供热系统(6篇)

供热系统篇1

关键词：太阳能—空气源热泵；供热系统；系统模拟

中图分类号：TU833+.1文献标识码：A文章编号：

一、前言

太阳能——空气源热泵是现代一种新型的空调供热技术，这种技术能够将太阳能技术以及热泵很好地结合在一起，通过两个技术的结合能够很好地解决空气源热泵在低温状态下的性能以及结霜等问题，这个系统的主要优点是节能、高效，同时由于是利用太阳能，所以在很大程度上很受人们的关注。

文章就从这个系统的优点和特性出发，结合工程的实例，具体的又结合了特定地区的太阳能空气源热泵并联供热系统在特定的时间内的运行状况，对系统进行分析最终得到了一些系统的动态热力参数，最后对这个系统进行总结分析。

二、太阳能—空气源热泵并联供热系统形式

太阳能—空气源热泵并联供热系统并不是一个直膨胀式的并联供热系统，这个系统的最大特点是利用太阳能进行工作，太阳能能够集热器以及空气源热泵通过并联的形式向采暖的地方进行持续的供热，同时能够将热器收集起来的太阳能直接的送到需要的室内，这样就能够弥补空气源热泵供热方面的严重不足，图1就是太阳能—空气源热泵并联供热系统的工作流程图：

图1太阳能—空气源热泵并联供热系统的工作原理图

以下介绍的是太阳能一空气源热泵并联供热系统的详细的作业流程：

1、首先当供给室外的环境温度在白天的时候比较高的话，太阳能—空气源热泵的供热系数一般都是比较大的，同时制热量相对较高，这样就可以使得空气源热泵能够单独的对供给房进行持续供热。

2、其次当供给室外的环境温度在夜晚或者是凌晨的时候降低的过程中，空气源热泵的作业效果就会明显的变差，这时候制热量也就会明显的下降，与此同时环境的温度不断的降低，供给房内的热负荷进一步增加，就需要由太阳能本身的储热箱承担辅助热源以及单独供热的任务。

3、太阳能—空气源热泵并联供热系统的运行模式如下：首先由供热系统的储热装置或者是空气源热泵的切换控制器发出相应的指令，由于空气源热泵一般都是在—10℃的时候出现恶化的现象，所以系统就会在整体环境的温度小于设定值—10℃的时候由控制器发出控制信号，这个时候空气源热泵就会自动的停机，太阳能储热装置开始承担系统的供热作业，反之，当空气的温度在设定值—10℃以上的时候，系统就有空气源热泵单独的进行供热再加上太阳能自身储热装置进行辅助供热，从这个作业流程就可以看出，太阳能供热在整个系统中是一直处于作业状态的，而空气源热泵供热会在特定的情况下停止作业，这也就成为了这个系统的独特之处。

4、空气源热泵辅助太阳能集热系太难过加热的运行主要由以下四种工况：

（1）太阳能集中热水系统直接对生活热水进行加热。在一些日照条件比较好的白天，系统就会按照规定的工况进行作业，这个时候太阳能热水循环泵的作业就会按照系统控制器的反应，根据太阳能集热系统的集热器和储热装置的水温进行相应控制。

（2）空气源热泵系统辅助太阳能集热系太难过进行加热的作业。在日照条件比较差的阴雨天或者是光照不足的白天，太阳能集热系统就不可能能够满足生活热水达到所需要的水温，这样太阳能集热系统的作业效果就会明显降低，这个时候水箱中的感温原件就会检测到具体的水温，一旦不足的时候就会自动的启动空气源热泵对生活热水进行加热，当水箱的水温达成标准的时候，空气源热泵机组就会自动的停止作业，再有太阳能集热装置进行继续作业。

（3）太阳能集热装置和空气源热泵并联同时对生活热水进行加热。在日照条件比较好的状态下，如果热水系统的耗热量高于太阳能集热系统的有效供热或者是太阳能集热器的数量比较少的时候，就不可能满足对于热水的需要，这个时候太阳能集热系统就会和空气源热泵机组同时进行作业，对热水系统进行供热，这个并联系统采用的是自动的温差控制循环加热的形式。

（4）空气源热泵机组对生活热水进行直接加热作业。在一些特定的季节，出现连续的雨雪天气，整个热水系统所需要的热量将会完全由空气源热泵系统进行提供，这种情况下，太阳能集热系统就会处于待机的状态下，并联热泵机组就会有空气源热泵系统单独的进行系统加热作业。

三、空气源热泵机组作为辅助热源

当前来说，市场上出现的空气源热泵一般额定的作业状况下的能效比是3：5，在一些比较适用的环境温度范围中，COP的值会伴随着温度的升高逐渐的升高，和电能等其他的传统辅助能源相比的话，节能的效果更加的明显。

