建筑电气节能技术-哈工大研究所课件3

第二章集中供热及变压器节能技术第一节集中供热系统原理及控制策略第二节集中供热系统节能控制技术第三节变压器经济运行第四节变压器的节能设计及工程应用第一节

集中供热系统原理及控制策略一.集中供热系统构成二.国内集中供热系统现状

三.集中供热系统的水力工况和热力工况四.集中供热系统的控制策略第一节一.集中供热系统构成1.基本概念(1)什么是集中供热?集中供热又称区域供热(Districtheating)，以热水和蒸汽为载能体，通过管网为—个区域的所有热用户供热。(2)热源是什么?通常是由一个和多个供热设备集中供热，例如供热锅炉、热电联产装置、温泉地热、低温供热核反应堆的热源及工业余热等。(3)集中供热由哪几部分组成？集中供热系统是由热源、用户和热网三部分组成

。(4)怎样分工？热源负责制备热媒，热力网负责热媒的输送，热用户是指用热场所。

(5)热用户范围？

集中供热系统的热用户有供暖、通风、热水供应、空气调节及生产工艺等用热系统。各热用户用热系统的热负荷，按其性质可分为两大类：季节性热负荷和常年性热负荷。热水供热系统按系统的密闭性可分为开式和闭式两种型式。（6）为什么需要供热调节？

供热调节的目的，在于使供暖用户的温度值恒定。供暖热负荷随室外温度变化，其规律作为供热调节的依据。（7）供热调节地点？供热调节可分为集中调节、局部调节和个体调节三种调节方式。集中调节：在热源处或供热网处进行．局部调节：在换热站或热用户引入口进行，个体调节：直接在散热设备处进行调节。集中供热调节容易实施，运行管理方便，是最主要的供热调节方法。（8）什么是换热站（热力站）？是供热网路与热用户的连接场所。在其内安装有与用户连接的有关设备、管道、阀门、仪表和控制装置。（9）换热站（热力站）的作用是什么？将热网输送的热媒加以调节、转换，向热用户系统分配热量以满足用户的需求；热力输配网络控制的重点是换热站的控制。第一节一.集中供热系统构成2.集中供热一次（一级）水网系统第一节一.集中供热系统构成2.热力站及二次（二级）水网系统第一节一.集中供热系统构成第一节二.国内集中供热系统现状

1.与国外相比，我国目前采暖系统相当落后，具体体现在供热品质差，室温冷热不均，系统热效率差，不仅多消耗成倍的能量，而且用户不

能自行调节室温。2.当前采暖费按面积(平方米)计费，无助于用户的节能意识。如室温过高开窗，室温过低投诉。使得设计人员及业主尽量加大锅炉、水泵及散热器容量，造成效率低、高能耗的重复浪费。。3.发达国家通常室内保证温度是22℃，我国仅为16℃。而且我国的供热品质很差，室温冷热不均，系统热效率差，没有计量末端能耗的手段，用户不能自行设定和调节室温等等。4.低负荷、低效率。我国供热采暖系统普遍在低负荷、低效率下运行，实际供暖面积平均只有设备能力的40%左右。5.缺乏自动控制设施。6.缺乏有效的计量手段。采暖系统一般不安装计量热表，这是造成用户不会去主动节能的主要原因。

1.水力工况定义：供热系统中流量、压力的分布状况称为系统的水力工况。现有供热系统普遍存在的冷热不均现象，主要原因就是系统水力工况失调所致。对水压的要求：保证用户有足够的资用压头(指热网提供给该用户室内系统可能消耗的最大压力)，保证散热设备不被压坏，保证供热系统充满水不倒空，保证系统不汽化，否则供热系统不能正常运行。2.供热系统的定压在供热系统中，供暖系统在运转或停止时，其回水管的压力水头都必须高于用户系统的充水高度，以防止系统倒吸入空气，破坏正常运行和腐蚀管道。恒压点压力控制：保持回水管道上压力恒定。常用补水泵变频调速定压，实现系统恒压点压力的恒定．第一节三.集中供热系统的水力工况和热力工况补水泵系统：第一节三.集中供热系统的水力工况和热力工况，3.补水控制水泵的流量G（／h)、扬程H（m)、功率P(kw)和叶轮转速n(r／min)之间有如下关系：

