哈工大供热工程赵热水供热系统的供热调节课件

哈工大供热工程赵热水供热系统的供热调节课件供热工程供热工程-第八章第八章热水供热系统的供热调节哈工大供热工程赵热水供热系统的供热调节课件8-1 概述一、调节目的 在室外气温变化或使用条件变化时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热用户设备的放热量与用户热负荷变化相适应。相适应。哈工大供热工程赵热水供热系统的供热调节课件二、调节分类1按调节时间不同E初调节：系统投入运行前的一次性调系统投入运行前的一次性调 节；节；E运行调节：（供热调节）：系统运行期间（供热调节）：系统运行期间 的经常性调节的经常性调节。2按调节地点不同E集中调节：在热源处进行的调节；：在热源处进行的调节；E局部调节：在热力站或热力入口处进行的调：在热力站或热力入口处进行的调 节；节；E个体调节：在散热设备处进行的调节。：在散热设备处进行的调节。哈工大供热工程赵热水供热系统的供热调节课件3按调节手段不同质调节：流量不变，改变供回水温度的：流量不变，改变供回水温度的 调节；调节；量调节：供水温度不变，改变循环流量：供水温度不变，改变循环流量 的调节；的调节；分阶段改变流量质调节：按流量变化分几：按流量变化分几 个阶段、每个阶段采用质调节；个阶段、每个阶段采用质调节；间歇调节：保持循环流量和水温不变改：保持循环流量和水温不变改 变，每天供暖时间的调节。变，每天供暖时间的调节。哈工大供热工程赵热水供热系统的供热调节课件3-2 供暖热负荷供热调节的基本公式l供暖热负荷调节的任务：随室外气温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变化保持供暖房间的室内温度tn不变。不变。l当热水网路在稳定状态下运行时，如不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，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。同时也应等于供暖热用户的热负荷。哈工大供热工程赵热水供热系统的供热调节课件一、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式中 Q1 建筑物供暖热负荷建筑物供暖热负荷 W Q2 散热器散热量散热器散热量 W Q3 网路输热量网路输热量 W Q1Q3Q2哈工大供热工程赵热水供热系统的供热调节课件根据上述定义，有如下公式根据上述定义，有如下公式 Q1=qV(tn-tw)Q2=KF(tP-tn)=A(tP-tn)BF(tP-tn)=AF(tg+th)/2-tn1+B Q3=cG(tg-th)哈工大供热工程赵热水供热系统的供热调节课件设计工况（设计工况（tw/）下，仍有）下，仍有 Q/1.=Q/2.=Q/3 W （8-2）相应的公式为相应的公式为 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+B Q/3=cG/(t/g-t/h)哈工大供热工程赵热水供热系统的供热调节课件二、运行调节基本公式1散热器用户 令运行工况（令运行工况（tw）下）下 热负荷热负荷 Q与设与设计工况（计工况（tw/）下热负荷）下热负荷Q/之比为之比为Q，则，则有有 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令运行工况下流量与设计工况下流量之比为之比为G，则有，则有 G=G/G/（8-4）哈工大供热工程赵热水供热系统的供热调节课件二、运行调节基本公式综合上述公式可得出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）哈工大供热工程赵热水供热系统的供热调节课件 2暖风机用户作为上述公式的特例，其传热指数作为上述公式的特例，其传热指数B=0，则有，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哈工大供热工程赵热水供热系统的供热调节课件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（作为补充条件代入式（8-5）1.无混水直接连接 tg=tn+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)哈工大供热工程赵热水供热系统的供热调节课件 2.混水直连 质量平衡：质量平衡：G=GW+Gh热量平衡：热量平衡：G tg=GW tWg+Gh th 依质量平衡和热量平依质量平衡和热量平衡，可得出：衡，可得出：GW tWgtg GGhthth图8-2 混水连接示意图哈工大供热工程赵热水供热系统的供热调节课件GW（tW-tg）=Gh（tg-th）令混水比令混水比u=Gh/Gw,则有：则有：u=(tWg-tg)/tg-th）(8-8)同理，设计工况下混水比同理，设计工况下混水比u/u/=(t/Wg-t/g)/t/g-t/h）(8-9)哈工大供热工程赵热水供热系统的供热调节课件 u=(tWg-tg)/tg-th）(8-8)u/=(t/Wg-t/g)/t/g-t/h）(8-9)依式（依式（8-8）（）（8-9）得出）得出：t tWgWg=t tg g+u(t+u(tg g-t-th h)把式（把式（8-7）代入）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)哈工大供热工程赵热水供热系统的供热调节课件二、量调节 tg=t/g作为补充条件代入式（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），可得出循环流量和回水温度随室外气温变化关系气温变化关系哈工大供热工程赵热水供热系统的供热调节课件二、量调节 tg=t/g作为补充条件代入式（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），可得出循环流量和回水温度随室外气温变化关系气温变化关系tm=tn+0.5(t/g+t/h-2tn)Q1/(1+B)tm=(tg+th)/2th=2 tm tg=2 tm-t/g哈工大供热工程赵热水供热系统的供热调节课件二、量调节 随流量比随流量比G改变，循环水泵扬程比改变，循环水泵扬程比H成二次方变化，而水泵轴功率比成二次方变化，而水泵轴功率比N成三成三次方变化。