供热工程第8章热水供热系统供热调节

供热工程-第八章热水供热系统的供热调节8-1

概述一、

调节目的

在室外气温变化或使用条件变化时保证热源的供热量、热网的输热量以及热用户设备的放热量与用户热负荷变化相适应。二、

调节分类1．按调节时间不同初调节：

系统投入运行前的一次性调节；运行调节：（供热调节）：系统运行期间的经常性调节。2．按调节地点不同集中调节：在热源处进行的调节；局部调节：在热力站或热力入口处进行的调节；个体调节：在散热设备处进行的调节。3．按调节手段不同质调节：流量不变，改变供回水温度的调节；量调节：供水温度不变，改变循环流量的调节；分阶段改变流量质调节：按流量变化分几个阶段、每个阶段采用质调节；间歇调节：保持循环流量和水温不变改变，每天供暖时间的调节。3-2供暖热负荷供热调节的基本公式供暖热负荷调节的任务：随室外气温tw变化保持供暖房间的室内温度tn不变。当热水网路在稳定状态下运行时，如不考虑管网沿途热损失，则网路的供热量应等于供暖用户系统散热设备的放热量，同时也应等于供暖热用户的热负荷。一、供热调节基本热平衡式直接连接、热网稳定运行、忽略管道散热条件下

Q1=Q2=Q3W（8-1）

图8-1供热系统热平衡关系示意图式中

Q1

建筑物供暖热负荷

WQ2散热器散热量

WQ3网路输热量

W

Q1Q3Q2根据上述定义，有如下公式

Q1=qV(tn-tw)Q2=KF(tP-tn)=A(tP-tn)BF(tP-tn)=AF[(tg+th)/2-tn]1+BQ3=cG(tg-th)设计工况（tw/）下，仍有

Q/1.=Q/2.=Q/3W（8-2）相应的公式为

Q/1=qV(tn-t/w)Q/2=K/F(t/P-tn)=A(t/P-tn)BF(t/P-tn)=AF[(t/g+t/h)/2-tn]1+BQ/3=cG/(t/g-t/h)二、

运行调节基本公式1．散热器用户令运行工况（tw）下

热负荷

Q与设计工况（tw/）下热负荷Q/之比为Q，则有

Q=Q1/Q/1=Q2/Q/2=Q3/Q/3

（8-3）令运行工况下流量与设计工况下流量之比为G，则有

G=G/G/

（8-4）二、

运行调节基本公式综合上述公式可得出

Q=（tn-tw）/(tn-t/w)=[(tg+th-2tn)/（t/g+t/h-2tn）]1+B=G(tg-th)/(t/g-t/h)

（8-5）

2．暖风机用户作为上述公式的特例，其传热指数B=0，则有

Q=（tn-tw）/(tn-t/w)=(tg+th-2tn)/（t/g+t/h-2tn）=G(tg-th)/(t/g-t/h)（8-6）上述公式中，三个等式，四个未知数。需给出一个补充条件方可得出具体的解3-3

直接连接热水供暖系统的供热调节一、

质调节G=1作为补充条件代入式（8-5）1.无混水直接连接

tg=tn+0.5(t/g+t/h-2tn)Q1/(1+B)+0.5(t/g-t/h)Q℃(8-7)th=tn+0.5(t/g+t/h-2tn)Q1/(1+B)-0.5(t/g-t/h)Q℃(8-7)Q=（tn-tw）/(tn-t/w)(8-7)

2.混水直连

质量平衡：G=GW+Gh热量平衡：G

tg=GWtWg+Ghth

依质量平衡和热量平衡，可得出：GWtWgtgGGhthth图8-2混水连接示意图GW（tW-

tg）=Gh（tg-th）

令混水比u=Gh/Gw,则有：

u=(tWg-

tg)/tg-th）(8-8)同理，设计工况下混水比u/u/=(t/Wg-

t/g)/t/g-t/h）

(8-9)

u=(tWg-

tg)/tg-th）(8-8)u/=(t/Wg-

t/g)/t/g-t/h）

(8-9)依式（8-8）（8-9）得出：tWg=

tg+u(tg-th)

把式（8-7）代入

tWg=tn+0.5(t/g+t/h-2tn)Q1/(1+B)+0.5(2t/wg-t/g-t/h)Q℃(8-10)th=tn+0.5(t/g+t/h-2tn)Q1/(1+B)-0.5(t/g-t/h)Q℃(8-10)Q=（tn-tw）/(tn-t/w)(8-10)二、

