摘 要:本文主要分析了分戶計量采暖系統(tǒng)熱負荷計方式,重點介紹了分戶計量采暖系統(tǒng)運行調(diào)節(jié)對策,它不僅能夠使傳統(tǒng)供熱系統(tǒng)中存在的缺陷和不足得到有效彌補,而且還可以提高采暖主體節(jié)能效果。
關鍵詞:分戶計量;采暖系統(tǒng);運行調(diào)節(jié);對策
1 熱負荷計算分析
在寒冷的季節(jié),人們?yōu)榱四軌蜷_展正常的生產(chǎn)和生活,則需要采取有效措施來維持房間溫度,此時就要選擇正確的供暖系統(tǒng),并對其熱負荷進行計算。通常情況下,熱負荷計算能夠為分戶計量采暖系統(tǒng)的后續(xù)運行提供參考和借鑒,以此來提高分戶計量采暖系統(tǒng)的運行效率。由于分戶計量采暖系統(tǒng)主要是以戶為單位來給予供暖,以維持室內(nèi)溫度保持動態(tài)平衡,為了滿足采暖溫度要求,則需要保持采暖房間的多種熱量損失和熱量來源處于熱平衡狀態(tài),即所謂的失熱量與得熱量保持平衡。
采暖系統(tǒng)的失熱量包括:(1)圍護結構所產(chǎn)生的傳熱耗熱量Q1;(2)冷風滲透耗熱量Q2,其一般是指加熱過程中,從門窗縫隙滲入室內(nèi)冷空氣所產(chǎn)生的耗熱量;(3)冷風侵入耗熱量Q3,其一般是指加熱過程中,從門窗孔洞以及其他洞口滲入室內(nèi)冷空氣所產(chǎn)生的耗熱量;(4)戶間傳熱Q4,其一般是指從戶間隔墻所產(chǎn)生的傳熱耗熱量;(5)對從外部運入室內(nèi)的運輸工具和冷物料進行加熱所消耗的熱量Q5;(6)水分蒸發(fā)的耗熱量Q6;(7)通風耗熱量Q7,其一般是指加熱過程中,因為通風進入室內(nèi)的冷空氣所產(chǎn)生的耗熱量;(8)通過其他的耗熱量Q8。
采暖系統(tǒng)的得熱量包括:(1)炊事照明和家用電器設備所產(chǎn)生的散熱量Q9;(2)熱管道及其他熱表面所產(chǎn)生的散熱量Q10;(3)熱物料的散熱量Q11;(4)太陽輻射進入室內(nèi)的熱量Q12;(5)人體散熱量Q13;(6)借助其他途徑得到了熱量Q14。
對于居住建筑來說,其失熱量只需對Q1、Q2、Q3、Q4給予考慮,而得熱量只需對Q12給予考慮,因為其他得熱量的數(shù)值比較小,而且變化范圍大,通??梢院雎圆挥?。
因而,分戶計量采暖系統(tǒng)運行過程中,所采用的熱負荷計算公式如下:
2 分戶計量供熱系統(tǒng)運行調(diào)節(jié)對策
在采用計量供熱后,建筑室內(nèi)采暖系統(tǒng)就演變?yōu)樽兞髁坎膳到y(tǒng),其可以通過熱網(wǎng)及熱源給予直觀的反映,為了更好的滿足熱網(wǎng)流量變化要求,則需要根據(jù)實際情況來對熱源、熱網(wǎng)、換熱站進行調(diào)節(jié)。通常情況下,分戶計量采暖系統(tǒng)可以根據(jù)用戶自身需求來對熱流量進行調(diào)節(jié),以此來提高分戶計量供熱系統(tǒng)運行效率。目前,在分戶計量供熱系統(tǒng)中,熱源主要有區(qū)域鍋爐房和熱電聯(lián)產(chǎn)兩種形式,而熱源處的熱量可以借助換熱器換熱后間接向用戶進行供給。實際上,換熱器換熱間接供熱系統(tǒng)所采用的主管網(wǎng)調(diào)節(jié)基本公式如下:
式中:Q1表示一次網(wǎng)的供熱量,單位為kJ;Q2表示二次網(wǎng)的供熱量,單位為kJ;Qh表示換熱器的換熱量,單位為kJ;G1表示一次網(wǎng)的熱水流量,單位為kg/h;G2表示二次網(wǎng)的熱水流量,單位為kg/h;tg1表示一次網(wǎng)的供水溫度,單位為℃;tg2表示二次網(wǎng)的供水溫度,單位為℃;th1表示一次網(wǎng)的回水溫度,單位為℃;th2表示二次網(wǎng)的回水溫度,單位為℃;c表示水的比熱容,單位為kJ/(kg·℃);F表示散熱器散熱表面積,單位為m2;K表示散熱器傳熱系數(shù);△tm表示對數(shù)平均溫差,單位為℃。
如果未對熱損失給予考慮時,Q1、Q2、Qh相等。然而由于室外溫度處于不斷變化之中,進而導致用戶實際需熱量也變化,此時就可以根據(jù)不同用戶、不同時刻的實際需熱量來對采暖系統(tǒng)運行情況進行調(diào)節(jié),具體調(diào)節(jié)方式如下:
2.1 調(diào)節(jié)一次網(wǎng)流量G1
通常情況下,間接供熱系統(tǒng)保持th1恒定,此時可以通過改變G1來達到改變Q1的目的,且兩者之間保持正相關。當室外氣溫下降時,可以通過增大一次網(wǎng)流量的方式來增加用戶所需供熱量,反之通過減小一次網(wǎng)流量,來降低室外氣溫。目前,可以將旁通管添加至供回水管之間,以實現(xiàn)對一次網(wǎng)流量的有效調(diào)節(jié)。
