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    技術文章

    供熱系統混水裝置的經濟型及優化節能控制

    時間:2018-12-27 16:57:42   作者:曼能節能科技   來源:注冊發布   評論:0
    內容摘要:在目前比較新的供暖方式中,分布式冷熱輸配尤為惹眼,甚至認為分布式冷熱輸配就是分布式混水系統,在這里將重點講述分布式混水系統的特點,以及分布式混水系統能給未來供暖的節能帶來哪些可能性。

    供熱系統混水裝置的經濟型及優化節能控制問題探討

    在目前比較新的供暖方式中,分布式冷熱輸配尤為惹眼,在實現水力平衡的同時,還能夠節電,與之相關的還有一個分布式混水系統的概念,這兩個概念大家往往對于他們的區別不是特別明確,甚至認為分布式冷熱輸配就是分布式混水系統,在這里將重點講述分布式混水系統的特點,以及分布式混水系統能給未來供暖的節能帶來哪些可能性。


    眾所周知:當管網比摩阻相同時,分布式循環水泵的設計方案與傳統設計方案相比,水泵揚程基本相等。水泵電機裝機電量的節省,主要體現在流量的選擇上。對于傳統設計方法,由于循環水泵設置在熱源處,其循環流量必然是系統的總設計流量,這就造成系統循環水泵的電功率,遠大于實際需要的數值,其結果是在系統的近端熱用戶形成過量的資用壓頭,以至于不得不加裝流量調節閥進行節流,造成大量電能的無謂浪費。

    中國暖通界大師石兆玉教授在《供熱系統分布式變頻循環水泵的設計》一文中,就分布式變頻混水泵的節電優勢,做過詳細的分析論證:一般分布式變頻循環水泵的供熱系統, 其水泵裝機容量與傳統設計方案相比,節電1/3;而分布式混水泵供熱系統,其裝機節電量為2/3。若在運行期間, 采用變頻變流量調節, 則全系統節電85%左右,優勢更為顯著。


    分布式混水泵節電的原因,主要是能更多的消除管網在熱媒輸送過程中的無效電耗,進而提高了管網的輸送效率。采用分布式混水泵系統,最大的特點是減少了一次網的設計循環流量(增大了供、回水溫差,對于高溫水供熱更是如此)。采用分布式混水泵系統,不但避免了上述電能的浪費,而且大大降低系統一次網總的循環流量,從而實現在最小的耗電功率下達到最大供熱量的輸送,這是分布式混水泵節電的根本原因。分布式混水泵連接方式的另一優勢,是能靈活適應熱用戶的各種不同采暖方式的需求。近年來,除散熱器采暖方式外,空調熱風。采暖,地板輻射采暖等形式大量涌現。散熱器采暖需要較高的二次網設計供水溫度(一般應在85℃以上, 供、回水設計溫差為20~25℃);空調熱風采暖,二次網供、回水設計溫度為60/50℃;地板輻射采暖,二次網供、回水溫度以45~50/35~40℃為宜。對于分布式混水泵系統,只要改變不同的混合比(二次網混水量與一次網供水量之比),就能很方便地實現上述各種不同采暖形式的參數要求。

    分布式混水泵系統的上述優點, 對于分布式循環水泵的間接連接系統(通過板換實現)也同樣能夠實現,但后者的初投資比前者大,這是分布式混水泵系統的又一重要優勢


    智慧供熱控制系統,熱網水力失調原因 

    圖1-a 為噴射泵連接;圖1-b,混水泵置于旁通管上;圖1-c,混水泵置于二次網供水管上;圖1-d,混水泵置于二次網回水管上;圖1-e,一次網供水管上(或回水管上)置熱網循環泵,二次網供水管上置混水泵。在分布式混水連接中,為適應自動控制的需要,常在上述噴射泵、混水泵前后的相關位置設置電動調節閥,而且數量不止一個。

    混水連接系統有如下特性存在:(1)當旁通混水泵運行時,混水系統的混合比為變量,混水泵轉速愈高,混合比u 值愈大。這是因為當混水泵起混水作用時,二次網(含混水旁通管)回路S總增加,導致一次網循環流量G1g減少; 混水泵轉速愈高,S總增加愈多,G1g減少愈多,Gh增加愈多,亦即混合比u增加愈多。(2)當混水泵單獨設置在二次網上(含二次網供水管或回水管)時,混合比u 值始終保持恒定,與混水泵的轉速快慢無關。這是因為不論混水泵轉速如何變化,此時一次網或混水旁通管的阻力系數始終不變(假定管段上的調節閥未加調節),供熱信息網了解到進而導致一次網循環流量G1g與混水旁通管流量Gh始終成一致等比失調。這一結論,對于噴射泵系統亦完全適用。

    當供熱系統采用分布式變頻循環混水泵的方案設計時,熱力站(含熱入口)最優方案是采用雙泵系統:一次網循環泵安裝在回水管上,二次網循環混水泵安裝在供水管上。該方案的優點除節能(電)外,循環水泵都置于低水溫下運行,有利于提高水泵的運行壽命。該方案與雙泵分別置于一、二次網的回水管上的方案相比較,都有節電和低溫運行的優勢,但從水力工況上分析(見圖2所示),后者的一、二次網的水壓偏差較大,工況復雜,不如前者,水力工況平穩,易于控制。

    集中供熱熱網冷熱不平衡,供暖節能方案 

    2 供熱系統能源損耗

    當供熱系統的水壓圖,供水壓力線大于回水壓力線時,各熱力站(含熱入口)的變頻混水泵應置于混水旁通管上。混水泵的設計流量為符合該熱用戶的設計混合比下的設計混水量;揚程數值為該混水旁通管的設計壓降和該熱力站一次網供、回水壓差之和。當該壓差小于二次網所需循環壓頭時, 還需在二次網上增設循環混水泵(供、回水管上皆可),其揚程宜補足二次網循環壓頭的不足。這種設計方案,通常是在供熱的改造工程中應用。因為此時的系統循環水泵往往是按照傳統方法設計的。對于采用分布式變頻循環水泵設計的供熱系統,其供、回水壓力線的交匯點,盡量不要設計在有熱用戶的區段內, 因為這種設計不是節能(電)的最優方案。


    在混水系統中,一次網循環泵,二次網循環混水泵,都應隨室外氣溫的變化,進行變頻變流量調節。在整個運行期間, 循環流量(含一、二次網) 應在設計循環流量的50~100%之間調節,與定流量運行相比,可節電50%左右。從二次網混水泵的調節特性可知:混水泵進行變頻調節,只能改變二次網的循環流量大小,但不能改變系統的混合比數值。當系統的供熱規模發生變化,引起一次網設計供水溫度的變化,或熱用戶采暖方式的改變,都可能要求混合比做適當調整,


    標簽:智慧供熱控制系統 熱網水力失調原因 熱網冷熱不平衡 供暖節能方案 無線供熱技術 供熱節能技術論文 分布式冷熱輸配 
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