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1、供热工程-第八章,热水供热系统的供热调节,8-1 概述,一、 调节目的 在室外气温变化或使用条件变化时保证热源的供热量、热网的输热量以及热用户设备的放热量与用户热负荷变化相适应。,二、 调节分类,1按调节时间不同 初调节： 系统投入运行前的一次性调 节； 运行调节 ：（供热调节）：系统运行期间 的经常性调节。 2按调节地点不同 集中调节：在热源处进行的调节； 局部调节：在热力站或热力入口处进行的调节； 个体调节：在散热设备处进行的调节。,3按调节手段不同 质调节：流量不变，改变供回水温度的调节； 量调节：供水温度不变，改变循环流量的调节； 分阶段改变流量质调节：按流量变化分几个阶段、每个阶段采
2、用质调节； 间歇调节：保持循环流量和水温不变改变，每天供暖时间的调节。,3-2 供暖热负荷供热调节的基本公式,供暖热负荷调节的任务：随室外气温tw变化保持供暖房间的室内温度tn不变。 当热水网路在稳定状态下运行时，如不考虑管网沿途热损失，则网路的供热量应等于供暖用户系统散热设备的放热量，同时也应等于供暖热用户的热负荷。,一 、供热调节基本热平衡式,直接连接、热网稳定运行、忽略管道散热条件下Q1=Q2=Q3 W （8-1）图8-1 供热系统热平衡关系示意图 式中 Q1 建筑物供暖热负荷 WQ2 散热器散热量 WQ3 网路输热量 W,Q1,Q3,Q2,根据上述定义，有如下公式Q1=qV(tn-tw
3、)Q2=KF(tP-tn)=A( tP-tn)BF(tP-tn)=AF(tg+th)/2- tn1+BQ3=cG(tg-th),设计工况（tw/）下，仍有Q/1.=Q/2.=Q/3 W （8-2） 相应的公式为Q/1=qV(tn-t/w)Q/2=K/F(t/P-tn)=A( t/P-tn)BF(t/P-tn)=AF(t/g+t/h)/2- tn1+BQ/3=cG/(t/g-t/h),二、 运行调节基本公式,1散热器用户令运行工况（tw）下 热负荷 Q与设计工况（tw/）下热负荷Q/之比为Q ，则有Q=Q1/Q/1=Q2/Q/2=Q3/Q/3 （8-3）令运行工况下流量与设计工况下流量之比为G，
4、则有G=G/G/ （8-4）,二、 运行调节基本公式,综合上述公式可得出Q=（tn-tw）/(tn-t/w)=(tg+th-2tn)/（t/g+t/h-2tn）1+B=G(tg-th)/ (t/g-t/h)（8-5）,2暖风机用户 作为上述公式的特例，其传热指数B=0，则有Q=（tn-tw）/(tn-t/w)=(tg+th-2tn)/（t/g+t/h-2tn）=G(tg-th)/(t/g-t/h) （8-6）上述公式中，三个等式，四个未知数。需给出一个补充条件方可得出具体的解,3-3 直接连接热水供暖系统的供热调节,一、 质调节 G=1 作为补充条件代入式（8-5） 1.无混水直接连接tg=t
5、n+0.5(t/g+t/h-2tn)Q1/(1+B)+0.5(t/g-t/h)Q (8-7)th=tn+0.5(t/g+t/h-2tn)Q1/(1+B)-0.5(t/g-t/h)Q (8-7)Q=（tn-tw）/(tn-t/w) (8-7),2.混水直连,质量平衡：G=GW+Gh 热量平衡： G tg= GW tWg+ Gh th依质量平衡和热量平衡，可得出：,GW tWg,tg G,Gh,th,th,图8-2 混水连接示意图,GW（tW- tg）= Gh（tg- th）令混水比u=Gh/Gw,则有：u= (tWg- tg)/ tg- th） (8-8) 同理，设计工况下混水比u/u/= (t
6、/Wg- t/g)/ t/g- t/h） (8-9),u= (tWg- tg)/ tg- th） (8-8) u/= (t/Wg- t/g)/ t/g- t/h） (8-9) 依式（8-8）（8-9）得出：tWg = tg+u (tg- th) 把式（8-7）代入tWg=tn+0.5(t/g+t/h-2tn)Q1/(1+B)+0.5(2t/wg-t/g-t/h)Q (8-10)th=tn+0.5(t/g+ t/h-2tn) Q1/(1+B)-0.5 (t/g-t/h) Q (8-10)Q =（tn-tw）/(tn-t/w) (8-10),二、 量调节,tg= t/g作为补充条件代入式（8-5）
7、，可得出循环流量和回水温度随室外气温变化关系,二、 量调节,tg= t/g作为补充条件代入式（8-5），可得出循环流量和回水温度随室外气温变化关系 tm=tn+0.5(t/g+ t/h-2tn) Q1/(1+B) tm= ( tg + th) /2 th=2 tm tg= 2 tm -t/g,二、 量调节,随流量比G改变，循环水泵扬程比H成二次方变化，而水泵轴功率比N成三次方变化。因此量调节可以大幅度节约电能，但是对直连用户易产生垂直失调。,三、分阶段改变流量质调节,根据系统规模把每个供暖期按室外温度划分为几个阶段，气温较低阶段保持设计流量；气温较高时采用较小流量。每一阶段内采用循环流量保持不
