二次網(wǎng)熱力平衡度概念及其分析應(yīng)用

1、二次網(wǎng)熱力平衡度概念及其分析應(yīng)用摘要：本文通過(guò)大量室溫?cái)?shù)據(jù)分析計(jì)算，依據(jù)數(shù)理統(tǒng)計(jì)理論，定義了室溫穩(wěn)定 度、室溫偏離度和系統(tǒng)熱力平衡度三個(gè)公式。他們表征了室溫?cái)?shù)據(jù)的不同方面， 可以獨(dú)立于供熱系統(tǒng)之外進(jìn)行單純的數(shù)據(jù)比對(duì)，再加上平均室溫、室溫標(biāo)準(zhǔn)、室 溫分布百分比等數(shù)據(jù)就基本上可以把大量室溫狀況通過(guò)數(shù)據(jù)或指標(biāo)描述清楚了。 室溫穩(wěn)定度用以衡量一天中室溫波動(dòng)狀況，其值越大表明室溫波動(dòng)越小，理想的 室溫穩(wěn)定度值在0.95以上；室溫偏離度表征單個(gè)室溫與平均溫度的差別，是個(gè)體 與整體的關(guān)系，在調(diào)試過(guò)程中應(yīng)用有意義；系統(tǒng)熱力平衡度衡量整個(gè)系統(tǒng)某一時(shí) 刻或一天的室溫平衡度，其值越大表明整個(gè)系統(tǒng)各個(gè)室溫趨于一致。關(guān)

2、鍵詞：室溫；穩(wěn)定；偏離；系統(tǒng)；熱力平衡前言:目前，得益于NB-ioT技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的供熱行業(yè)監(jiān)管部門、供熱企業(yè)開(kāi)始 大量監(jiān)測(cè)用戶室溫。利用該技術(shù)，不僅可以得到一個(gè)供熱系統(tǒng)的抽樣室溫，也可以大面積測(cè) 量用戶室溫。這對(duì)于監(jiān)管部門了解各供熱公司供熱效果、監(jiān)管供熱質(zhì)量很有幫助，對(duì)熱力公 司也大有裨益：不僅可以準(zhǔn)確了解系統(tǒng)是否存在過(guò)量供熱、或供熱量不足，有效實(shí)施熱力站 的精準(zhǔn)調(diào)控；還可以了解室溫分布狀況，評(píng)估二次網(wǎng)的失調(diào)狀況，對(duì)二次管網(wǎng)進(jìn)行有針對(duì)性 的水力平衡調(diào)節(jié)。但是，一個(gè)供熱面積10萬(wàn)平方米的熱力站大約有1000個(gè)用戶，對(duì)應(yīng)就有 1000個(gè)室溫（每戶測(cè)一個(gè)點(diǎn)）；如果按5%抽樣，就有50個(gè)用戶室

3、溫。目前可以用來(lái)評(píng)判的 指標(biāo)是室溫標(biāo)準(zhǔn)如18C或20C、室溫分布百分比等等。還有沒(méi)有其他指標(biāo)可以用來(lái)評(píng)判用 戶室溫和二次網(wǎng)平衡狀況，由此來(lái)指導(dǎo)熱力站精準(zhǔn)調(diào)控和二次網(wǎng)的水力平衡調(diào)節(jié)，本文試著 定義室溫穩(wěn)定度、室溫偏離度和系統(tǒng)熱力平衡度等幾個(gè)概念，并進(jìn)行初步分析，為未來(lái)的供 熱大數(shù)據(jù)分析提供一點(diǎn)幫助。1二次網(wǎng)的失調(diào)1.1水力失調(diào)存在的現(xiàn)象熱用戶實(shí)際室溫與平均室溫的偏差，反映了供熱系統(tǒng)的熱力工況的失調(diào)程度。發(fā)生熱力 二次管網(wǎng)失調(diào)現(xiàn)象表現(xiàn)為：某些熱用戶實(shí)際獲得的熱量大于設(shè)計(jì)規(guī)定負(fù)荷。很多情況下，末 端用戶未得到應(yīng)有熱量，室溫難以達(dá)標(biāo)。追求熱力工況穩(wěn)定，既不發(fā)生水平失調(diào)（各熱用戶 間或立管間），也不出現(xiàn)

4、垂直失調(diào)（同一立管間），各房間溫度均勻一致，這是供熱系統(tǒng)重 要的控制目標(biāo)之一。采用大流量、小溫差”的運(yùn)行方式，可以在一定程度上緩解熱力失調(diào)， 但是有很大的局限性。1.2水力失調(diào)的解決方案1.2.1用增加大流量的方式彌補(bǔ)末端流量不足我國(guó)樓宇的水力平衡設(shè)計(jì)在上世紀(jì)90年代方式較為單一。當(dāng)時(shí)的水力平衡設(shè)計(jì)僅依靠 管徑選擇、同程布置等途徑來(lái)取得靜態(tài)系統(tǒng)平衡。如前所述，為解決某些用戶室溫低問(wèn)題時(shí)， 采取了增大流量的方式。但以增大流量的方式來(lái)彌補(bǔ)末端不熱現(xiàn)象，存在如下弊端：（1） 增大流量，要增大相應(yīng)循環(huán)水泵的功率，需要更多的電耗。（2）在熱源或鍋爐本體具備可 操作性的前提下，增大流量相應(yīng)提高了系統(tǒng)總供熱

