試論集中供熱系統的平衡節能應用問題與對策

【摘 要】供熱系統中的平衡調節問題，是一個比較復雜的技術問題，有共同點，也有不同點，需要工程技術人員根據供暖系統的具體實際情況去分析，去解決，實施平衡節能技術，降低鍋爐的負荷，達到采暖系統平衡的目地。本文就熱水采暖系統應用平衡節能技術進行闡述。

【關鍵詞】熱水采暖系統；動態平衡；節能技術應用

1.供暖系統的平衡調節技術

在采暖系統中應用平衡調節技術，應從“質調節”和“量調節”兩個方面進行。這雖然不是一項十分復雜的工作，但是運行后需要耐心和細致和反復多次的調節。

1.1質調節

在進行質調節時，只是改變供暖系統的供水溫度，而熱用戶的循環水量保持不變。為了確保熱用戶室內溫度達到標準，（如臥室的設計溫度為18℃，良好的供熱質量標準為18±1℃，合格的供熱質量標準為18±2℃）供暖系統供水溫度的變化所造成室溫的波動，應嚴格控制在室溫標準的范圍之內，這也要就是最大的室溫變化幅度，超過或者不足均屬不正常的狀態。

1.1.1供、回水溫度的確定

供暖實踐證明，只有適時實量地向供熱管網提供最恰當的供熱量，才能維持室內的熱平衡，保持室內溫度的舒適性、合理性。而供水溫度的高低，對散熱器的散熱量是極其敏感的。在各種相同的流量；相同的散熱面積的條件下，散熱量的多與少，總是能與供水溫度保持著一種近似的關系。

按常規的方法計算或確定供、回水溫度已不現實。目前[供暖通風設計手冊]規定的設計供水溫度為95℃，設計回水溫度為75℃，然而實際的供、回水溫度一般為75/55℃，有時甚至更低一些。形成這一事實的原因：是設計熱負荷偏高，促進循環水泵片選擇偏大，增加了循環流量，使鍋爐或換熱器的水溫上不去，再加上住戶散熱器偏多。所以，不需要提高水溫（即實際的供、回水溫度）就可以滿足室溫的要求。

1.1.2循環水量的確定

合理確定循環水量、降低循環水泵的電耗，是供暖系統的一項重大節能措施。在質調節的供暖系統中，按設計熱負荷確定的循環水量；按熱指標計算單位面積的循環水量，是最合理的循環水量。但是，實際的循環水量要比計算或確定的循環水量大很多。產生問題的主要原因：是供、回水溫度低，水平和垂直失調嚴重，造成了近端熱，遠端冷、頂層熱、底層冷的現象比較普遍的。在系統中安裝了動態水平平衡元件（自立式平衡閥），采暖系統處在動態的自控狀態下，水力失調的問題可以從根本上得到解決。總之，循環水量的確定，應是合理的循環水量或是最小的循環水量，這樣既保證了供暖系統的需求，又節省了循環泵的電耗。

1.2量調節

在量調節時，只是改變供暖系統的循環水量，但必須恒定供暖系統的壓差，合理地控制回水的溫度。我們使熱用戶室內的溫度恒定，是靠采暖系統每座樓房入口處安裝的動態平衡閥來控制。

1.2.1鍋爐循環水流量的調整

循環水量的改變。原來是循環水泵輸出的水要經過三臺7mw/h的鍋爐，這就造成了進入鍋爐的水量超過了鍋爐的額定流量，影響了鍋爐的燃燒效果，現在改為在系統的末端加裝了旁通管路，調整旁通管路的旁通閥，控制每臺鍋爐的進水量，保證每臺鍋爐的出力在額定的流量范圍內，改善了鍋爐的燃燒狀態，提高了鍋爐的效率。

1.2.2恒定供暖系統壓差

恒定供暖系統的壓差是根據供暖系統的總阻力來確定。實踐證明，供暖系統的總壓差不宜小于0.1Mpa。

1.2.3供暖回水溫度的確定

供暖回水溫度的確定是用常規的計算方法，結合我們的實際情況來確定。由于散熱量的變化對回水溫度影響很小，因此供暖回水溫度在一個采暖期內，并非恒定。一般情況下，需要根據室外溫度的變化規律分成幾個階段，至少亦應按初寒期，嚴寒期和末寒期來劃分，進行3-4次的調整，供暖系統才能達到理想的狀態。我們控制的回水溫度的辦法，是用當天室外最低來溫度控制鍋爐回水的溫度。使其更加科學合理，從而減少了許多無用的消耗。

