熱水供熱系統(tǒng)的供熱調(diào)節(jié)

三熱水供熱系統(tǒng)的供熱調(diào)節(jié)第一節(jié)概述熱水供熱系統(tǒng)的熱用戶，主要有供暖，通風(fēng)，熱水供應(yīng)和生產(chǎn)工藝用熱系統(tǒng)等。這些用熱系統(tǒng)的熱負荷并不是恒定的，如供暖通風(fēng)熱負荷隨室外氣象條件（主要是室外氣溫）變化，熱水供應(yīng)和生產(chǎn)工藝隨使用條件等因素而不斷地變化。為了保證供熱質(zhì)量，滿足使用要求，并使熱能制備和輸送經(jīng)濟合理，就要對熱水供熱系統(tǒng)進行供熱調(diào)節(jié)。在城市集中熱水供熱系統(tǒng)中，供暖熱負荷是系統(tǒng)的最主要的熱負荷，甚至是唯一的熱負荷。因此，在供熱系統(tǒng)中，通常按照供暖熱負荷隨室外溫度的變化規(guī)律，作為供熱調(diào)節(jié)的依據(jù)。供熱（暖）調(diào)節(jié)的目的，在于使供暖用戶的散熱設(shè)備的放熱量與用戶熱負荷的變化規(guī)律相適應(yīng)，以防止供暖熱用戶出現(xiàn)室溫過高或過低。根據(jù)供熱調(diào)節(jié)地點不同，供熱調(diào)節(jié)可分為集中調(diào)節(jié)，局部調(diào)節(jié)和個體調(diào)節(jié)三種調(diào)節(jié)方式。集中調(diào)節(jié)在熱源處進行調(diào)節(jié)，局部調(diào)節(jié)在熱力站或用戶入口處調(diào)節(jié)，而個體調(diào)節(jié)直接在散熱設(shè)備（如散熱器，暖風(fēng)機、換熱器等）處進行調(diào)節(jié)。集中供熱調(diào)節(jié)容易實施，運行管理方便，是最主要的供熱調(diào)節(jié)方法。但即使對只有單一供暖熱負荷的供熱系統(tǒng)，也往往需要對個別熱力站或用戶進行局部調(diào)節(jié)，調(diào)整用戶的用熱量。對有多種熱負荷的熱水供熱系統(tǒng)，通常根據(jù)供暖熱負荷進行集中供熱調(diào)節(jié)，而對于其它熱負荷（如熱水供應(yīng)，通風(fēng)等熱負荷），由于其變化規(guī)律不同于供暖熱負荷，則需要在熱力站或用戶處配以局部調(diào)節(jié)，以滿足其要求。對多種熱用戶的供熱調(diào)節(jié)，通常也稱為供熱綜合調(diào)節(jié)。集中供熱調(diào)節(jié)的方法，主要有下列幾種：1．質(zhì)調(diào)節(jié)——改變網(wǎng)路的供水溫度；2．分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)；3．間歇調(diào)節(jié)——改變每天供暖小時數(shù)。近年來，在熱水供熱系統(tǒng)中，由于供暖熱用戶與網(wǎng)路采用間接連接，以及采用變速水泵技術(shù)來改變網(wǎng)路循環(huán)水量，故也采用了質(zhì)量—流量調(diào)節(jié)——即同時改變網(wǎng)路供水溫度和流量，進行集中供熱調(diào)節(jié)。第二節(jié)供暖熱負荷供熱調(diào)節(jié)的基本公式供暖熱負荷供熱調(diào)節(jié)的主要任務(wù)是維持供暖房屋的室內(nèi)計算溫度ton當熱水網(wǎng)路在穩(wěn)定狀態(tài)下運行時，如不考慮管網(wǎng)沿途熱損失，則網(wǎng)路的供熱量應(yīng)等子供暖用戶系統(tǒng)散熱設(shè)備的放熱量，同時也應(yīng)等于供暖熱用戶的熱負荷。根據(jù)第一篇供暖工程各章所述，在供暖室外計算溫度為t',散熱設(shè)備采用散熱器時，w則有如下的熱平衡方程式Q=QQ=Q=Q；123Q'二q'VC—11)w1awQ'=K'Fl—t)w2 p.j a(8-1)(8-2)(8-3)Q=G'c('—1'》3600二4187G'('—1'》3600二1.136G'('—t')w(8.4)3 gh gh gh式中 ——建筑物的供暖設(shè)計熱負荷，W；——在供暖室外計算溫度下，散熱器放出的熱量，W；——在供暖室外計算溫度下，熱水網(wǎng)路輸送給供暖熱用戶的熱量，W；q' 建筑物的體積供暖熱指標，即建筑物每lm3外部體積在室內(nèi)外溫度差為1°C時的耗熱量，W/m3.C,建筑物的外部體積，m3；

――供暖室外計算溫度，°c,t—供暖室內(nèi)計算溫度，c,ntg'――進入供暖熱用戶的供水溫度，c；如用戶與熱網(wǎng)采用無混水裝置的直接連接方式(如圖7—la)，則熱網(wǎng)的供水溫度亡=t'；如用戶與熱網(wǎng)采用混水裝置的直接連接方式(如圖7—lb、c),貝9工‘>t'1g1gt'h――供暖熱用戶的回水溫度，c；如供暖熱用戶與熱網(wǎng)采用直接連接，則熱網(wǎng)的回水溫度與供暖h系統(tǒng)的回水溫度相等，即=t';lgt'j——散熱器內(nèi)的熱媒平均溫度，c；p.jG'――供暖熱用戶的循環(huán)水量，kg／h；C――熱水的質(zhì)量比熱，c=4l87J／kg.c；K'――散熱器在設(shè)計工況下的傳熱系數(shù)，W／m2.cF――散熱器的散熱面積，m2。散熱器的放熱方式屬于自然對流放熱，它的傳熱系數(shù)具有K=a(jn)b的形式。