5、量。但每用戶所獲得的熱量不成正比。還 會(huì)造成用戶室溫的差距進(jìn)一步增大，系統(tǒng)供熱量進(jìn)一步增大。（3）增大流量，常常需要更 換大功率水泵這樣會(huì)導(dǎo)致投資增加。1.2.2加裝靜態(tài)平衡閥解決系統(tǒng)失調(diào)問(wèn)題實(shí)現(xiàn)水力平衡可以采用多種措施：可以以同程式的設(shè)計(jì)來(lái)平衡環(huán)路之間的阻力，同時(shí)可 以通過(guò)設(shè)置靜態(tài)平衡閥來(lái)應(yīng)對(duì)靜態(tài)失調(diào)與動(dòng)態(tài)失調(diào)。動(dòng)態(tài)失調(diào)的解決與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試通常較為困 難。我們的實(shí)際應(yīng)用證明，使用安裝靜態(tài)平衡閥是比較可行的解決方法。靜態(tài)平衡閥工作原 理是，改變閥芯與閥座間距離，使介質(zhì)的流動(dòng)阻力發(fā)生改變，最終實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)流量的目的。在 管道系統(tǒng)中安裝靜態(tài)平衡閥，通過(guò)對(duì)其調(diào)節(jié)來(lái)改變系統(tǒng)管道特性阻力數(shù)比值，使之與設(shè)計(jì)要 求

6、一致。調(diào)節(jié)系統(tǒng)內(nèi)各分配點(diǎn)的預(yù)定流量，讓系統(tǒng)的流量分配合理，使系統(tǒng)達(dá)到靜態(tài)平衡。2案例計(jì)算4.1以某熱力公司一換熱站為例，測(cè)得站內(nèi)7個(gè)用戶某日的室內(nèi)溫度。室溫穩(wěn)定度依據(jù) 公式,計(jì)算各測(cè)點(diǎn)室溫穩(wěn)定度見(jiàn)表1，所有的室溫穩(wěn)定度都在0.95以上。通過(guò)對(duì)室溫監(jiān)測(cè)的大 數(shù)據(jù)分析，整理室溫穩(wěn)定度和標(biāo)準(zhǔn)差的關(guān)系得到圖1，通過(guò)圖1中的測(cè)點(diǎn)表1各測(cè)點(diǎn)室溫穩(wěn)定度圖1室溫穩(wěn)定度與室溫日標(biāo)準(zhǔn)差關(guān)系圖可以判定，大部分的數(shù)據(jù)集中在0.95以上，因此認(rèn)為該換熱站室溫穩(wěn)定度在0.95以上， 表明室溫波動(dòng)小，穩(wěn)定性好，進(jìn)一步說(shuō)明了換熱站供熱量調(diào)控做的好，能保證室溫穩(wěn)定。4.2室溫偏離度通過(guò)公式6和公式8,可以計(jì)算某一時(shí)刻室溫偏離度

7、和室溫日平均偏離 度，部分結(jié)果見(jiàn)表3。從室溫偏離度的定義可知，某一時(shí)刻各測(cè)點(diǎn)的室溫偏離度累積為0。 它反映了各室溫與平均值之間的偏離程度，負(fù)號(hào)表示低于平均溫度。一個(gè)系統(tǒng)在調(diào)試過(guò)程中， 可以通過(guò)室溫偏離度的變化了解熱力平衡過(guò)程。4.3系統(tǒng)熱力平衡度通過(guò)公式9和公式10可以計(jì)算出系統(tǒng)某一時(shí)刻熱力平衡度和日平均 熱力平衡度，部分結(jié)果見(jiàn)表4。通過(guò)這個(gè)值可以看出在一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)不同時(shí)刻室溫狀況，也可 以對(duì)不同的系統(tǒng)進(jìn)行室溫狀況比較。通過(guò)大量數(shù)據(jù)分析，系統(tǒng)的熱力平衡度大于0.9比較好， 最理想的是大于0.95。表3室溫偏離度表3結(jié)論室溫穩(wěn)定度、室溫偏離度、系統(tǒng)熱力平衡度表征了室溫?cái)?shù)據(jù)的不同方面，可以獨(dú)立于供

8、熱系統(tǒng)之外進(jìn)行單純的數(shù)據(jù)比對(duì)，再加上平均室溫、室溫標(biāo)準(zhǔn)、室溫分布百分比等數(shù)據(jù)就基 本上可以把大量室溫狀況通過(guò)數(shù)據(jù)或指標(biāo)描述清楚了。通過(guò)上面的分析計(jì)算，可以得到如下 結(jié)論：（1）室溫穩(wěn)定度衡量一天中室溫波動(dòng)狀況，其值越大表明室溫波動(dòng)越小，理想的室 溫穩(wěn)定度值在0.95以上；（2）室溫偏離度表征系統(tǒng)單個(gè)室溫與全部室溫平均值的差別，是 個(gè)體與整體的關(guān)系，在調(diào)試過(guò)程中應(yīng)用有意義；（3）系統(tǒng)熱力平衡度是衡量整個(gè)系統(tǒng)某一 時(shí)刻或一天的室溫平衡度，其值越大表明整個(gè)系統(tǒng)各個(gè)室溫趨于一致。參考文獻(xiàn)：GB/T50893-2013供熱系統(tǒng)節(jié)能改造技術(shù)規(guī)范.鄒平華，主編.供熱工程.中國(guó)建筑工業(yè)出版社.2018.楊虎，等.應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)