量调节tg=t/g作为补充条件代入式（8-5），可得出循环流量和回水温度随室外气温变化关系二、

量调节tg=t/g作为补充条件代入式（8-5），可得出循环流量和回水温度随室外气温变化关系tm=tn+0.5(t/g+t/h-2tn)Q1/(1+B)

tm=(

tg+th)/2th=2tm

–tg=2tm

-t/g二、

量调节随流量比G改变，循环水泵扬程比H成二次方变化，而水泵轴功率比N成三次方变化。因此量调节可以大幅度节约电能，但是对直连用户易产生垂直失调。三、分阶段改变流量质调节根据系统规模把每个供暖期按室外温度划分为几个阶段，气温较低阶段保持设计流量；气温较高时采用较小流量。每一阶段内采用循环流量保持不变的质调节。令φ=G=const工程中一般划分为2-3个阶段。两阶段时，相对流量比采用1.0和0.75；三阶段时，相对流量比为1.0、0.8和0.6。1．无混水直连的分阶段改变流量质调节把φ值代入公式（8-7）可得出无混水直连的分阶段改变流量质调节公式

tg=tn+0.5(t/g+t/h-2tn)Q1/(1+B)+0.5/φ(t/g-t/h)Q℃

(8-26)th=tn+0.5(t/g+t/h-2tn)Q1/(1+B)-0.5/φ(t/g-t/h)Q℃(8-27)Q=（tn-tw）/(tn-t/w)2．混水直连的分阶段改变流量质调节tWg=tn+0.5(t/g+t/h-2tn)Q1/(1+B)+0.5/φ(2t/wg-t/g-t/h)Q

℃(8-28)th=tn+0.5(t/g+t/h-2tn)Q1/(1+B)-0.5/φ(t/g-t/h)Q℃(8-29)Q=（tn-tw）/(tn-t/w)（8-12）

3变流量点的确定φ=0.75时,H=0.56,N=0.42,此时节电58%。显然，应尽可能增大75%流量的水泵的工作时间，即：变流量点应尽量偏向室外温度较低处。其限制条件是：变流量以后的供水温度不应超过设计供水温度，即tg≦t/g四、调节曲线的绘制

1．例哈尔滨市t/w

=-26℃，四柱813型散热器传热指数B=0.30，室内计算温度tn=18℃。依据上述数据，绘制下列条件的调节曲线：（1）设计供回水温度95/70℃，直接连接；（2）网路设计供回水温度130/70℃，混水后用户设计水温95/70℃；（3）设计供回水温度95/70℃，直接连接，分阶段改变流量质调节。2．计算

依据有关公式和基础数据(1)tg=18+0.5(95+70-36)[(18-tw)/(18+26)]1/1.30+0.5(95-70)(18-tw)/(18+26)=18+3.5(18-tw)0.77+0.284(18-tw)

同理，th=18+3.5(18-tw)0.77-0.284(18-tw)(2)tWg=18+0.5(130+70-36)[(18-tw)/(18+26)]1/1.30+0.5(2×130-95-70)×(18-tw)/(18+26)=18+3.5(18-tw)0.77+1.08(18-tw)th=18+3.5(18-tw)0.77-0.284(18-tw)(3)100%流量时，公式同（8-11）

75%流量时tg=18+0.5(95+70-36)[(18-tw)/(18+26)]1/1.30+0.5/0.75(95-70)(18-tw)/(18+26)=18+3.5(18-tw)0.77+0.379(18-tw)th=18+3.5(18-tw)0.77-0.379(18-tw)(3)100%流量时，公式同（8-11）

75%流量时tg=18+0.5(95+70-36)[(18-tw)/(18+26)]1/1.30+0.5/0.75(95-70)(18-tw)/(18+26)=18+3.5(18-tw)0.77+0.379(18-tw)th=18+3.5(18-tw)0.77-0.379(18-tw)按上述简化计算公式，取室外温度间隔为3℃，逐次代入计算并将结果列表如下：

tw(℃)-26-23-20-17-14-11-8-5-2025tg(℃)9590.7386.6482.0277.5673.0268.4063.6758.5255.5252.1446.92th(℃)7067.4464.8262.1459.3856.5553.6350.6147.4645.3043.0539.54twg(℃)130123.36116.65109.88103.0396.1189.0981.8974.7469.8564.8857.26th(℃)7067.4464.8262.1459.3856.5553.6350.6147.4645.3043.0539.54φ=1.0tg9590.7386.6482.02........th7067.4464.8262.14........φ=0.75tg

85.3480.6075.7870.8765.8560.7257.2353.6648.15th

58.8156.3453.7951.5648.4245.5643.5841.5338.30五、间歇调节当室外温度升高时，不改变网路的循环水量和供水温度，而只减少每天供暖小对数，这种供热调节方式称为间歇调节。间歇调节可以在室外温度较高的供暖初期和末期，作为一种辅助的调节措施。当采用间歇调节时，网路的流量和供水温度保持不变，网