学2013.4.1课1-3第三章多种热负荷热网流量的确定

1、 第3章 多种热负荷供热系统设计流量的确定方法1.常年性热负荷2.不均匀性 一日之内要出现2个用水高峰，如图3-1。 maxSQSPQmaxSGSPG 3.1.概述3.1.1热水供应热负荷及其流量的特点24211815129630小时GGsmaxGsp图3-1典型日用热水量图3.1.1热水供应热负荷及其流量的特点3一周之内各日用水量变化，如图3-2。节假日用水量比平常日大 2030%。3.1.1热水供应热负荷及其流量的特点G一二三四五六日GspjGsmax图3-2一周用热水量图 3.1.2热水供应系统的类型1. 按供水制度分 全日供应 定时供应 2. 从供热热源分 化石燃料热源 低温热源及其热

2、泵 与采暖系统共用热源 （a) 热电厂为热源 (b) 区域锅炉房或独立锅炉房 单独供应热水供应用户的热源 3. 从热水供应系统的规模来分 集中式； 非集中式。4. 从是否从热网取用热媒 开式； 闭式。3.1.2热水供应系统的类型3.2 集中供热系统采暖与热水用户并存 时系统连接形式3.2.1供暖系统与热水系统的非关联连接方式 非关联连接方式下，热水供应系统若无储水箱时， 热网总供热负荷： = 供暖期热水供应最大小时热负荷Qs，max + 供暖设计热负荷Q热网总流量： =采暖期热水供应最大需水量 + 采暖设计流量3.2.1.1非关联方式的单级并联 图3-3 非关联连接的单级并联方式示意图11-流

3、量调节阀10-采暖换热装置9-局部采暖系统8-热水供应换热器7-自来水管6-循环水泵5-热水供应循环管4-热水供应配水管3-温度调节阀2-热网回水管1-热网供水管PPPT91011786543211212-连通管及阀门1313-采暖系统入口阀门3.2.1.1单级并联 非关联系统 供暖系统装流量自动调节阀PP 热水供应系统装设温度调节PT 供暖系统与热水供应系统用热互不相干。 供暖系统入口可以是各种装置（包括混水装置(如射水器、 混水泵) 、换热设备） 并联方式比较简单，是我国在一般的住宅或公共建筑中常用的型式。3.2.1.2 非关联方式的双级串并联混合连接 非关联方式的双级串并联混合连接方式

4、如图34 3.2.1.2 非关联方式的双级串并联混合连接 单级并联与双级串并混联方式的比较 并联式与串并混联式的共同特点: （1） 在向供暖换热装置提供热网水的管道上装有流量自动调节阀；（2） 入口热网最大设计流量要考虑热水供应最大热负荷Qs ,max (无储水箱时) 和供暖设计负荷Q ；（3） 热水供应系统入口装有温度调节阀；（4） 热网设计供水温度和运行调节的温度按采 暖系统的要求执行；（5）热水供应换热器无旁通管；（6）采暖系统入口有旁通管。单级并联与双级串并混联方式的比较 不同点： （1）串并混联式利用供暖系统回水热量。采暖季可使返回到热源的热网水平均水温降低23 ；当热水供应的热负荷

5、相同时，串并混联式热网管路的总流量比并联式要减少4 %6 %，从而可减小热网管径；（）串并混联式增加设备、系统复杂。单级并联与双级串并混联方式的比较 非关联连接单级并联系统： 用于max 0. 2或max 1 的场合。串并混联式系统： 用于max的场合。 热水供应最大小时相对用热量用表示： =热水供应最大负荷/采暖设计负荷3.2.2 采暖系统与热水供应系统的关联连接方式3.2.2.1关联连接方式的单级并联 3.2.2.1关联连接方式的单级并联 关联连接的单级并联与非关联连接的单级并联方式的不同之处在于： 最大流量限制器11： 控制热网总流量保持恒定值； 三通温度调节阀3： 控制热水供应系统换热

6、器出口的供水温度； 调节进入热水供应加热器的热网水流量； 改变进入采暖换热装置的热网水流量。3.2.2.1关联连接方式的单级并联热网水流量受到热水供应系统的影响关联。 供暖与热水供应系统关联连接的单级并联方式适用于热水供应最大小时相对用热量max 0. 2或max 1 的场合。3.2.2.1关联连接方式的单级并联3.2.2.2关联连接的单级串联 关联连接的单级串联方式如图3-6 。 13-旁 通 管12-热 水 供 应 换 热 器 旁 通 管1312图 3-6 关 联 连 接 的 单 级 串 联 方 式 示 意 图11-流 量 调 节 阀10-采 暖 换 热 装 置9-局 部 采 暖 系 统8

