計(jì)量供熱系統(tǒng)熱力入口控制方式的研究

高長亞（棗莊市熱力總公司,山東　棗莊　277100）

計(jì)量供熱系統(tǒng)熱力入口控制方式的研究

高長亞
（棗莊市熱力總公司,山東棗莊277100）

摘要：計(jì)量供熱技術(shù)符合我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)律，可以給人們帶來巨大的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效果，供熱系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)計(jì)量供熱已經(jīng)勢在必行。本文利用計(jì)算機(jī)模擬得出計(jì)量供熱系統(tǒng)調(diào)節(jié)工況，進(jìn)而研究供熱系統(tǒng)熱力入口的控制方式。

關(guān)鍵詞：計(jì)量供熱;熱力入口控制;控制方式

1　引言

在我國的供熱行業(yè)里，計(jì)量收費(fèi)將取代按面積收取供熱費(fèi)，是未來發(fā)展的必然趨勢，實(shí)行計(jì)量收費(fèi)是以室內(nèi)供暖系統(tǒng)可以把戶室進(jìn)行劃分再分別進(jìn)行控制為基礎(chǔ)，這就必須改造傳統(tǒng)室內(nèi)上供下回的單管順流式供熱方式。利用單管順流方式供熱存有一個(gè)跨越式的系統(tǒng)，跨越式系統(tǒng)是在順流式系統(tǒng)的散熱器前供水水管與回水水管間增加跨越管，散熱器上裝設(shè)恒溫閥，利用熱分配表計(jì)熱用量。每組散熱器安裝恒溫閥以后，因?yàn)楹銣亻y技術(shù)性能與用戶行為條件，流經(jīng)散熱器流量會(huì)不斷發(fā)生變化，要解決該問題，必須在每棟樓熱力入口位置增加壓差控制閥或流量控制閥，控制裝置的選擇要結(jié)合戶內(nèi)系統(tǒng)流量變化特征來進(jìn)行。

2　用戶調(diào)節(jié)給熱力特性帶來的影響

2.1計(jì)算機(jī)模擬及模擬數(shù)學(xué)模型

由于進(jìn)入室內(nèi)進(jìn)行測量及調(diào)節(jié)工作相當(dāng)?shù)睦щy，因此，可以通過編寫跨越式系統(tǒng)模擬軟件，利用模擬軟件來模擬不同工況。首先，要先確定計(jì)算模擬參數(shù)，為讓模擬結(jié)果更接近于實(shí)際供暖工程，要合理確定計(jì)算機(jī)模擬模型參數(shù)。室內(nèi)溫度為18攝氏度，供水溫度為85攝氏度，回水溫度則為60攝氏度左右，散熱器進(jìn)流系數(shù)為30%，又因散熱器與旁通管的閉合環(huán)路自然循環(huán)壓頭較小，幾乎達(dá)不到散熱器支路壓力降的2%，所以，將其忽略不計(jì)。為方便分析，用戶調(diào)節(jié)狀態(tài)只有關(guān)和開兩種。供熱系統(tǒng)熱力入口里含有串聯(lián)管路和并聯(lián)管路，并聯(lián)管路總的阻力數(shù)的二次方根倒數(shù)可以用并聯(lián)管路阻力數(shù)二次方根倒數(shù)和來表示，串聯(lián)管路總阻力數(shù)可以運(yùn)用各串聯(lián)管路阻力數(shù)和來表示。由于用戶的自調(diào)節(jié)導(dǎo)致系統(tǒng)水力特征發(fā)生變化，就需要運(yùn)用管道特性方程來進(jìn)行計(jì)算。

2.2計(jì)算機(jī)的模擬分析

單管跨越式系統(tǒng)可分為異程式系統(tǒng)和同程式兩種系統(tǒng)，為證實(shí)計(jì)算機(jī)模擬切實(shí)可行，建立了同程式系統(tǒng)模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)，通過比較計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，就能夠考慮計(jì)算機(jī)模擬可行性。實(shí)驗(yàn)過程中運(yùn)用壓力表和水銀壓差計(jì)測量壓差，運(yùn)用浮子流量計(jì)測量立管和散熱器的流量。進(jìn)行測試之前先利用重量法矯正浮子流量計(jì)，實(shí)際測試時(shí)利用調(diào)整控制閥的開度使系統(tǒng)阻力發(fā)生連續(xù)不斷的改變，來模擬供暖用戶的自調(diào)節(jié)，由于供暖系統(tǒng)總流量非常的大，所以，測量立管阻力元件的兩端壓差變化就需運(yùn)用U型管式水銀壓差計(jì)，分析系統(tǒng)總流量的真實(shí)變化情況。利用實(shí)驗(yàn)?zāi)M同計(jì)算機(jī)模擬系統(tǒng)在相同的工況下測試結(jié)果比照。通過對比計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和實(shí)驗(yàn)?zāi)M系統(tǒng)在相同調(diào)節(jié)工況的測試結(jié)果可以得出，計(jì)算機(jī)模擬得出的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)的結(jié)果近乎相同，證明計(jì)算機(jī)模擬是切實(shí)可行的。為分析取暖用戶調(diào)節(jié)熱力特性和水力特性，制定跨越式系統(tǒng)軟件，并采取熱力入口定壓差、定流量和單根立管定流量控制方式，再進(jìn)行各種控制方式的比較。

