哈工大-供熱工程-趙 熱水供熱系統(tǒng)的供熱調(diào)節(jié)ppt課件

1、供熱工程供熱工程-第八章第八章熱水供熱系統(tǒng)的供熱調(diào)理熱水供熱系統(tǒng)的供熱調(diào)理8-1 概述概述一、一、 調(diào)理目的調(diào)理目的 在室外氣溫變化或運(yùn)用條件變化時(shí)在室外氣溫變化或運(yùn)用條件變化時(shí)保證熱源的供熱量、熱網(wǎng)的輸熱量以及保證熱源的供熱量、熱網(wǎng)的輸熱量以及熱用戶設(shè)備的放熱量與用戶熱負(fù)荷變化熱用戶設(shè)備的放熱量與用戶熱負(fù)荷變化相順應(yīng)。相順應(yīng)。二、調(diào)理分類1按調(diào)理時(shí)間不同初調(diào)理： 系統(tǒng)投入運(yùn)轉(zhuǎn)前的一次性調(diào) 節(jié)；運(yùn)轉(zhuǎn)調(diào)理 ：供熱調(diào)理：系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)期間 的經(jīng)常性調(diào)理。2按調(diào)理地點(diǎn)不同集中調(diào)理：在熱源處進(jìn)展的調(diào)理；部分調(diào)理：在熱力站或熱力入口處進(jìn)展的調(diào) 節(jié)；個(gè)體調(diào)理：在散熱設(shè)備處進(jìn)展的調(diào)理。3按調(diào)理手段不同質(zhì)調(diào)理：流量

2、不變，改動(dòng)供回水溫度的 調(diào)理；量調(diào)理：供水溫度不變，改動(dòng)循環(huán)流量 的調(diào)理；分階段改動(dòng)流量質(zhì)調(diào)理：按流量變化分幾 個(gè)階段、每個(gè)階段采用質(zhì)調(diào)理；間歇調(diào)理：堅(jiān)持循環(huán)流量和水溫不變改 變，每天供暖時(shí)間的調(diào)理。3-2 供暖熱負(fù)荷供熱調(diào)理的根本公式供暖熱負(fù)荷供熱調(diào)理的根本公式l供暖熱負(fù)荷調(diào)理的義務(wù)：隨室外氣溫供暖熱負(fù)荷調(diào)理的義務(wù)：隨室外氣溫tw變化堅(jiān)持供暖房間的室內(nèi)溫度變化堅(jiān)持供暖房間的室內(nèi)溫度tn不變。不變。l當(dāng)熱水網(wǎng)路在穩(wěn)定形狀下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如不當(dāng)熱水網(wǎng)路在穩(wěn)定形狀下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如不思索管網(wǎng)沿途熱損失，那么網(wǎng)路的供熱思索管網(wǎng)沿途熱損失，那么網(wǎng)路的供熱量應(yīng)等于供暖用戶系統(tǒng)散熱設(shè)備的放熱量應(yīng)等于供暖用戶系統(tǒng)散熱設(shè)

3、備的放熱量，同時(shí)也應(yīng)等于供暖熱用戶的熱負(fù)荷。量，同時(shí)也應(yīng)等于供暖熱用戶的熱負(fù)荷。一、供熱調(diào)理根本熱平衡式直接銜接、熱網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)、忽略管道散熱條件下直接銜接、熱網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)、忽略管道散熱條件下 Q1=Q2=Q3 W 8-1 圖圖8-1 供熱系統(tǒng)熱平衡關(guān)系表示圖供熱系統(tǒng)熱平衡關(guān)系表示圖式中式中 Q1 建筑物供暖熱負(fù)荷建筑物供暖熱負(fù)荷 W Q2 散熱器散熱量散熱器散熱量 W Q3 網(wǎng)路輸熱量網(wǎng)路輸熱量 W Q1Q3Q2根據(jù)上述定義，有如下公式根據(jù)上述定義，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=

4、cG(tg-th)設(shè)計(jì)工況設(shè)計(jì)工況tw/下，仍有下，仍有 Q/1.=Q/2.=Q/3 W 8-2相應(yīng)的公式為相應(yīng)的公式為 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)二、運(yùn)轉(zhuǎn)調(diào)理根本公式1散熱器用戶 令運(yùn)轉(zhuǎn)工況tw下 熱負(fù)荷 Q與設(shè)計(jì)工況tw/下熱負(fù)荷Q/之比為Q ，那么有 Q=Q1/Q/1=Q2/Q/2=Q3/Q/3 8-3 令運(yùn)轉(zhuǎn)工況下流量與設(shè)計(jì)工況下流量之比為G，那么有 G=G/G/ 8-4二、運(yùn)轉(zhuǎn)調(diào)理根本公式綜合上述公式可得出綜合上述公式可得出 Q=t