1、太阳能集热系统和空气源热泵并联能够实现优势互补

太阳能集热系统最大的特点，也是这个系统的优点就是白天能够在光照充足的时候，保证整个系统的运行成本接近零，所以在一些太阳能比较丰富的地区，人们会将太阳能作为热水生产的主要能源，这都是由于太阳能的优势所带来的福利，但是系统的最大缺点就在于受环境的影响过于大，一旦天气条件（主要是光照）或者是屋面能够防止的太阳能集热器的面积受限制的时候，就只能够依靠辅的热源进行加热，所以这个系统在很大程度上受到了环境因素的影响。

2、空气源热泵系统作为辅助热源的适用范围介绍

空气源热泵作为对太阳能集热系统的辅助热源，最大的特点就是能够弥补常规状态下太阳能集热系统的主要缺陷，同时空气源热泵系统自身和太阳能一样，都具有节能型，所以空气源热泵作为一个辅的加热系统装置非常适合在太阳能丰富的地区进行作业，能够在充分利用优势地区太阳能资源的条件下，最大程度的实现全天候的并联供热，比如一些酒店、医院的病房等条件地区都需要进行全天候的热水供应，同时对于一些夜间热水的用水量比较大的地区都是一个绝佳的选择。

四、洗浴中心浴室使用太阳能空气源热泵分析

洗浴中心的太阳能空气源热泵是一种特殊的能够从外界的环境（包括空气、土壤以及水）中获得低位热能的系统，通过热泵系统做功，进而输出高位的热能，也是一种节能环保清洁的热水设备，是目前全球范围内都普遍关注的新型能源技术。

五、具体工程案例的结合

海口的某项工程使用这种技术，太阳能集热系统部分使用的是真空管的集热器加上承压储热罐进行直接的热水供应，空气源热泵机组使用直热式的加热机组形式，设计的热水日用量要求是170m³，最大时候的用水量是16.5m³/h,冷水的计算温度是16℃，热水的计算温度是60℃，系统那个设计的每小时的耗热量是1000kw左右。

1、太阳能储热装置的容积

根据海口市的设计情况，太阳能集热装置的集热部分是进行直接加热和热水直接供应的方式，太阳能储热装置只是作为太阳能集热系统自身储热的需要，所以它的容积可以按照集热系统自身每天的平均产水量进行确定，这里具体是6m³。

2、太阳能集热器的安装

按照采光的面积进行安装，每一个系统都放置在特定的位置按照并联或者是串联的方式进行放置，每个系统又组成一个集热器的阵势进行作业，最后出现的热水都会直接的进入到太阳能储热装置中。太阳能即热系统循环泵的选型中，循环水泵的选型将会依据系统所需要克服的具体阻力进行确定。

五、结论

文章对太阳能—空气源热泵并联系统进行了不同方向的介绍，一方面是太阳能集热装置作为辅助，另一方面是空气源热泵机组进行辅助，主要的是空气源热泵机组进行辅助系统运行，从并联系统中两者的优点不难看出，这个系统充分利用的清洁能源，是值得推广使用的供热系统。

参考文献：

[1]刘德彧,高建岭,王晓纯;水源热泵节能原理与系统设计[J]北方工业大学学报;2009年01期

[2]李健;罗浩.太阳能—地源热泵三联供户式中央空调技术[J];能源与环境;2010年06期

[3]张喜明,白莉等.太阳能热泵供热水系统的实验研究[J].节能技术，2010，21

供热系统篇2

一、"新双管"系统分析

图1"新双管"系统

1．建筑物内系统（图1）

建筑物内供暖系统为下分式双管系统，系统的不平衡率K

（1）

式中：ΔP1--首层环路的资用压头Pa

ΔP2--顶层环路的资用压头Pa

（2）

式中：ΔP1h--首层环路中户内系统的资用压头Pa

ΔP2h--顶层环路中户内系统的资用压头Pa

ΔPy--主立管沿程阻力Pa

ΔPg--主立管局部阻力Pa

H--顶层散热器与首层散热器之间的高差m

h--重力水头Pa/m

取ΔPg=0.5ΔPy，且在85℃/60℃工况下，每米垂直供回水管产生的附加压头为143Pa。

（3）

将（3）代入（1），（4）

一般来说，"新双管"系统各层户内系统形式一致，资用压头基本相同。在正常运行之前，对户内系统进行预调节，使这时，

（5）

当主立管的阻力能够抵消由于温差和高差产生的重力水头时，K趋于0，最利于平衡。

这时，1.5ΔPy=143H，又ΔPy=2HΔPj（ΔPj为主立管上的平均沿程比摩阻）

"新双管"系统中，由于户内管道系统的阻力远大于传统中的仅接一组散热器的阻力值。由（4）式知，ΔP1比较大，有利于系统平衡。

由以上分析可知，此系统具有良好的稳定性。在设计中认真进行水力计算，调整管径克服重力水头影响，可彻底解决水力失调问题。避免了传统双管"上热下冷"这种逐层温降的不均匀性。

2．户内系统（图1）

户内供暖系统宜采用双管系统。在双管系统中，散热器进出口温差大，流量对散热器的影响大，容易通过温控阀制散热器的散热量，便于调节。而且，这种系统是个变流量系统，可以根据热用户的要求进行量调节。