2.2 調(diào)節(jié)換熱器的換熱面積
如果一、二次網(wǎng)的供回水溫度、換熱器的換熱系數(shù)保持恒定時,可以調(diào)節(jié)換熱器的傳熱面積來實現(xiàn)二次網(wǎng)供熱量的改變。然而,在具體運行階段,很難對每臺換熱器的換熱面積進行調(diào)節(jié),此時只能通過對每個熱力站內(nèi)換熱器數(shù)量進行調(diào)節(jié)來達到改變換熱面積的目的,但是其改變?nèi)狈B續(xù)性。
2.3 調(diào)節(jié)一次網(wǎng)質(zhì)量-流量
在以熱電聯(lián)產(chǎn)為熱源的分戶計量采暖系統(tǒng)中,這種調(diào)節(jié)方法得到廣泛應用,同時為了運行管理簡單,在小型區(qū)域集中供熱系統(tǒng)中也會選擇這種調(diào)節(jié)方式。如果一級網(wǎng)路選擇了主動質(zhì)調(diào)-被動量調(diào)時,通常會將換熱站當做一級網(wǎng)的一個用戶,為了滿足二級網(wǎng)流量和溫度變化要求,則需要將自力式溫度控制閥或電動調(diào)節(jié)閥安裝在換熱站一級網(wǎng),以達到調(diào)節(jié)的目的。
2.4 調(diào)節(jié)二次網(wǎng)的流量G2
在采暖系統(tǒng)運行階段,各熱力站的循環(huán)水泵一般會選擇變頻控制,并隨著壓力控制點的壓力變化,循環(huán)泵轉(zhuǎn)速也會發(fā)生相應變化,以確保二次網(wǎng)的恒壓變流量運行。如果某一用戶,在某一時刻將自家閥門開度調(diào)大時,將會增加干管總流量,并維持干管上阻力系數(shù)穩(wěn)定,但是會增大干管上的壓力損失,降低壓力控制點的供水壓力,同時將供水壓力降低信號傳輸至變頻器,從而對水泵產(chǎn)生的變化進行控制,如流量增大、轉(zhuǎn)速上升、壓力升高等。如果壓力控制點的壓力值與前期設定值相等時,上述變化將會停止,且水泵運行階段的各參數(shù)暫時保持恒定。實際上,水泵變頻的調(diào)節(jié)不僅能夠維持水壓恒定,而且還可以達到節(jié)約能源的目的。
2.5 調(diào)節(jié)二次網(wǎng)的溫度
在分戶計量采暖系統(tǒng)運行過程中,在確保一次網(wǎng)的流量、二次網(wǎng)的流量和供水溫度等恒定時,可以通過調(diào)節(jié)二次網(wǎng)的供水溫度來使用戶供熱量進行調(diào)節(jié),對于未自主調(diào)節(jié)的用戶,其室內(nèi)溫度同樣會出現(xiàn)改變,然而我們需要采取有效措施來確保二次網(wǎng)供水溫度不會隨著用戶流量調(diào)節(jié)而出現(xiàn)變化,且只與室外溫度有關,此時就能夠通過對一次網(wǎng)的流量進行調(diào)節(jié)的方式來對二次網(wǎng)供水溫度進行調(diào)節(jié)。
2.6 調(diào)節(jié)二次網(wǎng)質(zhì)量-流量
在采暖系統(tǒng)運行階段,質(zhì)量-流量調(diào)節(jié)不僅可以對供暖系統(tǒng)的供水溫度進行調(diào)節(jié),而且也對循環(huán)流量進行了相應的調(diào)節(jié)。在各熱用戶的熱力入口位置,安裝壓力控制裝置,不僅能夠削減熱用戶的富余壓差,而且還可以有效確保熱水網(wǎng)路的穩(wěn)定性。通常情況下,在二級管網(wǎng)中選擇質(zhì)量-流量調(diào)節(jié)手段時,隨著供熱負荷的減少,會導致管網(wǎng)流量減少,進而通過變頻,還能夠降低循環(huán)水泵的電耗,是一項切實可行的調(diào)節(jié)方式。
3 結語
綜上所述,隨著城市化建設和計量供熱改革的推進,傳統(tǒng)的供熱系統(tǒng)運行調(diào)節(jié)方式無法滿足現(xiàn)有計量供熱系統(tǒng)運行要求,此時就需要結合實際情況來對分戶計量采暖系統(tǒng)運行情況進行調(diào)節(jié),這樣既能夠提高采暖系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性與可靠性,而且還可以達到節(jié)能環(huán)保的要求。
作者簡介:王躍飛(1985-)、男、山西離石人、漢族、2007年畢業(yè)于山西建筑職業(yè)技術學院大學供熱與通風專業(yè)、本科學歷,工程師、從事技術調(diào)度室工作。