如就整個供暖系統(tǒng)來說，可近似地認為:t'pj=(t'g+t'h)/2，則式(8-3)可改寫為Q2\1+bW(8-5)丿(tf+Q2\1+bW(8-5)丿-aF-g h-1,2n若以帶“'”上標符號表示在供暖室外計算溫度t'w下的各種參數(shù)，而不帶上標符號表示在某一室外溫w度t(t>t')下的各種參數(shù)，在保證室內(nèi)計算溫度t條件下，可列出與上面相對應(yīng)的熱平衡方程式。即wwwnQ1二Q2=Q3(8-6)Q=qV(t-1)wQ=qV(t-1)wl nw(8-7)Q2't+1=aF-g h2l+bn3 gh(8-8)(8-9)若令在運行調(diào)節(jié)時流量之比為相對流量比相應(yīng)t若令在運行調(diào)節(jié)時流量之比為相對流量比W則QQQ(8-10)1= 2 = 3(8-10)Q&Q1 2 3同時，為了便于分析計算，假設(shè)供暖熱負荷與室內(nèi)外溫差的變化成正比，即把供暖熱指標視為常數(shù)(q'=q)。但實際上，由于室外的風(fēng)速和風(fēng)向，特別是太陽輻射熱的變化與室內(nèi)外溫差無關(guān)，因此這個假設(shè)會有一定的誤差。如不考慮這一誤差影響，則:Q t一tQ=—1-=n w(8-12)Q t-1八)l n w亦即相對供暖熱負荷比等于相對的室內(nèi)外溫差比。綜合上述公式，可得

t-1 (t+t-2t)1+b t一tQ=?w二——h n^二G弋h(8-13)t-t/V+t'-2t丿+b t'-t'nw gh n gh式(8-13)是供暖熱負荷供熱調(diào)節(jié)的基本公式。式中分母的數(shù)值，均為設(shè)計工況下的已知參數(shù)。在某一室外溫度t的運行工況下，如要保持室內(nèi)溫度t值不變，則應(yīng)保證有相應(yīng)的t、th、(Q)和(G)的四個未知w n gh值，但只有三個聯(lián)立方程式，因此需要引進補充條件，才能求出四個未知值的解。所謂引進補充條件，就是我們要選定某種調(diào)節(jié)方法?？赡軐崿F(xiàn)的調(diào)節(jié)方法，主要有：改變網(wǎng)路的供水溫度(質(zhì)調(diào)節(jié))，改變網(wǎng)路流量(量調(diào)節(jié))，同時改變網(wǎng)路的供水溫度和流量(質(zhì)量—流量調(diào)節(jié))及改變每天供暖小時數(shù)(間歇調(diào)節(jié))。如采用質(zhì)調(diào)節(jié)，即增加了補允條件G=1。此時即可確定相應(yīng)的t、th和(Q)值了。gh第三節(jié)直接連接熱水供暖系統(tǒng)的集中供熱調(diào)節(jié)一、質(zhì)調(diào)節(jié)在進行質(zhì)調(diào)節(jié)時，只改變供暖系統(tǒng)的供水溫度，而用戶的循環(huán)水量保持不變，即G=1 。對無混合裝置的直接連接的熱水供暖系統(tǒng)，將此補充條件G=1代入熱水供暖系統(tǒng)供熱調(diào)節(jié)的基本公式(8-13)，可求出質(zhì)調(diào)節(jié)的供、回水溫度的計算公式。t=t=t+0.5^+1'-2t”1/G+b)+0.5C-1 (8-14)ggn ghn ght=t—t+0.5('+1'—2t1/G+b)—0.5^'—t' °C (8-15)hhn ghn gh或?qū)懗上率絫—t—t+At'Q1/G+b)+0.5At'QC(8-16)ggnn jt—t—t+At'Q1/G+b)-0.5At'QC(8-17)hhnn j°C；式中At'=0.5('+1'-2t)――用戶散熱器的設(shè)計平均計算溫差,°C；n ghnAt'=t'-1'――用戶的設(shè)計供、回水溫度差，C。jgn對帶混合裝置的直接連接的熱水供暖系統(tǒng)(如用戶或熱力站處設(shè)置水噴射器或混合水泵，見圖7-16、c),則t1〉tg，t2=th。式(8-16)所求的￡值是混水后進入供暖用戶的供水溫度，網(wǎng)路的供水溫度下T還應(yīng)根據(jù)混合比再進一步求出。G=G0*G、rj=3-a-Tj.圖8-1幫混水裝置的直接連接供暖茶址與赭水網(wǎng)賂連接示您圖混合比(或噴射系數(shù))u，可用下式表示：u=Gh／G圖8-1幫混水裝置的直接連接供暖茶址與赭水網(wǎng)賂連接示您圖hg式中G——網(wǎng)路的循環(huán)水量，kg/h；gGh――從供暖系統(tǒng)抽引的回水量，kg/ho在設(shè)計工況下，根據(jù)熱平衡方程式(見圖8-1)cG't'+cG't'=G'+G'lt'01 hh 0hg由此可得t-tJg(8-19)t-tgh式中——網(wǎng)路的設(shè)計供水溫度，C。在任意室外溫度t下，只要沒有改變供暖用戶的總阻力數(shù)S值,W則混合比U不會改變，仍與設(shè)計工況下的混合比U,相同，即

