单管跨越式计量供热系统调控方法的探讨

1、单管跨越式计量供热系统调控方法的探讨    摘要 本文通过对单管跨越式系统在定压差、定流量的条件下进行模拟计算，分析了两种情况下用户行为调节所产生的系统水力失调度，讨论了两种控制方法的优缺点；最后，结合变频泵的应用，讨论了单管跨越式系统在二次网变水量系统中的运行调节方法。关键字 单管跨越式系统定压差定流量水力失调     一、序言建筑节能是建筑业的一声革命，是贯彻可持续发展战略的重要组成部分。而供热采暖中的热计量技术是工作的重要组成部分。建设部已将民用建筑有热表计量收费列入了全国建筑节能2010年规划的发展目标。在

2、热计量中，用户能自主调节室温并使室内温度保持在一定的范围内是实现采暖系统热计量的基础，用户的自调节必然引起系统流量，压力的变化，造成系统的水力失调，进而影响其他用户室温的变化在。而对原有单管式系统进行热计量的改造过程中，要将单管顺流式系统改造为单管跨越式系统，这种条件下加装定流量阀，定压差阀是十分必要的，因为根据文献1如果一个具有7个立管的供暖系统进行关闭某根立管上所有用户，以判断其它立管水力工况的变化，通过类推计算，会发现个别立管会因此增大约50%的流量。本文中将模拟简单系统，由于系统分别加装定流量阀、定压差阀，用户调节对其他用户产生的影响各不相同，所以本文结合两个简单的算例，在以上两种条件

3、下分别进行调节，分析在给定的条件下，两种方案的适用范围以及调节产生影响的大小。控制的目的决定控制的方式，控制的方式决定控制的手段，所以对于具体的情况下系统应选取定压差还要根据实际的情况加以选择。二、引入算例算例的介绍：本文以某一栋具有六根立管的单管跨越式六层建筑物为例，分析在某一单根跨越式立管上定压差以及定流量，个体调节对整个立管上其他用户的影响；以及六根立管的单管跨越式系统在热力入口定流量，定压差的条件下用户调节对系统的影响。     图1算例示意图本算例中，进流系数a=0.34，散热器选用普通4柱813型散热器2，K=2.237t0.302，各层散热

4、器散热量相同，根据热指标取60W/m2，面积20m2，设定Q1=2 Q=3 Q=4 Q=5 Q=6 Q=1200W。系统的供回水温度为95/70。室内温度设定为18，室外计算温度为-9，跨越管进流系数为a=Gs/G=0.34对于单管跨越式系统的散热器而言，存在以下四个公式： （1） （2） （3） （4）式中：Q1-建筑物的供暖设计热负荷，w；Q2-在供暖室外计算温度 下，散热器放出的热量，w；Q3-在供暖室外计算温度 下，热水网络输送给供暖热用户的热量，w； -供暖室内设计温度，供暖室外设计温度， -第i层散热器的供水温度，回水温度，a,b-散热器的有关试验系数；F-散热器的散热面积，m2；

5、G-供暖热用户或散热器的循环水量；C-热水的质量热容 C=4187J/（Kg?）用户调节造成系统阻力数S发生变化。阻力数、数量、压力之间的关系为： (5) (6) (7)式中：P-立管压差SZ-总阻力G-流量S-各层的阻力数Sr-散热器的阻力数，Sb-表示旁通的阻力数算例1是将计算模型中的某一立管为研究对象，在此立管上分别定压差和定流量，分析两种情况下不同用户调节对系统的影响。算例2中作为计算模型是一个由六根立管，每根立管上六层散热器组成的一个单管跨越式系统，如算例2系统图所示。在楼房的热力入口分别安装定流量装置和定压差装置，考察用户调节对其他用户的影响。网路干管以及用户的阻力数如下表所示，其

6、它条件不变。 表1 算例2基本阻力数据表    网络干管                            阻力数    1.2S/36    1.2S/25   &

7、#160;1.2S/16    1.2S/9    1.2S/4    1.2S    网络立管    1    2    3    4    5    6   

8、0;用户阻力数    6S    6S    6S    6S    6S    6S    阀门阻力数    6S    4.8S    3.6S    2.

