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技術文章

混水直供技術供熱模式的發展與應用分析

時間:2018-11-27 14:21:07   作者:曼能節能科技   來源:注冊發布   評論:0
內容摘要:混水直供是近幾年在國內發展起來的供熱模式,該模式在新建區域集中供熱項目以及舊有供熱項目的改造中得到普遍認可。該供暖模式在歐洲的應用已經非常普遍。

    混水直供是近幾年在國內發展起來的供熱模式,該模式在新建區域集中供熱項目以及舊有供熱項目的改造中得到普遍認可。該供暖模式在歐洲的應用已經非常普遍。

混水直供供熱在單純循環水直供能力及供熱管徑不變的情況下,將循環水供熱改造成混水供熱,不僅可大大提高供熱能力(一般可提高供熱規模2~3倍),而且最大限度地利用了低品位能源、優化了熱網運行。

在傳統的供熱系統中,水力不平衡導致熱不平衡,而熱不平衡卻又產生了多余損耗,浪費能源,以北京地區為例,采暖室外計算溫度為-9℃,實際能耗比需要的高:>20%


混水直供供熱技術

傳統的供熱方式


混水直供技術供熱模式的發展與應用分析 

水壓圖

l 由近到遠,水管中水的資用壓頭逐漸減小;

l 遠近端資用壓頭的不同導致水流差異,近端水流大,遠端水流小;管道中調節閥無法完全消除遠近端資用壓頭的差異;

l 對分時、分區要求較高的建筑物群,采用閥門調節的調節能力差。



混水直供機組供熱方式

混水直供機組供熱方式

混水供熱的優點

與換熱站形式的間接供熱相比,具有節電、節水、節熱的優點。

在節電方面,由于混水站中沒有換熱器,除去換熱阻力,循環泵揚程可降低5-8m,循環泵電功率小,耗電量低;混水站定壓方式與換熱站定壓方式不同,換熱站系統采用二次網補水定壓,混水站系統直接采用一次網定壓,與換熱站系統相比,混水站中不設補水泵,既節省了補水泵的耗電量,還節約了補水的費用,與此同時還節約了將軟化水加熱到與循環水相同溫度的熱量,同時實現了節電、節水、與節熱;換熱站中的換熱器通常都有熱損耗,因次混水供熱能夠節約板式換熱器所損耗的那部分熱量。

與直供系統相比,直接連接供熱方式,熱網供水直接進入熱用戶,不進行混水,在運行中僅僅是流量分配,運行調節容易,但是由于受到供水溫度不能太高的限制,一般運行溫差僅為10-15℃,流量較大。小溫差、大流量的供熱模式使得一次網管徑較大,首站循環水泵也較大,運行起來相對弊病較多;而混水供熱方式一次網供回水溫差遠大于用戶系統設計溫差,一般運行溫差為25-40℃,通過混水來滿足二次網的循環流量,并達到熱網的設計溫差,滿足用戶系統的需要。混水方式與單純的直供方式相比,在管徑、經濟比摩阻相同的情況下,前者輸送的熱量遠大于后者,因此混水供熱方式在相同的熱網管徑下可供更大供熱面積,比單純的直供供熱方式具有更大的供熱能力。




混水供熱的形式

混水直供技術供熱模式的發展與應用分析 

混水供熱的形式分為跨越管上裝混合水泵、供水管上裝混合水泵、回水管上裝混合水泵三種,根據不同的一、二次網的壓力狀況,確定采用何種方式。

跨越管上裝混合水泵: 

1所示的混水換熱系統供熱方式,適用于二次網供水壓力小于一次網供水壓力的情況。需要在供回水管道之間,增加一條混水管道,混水管道上增加混水泵,并在一次網供水的管道上增加調節閥,在一次網回水管道上增加定壓閥,即可以實現混水運行。混水站通過溫度控制器調節混合系數來調節采暖系統供回水溫度。混水管道的管徑要根據水力計算按規范要求的比摩阻進行選擇,混水泵的流量要滿足設計混入水量的要求,揚程要滿足二次網回水與二次網供水的壓差的同時,還要克服混水管道的阻力。