5、n-tw/(tn-t/w) =(tg+th-2tn)/t/g+t/h-2tn1+B =G(tg-th)/ (t/g-t/h) 8-5 2暖風(fēng)機(jī)用戶作為上述公式的特例，其傳熱指數(shù)B=0，那么有 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，三個(gè)等式，四個(gè)未知數(shù)。需給出一個(gè)補(bǔ)充條件方可得出詳細(xì)的解3-3 直接銜接熱水供暖系統(tǒng)的供熱調(diào)理直接銜接熱水供暖系統(tǒng)的供熱調(diào)理一、質(zhì)調(diào)理G=1作為補(bǔ)充條件代入式8-51.無(wú)混水直接銜接tg=tn+0.5(t/g+t/h-2tn)Q1/(1+B)+0.5(t/g-t/

6、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.混水直連 質(zhì)量平衡：質(zhì)量平衡： G=GW+Gh熱量平衡：熱量平衡：G tg= GW tWg+ Gh th 依質(zhì)量平衡和熱量平依質(zhì)量平衡和熱量平衡，可得出：衡，可得出：GW tWgtg GGhthth圖8-2 混水銜接表示圖GWtW- tg= Ghtg- th 令混水比令混水比u=Gh/Gw,那么有：那么有： u= (tWg- tg)/ tg- th (8-8)同理，設(shè)計(jì)工況下混水比同理，設(shè)計(jì)工況下混水比u/ u/= (t/Wg- t/

7、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8-88-9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、量調(diào)理 tg= t/g作為補(bǔ)充條件代入式作為補(bǔ)充條件代入式8-5，可得出循環(huán)流量和回水溫

8、度隨室外，可得出循環(huán)流量和回水溫度隨室外氣溫變化關(guān)系氣溫變化關(guān)系二、量調(diào)理 tg= t/g作為補(bǔ)充條件代入式作為補(bǔ)充條件代入式8-5，可得出循環(huán)流量和回水溫度隨室外，可得出循環(huán)流量和回水溫度隨室外氣溫變化關(guān)系氣溫變化關(guān)系tm=tn+0.5(t/g+ t/h-2tn) Q1/(1+B) tm= ( tg + th) /2th=2 tm tg= 2 tm -t/g二、量調(diào)理 隨流量比隨流量比G改動(dòng)，循環(huán)水泵揚(yáng)程比改動(dòng)，循環(huán)水泵揚(yáng)程比H成二次方變化，而水泵軸功率比成二次方變化，而水泵軸功率比N成三次成三次方變化。因此量調(diào)理可以大幅度節(jié)約電方變化。因此量調(diào)理可以大幅度節(jié)約電能，但是對(duì)直連用戶易產(chǎn)生垂直

9、失調(diào)。能，但是對(duì)直連用戶易產(chǎn)生垂直失調(diào)。三、分階段改動(dòng)流量質(zhì)調(diào)理 根據(jù)系統(tǒng)規(guī)模把每個(gè)供暖期按室外根據(jù)系統(tǒng)規(guī)模把每個(gè)供暖期按室外溫度劃分為幾個(gè)階段，氣溫較低階段堅(jiān)溫度劃分為幾個(gè)階段，氣溫較低階段堅(jiān)持設(shè)計(jì)流量；氣溫較高時(shí)采用較小流量。持設(shè)計(jì)流量；氣溫較高時(shí)采用較小流量。每一階段內(nèi)采用循環(huán)流量堅(jiān)持不變的質(zhì)每一階段內(nèi)采用循環(huán)流量堅(jiān)持不變的質(zhì)調(diào)理。令調(diào)理。令=G=const 工程中普通劃分為工程中普通劃分為2-3個(gè)階段。個(gè)階段。 兩階段時(shí)，相對(duì)流量比采用兩階段時(shí)，相對(duì)流量比采用1.0和和0.75； 三階段時(shí)，相對(duì)流量比為三階段時(shí)，相對(duì)流量比為1.0 、0.8和和0.6 。1無(wú)混水直連的分階段改動(dòng)流量質(zhì)調(diào)

10、理把把值代入公式值代入公式8-7可得出無(wú)混水直連的分階段可得出無(wú)混水直連的分階段改動(dòng)流量質(zhì)調(diào)理公式改動(dòng)流量質(zhì)調(diào)理公式 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混水直連的分階段改動(dòng)流量質(zhì)調(diào)理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/

