供暖系统定压与其运行方式匹配设计的分析

供暖系统定压与其运行方式匹配设计的分析

王嘉庆

恒大地产集团北京公司北京100000

摘要：近年来，我国的建筑行业发展迅速，在建筑工程中，集中供暖系统是非常重要的一项内容，补水定压及自动排气对供暖系统的稳定可靠运行起着至关重要的作用。以某大型学校为例，根据运行方式、设备参数、实测数据及现场的运行调节情况，分析了导致供暖系统局部不热的原因。指出应从设备参数、供暖系统形式、运行调节手段及运行方式等多方面综合考虑供暖系统补水定压及排气方式，保证供暖系统可靠稳定运行。

关键词：集中供暖；定压；运行方式；设备参数；平衡阀

引言

建筑供暖空调水系统普遍存在“大流量、小温差”的不合理运行方式，同时存在运行调节性能差、用户末端欠流量等问题。随着我国近些年城镇化的持续推进，大体量办公商业综合体类建筑的大量建设，供暖空调水系统的规模也越来越大，末端用户的调节动作也更随机、更频繁，导致运行中不合理、不节能的问题更加突出。

1供暖分时定压系统概况

水暖厂供暖系统主要为集团公司及部分调兵山市政府用户提供暖气供应,主热源由集团公司热电厂输出,再经供暖车间座换热站向矿区各公用单位及居民供暖、在各换热站的变频器上安装分时定压操作程序,将一天内的各个小时按照用户的不同需求分为个时段,每个时段设定不同的压力,躲峰填谷,在确保服务质量的同时达到了节约电能的目的、我厂结合各换热站的实际情况,采用循环泵变频调速分时定压。其基本原理是根据供热系统的压力变化,一天用电的峰谷平时间段不同注巴一天设置成各个时间段,通过不同时间段的压力设定值不同，改变其电源频率平滑无级地调整循环泵转速,并提高补水泵的运行压力,进而及时调节补水量实现系统恒压点压力的恒定。

2系统定压方式及供暖系统形式

现有热水供暖系统中，常用的定压方式为高位水箱定压、补水泵定压（气体定压罐及变频定压）、循环泵定压，蒸汽定压等。供热系统定压方式的选择应考虑下列因素：定压点的位置、系统压力允许波动范围、突然停电的危害程度、初投资和运行费用、系统规模的大小、热媒温度等。根据学校的使用要求，本工程设计中采用气体定压罐与补水泵联合动作实现补水定压，保持供暖系统恒压。此种系统具有灵活性大、建设速度快、投资少、运行费用低、腐蚀性小等优点。

3独立供暖系统特点及应用研究

任何一个系统都有四个子系统组成：热源、输配、自控、末端。热源系统包含电能、燃气壁挂炉、热泵、多热源（可再生能源综合利用）；输配系统包含主管道、混水、分集水器；自控系统是指实现温度、压力、流量、联动或远程控制；末端系统包含散热器、地面盘管、保温材料、结构辅材等。根据热源及末端方式不同，常见的独立供暖方式有：燃气壁挂炉+地暖系统、燃气壁挂炉+散热器、电地暖系统、热泵冷暖系统和多热源综合应用等。