温控阀除了调节室温，恒定室温外，还可以通过改变阀门的流量大小平衡系统，解决水力失调问题。在双管系统中选有高阻值的可预调节自力式温控阀，其调节性较好，能实现室温自动调节。并且系统正常运行之前，可对温控阀进行预调节，提高系统稳定性。正是由于增加了温控阀，热能表等高阻值设备，户内系统水平并联的各组散热器才能保持平衡，新双管系统才能更好运行。

二、运行调节

实施分户热计量后，"新双管"供热系统的调节性能大大增强，用户根据自己的需求调节温控阀，通过改变散热器的流量大小来调节从热量，从而控制室内温度。由于温控阀的主动调节，使热网水力工况变化很大，室外供热系统要有完善的调节控制措施和高水平的运行管理，才能适应整个系统变流量运行的需要。

我国传统常规的室外供热系统多采用集中式热力站，供热管网分为一级管网和二级管网。供热系统运行时应是质调节和量调节相结合，根据供热负荷发生变化（如室外气温变化）采用质调节，再根据热用户末端负荷变化采用量调节。供热管网系统的稳定运行是保障供热计量的前提，为避免整个供热系统的水力失调，要采取各种严格的措施。

1．建筑物热力入口（图2）

供热系统篇3

关键词：热水供热系统空泡溃灭水锤

中图分类号：TU833文献标识码：A

一、前言

随着我国集中供热事业的迅速发展，供热网的规模随之扩大，复杂程度相应提高，大型的集中供热系统一旦出现事故会带来社会影响，所以必须提高供热输配管网的安全性和可靠性。管路系统中由于阀门误动作或事故停泵等原因造成的流体速度变化会产生具有破坏性的水锤．调查表明，很多事故都起因于管道内产生气泡，并随气泡溃灭引起水烫。由于供热系统的水温较高，相对来说水的汽化压力也较高，出现水锤时一方面出现压力的急剧升高和降低，另一方面压力下降达到水的汽化压力时，使水汽化，极易发生气泡，产生空穴，重则产生空泡溃灭水锤，轻则产生汽蚀，降低了管道的使用寿命．上述问题在热水供热系统中比在一般的输水系统中要严重得多，是一个不容忽视的问题。本文研究了热水供热系统中空泡形成和溃灭的原因，提出了分析热水供热系统中空泡溃灭水锤的可行方法．

二、空泡的形成

在供热系统管道中如果发生压力减小的现象，就会引起一个向下游传递的负压波，从而降低供热管道中的流速：而下游的水在波到达以前，仍以原来的速度运动，管道中这两部分水流速度的差别，相当于使水柱受到拉伸，而水是不抗拉伸的，当压力降低到汽化压力时，管内形成蒸汽穴．当水柱处于汽化压力下，其内部产生空泡，这种现象称为液柱分离．

如果管内水中含有溶解的空气，那么压力下降到一定程度以后，原来溶解在水里的气体就会释放出来，这种现象称作气体透出。气体在出是一个缓慢的过程，在管道中压力发生瞬变的情况下，负压波持续的时间不会很长，所以只有少量气体逸出；但是，这些少量气体将会影响水锤波传播速度．显然在液体压力降到汽化压力之前，溶解于水中的空气就会以汽泡形式放出．

除了向下游传播的负压波会产生液柱分离外，当下游侧减压时，例如起动一个泵或开启一个阀门，也可能导致泵前、阀前管道内的液柱分离，形成空泡．在空泡形成以后，其体积会继续扩大，直到空泡前后的两个水柱的速度相等为止．

在热水系统中，空泡形成的几率是很高的。由于供热系统水温较高，水的汽化压力也就比较高，例如供水温度150℃时，则水的汽化压力是38．6米水往．当负压波引起压力降低，低于当地热水温度对应的汽化压力时；管道内就会产生空泡．此外，管线铺设一般循地形变化进行，会有上坡、下坡，当泵停止运行时，管线爬坡的高处容易形成液柱拉断，出现较大范围的空泡段．

三、空泡溃灭及其危害

在空泡形成以后，空泡处的压强就不会再降低，这是因为空泡处是气体而不是液体，破坏了水的连续性．如果边界条件发生变化，通常上游的水柱会加速，而下游的水柱会减速；从而使上游的水柱赶上下游的水柱、空泡破裂、溃灭；或者当空泡中的气体带到下游压强较大的区域时，发生空泡的条件消失，也发生空泡的溃灭．如果空泡溃灭时其上下游水柱的瞬间速度差值是V，那么水头的升高值可按下式计算：

