adopting Matlab, and concludes the final analysis results by analyzing the features of the heat metering heat-supply system.

heat supply system, heat metering, frequency adjustment

1009-6825(2016)08-0152-02

2016-01-08

牛建軍(1973- )，男，工程師；張航(1989- )，男，碩士，助理工程師

TU833

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