TOC\o"1-5"\h\zT—t T，u'=—1 1= 1t—t t't，廠(8-20)hC—t)=t+uQC'—t'^°C(8-21)Tt，廠(8-20)hC—t)=t+uQC'—t'^°C(8-21)T=t+u1gghg根據(jù)式(8-21)，即可求出在熱源處進行質(zhì)調(diào)節(jié)時，網(wǎng)路的供水溫度t隨室外溫度tw(即)的變化關(guān)系式。將式(8-16)的t值和式(8-20)的u= t')代入式(8-21),由此可得出對帶混合裝置的直接連g1ggh接熱水供暖系統(tǒng)的網(wǎng)路供、回水溫度。=t+At'Q1/G+b)+(At'+0.5At')QCnnwjgh(8-22)=t+At'Q1/G+b)—0.5At'QC(8-23)nnj式中At'=t'-t'――網(wǎng)路與用戶系統(tǒng)的設(shè)計供水溫度差，。C。w1g根據(jù)式(8-16)，(8-17)，(8-22)和(8-23)，可繪制質(zhì)調(diào)節(jié)的水溫曲線。散熱器傳熱系數(shù)K的公式中的指數(shù)b值，按用戶選用的散熱器型式確定。實際上，整個供熱系統(tǒng)中各用戶選用的散熱器型式不一，通常多選用柱型和M-132型散熱器。根據(jù)附錄2-1，以按b=0.3計算為宜，即按1/(1+b)=0.77計算。［例題8-11試計算設(shè)計水溫為95C/70C和130C/95C/70C的熱水供暖系統(tǒng)，當采用質(zhì)調(diào)節(jié)時，t=fG)、t=fG)的水溫調(diào)節(jié)曲線。12如哈爾濱市，供暖室外計算溫度為-26C，求在室外溫度t=-15C的供、回水溫度。w［解］⑴對95C/70C熱水供暖系統(tǒng)，根據(jù)式(8-16)、(8-17)t=t=t+At'Q1/G+b)+0.5At'Q1gnsjt=t=t+At'Q1/G+b)—0.5At'Qghnsj其中At'=0.5('+1'—2t)=0.5&+70—2x18)=64.5OCsghnAt'=t'—t'=95—70=25°Cjgh1/(1+b)=0.77；將上列數(shù)據(jù)代入上式，得t=18Cn=t=18+64.5Q0.77+12.5Qg=t=18+64.5Q0.77—12.5Qh由上式可求出T1的質(zhì)調(diào)節(jié)水溫曲0.7S線。計算結(jié)果見表8-1。水溫曲線見圖8-2。又如在哈爾濱市(t'=—26C)，室外溫度t=-15C時的相對供暖ww熱負荷比為44 04hflQ圖8*2按供釀輸負荷進行供熱風(fēng)謂節(jié)的水

餐調(diào)節(jié)曲賤圖?1 2—laor/ser/Tox：的玉st,ift水啟的供水<S5X!/70r的系烷，碉略勅用戶的供水型炭珀曲tib M01C/96r：/70,Cift9G^”帖0的事檜，Rftft用戶的同水溫度.陷■打曲tt*4.6-9&r/70*C的喬就，按分階段裁變itJt的就5節(jié)的供水矍直(曲幾4)常囲水卷Jtf曲戰(zhàn)計t—t=nwt—t=nwt一tnw18一18—(—15)=0.75將=0.75代入上兩式，可求得t=79.1°C, t=60.3°C12(2)對帶混水裝置的熱水供暖系統(tǒng)(130C/95C/70C),根據(jù)式(8-22)和(8-23)t=t+At'Q1/G+b)+(\t'+0.5At%1ns w jt=t2h=t+At'Q1/(1+b)—0.5t=t2hns j其中， At'=t'—t'=130—95=35°Cwgg將數(shù)據(jù)代入式中,得下式t=18+64.5Q0.77+47.5Q1=18+64.5Q0.77—12.5Q計算結(jié)果見表8-1,水溫曲線見圖8-2。對哈爾濱市，當室外溫度t=-15C(=0.75)時，代入上兩式，可求得Wt=105.3C;t=60.3C12從上述的供熱質(zhì)調(diào)節(jié)公式可見，熱網(wǎng)的供，回水溫度T］、t2是相對供暖熱負荷比的單值函數(shù)。表8-1給出不同設(shè)計供回水參數(shù)的系統(tǒng)的t=fO)和t=f(Q)值。12直接連接熱水供暖系統(tǒng)供熱質(zhì)調(diào)節(jié)的熱網(wǎng)水溫(°C) 表8-1系統(tǒng)型式與設(shè)計參數(shù)帶混水裝置的供暖系境無混水裝置的供暖系統(tǒng)110C/95C/70C130C/95C/70C150C/95C/70C‘T2=70C95C/70C110C/70C130C/80CS'T1T1T34.242.934.961.867.863.839.047.339.862.540.959.944.90.460.988.976.944.954.944.961.845.671.051.00.569.679.689.649.662.149.670.250.281.556.50.678.090.0102.054.069.054.078.654.691.761.70.788.3100.3114.358.375.858.386.758.7101.666.60.894.0110.3128.862.382.362.394.662.6111.371.30.9102.2120.2138.268.288.766.2102.466.4120.775.71.01101301507095701107013080注：b=0.3,tn=18Co根據(jù)上述質(zhì)調(diào)節(jié)基本公式，水溫曲線以及例題分析，網(wǎng)路的供，回水溫度隨室外溫度的變化有如下的規(guī)律：隨著室外溫度t的升高，網(wǎng)路和供暖系統(tǒng)的供，回水溫度隨之降低，供、回水溫差也隨之減小，其相W對供、回水溫差比等于該室外溫度下的相對熱負荷比，亦即