式中：a--水锤波传播速度，（m／S）：

g--重力加速度，（m／S2）。

这个水头增加量可以大到足以破坏管子。

小型空泡的溃灭有时还不足以造成管道的立即破坏，但是空泡溃灭的同时，水质点将以高速填充空穴，发生相撞，这些现象发生在固体壁上会使管壁受到腐蚀破坏，这是因为汽泡在金属表面凝结时，金属表面受到利刃似的高频强烈冲击，致使金属表面出现麻点以至穿孔，有时在这种破坏力作用的同时，还伴有电解、化学腐蚀多种很复杂的作用．

在热水管道中；如果有空泡形成；在压力正负波动时，汽泡在正压力下又凝结成水，产生最危险的空泡溃灭水锤。这是由于空泡体积大，凝结成水后，体积中出现瞬时真空，这时空泡四周的水会以极快的速度冲向真空的那段体积，对撞的水有截流现象而产生水锤。一般地说，这种水锤压力极高，危险性极大，这种空泡的形成和溃灭过程往往像拉锯一样要反复多次，使管道受到高频压力的冲击和剥蚀，降低了管道的使用寿命。

当供热管线爬坡的高处出现液柱拉断时，此时若突然启泵，大流量运行，高处的空泡也会因压力升高使汽泡凝结为水，真空柱段使水流快速撞击引发空泡溃灭，造成管线极大的压力峰值，压力大幅度上升，破坏管线．

通过以上的分析可见，空泡溃灭的危害性是相当严重的．以往在输水管路多次爆裂时，人们仅仅归咎于管材不好或施工质量欠佳，甚至温度变化等等，而对上述原因没有足够重视。

四、热水供热系统空泡溃灭水锤分析模型

在分析供热系统的空泡溃灭现象时，有很多数据通常是很难准确求得的，例如：分布在整个液体中自由汽泡的总量；作为压力和时间函数的空气释出率等等。这些都给问题的研究带来很大困难、涉及到水、汽两相流的问题，因此变得更为复杂．本文只是从"宏观的"观点来分析问题，而不是把注意力集中在两相流的气泡动力学上．

1．模型的基本假设

当供热管道中出现空泡时，认为空泡使水柱分离，而在压力升高时，被分离的水柱再度拟合，互相撞击．形成压力急剧上升．水柱分离及再度拟合现象的物理模型，基于以下假定：

（1）初始定常态没有自由空气或其它气体；

（2）瞬变期间没有气体释出，波速保持不变；

（3）水柱在分离后，两水柱的截面与管轴线是垂直的，两水柱之间的空穴充满蒸汽、其力等于水的汽化压力；

（4）水柱分离发生在管道分段的计算截面上．

2．模型的数学处理

在供热系统中流体管路的轴向长度远大于横向长度，其轴向流动速度远大于其横向流动速度，因而可以略去横向流动速度分量，认为所有流动参数是沿管路横截面求平均值；液体流动用于一元流动，计算截面之间的流体遵循常规的连续方程和运动方程：

式中：H-一侧压管水头，（mH20）；

t-一时间，（s）

D-一管内径，（m）；

X-一计算点距起始点的坐标距离，（m）；

f-一管道沿程磨擦阻力系数；

v-一速度，（m／s）

对于无空泡液体的流动，利用矩形网络及其定解条件就可以进行计算，因为在计算截面上压头和流量都是单值的．但是对于有空泡的流动，尽管可以认为截面处的压力是单值的，但是出入截面的流量必定有差别，因此当截面处出现空泡时，须对这个截面作新的内部边界条件处理．截面积的变化应满足连续方程：

式中：Qu--一流人截面的流量，

Q--一流出截面的流量。

V--一空泡的体积．

图1在管道中i截面出现空泡图示

出现空泡的内部边界条件是建立在规定时间间隔法的网格处理基础上．如图1所示，认为i截面是集中空泡的的截面。其内部边界条件如下；

（1）取ICi＝l，i截面有空泡；

（2）取Hpi＝Zi－H＋HV

其中：ZI--i截面的位置水头，

H-一当地大气压头，

Hv-一绝对蒸汽压头；

〔3）计算t内流人截面i的流量Opui以及流出截面的流量Qpl;

（4）计算空泡体积

只要空泡体积是正的，则截面i处的压力保持为蒸汽压力差VCAVi＜0，那么边界条件变为：（1）取ICi=0，i截面无空泡；

（2）取VACVi＝0，空泡体积为零；

（3）计算Hpi＝0．5（Cm＋Cp）

其中

（4）按正常瞬变流动计算。

五、计算结果

本文以一个实际供热工程为例进行了计算：某回水加压泵站装备了6台型号完全相同的水泵，并联连结，其中4台运行，2台备用，泵站使用20SE－13型水泵，回水管道中水温70℃，管道的绝对粗糙度K=0．0005m，计算目的是求：加压泵站事故停转，即断电工况时，在回水管线上位置最高点的压力变化情况。该点管径1200毫米，初始流量2016吨／小时，初始压力为15米水柱．

