供熱系統(tǒng)分布式變頻循環(huán)水泵的設(shè)計(jì)

#從最佳方案3和3+的闡述過程，已經(jīng)清楚地了解到：熱源循環(huán)泵只承擔(dān)熱源內(nèi)部的熱媒循環(huán)，不再擔(dān)任任何熱網(wǎng)循環(huán)泵的熱媒輸送功能，此時(shí)循環(huán)泵才不再有多余的無效電耗，這是最佳方案。這說明：水壓圖最佳匯交點(diǎn)的位置是在熱源出口處（見圖2-4），其它任何方案都將產(chǎn)生無效電耗，因而是不經(jīng)濟(jì)的?？梢钥闯觯鹤罴褏R交點(diǎn)的確定，與供熱系統(tǒng)的供熱規(guī)模、熱負(fù)荷分布、系統(tǒng)形式都是無關(guān)的。3．沿途加壓泵的設(shè)置當(dāng)供熱系統(tǒng)供熱規(guī)模過大，供熱半徑過長(zhǎng)時(shí)，最優(yōu)方案3和3+的供水壓力可能過低，回水壓力可能過高，此時(shí)在供熱干線上有必要適當(dāng)設(shè)置沿途加壓泵，4．均壓管的設(shè)計(jì)[2]在供熱系統(tǒng)的熱源出口（圖7中的a.b.c）和方案3+的熱用戶混水加壓泵前（圖7中的d）裝設(shè)均壓管。均壓管直徑一般為相鄰管段直徑的三倍，目的是使其管內(nèi)的壓降接近為0，即均壓管內(nèi)為同一壓力值，從而起到穩(wěn)壓的作用，借以減少管路間水力工況的相互干擾。圖7中的（a）,適合于供熱規(guī)模較大的系統(tǒng)，即外網(wǎng)管線較長(zhǎng)，共用同一個(gè)供、回水干線。圖中（b），適合于作用半徑不大的公共建筑的供熱、空調(diào)水系統(tǒng)。對(duì)于公共建筑，由于分系統(tǒng)較多，各自的供熱、空調(diào)需求不同，特別期望系統(tǒng)工況穩(wěn)定，盡量減少分系統(tǒng)之間的干擾。采用（b）圖的連接方式，各分系統(tǒng)自成回路，由于均壓管內(nèi)的壓力為同一數(shù)值，因此各分系統(tǒng)的共用點(diǎn)的壓力相等，從而消除了各分系統(tǒng)由于工況變動(dòng)引起的互相干擾。不難看出，這里的均壓管，實(shí)際上起到了系統(tǒng)的解耦作用。這種連接方式，須敷設(shè)多條供、回水干線，雖然增加了初投資，但穩(wěn)定了運(yùn)行工況，對(duì)于作用半徑不大的公共建筑，應(yīng)是一種可行方案。圖（c），適合于雙泵系統(tǒng)，即將熱源循環(huán)泵與熱網(wǎng)循環(huán)泵分開設(shè)置的系統(tǒng)。這是傳統(tǒng)循環(huán)水泵與最佳分布式變頻循環(huán)水泵二者之間的一種過度方案。將熱源循環(huán)泵與熱網(wǎng)循環(huán)泵分開設(shè)置后，熱網(wǎng)循環(huán)泵可以實(shí)現(xiàn)變頻變流量調(diào)節(jié)，也有明顯的節(jié)電效果。圖（d），適合于熱用戶有混水加壓作用的3+方案。在這種方案設(shè)計(jì)中，均壓管上游端管段上安裝有電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，借以調(diào)節(jié)混水加壓循環(huán)泵的混合比。一般在均壓管上都安裝有放氣閥和泄水閥，有利于系統(tǒng)的維修。5．變頻補(bǔ)水定壓的設(shè)計(jì)圖7中的（e）給出了帶有均壓管的熱源處，進(jìn)行變頻補(bǔ)水定壓的設(shè)計(jì)方法。在熱源循環(huán)泵的出口處至均壓管之間，安裝定壓旁通管（管經(jīng)在DN25-DN40之間，視母管管經(jīng)而定），其上裝設(shè)壓力傳感器和手動(dòng)平衡閥，壓力傳感器反映均壓管的壓力，手動(dòng)平衡閥可調(diào)整均壓管（即壓力傳感器）的壓力值。該設(shè)計(jì)方案的指導(dǎo)思想是，將均壓管的壓力值調(diào)節(jié)控制為系統(tǒng)恒壓點(diǎn)壓力值，其目的，一是為了讓均壓管更好地發(fā)揮解耦作用，提高系統(tǒng)的工況穩(wěn)定性；二是使均壓管按相鄰管段同直徑設(shè)計(jì)，不再增大管徑，有利于系統(tǒng)的施工安裝。采用3或3+的最佳設(shè)計(jì)方案，由于外管網(wǎng)供水壓線的壓力值低于熱源處均壓管的壓力值，且沿管線的外延，其壓力值愈低的特點(diǎn)，在熱源處，系統(tǒng)恒壓點(diǎn)壓力值的確定也與傳統(tǒng)方法有所不同，其恒壓點(diǎn)壓力設(shè)定值應(yīng)為：外網(wǎng)最遠(yuǎn)點(diǎn)供水管熱媒不汽化的壓力值與該點(diǎn)自熱源處的壓力降之和。不難發(fā)現(xiàn)：新的圖7均壓管示意圖6．調(diào)節(jié)閥的取舍在分布式變頻循環(huán)水泵的最優(yōu)方案中，由于基本上消除了無效電耗，沒有多余的資用壓頭需要節(jié)流，其最大的特點(diǎn)是幾乎很少選用流量調(diào)節(jié)閥。如果采用變流量調(diào)節(jié)，通常選用變頻裝置，依靠改變熱用戶循環(huán)水泵的轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)（包括間接連接供熱系統(tǒng)）從而可以免裝大量電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，不但節(jié)電，而且節(jié)約投資。