大連地區(qū)供熱調(diào)溫曲線的制定方法

摘 要：隨著大連地區(qū)經(jīng)濟的快速發(fā)展，大發(fā)電供熱有限公司的供暖負荷每年都增加上百萬平方米甚至數(shù)百萬平方米的面積。目前供暖面積已達到1800萬平方米。如何根據(jù)自身情況，制定合理的供熱調(diào)溫曲線就顯得尤為重要。以合理的供熱調(diào)溫曲線作指導，可以在保證用戶室溫的前提下，避免供水溫度過高，降低管網(wǎng)運行風險，并節(jié)約大量能源，提高企業(yè)經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：供熱調(diào)節(jié) 室溫 平均傳熱系數(shù) 調(diào)溫曲線

中圖分類號：TU995 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）12（c）-0187-02

1 供熱調(diào)節(jié)的目的

采用熱水供暖系統(tǒng)的熱用戶主要有供暖、通風、熱水供應(yīng)和生產(chǎn)工藝用熱幾種方式。而在城市供暖系統(tǒng)中，供暖熱負荷是系統(tǒng)的主要甚至全部熱負荷。因此在供熱系統(tǒng)中，通常按照供暖熱負荷隨室外溫度的變化規(guī)律，作為供熱調(diào)節(jié)的依據(jù)。供熱調(diào)節(jié)的目的，在于供暖用戶的散熱設(shè)備的散熱量與用戶熱負荷的變化規(guī)律相適應(yīng)，以保證供暖用戶的室溫要求。

2 供熱調(diào)節(jié)的方法

供熱調(diào)節(jié)主要有已下幾種方法：質(zhì)調(diào)節(jié)：改變管網(wǎng)的供水溫度；分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)；間歇調(diào)節(jié)：改變每天的供暖小時數(shù)。

在實際運行中，供熱系統(tǒng)基本采取高溫水換熱站供暖方式。各換熱站二次管網(wǎng)循環(huán)水經(jīng)換熱器與高溫水換熱后供暖。供熱調(diào)節(jié)采用恒流量的質(zhì)調(diào)節(jié)方式。供水溫度隨著室外溫度變化而發(fā)生相應(yīng)變化，以滿足用戶室溫恒定的需要。

3 大連地區(qū)供熱設(shè)計的基本參數(shù)

我國采暖熱負荷設(shè)計采用不滿足天數(shù)來設(shè)計。即允許冬季在極寒天氣下，有一段時間不滿足室溫。從而在建筑施工及供暖過程中節(jié)約成本，而又基本保證用戶室內(nèi)溫度的需要。大連地區(qū)經(jīng)多年統(tǒng)計，室外設(shè)計溫度采用零下11 ℃計算較為合適。大連地區(qū)建筑物的平均傳熱系數(shù)采用53 W/m2℃來核算，系統(tǒng)循環(huán)流量為30噸/小時*萬平方米，室外設(shè)計溫度下的供回水溫差按15 ℃來核算。

4 供熱調(diào)節(jié)的基本工式

當熱水網(wǎng)路在穩(wěn)定時，如不考慮管網(wǎng)沿途熱損失，則網(wǎng)路的供熱量應(yīng)等于供暖用散熱器的放熱量，同時也應(yīng)等于供暖熱用戶的熱負荷。

在供暖室外溫度等于Tw′，散熱設(shè)備采用散熱器時，則有如下的熱平衡方程式

Q1′=Q2′=Q3′

Q1′=q′v（Tn-Tw′）W

Q2′=K′F（Tpj-Tn）W

Q3′=G′c（Tg′-Th′）/3600=1.163G′ （Tg′-Th′）W

式中

Q1′為建筑物的供暖設(shè)計熱負荷，W；

Q2′為在供暖室外計算溫度Tw′下，散熱器放出的熱量，W；

Q3′為在供暖室外計算溫度Tw′下，熱水網(wǎng)路輸送給供暖熱用戶的熱量，W；

q′為建筑物的體積供暖熱指標，W/m3℃；

V為建筑物的外部體積m3；

Tw′為供暖室外計算溫度，℃；

Tn為供暖室內(nèi)計算溫度，℃；

Tg′為熱網(wǎng)供水溫度，℃；

Th′為熱網(wǎng)回水溫度，℃；

Tpj′為散熱器內(nèi)的熱媒平均溫度，℃；

G′為熱網(wǎng)循環(huán)水量，kg/h；

K′為散熱器在設(shè)計工況下的傳熱系數(shù)，W/m2℃；

F為散熱器的散熱面積，m2。

散熱器的散熱屬于自然對流放熱，它的傳熱系數(shù)具有K=a（Tpj-Tn）b的形式。如就整個系統(tǒng)來說，可近似的認為：Tpj=（Tg′+ Th′）/2，則