11、g-t/h) Q ( 8 -29) Q =tn-tw/(tn-t/w) 8-123變流量點(diǎn)確實(shí)定=0.75時(shí)時(shí),H=0.56,N=0.42,此時(shí)節(jié)電此時(shí)節(jié)電58%。顯然，應(yīng)盡能夠增大。顯然，應(yīng)盡能夠增大75%流量流量的水泵的任務(wù)時(shí)間，即：變流量點(diǎn)應(yīng)盡的水泵的任務(wù)時(shí)間，即：變流量點(diǎn)應(yīng)盡量偏向室外溫度較低處。量偏向室外溫度較低處。 其限制條件是：變流量以后的供水溫度其限制條件是：變流量以后的供水溫度不應(yīng)超越設(shè)計(jì)供水溫度，不應(yīng)超越設(shè)計(jì)供水溫度， 即即tgt/g四、調(diào)理曲線的繪制1 1例例 哈爾濱市哈爾濱市 t/w =-26 t/w =-26 ，四柱，四柱813813型型散熱器傳熱指數(shù)散熱器傳熱指數(shù)B

12、=0.30B=0.30，室內(nèi)計(jì)算溫度，室內(nèi)計(jì)算溫度tn=18tn=18。根據(jù)上述數(shù)據(jù)，繪制以下條件。根據(jù)上述數(shù)據(jù)，繪制以下條件的調(diào)理曲線：的調(diào)理曲線：1 1設(shè)計(jì)供回水溫度設(shè)計(jì)供回水溫度95/7095/70，直接銜接；，直接銜接；2 2網(wǎng)路設(shè)計(jì)供回水溫度網(wǎng)路設(shè)計(jì)供回水溫度130/70130/70，混水，混水后用戶設(shè)計(jì)水溫后用戶設(shè)計(jì)水溫95/7095/70；3 3設(shè)計(jì)供回水溫度設(shè)計(jì)供回水溫度95/7095/70，直接銜接，直接銜接，分階段改動(dòng)流量質(zhì)調(diào)理。分階段改動(dòng)流量質(zhì)調(diào)理。2計(jì)算計(jì)算 根據(jù)有關(guān)公式和根底數(shù)據(jù)根據(jù)有關(guān)公式和根底數(shù)據(jù)(1)tg=18+0.5(95+70-36)(18- tw)/(18

13、+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) th=18+3.5(18-tw)0.77-0.284(18-tw) (3) 100%流量時(shí)，公式同流量時(shí)，公式同8-11 75%流量時(shí)流量時(shí)tg=18+0.5

14、(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%流量時(shí)，公式同流量時(shí)，公式同8-11 75%流量時(shí)流量時(shí)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)按

15、上述簡(jiǎn)化計(jì)算公式，取室外溫度間隔為3，逐次代入計(jì)算并將結(jié)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()7067.4464.8262.1459.3856.5553.6350.6147.46

16、45.3043.0539.54=1.0tg9590.7386.6482.02.th7067.4464.8262.14.=0.75tg85.3480.6075.7870.8765.8560.7257.2353.6648.15th58.8156.3453.7951.5648.4245.5643.5841.5338.30五、間歇調(diào)理n當(dāng)室外溫度升高時(shí)，不改動(dòng)網(wǎng)路的循環(huán)水量和當(dāng)室外溫度升高時(shí)，不改動(dòng)網(wǎng)路的循環(huán)水量和供水溫度，而只減少每天供暖小對(duì)數(shù)，供水溫度，而只減少每天供暖小對(duì)數(shù)，n這種供熱調(diào)理方式稱為間歇調(diào)理。這種供熱調(diào)理方式稱為間歇調(diào)理。n間歇調(diào)理可以在室外溫度較高的供暖初期和末間歇調(diào)理可以在室外

17、溫度較高的供暖初期和末期，作為一種輔助的調(diào)理措施。當(dāng)采用間歇調(diào)期，作為一種輔助的調(diào)理措施。當(dāng)采用間歇調(diào)理時(shí)，網(wǎng)路的流量和供水溫度堅(jiān)持不變，網(wǎng)路理時(shí)，網(wǎng)路的流量和供水溫度堅(jiān)持不變，網(wǎng)路每天任務(wù)總時(shí)數(shù)每天任務(wù)總時(shí)數(shù)n隨室外溫度的升高而減少。隨室外溫度的升高而減少。它可按下式計(jì)算它可按下式計(jì)算nn=24(tn-tw)/(tn-tw) h/d (8-13)n式中式中tw -間歇運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的某一室外溫度，間歇運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的某一室外溫度，n tw -開(kāi)場(chǎng)間歇調(diào)理時(shí)的室外溫度開(kāi)場(chǎng)間歇調(diào)理時(shí)的室外溫度(相相應(yīng)于網(wǎng)路堅(jiān)持的最低供水溫度應(yīng)于網(wǎng)路堅(jiān)持的最低供水溫度)，。n開(kāi)場(chǎng)采用間歇運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的室外溫度開(kāi)場(chǎng)采用間歇運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的室外溫