混水直供技術供熱模式的發展與應用分析 

供水管上裝混合水泵: 

2所示的混水換熱系統供熱方式,適用于二次網供水壓力大于一次網供水壓力;二次網回水壓力小于一次網供水壓力。在一次網供水管上增加調節閥,在一次網回水管道上增加定壓閥,在二次網供水官道上增加混水泵,混水管道的管徑要根據水力計算規范要求的比摩阻進行選擇,混水泵的流量應滿足二次側用戶的流量要求,揚程應滿足二次側管道、用戶及混水管道的阻力要求。

混水直供技術供熱模式的發展與應用分析 

回水管上裝混合水泵

圖三所示的混水換熱系統供熱方式,適應于二次網供水壓力小于一次網供水壓力;二次網回水壓力小于一次網回水壓力。供熱信息網了解到在一次網供水管上增加調節閥,在一次網回水管道上增加定壓閥,在二次網回水管道上增加混水泵,混水管道的管徑要根據水力計算按規范要求的比摩阻進行選擇,混水泵的流量應滿足二次側系統的流量要求,揚程應能克服二次側供、回水管道、二次側用戶及混水管道的阻力。

混水直供技術供熱模式的發展與應用分析 

混水供熱應注意的問題:

l 首先一定要將一次網和各混水站二次網水壓圖繪制好;

l 根據各站壓力和流量情況及與一次網的關系,確定各站采用哪種混水方案;

l 混水泵的出力要有富余,以彌補設計偏差和負荷變化造成的系統不可調問題;

l 為了方便判斷熱網的調節及運行情況,各站的壓力表和溫度計要裝全;

l 一次網供水管上要安裝調節閥,回水管上要安裝定壓閥,以方便調節和定壓;

l 混水泵應加變頻,這樣方便調平且更節能;

l 對過低用戶要有超壓保護措施。


混水直供之前因其運行復雜等原因應用較少,但混水直供因其“大溫差、小流量”運行、一次網富余壓差在二次網中得以充分利用等特點,具有很大的節能空間。我們結合多年熱網運行調節經驗,總結出混水直供熱網運行調節模式,并在供熱系統中得到實際檢驗。運行控制涉及到以下幾個問題:控制點選在什么地方;控制點的設定值應取多大;供水溫度如何調節;選擇幾級泵系統,如何合理地綜合調節供水溫度和控制點的設定值,以盡量節省運行成本。

混水直供技術供熱模式的發展與應用分析 

二級泵系統流向圖(回水管上裝混水泵)

混水供熱方式,在當前研究、運用領域有了很大的進步和完善。相對于先前發展遇到的阻礙,混水直接供熱的瓶頸主要是在于供熱的理念以及控制方式。隨著研究的不斷深入,供熱技術的不斷發展,監控設備在供熱領域上的應用技術也越來越完善,使得混水換熱有了長足發展。混水供熱系統一次網混水站的建設費用、運行費用、熱損耗與間接供熱、直接供熱系統相比,已大幅降低;一次網溫差大,供熱能力強。因此混水供熱是經濟、實用、可行的。

  (蘇州曼能節能科技有限公司:暖通工程師—王睿)   


     參考文獻:

中國建筑標準設計研究院.13K511分布式冷熱輸配系統用戶裝置設計與安裝[M]

馬曉紅,于卓誠.混水直供供熱方式的設計與應用[J]

崔友軒,李春芳.混水供熱系統的研究與分析[J]

呂耀軍,覃宏,牛秀柵,李琳,史登峰.混水直供熱網運行控制策略[J]

金建鈞.最新城鎮供暖作業、改造、節能及計量收費標準實施手冊[M].北京:中國城市出版社,2004

覃宏,宋建元,馬力,等.淺談混水直供供熱方式的運行特征及經濟型[J].區域供熱,20072):16-26

混水直供技術供熱模式的發展與應用分析



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