热力管网水力平衡要点-

1、热力管网水力平衡要点l 供热的目的l 热网平衡是实现供热目的的基础工作l 热网平衡的主要任务是按需分配流量l 流量按需分配是控制出来的,不是设计出来的l 流量按需分配的好处l 实现流量按需分配的控制设备l 实现流量按需分配的控制方案l 热网平衡应注意的问题供热的目的l 供热的目的是为了获得舒适的室内温度,同时满足节能降耗减排的要求。热网平衡是实现供热目的的基础工作l 热网平衡是完成供热目的最基础的工作,但这一工作又是非常乏味的;l 在能量不太昂贵的情况下,这项工作没人愿意去做。l 然而世界多次的能源危机清楚地表明,不管目前能源的价格如何,我们必须减少对能源的消耗和依赖。现在大家已经越来越清楚地

2、认识到热网平衡的重要性l 热网平衡是一种控制方法,它将控制回路集成到热网水力系统中,以最少能耗费用取得真正的舒适性。l 热网平衡包含:热源、传输管道、用户必须同时获得并保持所需流量。热网平衡的主要任务是按需分配流量l 供热的基本原理示意图l 围护结构的基本耗热量公式l 散热器的散热量公式l 热水循环传热公式供热的基本原理示意图围护结构的基本耗热量公式:Q3=Kw.Fw(tn-tw式中: Q3围护结构的基本耗热量,W;Kw围护结构的传热系数,W/(m2.; Fw围护结构的传热面积,m2;tn采暖室内计算温度,;tw采暖室外计算温度,;散热器的散热量公式Q2=Ks.Fs(tpj-tn tpj=(t

3、g+th/2式中: Q2散热器的散热量,W;Ks散热器的传热系数,W/(m2.; Fs散热器的散热面积,m2tpj散热器内热水平均温度,热水循环传热公式Q1=4187G(tg-th/3.6式中: Q1热水传递的热量,W;G循环流量,t/h;tg供水温度,;th回水温度,传热规律(一l 房间的传热遵从Q1=Q2=Q3这个等式,也就是围护结构的基本耗热量、散热器的散热量和热水循环传递热量是相等的,l 这三个公式告诉我们,在围护结构、散热器确定的前提下,要保持人们需要的室内温度,热水的循环流量和供水温度要与室外温度相适应。l 为了适应室外温度的变化,循环流量和供水温度可以同时调节(质、量并调;l 也

4、可以流量固定,调节供水温度(质调节;l 还可以供水温度固定,调节流量(量调节。l 供热单位大多采用选择一个合适的流量加以固定,调节供水温度适应室外温度的变化(质调节,因为这一方式比较容易实现。传热规律(二l 如果只给一间房子供热,确定一个合适的流量就很简单,l 然而,我们的供热对象是千家万户,每个房间很难同时满足所需的流量,也就出现了冷热不均问题,l 可见供热的难点是在流量分配上。流量按需分配是控制出来的,不是设计出来的l 热网先天存在近端流量大远端流量小的问题l 流量分配的其他影响因素l 只依靠温控阀也不能解决热网平衡热网先天存在近端流量大远端流量小的问题沿程阻力公式每米管长的沿程阻力(比摩

5、阻G -管段的水流量t/hd -管的内径m -水的密度Kg/m3K -管壁的当量绝对粗糙度m,K=0.5×10-3m局部阻力公式局部阻力损失-管道的总局部阻力系数 -水的密度Kg/m3v -水的流速m/s伯努里方程式中: P1、P2-断面1、2的压力,Pa;Z1、Z2-断面1、2的管中心线离某一基准面的高度,m;v1、 v2-断面1、2的流体平均流速,m/s;-流体的密度,Kg/m3;g-自由落体的重力加速度,9 .81m/s2;H1-2-流体流经管段1-2的压头损失,mH2O。流量输配的基本规律(一流量输配时受沿程阻力和局部阻力的影响,在供水管与回水管之间产生近端压差大、远端压差小

6、的的偏差,从而造成近端流量大、远端流量小的问题,无论我们设计的多摸仔细和完善,都不能彻底解决这一平衡问题,真正的平衡只能靠设备控制来实现。流量分配的其他影响因素l 管道锈蚀会大大增加管道的粗糙度,压力降将增加40%70%;l 管道直径误差每1%引起的压力降计算误差为5%;l 水温在2080时,管道压力降减少12-18%。l 因此,系统水力平衡计算很明显是一项既具近似性但又必须做的工作,真正的平衡只能通过设备控制来获得。只依靠温控阀也不能解决热网平衡l 温控阀不能弥补系统设计中的基本错误,也不能确保各组散热器之间流量的合理分配。当系统启动时,例如每天早晨,温控阀取用着最大可能的流量,经常会损害系

7、统的其他部分。l 为避免这些影响,应将每个散热器的流量通过另一控制设备限制到设计值。l 温控阀需要其他设备提供合适的压差才能正常工作l 温控阀必须有人去调,才能既感觉舒适又节能。流量分配结论l 每个房间散热器所需要的热水流量是控制出来的,不是设计出来的;l 每组散热器都要装有流量控制设备;l 工作人员要入室反复细调。热网平衡的好处l 解决冷热不均、提高收费率、减少维护量l 节热能1520%、节电2070%、节水、多带面积、减少设备流量与耗电的关系流量与耗电功率的关系式:N1/N2=G13/G23N 1、N2-平衡前后的耗电功率KwG1、G2-平衡前后的循环流量Kg/h流量10%的变化对耗电的影响将G1=1.1 G2=1 代入N1/N2=G13/G23得 N1/N2=1.33即流量增加10%,则多耗电能33%房间温度与耗能的关系供热时，房间温度高于所需温度 1将引起能耗增加，此增加量