第一节三.集中供热系统的水力工况和热力工况

由上式可知，水泵流量与频率也成正比关系，调节频率即调节转速，则可直接调节补水泵的补水量。由于水泵的功率与转速的三次方成正比,转速下降时，功率下降极大，故变速调节流量在提高机械效率和减少能源消耗方面是最为经济合理的．与补水泵定压相比较，补水泵变频调速定压节能效果明显。

变频调调速定定压控控制系系统第一节节三三.集中供供热系统的的水力力工况况和热热力工工况4.热力工工况定义:热系统统中温温度、、供热热量、、散热热量的的分布布状况况称为为供热热系统统的热热力工工况。。国标规规定：：民用住住宅的的供暖暖实际际室温温t=18℃℃，能达达到16℃℃以上时时，即即认为为满足足设计计要求求。房间温温度、、供热热量、、散热热量可可由热热工学学计算算求得得。第一节节三三.集中供供热系统的的水力力工况况和热热力工工况1.系统控控制的的基本本要求求（1）实时时检测测：及及时测测量供供热系系统的的温度度、压压力、、流量量等参参数是是—切调节节控制制的基基础。。（2）自动动控制制：随随时测测量热热力站站或热热用户户入口口处的的回水水温度度或供供回水水平均均温度度，通通过电电动调调节阀阀实现现温度度调节节，达达到流流量的的均匀匀配，，进而而消除除冷热热不均均现象象。（3）合理匹匹配工况况保证按需需供热。。供热系系统出现现热力工工况失调调一个重重要素，是系系统的总总供热量量与当时时系统的的总热负负荷不一一致，，从而造成成全网的的平均室室温或者者偏低或或者偏高高。由由智能控控制预测当当天的最最佳工况况，进而而对热源源和热力力网实行行直接自自动控制或或运行指指导。第一节四四.集中供热热系统的的控制策策略（4）及时诊诊断故障障：确保保安全运运行。目目前我国国在供热热系统上上尚无完完备的故故障诊断断系统。。（5）健全运运行档案案，实现现量化管管理：将水压图图、煤耗耗水耗、、电耗、、供热量量等运行行控制指指标存储储。调用供回回水温度度、室外外温度、、室内平平均温度度，压力力、流量量、故障记录录等历史史数据，，以便实实现人工工智能控控制。实现上述述5项功能，，可以节节能20%左右。第一节四四.集中供热热系统的的控制策略略2.检测的参参数：采集温度度、液位位、压力力、流量量、启停停状态等等信号3.采用的器器件：测温：采采取PT100铂热电阻阻，测压力：：采用0～1.6MPa压力变送送器检测流量量：采用涡街街流量计计现场控制制器：可编程控控制器远程通讯讯：电话话线、GPRS及1X等电动调节节阀:采用断电电自动关关闭式电动机速速度控制制:采用变频频器换热器:多采用平平板式换换热器第一节四四.集中供热热系统的的控制策略略3.控制方法法:（1）通过调调节一次次网供水水管的调调节阀，，改变一一次侧的的供水流流量，从从而保证证二次侧侧的供水水温度。。（2）对一次次热网关关键点实实施实时时监控，，对换热热站实施施本地控控制（3）换热站站本地控控制：温温度闭环环（4）根据本本地的气气候条件件以及供供热对象象的特性性，给出出一条室室外温度度与二次次供水温温度之间间的对应应曲线，，并根据据室外温温度，按按照设定定好的曲曲线自动调节供供水温度度。（5）调度中中心远程程对本地地（热力力站）控控制器供供热曲线线或供水水温度设设定值进进行控制制，可修修改参数数。第一节四四.集中供热热系统的的控制策策略4换热站二二次供水水温度闭闭环控制制由于被控控对象是是一个复复杂