在方案3、3+的最優(yōu)方案中，為了提高熱用戶各室溫的可調(diào)性，在每個(gè)散熱器上必須安裝的流量調(diào)節(jié)設(shè)備是恒溫閥，除此之外，為了保證恒溫閥的工作壓差，可根據(jù)室內(nèi)供暖系統(tǒng)的具體情況，在建筑物熱入口可適當(dāng)安裝少量的手動(dòng)平衡閥或自力式平衡閥亦或壓差調(diào)節(jié)閥，借以節(jié)流10m水柱中的多余資用壓頭。在方案3+中，混水加壓泵不能調(diào)節(jié)混合比，因此，在均壓管的上游管段上應(yīng)安裝電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，借以調(diào)節(jié)一次網(wǎng)的進(jìn)水量，從而改變混合比，實(shí)現(xiàn)二次網(wǎng)供水溫度的要求。7．運(yùn)行中的調(diào)節(jié)控制[3]分布式變頻循環(huán)水泵供熱系統(tǒng)，為了充分節(jié)電，無論室內(nèi)為雙管系統(tǒng)還是單管系統(tǒng)（保證恒溫閥在微調(diào)狀況下運(yùn)行，以降低節(jié)流損失）在運(yùn)行中應(yīng)該采用變流量（質(zhì)量并調(diào)）調(diào)節(jié)方式。在整個(gè)供暖季，隨著室外氣溫的變化，循環(huán)流量應(yīng)在50-100%的設(shè)計(jì)流量下運(yùn)行，經(jīng)計(jì)算變流量運(yùn)行可節(jié)電50%。這樣，分布式變頻循環(huán)水泵供熱系統(tǒng)的總節(jié)電量（循環(huán)水泵裝機(jī)節(jié)電量與運(yùn)行節(jié)電量之和）為65-85%。變頻器的選擇，采用通用型的，其功率應(yīng)與循環(huán)水泵的電機(jī)功率相一致?？刂破鞯倪x擇，應(yīng)根據(jù)相配套的循環(huán)水泵的不同功能而定：對(duì)于熱源循環(huán)泵，選用只有變流量調(diào)節(jié)功能的控制器（也可與鍋爐控制器合一）；對(duì)于熱用戶（熱力站）循環(huán)泵，則應(yīng)選用具有質(zhì)量并調(diào)功能的控制器。變流量調(diào)節(jié)，采用變壓差的調(diào)節(jié)方法：隨著室外溫度的變化，控制器根據(jù)設(shè)定壓差的變化，改變電機(jī)頻率，進(jìn)而改變循環(huán)泵轉(zhuǎn)速，達(dá)到變流量的目的；在室外溫度不變的情況下，根據(jù)設(shè)定壓差的偏離，進(jìn)行變流量調(diào)節(jié)，適應(yīng)熱用戶熱負(fù)荷的變動(dòng)需求。熱源循環(huán)泵進(jìn)行變流量調(diào)節(jié)時(shí)，通常在定流量調(diào)節(jié)下用于調(diào)節(jié)鍋爐循環(huán)水量的旁通管可以不用。當(dāng)熱源循環(huán)流量大于熱網(wǎng)循環(huán)流量時(shí)，均壓管內(nèi)的流向與熱源循環(huán)泵流向一致，否則，反向流動(dòng)。各熱用戶循環(huán)泵工況不同，會(huì)有工況耦合影響，但有熱源均壓管的作用，可減小這種影響；這種影響將反映在各熱力站設(shè)定壓差的偏離上，通過各熱用戶循環(huán)泵的變流量控制而加以消除。在熱力站進(jìn)行的質(zhì)量并調(diào)中，首先改變二次網(wǎng)循環(huán)水泵轉(zhuǎn)速，使循環(huán)流量與室外溫度相一致；在此基礎(chǔ)上，調(diào)節(jié)一次網(wǎng)的熱用戶循環(huán)水泵轉(zhuǎn)速或電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開度，使二次網(wǎng)供回水溫度達(dá)到設(shè)定值，實(shí)現(xiàn)供熱量的調(diào)節(jié)。熱源、熱力站的系統(tǒng)定壓，應(yīng)優(yōu)先采用變頻補(bǔ)水定壓方式。供熱系統(tǒng)，應(yīng)有關(guān)鍵參數(shù)的報(bào)警功能，特別應(yīng)控制熱網(wǎng)的供水壓力不能過低，回水壓力不能過高，否則系統(tǒng)發(fā)生倒空、壓壞事故，影響正常運(yùn)行。參考文獻(xiàn)：清華大學(xué)，石兆玉、李德英、王紅霞“供熱系統(tǒng)循環(huán)水泵傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思想亟待更新”《2004年全國供熱技術(shù)研討會(huì)論文集》北京建工學(xué)院，李銳“新型供熱系統(tǒng)”《供熱空調(diào)系統(tǒng)管理、節(jié)能、診斷技術(shù)指南》中國電力出版社，2004.1清華大學(xué)，石兆玉“變頻調(diào)速在供熱空調(diào)中的應(yīng)用”《供熱制冷》2004.10

4．均壓管的設(shè)計(jì)[2]在供熱系統(tǒng)的熱源出口和方案3+的熱用戶混水加壓泵前裝設(shè)均壓管，按圖7所示。均壓管直徑一般為相鄰管段直徑的三倍，目的是使其管內(nèi)的壓降為0即均壓管內(nèi)為同一壓力值，從而起穩(wěn)壓作