4存在的问题分析

某工程为某学校供暖系统设计，校区地势南高北低，北部为公寓食堂等生活区，南部为教学图书楼等教学区，采暖管道在综合管沟和防水检漏沟内敷设。目前校区周围无市政供暖热源及管网，冬季供暖采用校区自建燃气锅炉。本工程竖向不分区，供暖管网根据总体布局为三个分支分片分别供暖，可减少管径、便于控制、便于平衡调节，三个供暖系统均为同程式。供暖温度为75～50度。本工程室内供暖系统采用上供下回同程式散热器供暖，供水沿顶层梁底敷设，回水沿一层采暖地沟敷设。根据当地供暖常用运行方式，校区采用整体间歇供暖，即白天供暖系统运行晚上停止。根据供暖效果，结合补水定压方式、校区地势高低等，经计算分析，供暖效果不佳的主要原因为：1）整个供暖系统定压偏小，6号楼建筑高度18.6m，地势最高，比锅炉房地势高7m，补水点压力高出最高点5m，补水泵扬程24m偏小，落地膨胀罐要常开，并应打到自动运行上，提高6号楼顶层控制点压力，顶端压力值不得小于0.1MPa。2）1-6号楼公寓不热的单体建筑均为上供下回式系统，供热效果不好的立管大部分位于供水干管末端和回水干管始端，供水干管末端和回水干管始端自动排气阀存在不能正常工作的情况。3）根据校区所分的三个供暖系统，由于建筑面积等的影响，各个分区阻力大小不均，造成供暖系统南北不平衡，位于校区北部的公寓建筑面积大，供暖系统阻力大。4）由于校区采用整体间歇供暖，锅炉将供暖系统管道内的水加热到供暖时60~70℃的供暖热水时，系统中水的膨胀量为12m3，而膨胀罐总共可负担的膨胀量为8.37m3，膨胀罐的膨胀量小于供暖系统中水的膨胀量。设计补水泵的超压停泵压力为0.55MPa，低压启泵压力为0.45MPa。而在非供暖时段时，锅炉房内补水泵、循环泵、分集水器等各处的压力表均显示0.20MPa，系统压力小于补水泵的启泵压时补水泵并未启动。补水泵未对供暖系统进行补水导致系统中补水不足，压力过低，供暖系统管道中产生气体，导致位于地势高处的供暖系统局部不热。

5负荷调节的几种方式

5.1供暖系统的调节内容

供暖系统的调节分为对系统的初调节和运行调节。初调节目的是使系统水力平衡，水力平衡是保障供暖效果的前提条件。初调节内容包括室外和室内管网，调节时间一般在系统初期运行一周内。运行调节目的是使供热负荷适应室外气象条件变化，即用户的散热设备放热量与用户热负荷的变化相适应，以防止热用户发生室温过高或过低的现象。运行调节一般在热力站集中进行，也称集中调节。集中调节的基本方法为:质调节―改变热网供水温度、量调节―改变热网循环流量、分阶段改变流量的调节、间隙调节―改变每天的供暖时数。

5.2一次水系统负荷调节

一次水系统的温度控制通常是通过控制热水锅炉的出水温度或总供水温度实现的。热水锅炉设定供水温度后，当一次水回水温度降低时，表明系统耗热量增加，锅炉供热负荷将会自动增大;当一次水回水温度升高时，表明系统耗热量减少，锅炉供热负荷将自动减少。锅炉的负荷调节可通过锅炉自带控制系统实现。二次水系统具有气候补偿自动控制系统后，在整个供暖季，热水锅炉可设定2～3个供水温度即可。对自动化程度较高的天然气热水锅炉，还可以用每个供暖季的燃气消耗总量做控制指标，基本原理如下。在供暖面积确定的情况下，室外设计温度下的热负荷是确定的，利用公式(1)可计算出不同室外温度下的热负荷。对于某一具体地区，整个供暖季不同室外温度的时长是有历史资料的，根据不同室外温度下的热负荷，计算出供暖期内不同室外温度下的总供热量，在根据锅炉热效率和燃气消耗指标，可以求出整个供暖期内的燃气消耗总量。实现运行中，可围绕总量控制指标，对室外温度超过5℃、太阳辐射强度较强的时段适当降低负荷，弥补因室外温度与历史资料数据发生偏差造成的总供热量偏差。

结束语

综上所述，根据本工程设计中存在的问题及针对问题的分析，得出以下结论。1）充分考虑地势高差、建筑物高度来确定补水定压方式及设备参数。2）根据供暖系统的运行方式，适当设置自动排气阀。当系统为间歇运行时，应在合适的位置增设自动排气阀，保证供暖系统管道及时排气。3）加大供暖系统运行初期的调节力度，通过调节平衡阀来消除由于供暖系统不平衡对供暖效果的影响。4）锅炉房是供暖系统的心脏，当供暖系统出现大面积效果不佳的情况时，应首先从锅炉房的供热能力、定压补水等方面排查可能存在的问题，保证锅炉房能稳定供暖。

参考文献

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