t—t T—T t—tfw=-1 2=卄h(8-24)t-t， T，—T， t，-t，nw1 2gh式中Ar――網(wǎng)路的相對供回水溫差。w其它符號同前。由于散熱器傳熱系數(shù)K值的變化規(guī)律為K=a( -1)，供回水溫度呈一條向上凸的曲線。p.jn隨著室外溫度t的升高，散熱器的平均計算溫差亦隨之降低。在某一室外溫度t下，散熱器的相對平W W均計算溫差比與相對熱負荷比，具有如下的關(guān)系式Q1/(i+b)=Atst+t-2tg h nt，t+t-2tg h nt，+1，—2tg h n(8-25)—H WIt-f丿nw式中At=At/At，――它表示在t溫度下，散熱器的計算溫差與設(shè)計工況下的計算溫差的比值。sss由此可見，在給定散熱器面積F的條件下，散熱器的平均溫差是散熱器放熱量的單值函數(shù)。因此，進行熱水供暖系統(tǒng)的供熱調(diào)節(jié)，實質(zhì)上就是調(diào)節(jié)散熱器的平均計算溫差，或即調(diào)節(jié)供、回水的平均溫度，來滿足不同工況下散熱器的放熱量，它與采用質(zhì)或量的調(diào)節(jié)無關(guān)。集中質(zhì)調(diào)節(jié)只需在熱源處改變網(wǎng)路的供水溫度，運行管理簡便。網(wǎng)路循環(huán)水量保持不變，網(wǎng)路的水力工況穩(wěn)定。對于熱電廠供熱系統(tǒng)，由于網(wǎng)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，從而有利于提高熱電廠的經(jīng)濟性，節(jié)約燃料。所以，集中質(zhì)調(diào)節(jié)是目前最為廣泛采用的供熱調(diào)節(jié)方式。但由于在整個供暖期中，網(wǎng)路循環(huán)水量總保持不變，消耗電能較多。同時，對于有多種熱負荷的熱水供熱系統(tǒng)，在室外溫度較高時，如仍按質(zhì)調(diào)節(jié)供熱，往往難以滿足其它熱負荷的要求。例如，對連接有熱水供應(yīng)用戶的網(wǎng)路，供水溫度就不應(yīng)低于70°C。熱水網(wǎng)路中連接通風(fēng)用戶系統(tǒng)時，如網(wǎng)路供水溫度過低，在實際運行中，通風(fēng)系統(tǒng)的送風(fēng)溫度過低也會產(chǎn)生吹冷風(fēng)的不舒適感。在這些情況下，就不能再按質(zhì)調(diào)節(jié)方式，用過低的供水溫度進行供熱了，而是需要保持供水溫度不再降低，用減小供熱小時數(shù)的調(diào)節(jié)方法，即采用間歇調(diào)節(jié)，或其它調(diào)節(jié)方式進行供熱調(diào)節(jié)。二、分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)，是在供暖期中按室外溫度高低分成幾個階段，在室外溫度較低的階段中，保持設(shè)計最大流量，而在室外溫度較高的階段中，保持較小的流量。在每一階段內(nèi)，網(wǎng)路的循環(huán)水量始終保持不變，按改變網(wǎng)路供水溫度的質(zhì)調(diào)節(jié)進行供熱調(diào)節(jié)。即令9=G=const將這補充條件代入供暖系統(tǒng)的供熱調(diào)節(jié)基本公式(8-13)，可求出對無混水裝置的供暖系統(tǒng)/、At，=t+At，Q1/G+b)+0.5jQ°C (8-26)TOC\o"1-5"\h\zns 9=Th—/、At=Th=t+At，Q1/G+b)-0.5jQC(8-27)ns 9對帶混水裝置的供暖系統(tǒng)(8-28)t=t+At，Q1/(i+b)+(\t，+0.5At，)Q(8-28)1ns w j9

t=t=t+At'Q1/G+b)_0.5At'—°C (8-29)2hn s jp式中代表符號同前。在中小型熱水供熱系統(tǒng)中，一般可選用兩組(臺)不同規(guī)格的循環(huán)水泵。如其中一組(臺)循環(huán)水泵的流量按設(shè)計值100%選擇，另一組(臺)按設(shè)計值的70%?80%選擇。在大型熱水供熱系統(tǒng)中，也可考慮選用三組不同規(guī)格的水泵。由于水泵揚程與流量的平方成正比，水泵的電功率N與流量的立方成正比，節(jié)約電能效果顯著。因此，分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)的供熱調(diào)節(jié)方式，在區(qū)域鍋爐房熱水供熱系統(tǒng)中，得到較多的應(yīng)用。對直接連接的供暖用戶系統(tǒng)，采用此調(diào)節(jié)方式時，應(yīng)注意不要使進入供暖系統(tǒng)的流量過少。通常不應(yīng)小于設(shè)計流量的60%，即P=G>60%。如流量過少，對雙管供暖系統(tǒng)，由于各層的重力循環(huán)作用壓頭的比例差增大，引起用戶系統(tǒng)的垂直失調(diào)。對單管供暖系統(tǒng)，由于各層散熱器傳熱系數(shù)K值變化程度不致的影響，也同樣會引起垂直失調(diào)。[例題8-2]哈爾濱市一熱水供暖系統(tǒng)，設(shè)計供、回水溫度=95°C、t'=t'二70°C。采用分階段改變2h流量的質(zhì)調(diào)節(jié)。室外溫度從-15C到-26C為一個階段，水泵流量為100%的設(shè)計流量，從+5C到-15C的一個階段，水泵流量為設(shè)計流量的75%。試繪制水溫調(diào)節(jié)曲線圖，并與95C／70'C的系統(tǒng)采用質(zhì)調(diào)節(jié)的水溫調(diào)節(jié)曲線相對比。[解]1?室外溫度為t=-15C時，相應(yīng)的相對供暖熱負荷比=[18-(-5)]/[18-(-26)]=0.75。w從室外溫度-15C(=0.75)到室外溫度tw=-26C(=1)的這個階段，流量采用設(shè)計流量=1，此階段的水溫調(diào)節(jié)是質(zhì)調(diào)節(jié)。