图2是计算点压力随时间的变化曲线，图3是该点回水管中空泡（气穴）体积随时间变化曲线。结果表明，加压泵站发生事故时，空泡不可避免的在回水管中位置最高点产生，回水管线中会出现-7米水柱的负压，要使系统安全运行，必须保证管道能承受-7米水柱的负压而不被压瘪、破裂．从图3看出，空泡的体积大约为3．3立方米，空泡破裂非常供，压力瞬间增加仅仅大约为7米水柱。

图2计算点压力--时间曲线图

图3气穴体积--时间曲线

本文的计算结果符合水锤事故分析的物理意义，表明本文的计算方法是分析热水供热系统中空泡形成和溃灭及其影响程度的一种有效方法．

六．结论

1供热系统中，由于水温比较高，空泡的形成和溃灭是不可避免的，由此带来的问题比在一般的输水系统中要严重得多，是一个不容忽视的问题．

2．本文提供的方法和计算结果可以用来分析热水系统中空泡形成和溃灭的情况，分析系统的动态变化情况，为完善供热系统设计、制定系统操作运行规程提供科学依据．

参考文献

1.《瞬变交流》，清华大学流体传动与控制教研组译．水利电力出版社1983

2．M・H・Chaudy:AppliedHydraulictransients,N.Y.NanNosterandReinhold,1979

供热系统篇4

关键词：集中供热锅炉房；供电系统；低压供电系统；高压供电系统；控制系统供电

集中供热锅炉房是北方地区厂矿工业场地、居民小区一个很重要的配套设施，由于在正常生产过程中，若系统意外停电，可能造成很严重的后果，所以在锅炉房设计阶段，选用一种完善、经济的供电系统是非常重要的。

根据本人多年集中供热锅炉房设计的实践，采暖锅炉房供电系统大致可分为以下几种，具体见下图“锅炉房供电系统分类”。

下面就以本人设计并已投入使用的沈阳市国惠热力有限公司集中供热工程一期锅炉房为例，就供电系统谈一下自己的体会。

1工程概况

国惠热力有限公司集中供热工程锅炉房供热工程是新北电厂的重点建设项目。一期锅炉房设计容量为一台100吨热水炉和一台100吨蒸汽锅炉。电气的总装机容量为1883。5kW，其中一号锅炉（100t锅炉）为747kW，二号锅炉（100t锅炉）为747kW，公共部分（包括水循环、补水、上煤、出灰等系统）为389kW，根据甲方要求采用手动和DCS两种控制方法。

2高压电源的选择

供热锅炉房工程直接关系到普通百姓的正常生活，它的重要性是显而易见的；另外，由于在系统正常运行时，如果系统停电，直接威胁外网供水管路的安全，所以，本锅炉房应按二级负荷供电。根据当地的实际情况，该系统采用双回10kV电源，一回运行，一回备用。

3低压供电系统方案的确定

3.1负荷初步统计

补偿前各设备组的计算负荷

一号锅炉的计算负荷为773.2kW；二号锅炉的计算负荷为773.2kW；公共部分的计算负荷为330.65kW。

3.2初步确定低压供电系统方案

由于锅炉房系统运行本身的高可靠性，要求系统在一台炉故障或供电系统部分故障等严重的情况下，应保证不造成大的经济损失，并能维持系统最基本的运行。如在全部或部分锅炉故障的情况下，最基本的要求是要保证水循环系统的正常运行，否则有冻坏管路的危险，造成的损失可能是无法弥补的。反应在供电系统方面，就需要选用两台变压器分列运行的系统，并设置联络开关，这样，在一台变压器故障的情况下，另一台变压器可保证供暖系统最基本的运行。另外考虑到每台锅炉系统运行的可靠性，每台锅炉的负荷应由一台变压器供电。

3.3负荷统计及变压器的选择并确定低压供电系统

根据以上的思想及负荷的初步统计结果，按两台变压器进行负荷计算，一台变压器（一号变压器）负责一号锅炉的供电，另一台变压器（二号变压器）负责二号锅炉的供电。公共部分的负荷由原有的一台变压供电。无功补偿采用自动补偿屏。

由此可见，选用两台变压器分列同时运行，并互为备用的方案，满足生产过程中对供电系统可靠性的要求。具体见下图“锅炉房供电系统图”。

4高压供电系统方案的确定

由前述可知，锅炉房高压供电采用双回10kV电源，一用一备，选用两台变压器，变压器同时分列运行。因此，高压供电系统可采用以下系统，见“高压配电系统图”。

5控制系统供电

本锅炉房控制系统包括手动控制和自动控制。手动控制是指操作人员根据安装在仪表盘上的二次仪表显示数据并经过分析对锅炉系统实施的控制。自动控制是指DCS系统根据安装在现场的一次仪表返回的数据对系统进行分析并实施对设备的控制。因此，控制系统供电包括控制台（仪表盘）供电系统和DCS控制系统的供电。

为了使锅炉系统运行更合理，维护更方便，并满足锅炉系统运行高可靠性的要求，在设计控制部分的供电系统时，应考虑以下几点：

（1）当任意一台锅炉停止运行时，应保证其它至少一台锅炉系统的正常运行或水循环系统的最基本运行，所以所有锅炉设备电源及其控制电源不应取自同一段母线，见“锅炉房供电系统图”。