2.平衡調節工具的性能及適用范圍

在[民用建筑節能設計標準（采暖居住建筑分）]JGJ26-95標準中規定：“設計中應對采暖供熱系統進行水力平衡計算，確定各環路的水量符合設計要求。在室外各環路及建筑物入口處采暖供水管（或回水管）路上應安裝平衡閥或其它水力平衡元件，并進行水力調試。”

因此，在熱水采暖系統中應用的水力平衡元件—靜態或動態的平衡調節工具性能的優劣，是確保供暖系統水力平衡和水力穩定的關鍵。

2.1靜態平衡調節工具的性能及適用范圍

2.1.1孔板

孔板一般是用4-8mm的不銹鋼板制作的，形狀為：中間帶孔的阻力圈，孔板的孔徑按下面的公式進行計算：d=k·G/△h

d：孔板直徑，mm

k：孔板系數，一般k值取3.57

△h：剩余壓頭（孔板前后壓差）Pa

G：流量，升/小時

由于熱用戶內部供暖系統的剩余壓頭無法用閥門來消耗，采用孔板克服剩余的壓頭，從而使供暖系統中的熱用戶按設計流量進行分配。由于孔板在運行期間更換起來太麻煩，近幾年來我們在供暖系統上已經不采用這種元件。

2.1.2調節閥

改變調節閥的閥芯與閥座之間的節流面積，便可調節流量，而且開度與流量成線性關系。因此，調節閥的水力特性也遵循P=K·G原理。但是實際上有多種因素影響調節效果，在節流面積變化的同時，還會發生閥前閥后壓差的變化，而壓差的變化也會引起流量的變化。所以在供暖系統管網范圍不是很大的情況下，由有經驗的工人或技術人員進行多次調節也能取得一定的效果。但是，此項工作的操作是非常困難的，根本無法調節到最佳的狀態。

2.1.3自立式平衡閥

自立式平衡閥與普通閥門的不同之處在于閥體上有開度指示、 開度鎖定裝置及兩個測壓小閥。在做供暖管網平衡調試時，將專用智能儀表與被調試平衡閥的測壓小閥連接后， 智能儀表能用數字顯示出流經閥門的流量及壓降值。向儀表輸入該平衡閥處所需求的流量值后，智能儀表經過計算和分析，可顯示出管路系統達到水力平衡時該閥門的開度值。調試比較復雜，而且當系統負荷發生變化以后，還需全系統的重新調試。

2.2動態平衡調節工具的性能及適用范圍

2.2.1溫度控制閥

溫度控制閥一般是安裝在散熱器的入口處，它是安裝在并聯連接管路的采暖系統中，我們到目前為止還沒有使用過。其性能是給溫度控制閥設定數值，當室溫超過設定的數值后，裝在感溫元件內的液體蒸發，使溫包內的壓力增高，壓縮波紋管使閥門關小，減少進入散熱器的流量，從而達到降低室內溫度的目地。

2.2.2自力式流量調節閥

流量調節閥是一個多孔板組合的連動裝置，它是由一個流量設定調節閥，即手動的可調孔板（相當于一個靜態平衡元件）和由二個閥瓣及彈簧、膜片組成的動態調節裝置，即自動的可調孔板（相當于一個動態平衡元件）來組成。手動可調孔板是用戶根椐設計負荷的循環流量值，使用專用工具旋轉流量設定調節閥，調至所需流量值對準流量刻度線（指標值）即可。流量一經設定，其值是永恒的，不）受供熱系統的壓差、負荷等因素變化的影響。

2.2.3差壓控制器

差壓控制器是一種當管道內差壓升高時可自動閉合的自力式差壓控制器。差壓控制器可以根據需要提供不同的差壓。我們也應當選用差壓控制器，來調整系統內的阻力。

綜上所述，目前我國供熱系統中的平衡調節問題，是一個比較復雜的技術問題，有共同點，也有不同點，需要工程技術人員根據供暖系統的具體實際情況去分析；去解決。加強環保意識、節約能源、降低基建和運行費用。發揮科技優勢，使用合理的水力平衡元、器材（件），對推動我國集中供熱事業的發展，必然會產生深遠意義的影響。 [科]

【參考文獻】

[1]宋清波，徐志濱.熱力站的節能優化設計[J].管道技術與設備，2012（02）.

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