7、-热 水 供 应 换 热 器7-自 来 水 管6-循 环 水 泵5-热 水 供 应 循 环 管4-热 水 供 应 配 水 管3-三 通 调 节 阀2-热 网 回 水 管1-热 网 供 水 管91078654211133.2.2.2关联连接的单级串联 热水供应换热器与供暖换热装置串联连接， 最大流量限制器11控制热网总流量， 三通调节阀3对热水供应换热器8和旁通管12之间的热网水流量进行分配。3.2.2.2关联连接的单级串联n 供暖与热水供应系统关联连接的单级串联方式适用于热水供应最大小时相对用热量max 0. 2的场合。 以免max过大，热水供应系统用水量的变化对采暖系统影响过大。3.2.2.

8、3 关联连接的双级串联关联连接的双级串联如图3-7所示。 8-2-二级热水供应换器8-1-一级热水供应换器8-1113124568-271091-热网供水管2-热网回水管 3-温度调节阀 4-热水供应配水管5-热水供应循环管 6-循环水泵7-自来水管9-局部采暖系统10-采暖换热装置图3-7 关联连接的双级串联方式示意图121312-热水供应换热器旁通管13-旁通管11-流量调节器 3.2.2.3 关联连接的双级串联n 双级串联与单级串联一样，由于供暖换热装置的热网供水温度受热水供应系统用热量波动的影响，从而使供暖系统获得的热量发生变化。n 总入口无流量限制器，因此，双级串联型式可适用于热水供

9、应最大小时相对用热量较大的场合。n 资料介绍可达到max 0. 6 的情况。3.2.2.3 关联连接的双级串联 优点： 可以减小热网的设计热负荷和设计流量，从而降低建造热网的投资和输送热媒的费用 关联式系统热网设计热负荷=供暖设计负荷+热水供应小时平均热负荷 非关联式系统热网设计热负荷=供暖设计负荷+热水供应小时最大热负荷。3.2.3关联式系统与非关联式系统的比较与分析 关联系统与与非关联式系统比较： 减少设计流量 当热水供应平均小时相对用热量(热水供应平均小时用热量与供暖计算用热量的比值)m = Qs，p / Q = 0.3 时，关联式系统中双级串联式连接的热网设计流量要比非关联系统的并联式

10、连接的网路设计流量减少约2/ 3 ，比非关联系统的串并混联式网路少1/2。 对于关联式系统中的单级串联和双级串联系统，当提高热网入口的供水温度，使流经热水供应换热器后进入供暖换热器的供水温度符合采暖要求时，热网的设计流量还可按供暖设计流量计算，进一步降低了热网设计流量。 当采用双级串联系统时，甚至可以在利用原有热网系统、不增大管径的情况下满足热水供应要求。3.2.3关联式系统与非关联式系统的比较与分析 缺点:（1) 采暖房间的室内温度在昼夜之间有波动。 室内温度的波动值一般不超过1 ，因为建筑物和供暖系统具有蓄热能力，可以减小热水供应系统用热不均衡性对热网运行的影响; 室内自由热增加，弥补采暖

11、系统散热量的短期减少。（2) 要求有高质量的控制调节装置。3.2.3关联式系统与非关联式系统的比较与分析3.3 有热水供应负荷时热水供热系统流量计算 热水供应热负荷在总负荷中所占比例不一定大，但是在热网中所占的流量比例可能不小。 注意： 对热水供应用户最不利工况不是采暖室外计算温度，而是采暖初期（终期）或采暖初期的日子，可用质调节曲线说明。因为大型热网都是间接连接，要把热水供应水加热到60，一般要考虑10温差。热水供应设计工况取折点所对应供水温度，这一点开始热水供应所需流量最大，用它与采暖设计负荷所对应的流量相加。 开始采暖时，g 、h小， Qs/一定，加热热水供应自来水所需换热面积最大，所需

12、管网的流量也大，所以选热水供应换热器也不能按采暖设计温度下的热媒温度来计算，而用调节曲线折点温度对应的热媒温度和流量来计算，否则最初寒期不能满足热水供应要求。 3.3 有热水供应负荷时热水供热系统流量计算3.3.1开式热水供应系统网路流量的计算3.3.1.1. 开式系统平均流量的计算 （31） 式中 开式热水供应系统的平均流量，/h； 采暖期热水供应平均热负荷（平常日），W； 热水供应进入用户的供水温度，； 采暖期冷水温度，； 水的比热，J/()。 13.6SPSPrlQGC tt1SPGSPQrtltC 3-采 暖 用 户2-温 度 调 节 器1-压 力 调 节 器321trltg图 3-1