（2）当任意一台变压器或任意一段母线故障时，不应影响其它母线上设备的正常运行，所以每一台锅炉设备电源与其控制电源应取自同一段母线，且两段母线之间应加装母联柜。

（3）为了增加控制系统的可靠性，同时在某一台锅炉停止运行时，控制系统仍然能对其各种参数进行监视，就需要从其它母线上引第二电源，作为该锅炉控制系统电源的后备电源。

（4）为了保证DCS系统的正常运行，DCS供电系统应增设UPS电源。

（5）任何一台锅炉的任意一个参数的一次测量仪表、二次测量仪表应取自同一个电源，且应使用同一个保护元件保护。如某一台锅炉的风门调节系统，手操器、调节器和执行器应由一个电源供电，并采用一个熔断器保护。具体见下图“风门控制系统供电系统图”。

（6）电机等动力设备由单独控制电源统一供电，同一系统的设备控制电源应为一个，且取自同一个回路。如锅炉燃烧系统中的鼓风机、引风机和炉排电机的控制电源应为一个，且接自同一个熔断器（或自动开关）。

供热系统篇5

【关键词】供热系统；热计量

目前国内住宅产业正处于快速发展阶段，而且在相当长的时间内呈上升趋势，带动了很多相关产业的发展。同时，供暖体制改革也越来越多地受到重视，与供热收费改革密切相关、互为充分的必要条件就是温度控制与热量计量的发展问题。这是市场经济发展的要求，人民生活水平提高的要求，也是节能与环保事业发展的要求。在这样的背景下，计量与温控技术得到了快速发展，基础性研究、示范工程（新建和改造）、相关产品的研制和产业化都有了不同程度的进展，取得了宝贵的经验和应用推广效益。随着事物的发展，新的问题也随之出现。在这里，我们提出以下若干问题，以便热改和温控计量工作正确顺利地发展。

1实现热计量

以我国供暖现状，采暖能耗指标是同类气候条件下发达国家的3-5倍，而且供暖效果也远远不如，能耗大量浪费的原因中固然有百姓用户节能意识淡薄、收费体制不能刺激节能，但主要的原因还是因为我们设计、施工与运行管理的落后。如果不提高自身能力水平，而一味地追求收费，就是将自身水平落后造成的浪费转嫁给消费者，这样显然不合理，也不利于节能工作。按热收费，比以前进步了，实现了交易公开的原则，但是用户不能主动控制以实现节能，也就是不能主动地去省钱或是选择其他方式供暖，违背了公平与公正的原则，很易造成矛盾，挫伤或阻碍供暖节能技术的发展，不利于供热改革。我们认为正确的做法是温控与热量并重，相辅相成，甚至温控更加重要。供热单位先提高自身水平，提高室内热舒适度，也就是提高服务质量，再合理地向用户收费，促节能事业发展。

2户内系统和户外系统

目前有一种趋势：认为讲温控就是要在室内安装温度控制阀，讲计量就是在户内安装热量表，至于户外控制就可以不被重视了。温控与计量是不是只要针对户内系统，户外就可以忽视呢？对于一个户内控制设备完善的系统（安装了温控阀和热量表），如果没有相应的户外控制，很难保证户内设备正常地工作。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。如果户内采取了节能手段，而户外没有配合措施，一方面会引起管网水力热力工况的失调，另一方面室内节省的能量不能体现在热源的节能上，节能这一根本目的就没有实现。所以我们认为好的户内控制一定要与户外控制相结合。

随着先进计量、控制设备不断应用于系统中，分户计量供热系统逐步在我国发展起来。从用能的角度看分户计量供热的技术能够有效利用自由热，提倡用户的行为调节，以减少能耗；另一方面，从用户出发它能够提高室内热环境的舒适性。在散热器上安装温控阀为实现这些目标提供了有效手段。当温控阀被设定在某一值时，它可以通过感温包测量室内温度，实时调节散热器流量以符合设定值。如果热网的运行工况可以最大限度的满足各个用户的需求，那么温控阀控制的散热器供暖房间温度就不会出现过冷过热的情形。但是舒适度因人因时而异，提高用户的舒适程度不仅要求在设计温度18℃时保持室温仅有微小的波动，而且应该尽可能的满足用户希望提高室内温度的要求。

3搞好供热系统控制

我们采取“拿来主义”来消化学习国外的温控计量技术，包括消化和应用国外的产品，但是外来的产品并不适应我国的现有系统，除了水质问题和管理问题外，还有许技术问题。如：系统末端压差、系统规模大小、设备工作环境等都存在很大的不同，不做任何改变就应用在一起很难得到正常的效果。如有的示范工程，产品应用效果不好，出现一些问题，厂家就提出要彻底地改变中国的供热系统，殊不知，对中国这一巨大规模的供热体系，改变是一个渐进的过程，需要一定的时间，不可能一蹴而就。谁应该去适应谁并不存在一个分明的界限，但是合理的寻求结合点，花最小的投入去获得最大的回报，这个工作非常重要。

