小高层建筑直连供暖新技术

小高层建筑直连供暖新技术

一、暖、低区设置问题20世纪20年代，小高层建筑快速发展，配套的供暖系统设计和设备技术也得到了发展。在低建筑群中,突然出现一座高层建筑,所采用的供暖方法是为高层建筑设一台专用锅炉,也可以设热交换器与低区系统隔绝。利用原有低区的低温水系统直连供暖是一种较为经济的办法,但是随之而来也出现了一些问题,高、低层建筑直连后,运行的过程中,压力低了高楼上不去水,压力高了低楼散热器超压。针对这些问题,人们试图用减压阀方法,但是都因减压阀减得了动压减不了静压而失败告终。目前有许多方案在应用之中,如在热源处(锅炉房)专门设置换热器或锅炉的办法,可以使建筑内高区原有建筑的低区在水力系统上彻底分开,使高、低区压力互不影响。单独为高区设置表面式换热器的办法,仅在有蒸汽或高温水热源时能确实满足供水水温的要求,还需要在室外增加相应的高区系统输送管线。而单独的高区设置锅炉办法,是在原有多层建筑群中建设单幢高层建筑,造价较高,难度大。大量的事实证明,电磁阀类关断也好,机械类关断也好,都存在关闭延迟和重复动作的高可靠性问题。二、带减压装置的立管配置过程和优点(一)从“流”到“水”的循环回路立管下流水减压循环装置属非标管路流体技术装置,一套装置由四个部件组成,包括静压切断装置、气水分离装置、气水循环装置、压力限定装置。该装置的工作过程是:供暖系统高区的水在进入立管下流水静压切断装置后,借助策略和导流装置引发的离心惯性力作用,沿下流过程旋转渐减弱至稳定,直至变为满管的状态。下流到气水循环装置内的工作水流,因断面的突然扩大而流速骤减,这就使工作水流中的空气随即得以浮升到气水循环装置的环流状空间。在立管空间内的气体由集气管与集气管中的水一起上升到气水分离装置进行分离水分,这样就形成了循环回路。在此循环中,原溶解携带于系统工作水流中的气体也会被收集封闭于立管气芯之中,成为立管中气芯的一人动态组成部分。若循环系统内偶然的压力变化,超过U型水封管工作压力,其出口可排水卸压或吸入空气,否则水封管将保持封闭状态。为了系统持续工作,避免因系统工作水流携带气体导致的气塞现象困扰正常供暖工作的情况发生,可以将部分溶含携带于水流中的气体参与自气水循环装置、气水分离器,再复回立管的气水循环装置之中,这便是循环装置的立管布置整个的工作过程。(二)减压装置的优点1、不需要高区域的单独源。高压和低压区可以共享热量，动力源系统可以简化，提高运行的安全性2、通过关闭系统和宇宙，实现了封闭和假设保无气体混入工作水流,装置不会带来系统的“气塞”及“氧腐蚀”等问题,同时也减小了系统维护工作量;3、高回水立管的最高点为高区的定压点,这就说明了高区可用普通铸铁散热器,对原有低区系统压力无影响,原有的老旧设备均可使用。三、采用“负压”的方法来实现高、低楼直连供暖该技术的关键在于“减压”,其总体思路是要独辟蹊径,避开习惯上的“减压”思维方式。简而言之,是要设计一个“断流器”,再利用高压流体余压,人为促进膜流生成,造成水流高速旋转,从而顺利达到减压目的。此外,可以根据能量方程式,消除气体进入系统,再设计一个“阻旋器”,用来阻止水流旋转并分离空气。通过有压流——无压流——有压流这样逆变的过程,可以使高压流体平衡地“过渡”到低压流体,根据这一原理便可以实现高楼与低楼直连供暖。系统在运行时,小高层建筑与低区网直接的回水管上有断流器和阻旋器“减压”,确保了运行时高层建筑与低区网的隔绝。当运行停止时,系统水位就会一直维持在低区网水静压线上,原低区网定压大小也不变。在静止状态时,高、低区直连的供水管上有加压泵前的止回阀,可以保证供水管的水不能经泵倒流回低区。在原有低区供暖热网定压大小不变,运行方式、运行参数不变的情况下,在高楼引入口增设一个微型增压泵,可送至高层以建筑的散热器放热后,促进其膜流形成,最后高压加水进入断流器,进行断流减压。这种减压方式被大量的试验和实际工程证明是安全、有效、可靠的,并且视网上压力变化情形自动调节流量、超压告警、自关断,促使一个高、低楼直接连供暖系统就形成了。从目前的整体技术发展水平看,试图用电磁阀或带有自关断功能的减压阀类进行减压的方法来改变材料及材质已经存在一些困难。此技术为“减压”设计的断流器和阻旋器,并为采用弹簧或电动部件去实现“关断”。因此,要改变传统,敢于打破习惯思维方式,根据部件的原理结构进行研究。四、分散式结构设计,进行分区分片固定,不符合回地区分根据供暖和空调水系统的循环特征可知,在低区循环水泵运转时,低区管网都有确定的动态水压线。而这一循环系统又是将双水箱系统的水箱去掉,在立管上安装减压装置得到的。由流体力学知识可知,在下流水立管中静压力的沿管传递的条件是管内的水流连续充满。由流体力学关于静压强和的测压管水头线的关系可知立管内水压线水头高度以下是充满水的,要想实现流态的转变,也就是实现了压力传递效果的改变。在高区系统通过安装在总回水立管上的减压循环装置切断静压力后直接连接到低区的回水管上,能实现高低区供暖系统的直接连接。此外,配置要确保立管内流态稳定的气体补偿装置就可以实现立管下流水静压力的切断和压力波动的消除。立管结构的方案实质是:首先,方案要包括与立管的膜流状态形成部分相通的、用以维持稳定膜流状态的气体补偿装置。方案应强化立管形成膜流条件,避免气体混入立管出口以后的工作水流,保证立管内气芯动态有条件封闭,防治空气危害的影响。结构简单耐用,并与系统同寿命。在建筑高区的供暖系统应采用水泵加压供给高区供暖系统经过高区供暖系统散热后,在总回水产管上安装,最终消除加压泵增加的静水压力,再直接的接入低区的回水管网上。这个过程使高区、低区的压力完全互不影响,实现了高低区供暖系统的直接连接。其次,在立管内可以加装一个为水流提供流动边界条件的导流部件,所述导流部件与立管内管壁之间形成一轴向通道,用来引导有压流