13、0 开 式 热 水 供 应 系 统3.3.1.1. 开式系统平均流量的计算3.3.1.2 开式系统最大流量的计算 （32） 式中 开式热水供热系统热水供应最大流量，/h； 采暖期（tw8）一周内最高用水量日、热水供应最大热负荷，W； 其他符号同式（3-1）。max1 max3.6SSrlQGC tt1maxSGmaxSQ3.3.2闭式热水供应系统热水网路流量计算3.3.2.1闭式并联系统1并联系统中热水供应平均流量 （33）式中 并联系统中热水供应平均流量，kg/h； 温度调节曲线折点网路供水温度，； 调节曲线折点对应的并联系统热水供应换热器的出口水温，；建议取30。2/133.6SPSPQG

14、C2SPG/1/31温度调节阀 2热水供应换热器3水喷射器 4采暖散热器 3/1图3-11 闭式热水供应系统12343.3.2.1闭式并联系统2.并联系统中热水供应最大流量 （34） 式中 并联系统中热水供应最大流量，kg/h； 热水供应最大热负荷，w ； 其他符号同上。max2 max/133.6SSQGCmaxSGmaxSQ3.3.2.1闭式并联系统1闭式两级串联系统的平均流量 （35）式中 闭式两级串联系统的平均流量， kg/h； 温度调节曲线折点供水温度，； 采暖系统后热网回水管水温，； 两级串联系统第一个换热器出口和被加热水的水温，； 其它符号同前。/3/123.6550.255SP

15、SPlQtGtC3SPG/1/2/t 3.3.2.2 闭式两级串联系统 /ttl/21/图3-12 双级串联系统1234 3.3.2.2 闭式两级串联系统2闭式两级串联系统的最大流量 （36） 式中 闭式两级串联系统的最大流量， kg/h； 其它符号同前。 从公式可见第个换热器承担热水供应热负荷的55%max3 max/123.6 0.55SSQGC3 maxSG 3.3.2.2 闭式两级串联系统3.3.3多种热负荷并存时，采用质调节、双管热 水管网的总流量3.3.3.1采暖期多种热负荷并存时总流量的计算1采暖期 多种热负荷并存 双管热水管网，在采用质调节时的热网总流量按下式计算 （37）/3

16、Znti SPGGGk G式中 热水网路设计总流量，/h； 采暖系统设计流量，/h； 通风系统设计流量，/h； 采暖期热水供应平均流量，/h； 的计算与取值与连接方式 、系统型式（开式或闭式）有关； 按采暖热负荷调节时考虑热 水供应平均流量所占份额的系数。/ZG/nG/tGi SPG3k3.3.3多种热负荷并存时，采用质调节、双管热水管网的总流量SPG（1） 如果采暖热负荷和热水供应热负荷能协同调节，取 ，即热水应负荷不会增加热网流量（在关联系统、采用双级串联系统型式时）；（2）如不能协同调节，则按下列规定取值：开式系统 供热系统总热负荷 Q100MW， Q100MW， 30k 30.6k 3

17、0.8k 3.3.3多种热负荷并存时，采用质调节、双管热水管网的总流量采暖期闭式系统 供热系统总热负荷 Q100MW， Q100MW， Q100MW，用户有储水箱时， Q100MW的大型热网，,Q100MW的热网，热水供应增加的流量不是平均流量，而是比平均流量大20（ ）。31.0k 31.2k 31.0k 31.2k 31.0k 3.3.3多种热负荷并存时，采用质调节、双管热水管网的总流量 2.采暖期 多种热负荷并存 双管热水管网当供热系统总热负荷的小供热系统Q10MW， 而且 （热水供应最大热负荷与采暖设计热负荷之比），用户处又无储水箱时，热网总设计流量按下式计算。maxmax/1.0SnQQ3.3.3多种热负荷并存时，采用质调节、双管热水管网的总流量 （38） 式中 满足多种热负荷要求热网总流量，/h； 采暖系统设计流量，/h； 通风系统设计流量，/h 热水供应系统最大流量，/h。/maxZntSGGGG/ZG/nG/tGmaxSG3.3.3多种热负荷并存时，采用质调节、双管热水管网的总流量3.3.3.2.非采暖期双