供回水溫度數(shù)據(jù)與上述例題8-1完全相同，見表8-1。2.開始供暖的室外溫tw=+5C，此時相應(yīng)的=(18-5)/[18-(-26)]=0295。 從開始供暖tw=+5C(Q=0.295)到室外溫度tw=-15C(Q=0.75)的這個階段，流量為設(shè)計流量的75%，亦即P二G二0.75。將申=0.75代入式(8-26)、(8-27)，并將At'二64.5°C，At二25°C，1/(1+b)=0.77等已知值代入，可得出此階段ts j 1fGj的關(guān)系式。t二18+64.5—0.77+16.67—1t二18+64.5—0.77_16.67—表8-2表8-2供暖相對熱負荷比0.2950.81.0相應(yīng)哈爾濱市的室外溫度t，Cw+5.00.4-8.4-15-17.2-26網(wǎng)路和用戶的供水溫度T，C148.156.671.582.282.395網(wǎng)路和用戶的回水溫度T，C238.343.251.557.262.370相對流量比0.751.0計算結(jié)果列于表8-2，水溫調(diào)節(jié)曲線見圖8-2。3.通過質(zhì)調(diào)節(jié)與分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)兩種調(diào)節(jié)方式相對比的方法，也可容易地確定后種調(diào)節(jié)方式流量改變后相應(yīng)變化的供、回水溫度。在某一相同室外溫度t下，采用不同調(diào)節(jié)方式，網(wǎng)路的供熱量和散熱器的放熱量應(yīng)是等值的。w根據(jù)網(wǎng)路供熱量的熱平衡方程式

cG( —t)=cG(—t)fg.fh.f gh1()(8-30)得t—t二t—t(8-30)g-fhfGgh根據(jù)散熱器的放熱量熱平衡方程式0.5(t+t-2t)=0.5(t+t-2t)g.fh.fggbn得 tg.f+th.f=tg+thC (8-31)上式t、th――在某一室外溫度t下，采用質(zhì)調(diào)節(jié)的供、回水溫度C；gh wG――采用質(zhì)調(diào)節(jié)時的設(shè)計流量，kg/h；tf、tb.――在相同的室外溫度t下，采用分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)的供、回水溫度，C；g.fb.i wGf――采用分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)的流量，kg/h；=Gf/G——相對流量比；t 室內(nèi)保證的溫度，°C。n聯(lián)立解公式(8-30)，(8-31)，可得th.ftg.ftCth.ftg.ftCh(8-32)I2G丿I2G丿tCg(8-33)如本例題，當tw=-15C(=0.75)，采用質(zhì)調(diào)節(jié)時，利用式(8-16)、(8-17),可得出T1=tg=79.1C，t=t=60.3°Co2h當采用分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)時，在t=-15C(=0.75)，(p=0.75時，利用(8-26)、(8-27)或(8-32)、(8-33)，w可得出t=82.2C，t=57.2Cog.f h.f通過上述分析可見，采用分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)，與純質(zhì)調(diào)節(jié)相對比，由于流量減少，網(wǎng)路的供水溫度升高，回水溫度降低，供、回水溫差增大。但從散熱器的放熱量的熱平衡來看，散熱器的平均溫度應(yīng)保持相等，因而供暖系統(tǒng)供水溫度的升高和回水溫度降低的數(shù)值，應(yīng)該是相等的。三，間歇調(diào)節(jié)當室外溫度升高時，不改變網(wǎng)路的循環(huán)水量和供水溫度，而只減少每天供暖小時數(shù)，這種供熱調(diào)節(jié)方式稱為間歇調(diào)節(jié)。間歇調(diào)節(jié)可以在室外溫度較高的供暖初期和末期，作為一種輔助的調(diào)節(jié)措施。當采用間歇調(diào)節(jié)時，網(wǎng)路的流量和供水溫度保持不變，網(wǎng)路每天工作總時數(shù)n隨室外溫度的升高而減少。它可按下式計算(8-34)t—t(8-34)n=24fwh/dt—tnw式中t——間歇運行時的某一室外溫度，°C,Wt'w――開始間歇調(diào)節(jié)時的室外溫度(相應(yīng)于網(wǎng)路保持的最低供水溫度)，Co［例題8-3］對例題8-1的哈爾濱市130°C/95C/70C的熱水網(wǎng)路，網(wǎng)路上并聯(lián)連接有供暖和熱水供應(yīng)用戶系統(tǒng)。采用集中質(zhì)調(diào)節(jié)供熱。試確定室外溫度t=+5C時，網(wǎng)路的每日工作小時數(shù)。W［解］對連接有熱水供應(yīng)用戶的熱水供熱系統(tǒng)，網(wǎng)路的供水溫度不得低于70C，以保證在換熱器內(nèi)，將生活熱水加熱到60?65Co根據(jù)例題8-1的計算式t二18+64.5Q0.77+74.5Q由上式反算，當采用質(zhì)調(diào)節(jié)時，室外溫度tw=0C(Q=0?41)時，網(wǎng)路的供水溫度亍69.9?70Co因此,