4严格供热技术标准

过去几年里，温控与热计量事业发展很快，但总体规模不大，没有形成一个产业。产品供应商经常抱怨国家政策不到位，没有强制措施，政府又考虑到技术方案和相关标准不完善，可操作性差，设计部门往往无章可循，缺乏标准指导，开发商在无强制措施的情况下，不愿增加温控与热量的投资，存在侥幸心理。三者之间相互依存，又相互制约，影响温控与热计量技术的发展。从行业管理部门来讲，近期成立的建设部热改与热计量领导小组可统一管理、规划、协调各部门的工作，推进该事业的发展。新型采暖方式与集中供暖系统温控与热计量发展的相互关系当前，新型的采暖方式发展迅猛，在一些主要城市中，分户燃气炉采暖和户内电采暖发展很快，挑战旧有传统供暖方式，成为集中供暖的主要竞争对手。这些新型采暖方式的发展是市场经济发展的必然产物，是促进传统的集中供暖系统变革的重要力量。这些新型采暖方式除了投资相对较少，物业管理方便，有利于大气环境之外，其主要点之一就是可以分户计量和收费，解决收费问题。这将极大地挑战和促进集中供热发展分户计量计费技术，如果做不到这一点，就很可能被挤小市场占有率，丢掉市场份额；同时，新型采暖方式也可以促进计量收费的普及，让百姓受供暖体制改革，对集中供热也有好处。新型采暖方式的另一个主要优点就是采暖费与传统的供热方式相当。在现有的燃料价格体系下，分户燃气炉的燃烧效率低于集中燃气锅炉的燃烧效率；燃烧天然气比烧煤贵；要产生同样的热量值，用电比烧煤或烧天然气贵。

为什么新型采暖方式的采暖费以和集中供热竞争呢？这其中有国家能源结构的调整和有关部门扶植的原因，但主要原因有两点：一是因为新型采暖方式避免了热量在输送环节中的浪费，而集中供暖的网络输送环节存在很大的浪费；二是新型采暖方式室温容易控制，控制手段有自动恒温控主动调节控制，避免了温度失调、利用了自由热、实现了经济运行，而传统的集中供热就难以实现这些控制。新型的集中供暖系统采用了温控与热量技术，就可以提高效率、减少浪费、增加控手段，就可以与新型采暖方式同等竞争，夺回价格优势，争取市场份额。

参考文献：

供热系统篇6

关键字：集中供热；节电；变频技术

中图分类号：TS914文献标识码：A

1.1研究背景

目前由于我国经济的高速发展和人民生活水平的不断提高，促使用电设备的增长速度超过发电设备的增长速度，造成能源短缺，电力供需矛盾十分突出，严重影响我国经济的可持续性发展和节约型社会的建设。供热企业是耗电大户，各种水泵、风机都会消耗很多电能。因此，必须采取措施，合理有效地利用电能。

1.2本文主要研究的问题

本文以太原市热力公司东山热源厂所带的某小区热力站为例，介绍集中供热系统的节电措施。该小区的基本情况如下：

（1）热水供水温度90℃，回水温度70℃，采暖热负荷为233kw，阻力损失为11kpa。

（2）采暖系统采用上供下回单管同程式，回水管走于地沟，每个环路的分支及汇合处均安装TS16手动调节阀，采暖入口回水干管上设平衡阀，各环路最低点设泄水装置，最高处设E21型自动排气阀。

（3）该小区热力站内循环水泵的型号是KQL100/350-11/4，流量Q=50t/h，扬程H=32m，功率N=11kw。

2.1热力站循环水泵正确的选型

在水泵的选型上，目前普遍存在着一些不合理的地方，许多时候不依照水力计算，而是照搬“规定”，并层层加码或参照别人的设计、以前的设计，因此，在水泵的问题上存在大量的电能浪费。

循环水泵扬程选择过高会造成电能的浪费。造成水泵扬程偏高的原因最主要的是：错误地把楼房高度加在循环水泵的扬程中。这是错误认识造成的。他们把循环水泵的作用和补水定压泵的作用混到了一起,不知道循环水泵的扬程只是用来克服采暖系统的循环阻力,而补水定压泵的扬程是维持采暖系统所需静水压强。循环水泵的扬程不应负担楼房的高度。

2.2采用变频调速技术

2.2.1变频控制水泵的节电原理

水泵在转速控制时，流量Q、扬程H、轴功率N,三者之间的关系为Q∝n,H∝n2，N∝n3，由于轴功率与转速的立方成正比,当水泵速度下降时,其功率将以立方根方式大幅度下降。因此,通过调节水泵转速(即流量)可充分节能。根据水泵的特性曲线可知,在工频运行时,若流量增大,扬程会降低;若流量减小时,扬程会升高。即用户失水量(或补水量)的变化会不断引起管网水压的上下波动。变频设备通过安装在循环泵出口上的压力仪表，将压力信号转换成电信号,进行运算处理，同时与设定值不断进行比较,自动调节变频器的输出频率,从而改变水泵运转速度。当失水量大时,使水泵运行速度加快;当失水量减小时,使水泵速度降低。从而达到压力稳定、高效节能的补水效果。进而可以保证水泵的合理运行，同时达到节电的效果。