Q2′=aF（（Tg′+Th′）/2-Tn）1+bW

若令在運行調(diào)節(jié)時，相應(yīng)Tw下的供暖熱負荷與供暖設(shè)計熱負荷之比，稱為相對供暖熱負荷比Qb而稱其流量之比為相對流量比Gb，則

Qb=Q1/Q1′=Q2/Q2′=Q3/Q3′

Gb=G/G′

如不考慮誤差，供暖熱指標視為常數(shù)，即q′=q，則

Qb=Q1/Q1′=Tn-Tw/Tn-Tw′

即相對供暖熱負荷比Qb等于相對的室外溫差比。

綜合上述公式，可得：

Qb=Q1/Q1′=Tn-Tw/Tn-Tw′

Qb=Q2/Q2′=（Tg+Th-2Tn）1+b/（Tg′+Th′-2Tn）1+b

Qb=Q3/Q3′=Gb（Tg-Th）/（Tg′-Th′）

以上三式是供暖熱負荷供熱調(diào)節(jié)的基本公式。當采用質(zhì)調(diào)節(jié)時，Gb=1。只需對以上三個方程式聯(lián)立求解，就可知道恒室溫Tn下的Qb、Tg、Th值。

求解得

Tg=Tn+0.5（Tg′+Th′-2Tn）Qb1/（1+b）+0.5（Tg′-Th′）Qb

Th=Tn+0.5（Tg′+Th′-2Tn）Qb1/（1+b）-0.5（Tg′-Th′）Qb

5 大連地區(qū)供熱調(diào)溫曲線的繪制

大連地區(qū)原設(shè)計供暖指標采用平均傳熱系數(shù)采用53 W/m2℃來核算，在極寒天氣零下Tw′=11℃時，設(shè)計供水溫度Tg′=60 ℃，回水溫度Th′=45 ℃，散熱器傳熱參數(shù)b=0.28，保持室溫達到Tn=18 ℃。

根據(jù)以上數(shù)據(jù)可對供水溫度Tg、回水溫度Th及熱負荷比Qb例出如表1。

根據(jù)熱負荷比Qb=Q1/Q1′=Tn-Tw/ Tn-Tw′，

可求得Tw=Tn-Qb（Tn-Tw′），則可得到如表2數(shù)據(jù)。

把熱負荷比與供暖供回水溫度關(guān)系及供水溫度與熱負荷比關(guān)系兩個圖表結(jié)合在一起可得到如表3。

根據(jù)此數(shù)據(jù)畫圖表可得二次管網(wǎng)調(diào)溫曲線如圖1。

6 結(jié)語

在供暖實際運行中，只需采用以上調(diào)溫曲線，即可滿足用戶室溫需要。該方法運行管理簡便，網(wǎng)路的水利工況運行穩(wěn)定。由于網(wǎng)路供水溫度隨室外溫度升高而降低，可以充分利用供熱汽輪機的低壓抽汽，有利于提高熱電廠的經(jīng)濟性，節(jié)約燃料成本。它是目前最為廣泛采用的供熱調(diào)節(jié)方式。但對于有多種熱負荷的熱水供暖系統(tǒng)，在室外溫度較高時，如仍按質(zhì)調(diào)節(jié)方式供熱，往往不能滿足供暖以外的其它用熱方式的需要。在這此情況下，需要采用其它調(diào)節(jié)方式進行供熱。

參考文獻

[1]賀平，孫剛.供熱工程[M].3版.中國建筑出版社，1993.

[2]楊世銘.傳熱學[M].2版.高等教育出版社，1987.