在室外溫度t=o°c時，應(yīng)開始進行間歇調(diào)節(jié)。W當室外溫度tw=5C時，網(wǎng)路的每日工作小時數(shù)為t—t (18—5)n=24-? w=24 =17.3h/dt—t" (18—0丿nw當采用間歇調(diào)節(jié)時，為使網(wǎng)路遠端和近端的熱用戶通過熱媒的小時數(shù)接近，在區(qū)域鍋爐房的鍋爐壓火后，網(wǎng)路循環(huán)水泵應(yīng)繼續(xù)運轉(zhuǎn)一段時間。運轉(zhuǎn)時間相當于熱煤從離熱源最近的熱用戶流到最遠熱用戶的時間。因此，網(wǎng)路循環(huán)水泵的實際工作小時數(shù)，應(yīng)比由式(8-34)的計算值大一些。第四節(jié)間接連接熱水供暖系統(tǒng)的集中供熱調(diào)節(jié)供暖用戶系統(tǒng)與熱水網(wǎng)路采用間接連接時(圖8-3)，隨室外溫度tw的變化，需同時對熱水網(wǎng)路和供暖用戶進行供熱調(diào)節(jié)。通常，對供暖用戶按質(zhì)調(diào)節(jié)方式進行供熱調(diào)節(jié)，以保持供暖用戶系統(tǒng)的水力工況穩(wěn)定。供暖用戶系統(tǒng)質(zhì)調(diào)節(jié)時的供、回水溫度tg/th，可以按式(8-16)、(8-17)確定。熱水網(wǎng)路的供、回水溫度t1字：和St2,取決于一級網(wǎng)路采取的調(diào)節(jié)方式和水-水換熱器的熱力特性。通?？刹捎眉匈|(zhì)調(diào)節(jié)成質(zhì)量-流量調(diào)節(jié)方法。1．熱水網(wǎng)路采用質(zhì)調(diào)節(jié)當熱水網(wǎng)路同時也采用質(zhì)調(diào)節(jié)時，可引進補充條件Gyl=1。根據(jù)網(wǎng)路供給熱量的熱平衡方程式，得出T—T T—TQ=Gr2=十2(8-35)yiyiT"—T" T"—T"1212根據(jù)用戶系統(tǒng)人口水-水換熱器放熱的熱平衡方程式，可得AtQ=kA"(8-36)式中——在室外溫度t時的相對供暖熱負荷比；WT',T"――網(wǎng)路的設(shè)計供，回水溫度，C；12q,t2――在室外溫度t時的網(wǎng)路供、回水溫度，c；12w――水-水換熱器的相對傳熱系數(shù)比，亦即在運行工況t時，水-水換熱器傳熱系數(shù)K值與設(shè)計工況時K'W的比值；△^――在設(shè)計工況下，水一水換熱器的對數(shù)平均溫差，c；V—tJ-G'—t')At'=—lg2 J°C (8-37)T—tIn—l gT—t2h△t——在運行工況t時，水-水換熱器的對數(shù)平均溫差，C。(—t)—(C—t)At=—1 g2JC(8-38)T—tIn—ljT—t2h水-水換熱器的相對傳熱系數(shù)值，取決子選用的水-水換熱器的傳熱特性，由實驗數(shù)據(jù)整理得出。對殼管式水-水換熱器，K值可近似地由下列公式計算K=K=G0-5*Gyier0.5(8-39)式中仁廠—水冰換熱器中，加熱介質(zhì)的相對流量比，此處亦即熱水網(wǎng)路的相對流量比;水-水換熱器中，被加熱介質(zhì)的相對流量比，此處亦即供暖用戶系統(tǒng)的相對流量比。當熱水網(wǎng)路和供暖用戶系統(tǒng)均采用質(zhì)調(diào)節(jié)，G=1,=1時，可近似地認為兩工況下水-水換熱器的傳yi熱系數(shù)相等，即=1(8-40)根據(jù)式(8-35)和將式(8-38)、(8-40)值代入式(8-36)，可得出供熱質(zhì)調(diào)節(jié)的基本公式。T-Tt—tQ 二(8-4i)1—2tg—th—(—t)—G—t)Q=_Lg2J(8-42)T—tAt'?In gT—t2h在某一室外溫度t下，上兩式中、△￡、t'］、t'2為巳知值，t及th值可從供暖系統(tǒng)質(zhì)調(diào)節(jié)計算公式確w l2 gh定。來知數(shù)僅為T］及T2。通過聯(lián)立求解，即可確定熱水網(wǎng)路采用質(zhì)調(diào)節(jié)的相應(yīng)供、回水溫度T］及T2值。2．熱水網(wǎng)路采用質(zhì)量—流量調(diào)節(jié)供暖用戶系統(tǒng)與熱水網(wǎng)路間接連接，網(wǎng)路和用戶的水力工況互不影響。熱水網(wǎng)路可考慮采用質(zhì)量-流量調(diào)節(jié)，即同時改變供水溫度和流量的供熱調(diào)節(jié)方法。隨室外溫度的變化，如何選定流量變化的規(guī)律是一個優(yōu)化調(diào)節(jié)方法的問題。目前采用的一種方法是調(diào)節(jié)流量使之隨供暖熱負荷的變化而變化，使熱水網(wǎng)路的相對流量比等于供暖的相對熱負荷比，亦即人為增加了一個補充條件，進行供熱調(diào)節(jié)G=Q(8-43)yi同樣，根據(jù)網(wǎng)路和水-水換熱器的供熱和放熱的熱平衡方程式，得出T—T—1 2yiT，—T，12根據(jù)式(8-39)，在此調(diào)節(jié)方式下，相對傳熱系數(shù)比值為K=K=G0-5?G0-5yier=Q0-5(8-44)將式(8-43)、(8-44)代人．上述兩個熱平衡方程式中，可得t—T=T，—T，=const(8-45)1212—(—t)—(T—t)Q0-5=—1gt—t(8-46)At，?ln丄gT—t2h在某一室外溫度t下，上兩式中,、△t'，t'1>t'2為已知值，t和th值可由供暖系統(tǒng)質(zhì)調(diào)節(jié)計算公式確w 1 2 gh定。誦過聯(lián)立求解，即可確定熱水網(wǎng)路按Gyi=Q規(guī)律進行質(zhì)量-流量調(diào)節(jié)時的相應(yīng)供、回水溫度-和t'2值。采用質(zhì)量-流量調(diào)節(jié)方法，網(wǎng)路流量隨供暖熱負荷的減少而減小，可以大大節(jié)省網(wǎng)路循環(huán)水泵的電能消耗。但在系統(tǒng)中需設(shè)置變速循環(huán)水泵和配置相應(yīng)的自控設(shè)施(如控制網(wǎng)路供、回水溫差為恒定值，控制變速水泵轉(zhuǎn)速等)，才能達到滿意的運行效果。