2.2.2变频技术的改进方式

该热力站循环水泵的型号是KQL100/350-11/4，流量Q=50t/h，扬程H=32m，功率N=11kw。

该换热站在供热期间采用两台循环水泵同时运转，用变频器调至70%，在这种运行方式下，我们能够使扬程、流量、功率的相互关系达到合适供热站的实际情况，使之趋于合理。根据泵的特性：

其中，G―流量、H―扬程、N―功率、n-转速

因此，将转速n调至70%时，则流量为：G¹=×G=0.7×50t/h=35t/h；

两台泵并联：G¹=2×35×0.7=49t/h；

扬程则为：H¹=（）2×H=0.49×32=15.68m；

功率为：N¹=（）3×N=0.343×11=3.773Kw；

两台泵的功率为:2N¹=2×（）3×N=2×0.343×11=7.546Kw。

通过计算结果可知,两台泵并联运行变频后,流量和单台泵大致相同,扬程降低一半左右,而功率单台泵降至1/3左右,两台泵则为2/3。

用以上计算结果测算节电效果为:

我们与单台满负荷运转项对比,则可看出节电的效果,单台泵月用电量:

11×24×30=7920kw・h；

而两台泵变频后月用电量为：7.546×24×30=5433.12kw・h。

2.3采用分布式变频泵

2.3.1传统集中供热一次网的设计方法

在传统的设计方法中，一次网循环水泵的流量是根据系统的总热负荷进行计算，扬程是根据最不利环路的供热站进行计算。而一次网循环水泵一般都设置在热源处。这种传统的设计方法必然产生以下问题：

1．水力失调严重：由于一次网循环水泵扬程是按照最远端用户选择，这就导致近端热用户有过多的资用压头，在调节手段不到位的情况下，近端热用户流量过大是很难避免的。因一次网循环水的设计流量是一定的，这种近端流量超标必然又带来远端流量不足，最终形成供热系统冷热不均的现象。

2．循环水泵及配电投资过高：由于供热系统很大，为保证最远端热力站一级网供回水压差和流量，热源厂必须选用电机电压值高的水泵作为循环水泵，这就增加了水泵及配电系统的一次性投资。

3．水泵电耗过大：为了解决供热系统的水力失调问题，不得不在一次网近端用户设置高阻力阀门消耗一级热网多余的压头，这样近端将有大量压头消耗在阀门上，使整个循环系统的很多电耗消耗在热水输送系统上。

2.3.2分布式变频泵的做法

集中供热分布式变频水泵系统是指在热源处设置一级循环水泵，该水泵的扬程仅负责热源厂内循环水量及循环动力，而在各热力站的一次网上设置二级循环水泵分布式变频泵，该泵负责各热力站循环流量及克服一次网和热力站的循环阻力。分布式二级循环水泵的方式是用二级变频水泵取代设在热力站一级网的电动调节阀。二级变频泵可安装在热力站一次网供水管上，也可安装在一级网回水管上。图一为分布式变频水泵系统在热力站中应用的示意图。

图1分布式变频水泵系统在热力站中的应用

供热系统换热站一级网上安装二级变频泵后有以下优点：

（1)降低锅炉(首站)运行压力：由于分布式变频泵二级泵承担了由热源厂至换热站一次网的热水流动阻力，这就大大降低了热源厂循环水泵的运行压力。当出现事故造成热源厂内一级主循环泵停转时，外网可通过变频二级泵继续运行，防止热源厂停电产生汽化等安全事故的发生。

（2)二级变频泵取代电动调节阀：在分布式变频泵设计方案中，由于变换热站的一次热水变被动接受为主动索取，因此基本上消除了多余资用压头的节流，不需要在一次网上加装流量调节阀门。在采用变流量调节时，可改变变频泵转速来实现，从而消除了无效电耗，实现按需供热，达到节约能源的目的。

（3)集中监控方便可靠：由于变频器控制系统已相当成熟可靠，因此对换热站可通过有线或无线数据远传系统，远程监控整个供热系统运行，包括各设备的状态和参数。在满足用户舒适度的前提下，二级变频水泵更易实现无人值守自动监控的目的。

结语：从国家实施节能的长远发展战略角度出发，集中供热系统节电措施的应用前景良好，我们应当在在设计过程当中抓住系统的关键环节，尽量将供热系统设计的更加节能。虽然近些年城市集中供热系统设计取得了一定的成绩，但还存在很多问题，我们在供热系统节能设计中仍需不断开展节能方案研究，不断探索新技术，使新节能方案发挥更好作用。

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