混水機(jī)組在低溫地面輻射供暖系統(tǒng)中的運(yùn)用

路文淵

0 引言

近年來，隨著人們對建筑室內(nèi)環(huán)境的品質(zhì)要求越來越高，低溫地面輻射供暖系統(tǒng)由于具有衛(wèi)生潔凈、噪聲小、熱穩(wěn)定性和熱舒適性好等優(yōu)點，越來越受到住宅小區(qū)開發(fā)商的青睞。

對于戶內(nèi)使用低溫地面輻射供暖系統(tǒng)的業(yè)主，由于并不過多考慮熱水循環(huán)泵的耗電輸熱比(HER)，因此外網(wǎng)設(shè)計通常采用由換熱站直接供給50℃～40℃的低溫?zé)崴?。JGJ 26-2010嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)中明確提出:“采用低溫地面輻射供暖的集中供熱小區(qū)，換熱站不宜直接提供溫度低于60℃的熱媒”［1］的要求。本文以某住宅小區(qū)供暖外網(wǎng)為例，采用80℃～40℃大溫差二次泵混水機(jī)組的供暖方式對外網(wǎng)進(jìn)行設(shè)計，并與通常采用的換熱站直接供給50℃～40℃低溫?zé)崴南到y(tǒng)作節(jié)能性分析比較。

1 混水機(jī)組在系統(tǒng)中的設(shè)置及控制

混水機(jī)組在系統(tǒng)中的設(shè)置及控制見圖1。

氣候補(bǔ)償器及溫控器控制三通電動比例混水閥的開度以及二次泵的變頻。由于二次變頻泵設(shè)于樓棟內(nèi)，可以對戶內(nèi)分室溫控系統(tǒng)和室外溫度補(bǔ)償器的調(diào)節(jié)作出較快的反應(yīng)，比一次泵變頻能更好的適應(yīng)負(fù)荷的變化。

2 兩種方式外網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計計算

1)計算實例:某住宅小區(qū)由7幢高層住宅組成。由集中供熱的換熱站提供熱媒，供熱半徑260 m。本文以該小區(qū)供暖外網(wǎng)系統(tǒng)為例進(jìn)行分析比較。每幢樓按入戶裝置阻力43.7kPa、戶內(nèi)系統(tǒng)阻力30kPa考慮，1號～7號樓的采暖熱負(fù)荷分別為:620.3 kW，658.8 kW，752.0 kW，713.6 kW，324.3 kW，538.1 kW，337.6 kW。外網(wǎng)布置見圖2。

2)按7號樓為最不利環(huán)路選擇熱力站水泵，供回水溫度為50℃～40℃計算，系統(tǒng)最不利環(huán)路為:熱力站→管段1→管段2→管段3→管段4→管段5→7號樓。經(jīng)計算最不利環(huán)路總阻力(不含熱力站內(nèi)部阻力):142.3kPa。

3)按2號樓入戶裝置前供回水干管壓差為零選擇熱力站循環(huán)水泵，外網(wǎng)供回水溫度80℃～40℃。樓棟內(nèi)使用混水機(jī)組及二次變頻泵，供回水溫度為50℃～40℃，計算環(huán)路為:熱力站→管段1→管段2→管段6→用戶2號樓，計算結(jié)果見表1。

圖1 混水機(jī)組在系統(tǒng)中的設(shè)置及控制

換熱站至各樓棟室內(nèi)用戶的總阻力，樓內(nèi)二次泵循環(huán)流量、揚(yáng)程分別為:

用戶1:換熱站→管段1→管段9→管段13→1號樓用戶。

總阻力:2 ×(9.95+1.779+9.548)+(43.7+30)=115.69kPa。

圖2 低區(qū)系統(tǒng)外網(wǎng)平面布置圖

二次泵流量:53.35 m3/h;二次泵揚(yáng)程:115.69－44.466=71.2kPa。

同理:

用戶2:二次泵流量:56.66 m3/h;二次泵揚(yáng)程:73.6kPa。

用戶3:二次泵流量:64.67 m3/h;二次泵揚(yáng)程:85.3kPa。

用戶4:二次泵流量:61.37 m3/h;二次泵揚(yáng)程:75.7kPa。

用戶5:二次泵流量:27.90 m3/h;二次泵揚(yáng)程:58.3kPa。

用戶6:二次泵流量:46.28 m3/h;二次泵揚(yáng)程:69.6kPa。

用戶7:二次泵流量:29.03 m3/h;二次泵揚(yáng)程:79.3kPa。

表1 低區(qū)供回水溫度80℃～40℃水力計算表

3 兩種方式外網(wǎng)系統(tǒng)耗功比較(不包括熱力站內(nèi)部阻力)

根據(jù) NZ=PGH/102η［2］計算消耗軸功率，取 η =0.7。

1)50℃～40℃系統(tǒng)消耗功率:

系統(tǒng)循環(huán)泵所需軸功率:

NZ循=(988 ×339.24 ×14.23)/(3600 ×102 ×0.7)=18.6 kW。

2)大溫差，二次泵混水機(jī)組系統(tǒng)消耗功率:

系統(tǒng)循環(huán)泵所需軸功率:

NZ循=(983 ×84.8 ×4.45)/(3600 ×102 ×0.7)=1.45 kW。

1號～7號樓二次泵消耗軸功率分別為:

NZ1=1.46 kW;NZ2=1.60 kW;NZ3=2.12 kW;NZ4=1.79 kW;NZ5=0.63 kW;NZ6=1.24 kW;NZ7=0.88 kW。

系統(tǒng)總計消耗功率:11.17 kW。

3)節(jié)能率:

(18.6 －11.17)/18.6 ×100%=40%。

4 結(jié)語

1)通過以上分析，在供熱半徑260 m范圍內(nèi)，80℃～40℃二次泵混水系統(tǒng)在低溫地面輻射供暖系統(tǒng)中比供回水50℃～40℃系統(tǒng)節(jié)能40%左右。

2)由于樓棟內(nèi)二次泵采用變頻運(yùn)行，系統(tǒng)能更好的適應(yīng)室內(nèi)分室溫控的需要。

［1］ JGJ 26-2010，嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［2］ 陸耀慶.實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2008:1177.