分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)和間歇調(diào)節(jié)，也可在間接連接的供暖系統(tǒng)上應(yīng)用。［例題8-4］在一熱水供熱系統(tǒng)中，供暖用戶系統(tǒng)與熱水網(wǎng)路采用間接連接。熱水網(wǎng)路和供暖用戶系統(tǒng)的設(shè)計水溫參數(shù)為：t'］=120°C、t'2=70°C、t'=85°C、t'h=60°C。試確定，當采用質(zhì)調(diào)節(jié)或質(zhì)量-流量調(diào)節(jié)方1 2 g h式時，在不同的供暖相對熱負荷比下的供、回水溫度，并繪制水溫調(diào)節(jié)曲線圖。［解］1.首先確定供暖用戶系統(tǒng)的水溫調(diào)節(jié)曲線。采用質(zhì)調(diào)節(jié)。根據(jù)式(8-16)(8-17),可列出t=f()和th=f()的關(guān)系式。t=18+0.5(85+60-2x18)0.77+0.5(85-60)=18+54.50.77+12.5t=18+54.50.77-12.5ht和.值的計算結(jié)果列于表8-3,水溫調(diào)節(jié)曲線見圖8-4。h表8-3相對熱負荷0.91.0供暖用戶系統(tǒng)43.349.956.262.368.278.979.585.0tgth35.839.943.747.350.753.957.060.0熱水網(wǎng)路，質(zhì)調(diào)節(jié)53.863.973.783.392.7101.9111.0120.0T1T238.843.948.753.357.761.966.070.0熱水網(wǎng)路，質(zhì)量-流費調(diào)節(jié)86.791.796.5101.4106.1110.8115.4120.0T136.741.746.551.456.160.865.470.0T0.91.0相對流量比G.yi2．熱水網(wǎng)路采用質(zhì)調(diào)節(jié)利用式(8-41)、(8-42)，聯(lián)立求解。從式(8-41)，得T-T=(T'-T')Q1212t—t=C—t'ghgh將上式代入式(8-42)經(jīng)整理得出(T將上式代入式(8-42)經(jīng)整理得出(T，—T，)—l，—t，)12 g hT—tIn 1g =——2T—L—T，邁—t At'112hG，—T，)—C—t，)1 2g匚=D則2 gAt，T—tT—(T，1—T，S)Q—t112heD由此得出t，—T，)2+tId—tT=—1——2 h 鼻°C(8-47)1eD—1T2=T1—b1—T2)QC(8-48)現(xiàn)舉例說明，試求=0.8時的q和t2值。

首先計算在設(shè)計工況下的水-水換熱器的對數(shù)平均溫差。At= t')—(t'—t'U 0-85)—(70—6C)/lnl(120-85)/(70—6()3=19.86c1g2h 1g2h<t'—T')—('—t')(120—70)—(85—60)—19.96則常數(shù)D D=―1 2gJ= =1.252519.963，根據(jù)式(8-47)，(8-48)，又當=0.8時，計算得出tg=73.9C3，根據(jù)式(8-47)，(8-48)，又當=0.8時，計算得出tg=73.9CgK120—70)).8+53.9丄1.2525—73.9- =101.9C,e1.2525—1=101.9—(120—70)18=61.9°C一些計算結(jié)果列于表8-3。水溫調(diào)節(jié)曲線見圖8-4。熱水網(wǎng)路采用質(zhì)量--流量調(diào)節(jié)利用式(8-45)，(8-46)聯(lián)合求解因T—T=T—T=const1212—t=('—t')Qhgh將上式代入式(8-46)，經(jīng)整理得出T—t G'—T')—('—t')2ln 丄g =—1 2g匸t—L—t'丿—t At'?Q0.51 1 2h在給定t()值下，上式右邊為一已知值。(T'—T')—('—t'? T—t設(shè)亠宀 g07—=C，則T—Q—T')—t1 1 2hAt'?Q,t=53.9C。則h圖卜4佛■齊4的水溫Iff節(jié)曲燥tanum—一駛網(wǎng)當搖航節(jié)的供、a水凰曲曲役趴口、氛珀一毎網(wǎng)賂按就址-詵書腳ft＞回水由此得出0'—T'+1)ec—teC—1]=——2 heC—1=T—(t'—t')c(8-50)112現(xiàn)舉例計算。求當=0.8時的q和t2值根據(jù)上式(120—70)—(85—60b.8=1680419.96x0.80-5根據(jù)式(8-49)，(8-50)，又當=0.8時，tg=73.9C，th=53.9C(120—70+53.9泊如—73.9e1.6804—1te1.6804—11t=110.8—(120—70)=60.8C2計算結(jié)果列于表8-3，相應(yīng)的水溫調(diào)節(jié)曲線見圖8-4。第五節(jié)供熱綜合調(diào)節(jié)