2.3不同控制方式比較

先比較熱力入口的定流量控制和定壓差控制，實(shí)際比較結(jié)果發(fā)現(xiàn)，首先，通過取暖調(diào)節(jié)用戶數(shù)量和相對立管的流量統(tǒng)計(jì)，可以體現(xiàn)用戶調(diào)節(jié)致使立管流量發(fā)生的變化；其次，通過熱力入口的定壓差控制可以清晰的得出用戶調(diào)節(jié)致使立管流量變化很小，即便立管全都關(guān)閉，立管流量變化最大也會(huì)低于原有流量五分之一；最后，運(yùn)用的是熱力入口定流量控制。通過觀察實(shí)際測量結(jié)果，可以得出控制熱力入口定流量情況下，其它立管用戶調(diào)節(jié)給未調(diào)節(jié)立管流量帶來的變化很大，這種模擬結(jié)果現(xiàn)象最大變化是五分之一。然而實(shí)際情況，取暖用戶不會(huì)全部進(jìn)行調(diào)節(jié)，散熱器也不能都處于關(guān)閉狀態(tài)，因此，流量變化應(yīng)該更小，站在工程角度方面分析，可以將未調(diào)節(jié)立管流量視為不變。因?yàn)橛脩粽{(diào)節(jié)不會(huì)給其它立管帶來較大影響，全面考慮經(jīng)濟(jì)因素，最好不在每根立管上裝設(shè)流量控制閥。分析結(jié)果同時(shí)顯示，熱力入口的定壓差和定流量控制方式效果相同，在系統(tǒng)處于定流量的前提下，其它立管用戶調(diào)節(jié)給未調(diào)節(jié)立管的流量具有較大影響。如果其它立管用戶都將散熱器關(guān)掉，對最遠(yuǎn)處立管流量具有影響，可以依次考察系統(tǒng)里含有8根立管、6根立管及4根立管。每根立管均有6個(gè)用戶，計(jì)算結(jié)果如表1所示。

表1　異程式系統(tǒng)未調(diào)節(jié)立管的流量

可以明顯的看出伴隨系統(tǒng)規(guī)模增加，用戶調(diào)節(jié)給最遠(yuǎn)端立管流量產(chǎn)生的影響越明顯，但最大流量的改變?nèi)圆粫?huì)超出原流量的23%。在實(shí)際生活當(dāng)中，用戶必然不會(huì)將所有的立管都進(jìn)行調(diào)節(jié)，也不可能關(guān)掉散熱器，所以，實(shí)際流量的變化會(huì)低于23%，在工程的角度來分析，用戶調(diào)節(jié)給其它立管的影響是可以忽略不計(jì)。

2.4模擬結(jié)論總結(jié)

熱力入口定流量控制單管跨越式系統(tǒng)的最大流量變化是23%，由于實(shí)際生活中，所有溫控閥不會(huì)一起關(guān)死，實(shí)際系統(tǒng)流量變化會(huì)更小，部分用戶調(diào)節(jié)會(huì)使系統(tǒng)流量發(fā)生最大7%的變化，因此，站在工程角度看，單管跨越式系統(tǒng)就是準(zhǔn)定流量系統(tǒng)。也正因?yàn)榇?，熱力入口的流量控制閥與壓差控制閥控制效果基本相同，考慮實(shí)際情況，要全面考慮二級官網(wǎng)整體情況合理確定控制方式。而將壓差控制閥裝在熱力入口，不僅能夠吸收網(wǎng)路壓力波動(dòng)，還會(huì)減弱被控對象支路之間的干擾，所以，應(yīng)該在熱力入口裝設(shè)壓差控制閥。

3　結(jié)語

由于我國供熱系統(tǒng)主要是采用集中供熱方式，所以，有必要在我國發(fā)展計(jì)量供熱技術(shù)。計(jì)量供熱技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)室溫可控，熱量計(jì)量能夠給采暖收費(fèi)提供可靠依據(jù)，讓用戶清楚的制度自己用熱量，進(jìn)而結(jié)合自身實(shí)際情況，合理科學(xué)的控制室內(nèi)溫度，在避免室內(nèi)溫度過熱過程中，還有效降低采暖費(fèi)。計(jì)量供熱要求供熱部門可以按照用戶需要，利用調(diào)節(jié)和監(jiān)控手段根據(jù)需要進(jìn)行供熱，改善供熱品質(zhì)，提升供熱水平，讓用戶更加滿意，也減少能量消耗，有效降低燃煤量，保護(hù)大氣環(huán)境。

參考文獻(xiàn):

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