18、度tw由以由以下條件確定：下條件確定：n開(kāi)場(chǎng)采用間歇運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的網(wǎng)路最低溫度開(kāi)場(chǎng)采用間歇運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的網(wǎng)路最低溫度n在調(diào)理曲線上查得或由調(diào)理公式試算。在調(diào)理曲線上查得或由調(diào)理公式試算。n n對(duì)例題對(duì)例題8-1的哈爾濱市的哈爾濱市9570的熱水網(wǎng)路，的熱水網(wǎng)路，網(wǎng)路上并聯(lián)銜接有供暖和熱水供應(yīng)用戶系統(tǒng)。網(wǎng)路上并聯(lián)銜接有供暖和熱水供應(yīng)用戶系統(tǒng)。采用集中質(zhì)調(diào)理供熱。試確定室外溫度采用集中質(zhì)調(diào)理供熱。試確定室外溫度tn=+5時(shí)，網(wǎng)路的每日任務(wù)小時(shí)數(shù)。時(shí)，網(wǎng)路的每日任務(wù)小時(shí)數(shù)。n解解:對(duì)銜接有熱水供應(yīng)用戶的熱水供熱系統(tǒng)，對(duì)銜接有熱水供應(yīng)用戶的熱水供熱系統(tǒng)，網(wǎng)路的供水溫度不得低于網(wǎng)路的供水溫度不得低于70，以保證在換

19、熱，以保證在換熱器內(nèi)，將生活熱水加熱到器內(nèi)，將生活熱水加熱到6066。n 根據(jù)例題根據(jù)例題8-l的計(jì)算表，查得的計(jì)算表，查得tg=70 時(shí)，時(shí)，tw=-9.5 nn=24(tn-tw)/(tn-tw)=24 (18- tw) /18-(-9.5)n =0.866 (18- tw) n當(dāng)室外氣溫為當(dāng)室外氣溫為+5 時(shí)，網(wǎng)路的每日任務(wù)小時(shí)時(shí)，網(wǎng)路的每日任務(wù)小時(shí)數(shù)數(shù)nn =0.866 (18- tw)=0.866 18 -5=11.26h3-4間接銜接熱水供暖系統(tǒng)的集中供間接銜接熱水供暖系統(tǒng)的集中供熱調(diào)理熱調(diào)理 n 供暖用戶系統(tǒng)與熱水網(wǎng)路采用間接銜接時(shí)供暖用戶系統(tǒng)與熱水網(wǎng)路采用間接銜接時(shí)(圖圖8-3

20、)，隨室外溫度，隨室外溫度tw的變化，需同時(shí)對(duì)的變化，需同時(shí)對(duì)熱水網(wǎng)路和供暖用戶進(jìn)展供熱調(diào)理。穩(wěn)定傳熱水網(wǎng)路和供暖用戶進(jìn)展供熱調(diào)理。穩(wěn)定傳熱條件下，忽略管道散熱，可以得出：熱條件下，忽略管道散熱，可以得出：Q4Q2Q1Q5Q3nQ1= Q2=Q3 =Q4 =Q5nQ1圍護(hù)構(gòu)造散熱量；圍護(hù)構(gòu)造散熱量；Q2散熱器散熱量；散熱器散熱量；Q3二二級(jí)熱網(wǎng)傳熱量級(jí)熱網(wǎng)傳熱量nQ4換熱器散熱量；換熱器散熱量； Q5一級(jí)熱網(wǎng)傳熱量一級(jí)熱網(wǎng)傳熱量n式中式中Q1= Q2=Q3 及其相關(guān)的公式推導(dǎo)已在前面有關(guān)章及其相關(guān)的公式推導(dǎo)已在前面有關(guān)章節(jié)給出。節(jié)給出。n而換熱器換熱量而換熱器換熱量Q4=KFtn一級(jí)網(wǎng)輸熱量一級(jí)網(wǎng)輸熱量Q5=cG1(tg1-th1),設(shè)計(jì)工況下分別有：設(shè)計(jì)工況下分別有：nQ4 =KF t, Q5=cG1(tg1- thi),根據(jù)推得的熱平根據(jù)推得的熱平衡式衡式Q1=Q4=Q5可以得出：可以得出：nQ1=G1 (tg1-th1)/(tg1- thi)=K t，以薩科洛夫，以薩科洛夫近似公式表示近似公式表示nK=0.5G1G20.5，對(duì)逆流式換熱器，其算術(shù)溫差按，對(duì)逆流式換熱器，其算術(shù)溫差按圖示可表示為：圖示可表示為： t=( td+ tx)/2=(tg1-th2+t