如前所述，對具有多種熱負荷的熱水供熱系統(tǒng)，通常是根據(jù)供暖熱負荷進行集中供熱調(diào)節(jié)，而對其它熱負荷則在熱力站或用戶處進行局部調(diào)節(jié)。這種調(diào)節(jié)稱作供熱綜合調(diào)節(jié)。本節(jié)主要闡述目前常用的閉式并聯(lián)熱水供熱系統(tǒng)(見圖8-5)，當按供暖熱負荷進行集中質(zhì)調(diào)節(jié)時，對熱水供應(yīng)和通風(fēng)熱負荷進行局部調(diào)節(jié)的方法。為便于分析，假設(shè)下面所討論的熱水供熱系統(tǒng)，在整個供暖季節(jié)都采用集中質(zhì)調(diào)節(jié)。在室外溫度t=5°C開始供暖W時，網(wǎng)路的供水溫度t"1高于70C，完全可以保證熱水供應(yīng)用戶系統(tǒng)用熱要求。網(wǎng)路可不必采用間歇調(diào)節(jié)。TI如圖8-6所示，網(wǎng)路根據(jù)供暖熱負荷進行集中質(zhì)調(diào)節(jié)。網(wǎng)路供水溫度曲線為曲線T'1-T"1-T"1,流出供暖用戶系統(tǒng)的回水溫度曲線為曲線t'2-t"-t"2。2 2.t 2.e研究對熱水供應(yīng)和通風(fēng)熱負荷進行供熱調(diào)節(jié)之前，首先需要確定熱水供應(yīng)和通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計工況。熱水供應(yīng)用戶系統(tǒng)熱水供應(yīng)的用熱量和用水量，受室外溫度影響較小。在設(shè)計熱水供應(yīng)用的水-水換圖as用式并聯(lián)施水供熱系統(tǒng)示意圖G〃_t)—G〃-1圖as用式并聯(lián)施水供熱系統(tǒng)示意圖G〃_t)—G〃-1)—rInffff—-tr-t(8-61)2.r l式中△廣一一在設(shè)計工況下，熱水供應(yīng)用的水-水換熱器的對數(shù)平均溫差，Crt、1—熱水供應(yīng)系統(tǒng)中熱水和冷水的溫度，C；rlt"1——供暖季內(nèi)，網(wǎng)路最低的供水溫度，C；t"2――在設(shè)計工況下，流出水-水換熱器的網(wǎng)路設(shè)計回水溫度，C。2.r網(wǎng)路設(shè)計回水溫度T"2.f可由設(shè)計者給定。給定較高的T"2.r值，則換熱器的對數(shù)平均溫差增大，換熱器的面積可小些，但網(wǎng)路進入換熱器的水流量增大，管徑較粗，因而是一個技術(shù)經(jīng)濟問題。通常可按t"廠t"2=30C?40C，來確定設(shè)計工況下的值。1 2.r 2當室外溫度tw下降時，熱水供應(yīng)用熱量認為變化很小(=1)，但此時網(wǎng)路供水溫度t1升高。為保持換熱器的供熱能力不變，流出換熱器的回水溫度t2應(yīng)降低，因此就需要進行局部流量調(diào)節(jié)。2.r在某一室外溫度t下，可列出如下的供熱調(diào)節(jié)的熱平衡方程式wQ=GQ=Gr yi.rT-TT〃一T〃1 2.t=1(8-52)AtQ=K十=1(8-53)r Atr又根據(jù)式(8-39)，可得K=Go.5(8-54)yi.r上式中T「T2――在室外溫度t下，網(wǎng)路供水溫度和流出換熱器的網(wǎng)路回水溫度，C'1 2.r wG ――網(wǎng)路供給熱水供應(yīng)用戶系統(tǒng)的相對流量比；yi.r――換熱器的相對傳熱系數(shù)比；△t——在室外溫度t下，水-水換熱器的對數(shù)平均溫差，C。rw

Atr1 rAtr1 r 2 LlnT-T—1 R°CT-T2.RL其它符號代表意義同前。將式(8-54)代入熱平衡方程式，可得T-T=1(8-55)G=1(8-55)—ff—ffwT—T1 2.RG0-8?yi.RG-T)-G—TG0-8?yi.R丄r-—T l=1(8-56)At〃InirRT-T2.R L在上兩式中，G與t2為未知數(shù)。通過試算或迭代方法，可確定在某一室外溫度t下，對熱水供yi.R 2.r w應(yīng)熱負荷進行流量調(diào)節(jié)的相對流量比和相應(yīng)的流出水-水換熱器的網(wǎng)路回水溫度。熱水供應(yīng)熱用戶的網(wǎng)路回水溫度曲線為曲線T"2r-T'2r(見圖8-6(a)),相應(yīng)的流量圖見圖8-6(b)。通風(fēng)用戶系統(tǒng)在供暖期間，通風(fēng)熱負荷隨室外溫度變化。最大通風(fēng)熱負荷開始出現(xiàn)在冬季通風(fēng)室外溫度tt的時刻，當t低于t't時，通風(fēng)熱負荷保持不變，但網(wǎng)路供水溫度升高，通風(fēng)的網(wǎng)路水流量減小，故w.t w w.t應(yīng)以t't作為設(shè)計工況。w.t在設(shè)計工況t'wt下，可列出下面的熱平衡方程式Q二G'cG"-T")=K"FG-T〃‘)(8-57)TT1 2T Tpjpj式中 Q't——通風(fēng)設(shè)計熱負荷；G'――在設(shè)計工況t'下，網(wǎng)路進入