因此量调节可以大幅度节约次方变化。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。电能，但是对直连用户易产生垂直失调。哈工大供热工程赵热水供热系统的供热调节课件三、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。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变的质每一阶段内采用循环流量保持不变的质调节。令调节。令=G=const 工程中一般划分为工程中一般划分为2-3个阶段。个阶段。两阶段时，相对流量比采用两阶段时，相对流量比采用1.0和和0.75；三阶段时，相对流量比为三阶段时，相对流量比为1.0、0.8和和0.6。哈工大供热工程赵热水供热系统的供热调节课件1无混水直连的分阶段改变流量质调节把把值代入公式（值代入公式（8-7）可得出无混水直连的分阶）可得出无混水直连的分阶段改变流量质调节公式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)哈工大供热工程赵热水供热系统的供热调节课件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)+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）哈工大供热工程赵热水供热系统的供热调节课件 3变流量点的确定=0.75时时,H=0.56,N=0.42,此时节电此时节电58%。显然，应尽可能增大。显然，应尽可能增大75%流量流量的水泵的工作时间，即：变流量点应尽的水泵的工作时间，即：变流量点应尽量偏向室外温度较低处。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，不应超过设计供水温度，即即tgt/g哈工大供热工程赵热水供热系统的供热调节课件四、调节曲线的绘制1 1例例 哈尔滨市哈尔滨市 t/w=-26，四柱，四柱813813型型散热器传热指数散热器传热指数B=0.30B=0.30，室内计算温度，室内计算温度tn=18。依据上述数据，绘制下列条。依据上述数据，绘制下列条件的调节曲线：件的调节曲线：（1 1）设计供回水温度）设计供回水温度95/7095/70，直接连接；，直接连接；（2 2）网路设计供回水温度）网路设计供回水温度130/70130/70，混水，混水后用户设计水温后用户设计水温95/7095/70；（3 3）设计供回水温度）设计供回水温度95/7095/70，直接连接，直接连接，分阶段改变流量质调节。分阶段改变流量质调节。哈工大供热工程赵热水供热系统的供热调节课件2计算计算 依据有关公式和基础数据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，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 +0.5(2130-95-70)(18-tw)/(18+26)=18+3.5(18-tw)0.77+1.08(18-tw)nth=18+3.5(18-tw)0.77-0.284(18-tw)哈工大供热工程赵热水供热系统的供热调节课件(3)100%流量时，公式同（流量时，公式同（8-11）75%流量时流量时tg=1 8+0.5(9 5+7 0-3 6)(1 8-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)哈工大供热工程赵热水供热系统的供热调节课件(3)100%流量时，公式同（流量时，公式同（8-11）75%流量时流量时tg=1 8+0.5(9 5+7 0-3 6)(1 8-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)哈工大供热工程赵热水供热系统的供热调节课件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：tw()-26-23-20-17-14-11-8-5-2025tg()9590.7386.6482.0277.5673.0268.4063.6758.5255.5252.1446.92th()7067.4464.8262.1459.3856.5553.6350.6147.4645.3043.0539.54twg()130123.36116.65109.88103.0396.1189.0981.8974.7469.8564.8857.26th()7067.4464.8262.1459.3856.5553.6350.6147.4645.3043.0539.54=1.0tg9590.7386.6482.02.th7067.4464.8262.14.