大連地區供熱調溫曲線的制定方法

摘 要：隨著大連地區經濟的快速發展，大發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。如何根據自身情況，制定合理的供熱調溫曲線就顯得尤為重要。以合理的供熱調溫曲線作指導，可以在保證用戶室溫的前提下，避免供水溫度過高，降低管網運行風險，并節約大量能源，提高企業經濟效益。

關鍵詞：供熱調節 室溫 平均傳熱系數 調溫曲線

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

1 供熱調節的目的

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

2 供熱調節的方法

供熱調節主要有已下幾種方法：質調節：改變管網的供水溫度；分階段改變流量的質調節；間歇調節：改變每天的供暖小時數。

在實際運行中，供熱系統基本采取高溫水換熱站供暖方式。各換熱站二次管網循環水經換熱器與高溫水換熱后供暖。供熱調節采用恒流量的質調節方式。供水溫度隨著室外溫度變化而發生相應變化，以滿足用戶室溫恒定的需要。

3 大連地區供熱設計的基本參數

我國采暖熱負荷設計采用不滿足天數來設計。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約成本，而又基本保證用戶室內溫度的需要。大連地區經多年統計，室外設計溫度采用零下11 ℃計算較為合適。大連地區建筑物的平均傳熱系數采用53 W/m2℃來核算，系統循環流量為30噸/小時*萬平方米，室外設計溫度下的供回水溫差按15 ℃來核算。

4 供熱調節的基本工式

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

在供暖室外溫度等于Tw′，散熱設備采用散熱器時，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為供暖室內計算溫度，℃；

Tg′為熱網供水溫度，℃；

Th′為熱網回水溫度，℃；

Tpj′為散熱器內的熱媒平均溫度，℃；

G′為熱網循環水量，kg/h；

K′為散熱器在設計工況下的傳熱系數，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，它的傳熱系數具有K=a（Tpj-Tn）b的形式。如就整個系統來說，可近似的認為：Tpj=（Tg′+ Th′）/2，則

Q2′=aF（（Tg′+Th′）/2-Tn）1+bW

若令在運行調節時，相應Tw下的供暖熱負荷與供暖設計熱負荷之比，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，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節的基本公式。當采用質調節時，Gb=1。只需對以上三個方程式聯立求解，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 大連地區供熱調溫曲線的繪制

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

根據以上數據可對供水溫度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數據。

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

根據此數據畫圖表可得二次管網調溫曲線如圖1。

6 結語

在供暖實際運行中，只需采用以上調溫曲線，即可滿足用戶室溫需要。該方法運行管理簡便，網路的水利工況運行穩定。由于網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濟性，節約燃料成本。它是目前最為廣泛采用的供熱調節方式。但對于有多種熱負荷的熱水供暖系統，在室外溫度較高時，如仍按質調節方式供熱，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，需要采用其它調節方式進行供熱。

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.