8、变的质调节。令=G=const工程中一般划分为2-3个阶段。两阶段时，相对流量比采用1.0和0.75；三阶段时，相对流量比为1.0 、0.8和0.6 。,1无混水直连的分阶段改变流量质调节,把值代入公式（8-7）可得出无混水直连的分阶段改变流量质调节公式 tg=tn+0.5(t/g+t/h-2tn)Q1/(1+B)+0.5/(t/g-t/h)Q (8-26)th=tn+0.5(t/g+t/h-2tn)Q1/(1+B)-0.5/(t/g-t/h)Q (8-27) Q =（tn-tw）/(tn-t/w),2混水直连的分阶段改变流量质调节,tWg=tn+0.5(t/g+t/h-2tn)Q1/(1+B
9、)+0.5/(2t/wg-t/g-t/h)Q (8-28)th=tn+0.5(t/g+ t/h-2tn) Q 1/(1+B)-0.5/ (t/g-t/h) Q (8-29)Q =（tn-tw）/(tn-t/w) （8-12）,3变流量点的确定,=0.75时,H=0.56,N=0.42,此时节电58%。显然，应尽可能增大75%流量的水泵的工作时间，即：变流量点应尽量偏向室外温度较低处。其限制条件是：变流量以后的供水温度不应超过设计供水温度，即tgt/g,四、调节曲线的绘制,1例 哈尔滨市 t/w =-26 ，四柱813型散热器传热指数B=0.30，室内计算温度tn=18。依据上述数据，绘制下列条
10、件的调节曲线： （1）设计供回水温度95/70，直接连接； （2）网路设计供回水温度130/70，混水后用户设计水温95/70； （3）设计供回水温度95/70，直接连接，分阶段改变流量质调节。,2计算 依据有关公式和基础数据 (1)tg=18+0.5(95+70-36)(18- tw)/(18+26)1/1.30+0.5(95-70)(18-tw)/(18+26) =18+3.5(18-tw)0.77+0.284(18-tw) 同理，th=18+3.5(18-tw)0.77-0.284(18-tw) (2)tWg=18+0.5(130+70-36)(18- tw)/(18+26)1/1.30
11、+0.5(2130-95-70)(18- tw)/(18+26)= 18+3.5(18-tw)0.77+1.08(18-tw) th=18+3.5(18-tw)0.77-0.284(18-tw),(3) 100%流量时，公式同（8-11）75%流量时 tg=18+0.5(95+70-36)(18-tw)/(18+26)1/1.30+0.5/0.75(95-70)(18-tw)/(18+26) =18+3.5(18-tw)0.77+0.379(18-tw) th=18+3.5(18-tw)0.77-0.379(18-tw),(3) 100%流量时，公式同（8-11）75%流量时 tg=18+0.
12、5(95+70-36)(18-tw)/(18+26)1/1.30+0.5/0.75(95-70)(18-tw)/(18+26) =18+3.5(18-tw)0.77+0.379(18-tw) th=18+3.5(18-tw)0.77-0.379(18-tw),按上述简化计算公式，取室外温度间隔为3，逐次代入计算并将结果列表如下：,五、间歇调节,当室外温度升高时，不改变网路的循环水量和供水温度，而只减少每天供暖小对数， 这种供热调节方式称为间歇调节。 间歇调节可以在室外温度较高的供暖初期和末期，作为一种辅助的调节措施。当采用间歇调节时，网路的流量和供水温度保持不变，网路每天工作总时数n随室外温度
13、的升高而减少。它可按下式计算,n=24(tn-tw)/(tn-tw) h/d (8-13) 式中tw -间歇运行时的某一室外温度，tw -开始间歇调节时的室外温度(相应于网路保持的最低供水温度)，。 开始采用间歇运行时的室外温度tw由以下条件确定： 开始采用间歇运行时的网路最低温度 在调节曲线上查得或由调节公式试算。,对例题8-1的哈尔滨市9570的热水网路，网路上并联连接有供暖和热水供应用户系统。采用集中质调节供热。试确定室外温度tn=+5时，网路的每日工作小时数。 解:对连接有热水供应用户的热水供热系统，网路的供水温度不得低于70，以保证在换热器内，将生活热水加热到6066。根据例题8-l
14、的计算表，查得tg=70 时，tw=-9.5 ,n=24(tn-tw)/(tn-tw)=24 (18- tw) /18-(-9.5)=0.866 (18- tw) 当室外气温为+5 时，网路的每日工作小时数 n =0.866 (18- tw)=0.866 （ 18 -5）=11.26h,3-4间接连接热水供暖系统的集中供热调节,供暖用户系统与热水网路采用间接连接时(图8-3)，随室外温度tw的变化，需同时对热水网路和供暖用户进行供热调节。稳定传热条件下，忽略管道散热，可以得出：,Q4,Q2,Q1,Q5,Q3,Q1= Q2=Q3 =Q4 =Q5 Q1围护结构散热量；Q2散热器散热量；Q3二级热网
15、传热量 Q4换热器散热量； Q5一级热网传热量,式中Q1= Q2=Q3 及其相关的公式推导已在前面有关章节给出。 而换热器换热量Q4=KFt 一级网输热量Q5=cG1(tg1-th1),设计工况下分别有： Q4 =KF t, Q5=cG1(tg1- thi),根据推得的热平衡式Q1=Q4=Q5可以得出： Q1=G1 (tg1-th1)/(tg1- thi)=K t，以萨科洛夫近似公式表示 K=0.5（G1G2）0.5，对逆流式换热器，其算术温差按图示可表示为： t=( td+ tx)/2=(tg1-th2+tg1-th2)/2; =(tg1+th1)- (tg2-th2)/2 ;经整理后得出：,