=0.75tg 85.3480.6075.7870.8765.8560.7257.2353.6648.15th 58.8156.3453.7951.5648.4245.5643.5841.5338.30哈工大供热工程赵热水供热系统的供热调节课件五、间歇调节n当室外温度升高时，不改变网路的循环水量和当室外温度升高时，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，供水温度，而只减少每天供暖小对数，n这种供热调节方式称为间歇调节。这种供热调节方式称为间歇调节。n间歇调节可以在室外温度较高的供暖初期和末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每天工作总时数n随室外温度的升高而减少。随室外温度的升高而减少。它可按下式计算它可按下式计算哈工大供热工程赵热水供热系统的供热调节课件nn=24(tn-tw)/(tn-tw)h/d (8-13)n式中式中tw-间歇运行时的某一室外温度，间歇运行时的某一室外温度，n tw-开始间歇调节时的室外温度开始间歇调节时的室外温度(相应于网相应于网路保持的最低供水温度路保持的最低供水温度)，。n开始采用间歇运行时的室外温度开始采用间歇运行时的室外温度tw由以下条件由以下条件确定：确定：n开始采用间歇运行时的网路最低温度开始采用间歇运行时的网路最低温度n在调节曲线上查得或由调节公式试算。在调节曲线上查得或由调节公式试算。n 哈工大供热工程赵热水供热系统的供热调节课件n对例题对例题8-1的哈尔滨市的哈尔滨市9570的热水网路，的热水网路，网路上并联连接有供暖和热水供应用户系统。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。时，网路的每日工作小时数。n解解:对连接有热水供应用户的热水供热系统，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网路的供水温度不得低于70，以保证在换热，以保证在换热器内，将生活热水加热到器内，将生活热水加热到6066。n 根据例题根据例题8-l的计算表，查得的计算表，查得tg=70 时，时，tw=-9.5 哈工大供热工程赵热水供热系统的供热调节课件nn=24(tn-tw)/(tn-tw)=24 (18-tw)/18-(-9.5)n =0.866(18-tw)n当室外气温为当室外气温为+5 时，网路的每日工作小时时，网路的每日工作小时数数nn=0.866(18-tw)=0.866（18-5）=11.26h哈工大供热工程赵热水供热系统的供热调节课件3-4间接连接热水供暖系统的集中供热调节 n 供暖用户系统与热水网路采用间接连接时供暖用户系统与热水网路采用间接连接时(图图8-3)，随室外温度，随室外温度tw的变化，需同时对热水网路和的变化，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：管道散热，可以得出：Q4Q2Q1Q5Q3哈工大供热工程赵热水供热系统的供热调节课件nQ1=Q2=Q3=Q4=Q5nQ1围护结构散热量；围护结构散热量；Q2散热器散热量；散热器散热量；Q3二二级热网传热量级热网传热量nQ4换热器散热量；换热器散热量；Q5一级热网传热量一级热网传热量哈工大供热工程赵热水供热系统的供热调节课件n式中式中Q1=Q2=Q3 及其相关的公式推导已在前面有关章及其相关的公式推导已在前面有关章节给出。节给出。n而换热器换热量而换热器换热量Q4=KFtn一级网输热量一级网输热量Q5=cG1(tg1-th1),设计工况下分别有：设计工况下分别有：nQ4=KF t,Q5=cG1(tg1-thi),根据推得的热平衡根据推得的热平衡式式Q1=Q4=Q5可以得出：可以得出：nQ1=G1(tg1-th1)/(tg1-thi)=K t，以萨科洛夫近似，以萨科洛夫近似公式表示公式表示nK=0.5（G1G2）0.5，对逆流式换热器，其算术温差按图，对逆流式换热器，其算术温差按图示可表示为：示可表示为：t=(td+tx)/2=(tg1-th2+tg1-th2)/2;n=(tg1+th1)-(tg2-th2)/2;经整理后得出：经整理后得出：哈工大供热工程赵热水供热系统的供热调节课件nQ1=G1(tg1-th1)/(tg1-thi)=（G1G2）0.5 xn(tg1+th1)-(tg2+th2)/(tg1/+th1/)-(tg2/+th2/)(8-14)n上述公式中，三个等式，五个未知数。需给出两个补充条上述公式中，三个等式，五个未知数。需给出两个补充条件方可得出具体的解。具体的边界条件为：件方可得出具体的解。具体的边界条件为：n1.一级网质调节一级网质调节G1=1 二级网质调节二级网质调节G2=1 n2.一级网质调节一级网质调节G1=1 二级网量调节二级网量调节tg2=tg2/n3.一级网量调节一级网量调节tg1=tg1/二级网质调节二级网质调节G1=1 n4.一级网量调节一级网量调节tg1=tg1/二级网量调节二级网量调节tg2=tg2/n目前可能应用的方式是目前可能应用的方式是1、3两种，而应用最多的是两种，而应用最多的是1哈工大供热工程赵热水供热系统的供热调节课件n对第一种调节方式，对第一种调节方式，G1=1 G2=1代入公式代入公式（8-14）ntg1=0.5(tg2+th2)+0.5(2 tg1/-tg2-th2)Qnth1=0.5(tg2+th2)+0.5(2 th1/-tg2-th2)Qn整理后：整理后：tg1=tn+0.5(t/g2+t/h2-2tn)Q1/(1+B)+0.5(2t/g1-t/g2-t/h2)Q (8-15)th1=tn+0.5(t/g2+t/h2-2tn)Q1/(1+B)-0.5(2t/g1-t/g2-t/h2)Q (8-15)