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1、 供热节能技术培训教程张丙礼供热关键应有量的概念建筑面积1平米的耗热量、循环流量应是多 少？一个热网的循环流量应是多少？锅炉的额定 流量及应是多少？锅炉的供/回水温度应是多少？ 怎样确定循环泵的流量、扬程和功率？热网管径 应是多少？热网平衡有哪些控制设备？有哪些控 制方案？哪些控制方案性价比最高？怎样选取较 适合的方案？锅炉、泵、管道和供暖负荷应怎样 搭配?热网说明要点l供热的目的l供热存在的问题l产生问题的原因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
2、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在冬天，人们生活环境的舒适温度是 2123，考虑节能、减排的要求，现阶段 应定在1820。l满足节能降耗减排的要求我国对世界的庄严承诺我们在国际气候谈判中对国际社会有过庄 严承诺，到2020年单位GDP碳排放要在2005 年的基础上下降40%45%，非化石能源占 一次能源消费比重达15%左右。我国耗能巨大煤炭是中国的主体能源，分别占一次能源 生产和消费总量的77%和70%。2009年，全 国煤炭产量达到29.73亿吨，接近30亿吨，比 2005年增加了7.68亿吨，年均增长1.92亿吨 。2010年煤炭产量超过32亿吨。每年
3、增长2 亿吨，到“十二五”末就是40多亿吨。煤炭是我国的主要能源建筑能耗比率太高目前，我国有500亿平米的建筑，每年还 要增加20亿平米的新房开发量，高耗能建筑 占92%以上。建筑能耗占社会终端能耗的比 率已超过30%，而其中供暖、热水占了80% 以上。我国下大力度节能减排中国政府确定了“十一五”关停5000万千瓦 小火电机组的目标，到08年底，已关停2896 万千瓦。仅此一项每年可节约一次能源6492 万吨标煤，减少二氧化硫排放103万吨，减 少二氧化碳排放1.8亿吨。为节能减排我国对能源结构进 行调整建设“绿色家庭”深化节能减排供热存在的问题l近热远冷、散热器冷热不均l用户抱怨较大l工作人
4、员维修量大，一冬在忙l欠交热费多l用户放水多，补水量大l锅炉、循环泵和管线投资过大l循环流量大 l热源内阻大、外网压差小l供回水温差小l电能、热能耗费大l供热企业效益下降，甚至亏损产生问题的原因l热网失调l室内系统排气不好l采暖入户污物过滤差l锅炉流量过大l循环泵连接管径过小l没有确定较合理的流量、阻力、温度数据l设备选的过大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认
5、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=
6、（tg+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，m2 tpj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 。传热规律(二)l为了适应室外温度的变化，循环流量和供
7、水温 度可以同时调节（质、量并调）；l也可以流量固定，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(三)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
8、沿程阻力(比摩阻) 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=0.510- 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/m3 v -水的流速m/s 热水网路总的压降公式P=RL+Pj =R（L+Ld）=RLzh , PaL管道实际长度mLd局部阻力的当量长度Lzh管道的折算长度m热网流体的压降导出公式P=R（L+Ld）=SV2其中S=6.8810-9 （L+Ld） Pa/（m3/h）2 S网路计算管段的阻力数，Pa/（m3/h）2，它代 表管段通过1m3/h水流量时的压降；在已知水温参 数下网路各管段的阻力数S只和
9、管段的管径d、长度 L、管道内壁当量绝对粗糙度，以及管段局部阻力 当量长度Ld的大小有关，即S值仅取决于管段本身 ，它不随流量而变化。伯努里方程及水压图式中: 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； -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。案例分析如下图一热网，5栋6层楼，每栋均为5万平 米，系统阻力为10米，间距均是500米，试 进行管径及设备选型，并画出水压图（局部 阻力按沿程阻力的0.3倍计算）设计说明1
10、.按4kg/h.计算出各管段的流量； 2.根据各管段的流量，查比摩阻表，查出各管 段管径及比摩阻，并算出各管段的阻力； 3.画出水压图； 4.确定循环泵的参数：G=1000t/h H=42.6m；设计水压图E:公司技术及论 文论文存在问题因近端压差过大为31.7m，是需要的3.17 倍，近端流量将是需要的 1.78 倍，近端将过 热，远端流量将不足，远端肯定不热，因此 必须进行热网平衡，需在各栋楼回水管上装 流量控制部件（DN250的流量控制阀）。流量控制后的压力分布流量输配的基本规律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、 远端压差小的偏差，从而造成近端流
11、量大、 远端流量小的问题，无论我们设计的多么仔 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。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每组散热器都应装有流量控制设备；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
12、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 增加量可由以下公式估算（瑞典公式）：式中：tic 房间设计温度， ；tec室外设计温度，；ai 内部得热影响房间温度，以温度值表示，2；Sc 季节平均供热量与最大需热量之比，0.4;S%
13、 房间温度升高引起的能耗增加量，以季节能耗 的百分数计算。室温1的变化对耗热能的影响l当房间温度18，室外温度-9（北京地区 室外计算温度为-9 ）l代入上式 S%=10%l即平衡以后，室内平均温度降低1时，在北 京地区可节约热能10%左右。我在家里做了一个供热试验A.建筑面积137平米，卧室三间在阳面，单层铝合金玻 璃窗；客厅、餐厅在阴面，双层铝合金玻璃窗，5楼 （楼房共6层，37墙砖混结构，无保温）；邻居未 住人，不采暖，另一侧为楼间中间封夹墙；间段供 暖。 B.室内系统：6组散热器水平串联，客厅第一组，主卧 最后一组，DN20的PPR管连接。 C.仪表：DN20丹佛斯超声波热能表一台，装
14、在供水管 ；玻璃管温度计3个。试验数据时间 流量大 流量小 温度早 中 晚 客厅 主卧 热 量 1日 0.64 0.42 1.6 6.8 5.0 22 23 34 3 0.56 0.30 -1.1 4.3 3.0 22.6 23.1 28 5 0.41 0.21 0.1 5.3 3.0 22 22 26.9 10 0.27 0.14 -5.2 1.0 -1.1 21.2 21.2 24.1 15 0.24 0.12 -2.0 3.9 3.0 20.6 20.1 22 试验总结l对户内单管串系统，每平米流量可设定在 1.52kg/hl室温降1可节能10%左右实现流量按需分配的控制设备l自力式流量
15、控制阀 l均流阀l均流活接l差压阀l恒温阀流量控制阀锁闭流量阀图片“自力式流量控制阀”是我早在1990年发明的专利 产品.专利号90206426.6，填补了国内空白.自力式流量控制阀结构图自力式流量控制阀(定义、结构)l定义：工作时不依靠外部动力，在压 差控制范围内，保持流量恒定的阀门 。l结构：由自动和手动两部分组成，自 动部分由弹簧、膜片和自动阀瓣等部 分组成；手动部分由手动阀瓣、流量 刻度尺等部件组成，二者由一个公共 的腔体有机地结合在一起。自力式流量控制阀（原理）l原理：手动部分两边的压差通过导压管作用 在膜片的两侧，手动部分设定流量大小，自 动部分保持手动部分两边的压差不变，从而 保持设定的流量不变。l当流量增大时，则手动部分两边的压差增大 ，膜片克服弹簧的弹力带动自动阀瓣关小自 动阀口，减小流量；反之，增加