9、4S    1.2S    0    总阻力数    12S    10.8 S    9.6S    8.4S    7.2S    6S    提要 本文使用集成于CAD之上的模拟软件DeST(D

10、esigner's Simulation Toolkit),通过状态空间法计算房间的冷、热负荷和热特性,对北京地区典型的板式和塔式住宅建筑进行了逐时模拟计算。计算中考虑建筑外表面的阴影遮挡、建筑内部发热量、房间与外界以及房间之间的通风换气。最后得出不同朝向、体形系数、外墙传热系数时建筑的采暖耗热量与热负荷指标。通过分析这些结果，得出不同建筑参数对冬季两个采暖指标的影响，从而给出住宅建筑整体设计的相关指导性结果。对实际中可能出现的朝向、体形系数的建筑，本文则给出了耗热量和热负荷指标的变化比例。为了达到节能要求，对于偏东西朝向或体形系数超出标准的建筑物，需要降低围护传热系数，加强保温性能，

11、以满足节能住宅相关标准。关键词 耗热量指标 热负荷指标 住宅建筑     一、前言目前，建筑能耗（包括建材生产能耗、建筑施工能耗、建筑使用能耗）占国家总能耗的第一位。我国的建筑能耗约占总能耗的25%，在一些发达国家可高达30%40%，因此建筑节能具有非同一般的意义。在建筑能耗中，使用能耗（按期50年计）约占总能耗的80%90%。建筑围护结构能耗是建筑使用能耗的重要组成部分，其占建筑能耗的比例随建筑类型的不同而有差异，其中住宅建筑的围护结构能耗所占比例圈套。减少住宅建筑的围护结构能耗对于建筑节能具有非同一般的意义。二、计算对象描述与条件设定在Dest软件中

12、构造住宅建筑，砖混结构的板式与塔式住宅（图1），通过模拟计算得出其冬季采暖的耗热量与热负荷指标。 图1板式（左）和塔式（右）建筑平面图及各户编号计算中使用北京地区气象数据，采暖期平均外温为-1.4，低于-9时间为122小时，平均总辐射强度为384W/m2，平均散射辐射强度为114 W/m2。采暖天数由11月12日至次年3月20日，共129天。建筑内部发热量按照民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）定义采暖期内住宅单位建筑面积的建筑物内部得热量（包括炊事、照明、家电和人体散热）为3.8 W/m2。房间与外界的换气次数按照建筑外窗空气渗透性能分级及其检测方法（GB7107）中建筑外窗空气渗透性能

13、分级规定的级水平定义，即空气渗透量为2.5m3(m?h)。内部房间之间的换气次数为0.5次。建筑围护结构定义 表1    类别    板楼    塔楼    构件名称    导热热阻（m3K)/W?h    传热系数W/m2    构件名称    导热热阻（m3K)/W?h

14、60;   传热系数W/m2    外墙    37砖外墙    0.629    1.04    混凝土保温外墙    0.647    1.02    内墙    24砖外墙  

15、0; 0.338    1.10    混凝土隔墙    0.237    1.24    楼梯间内墙    37砖内墙    0.629    0.83    混凝土保温内墙    0.6

16、47    0.82    屋顶    加气混凝土保温屋面    0.607    0.54    加气混凝土保温屋面    0.607    0.54    楼地    混凝土保温楼地 &

17、#160;  3.239    0.29    混凝土保温楼地    3.239    0.29    楼板    钢筋混凝土保温楼板    1.895    0.32    钢筋混凝土保温楼板  &

18、#160; 1.895    0.32    门    双层实体木制外门        2.3    双层实体木制外门        2.3    窗    双层铝合金窗 

19、0;      3.2    双层铝合金窗        3.2 三、模拟计算结果及分析1不同朝向计算结果不同朝向的耗热量与热负荷结果汇总（W/m2） 表2    南向角度    270度    255度    240度   &#

20、160;225度    210度    195度    180度    6层板楼耗热量    19.63    19.83    240.33    20.80    21.04    21.11&#

21、160;   21.17    16层板楼耗热量    18.67    18.80    19.16    19.45    19.52    19.45    19.45    6层板楼热负荷    37.71    38.54    42.28    45.02