供热负荷分阶段质量调节方法技术

供热负荷分阶段质量调节方法，它涉及一种热水供热系统的调节方法，供热调节技术领域。本发明专利技术的目的是为了解决热网传统质调节方法中输送能耗高，传统量调节容易出现的热网失调等技术问题，提供一种满足用户调节要求，且能耗较低的供热负荷分阶段质量调节方法。主要步骤：计算出室外临界温度，将供热分为三个调节阶段：根据供热负荷逐渐提高供水温度，保持最小运行流量；量调节运行，保持供水温度为设计值不变，根据回水温度改变系统运行流量；随着供热负荷逐渐减小，室外温度高于室外临界温度时，此时进入供热末期，系统流量减少至最小运行流量，系统运行方式重新变为质调节，直至供暖期结束。本发明专利技术方法的节能效果显著。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种热水供热系统的调节方法，供热调节

技术介绍
目前，传统的供热调节技术主要有：(1)质调节。在进行质调节时，只改变供热系统的供水温度，而用户的循环水量保持不变。同时循环水泵输送能耗高，不利于节能。(2)量调节。在进行量调节时，只改变供热系统的网路流量，而供水温度保持不变。在运用此调节方法时，在网路流量减小到一定值时，管路中水的流动状态将偏离阻力平方区使流量分配比例发生变化，热网出现水力失调，且摩擦阻力系数增大，不利于节能。(3)分阶段改变流量的质调节。此调节方法按室外温度高低分成几个阶段，每个阶段中，系统的循环水量保持不变，按改变网路供水温度的质调节进行供热调节。虽然，此调节方法相比于传统质调节有所改进，但是水泵只能在分段的恒定频率下运行，仍然有较大的节能空间。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决热网传统质调节方法中输送能耗高，传统量调节容易出现的热网失调等技术问题，提供一种满足用户调节要求，且能耗较低的供热负荷分阶段质量调节方法。本专利技术所述“质量调节”是指“质调节”和“量调节”。本专利技术为解决上述技术问题采取的技术方案是：本专利技术所述的供热负荷分阶段质量调节方法的具体过程为：步骤一、计算出室外临界温度tw0，将供热分为三个调节阶段：根据室外临界温度tw0将供热系统的整个供暖期按照供热负荷大小不同分为三个调节阶段：初期、中期和末期；其中初期和末期的室外温度大于室外临界温度tw0，而中期的室外温度小于室外临界温度tw0；利用公式(1)，令供水温度等于设计供水温度，即tg＝t′g，式中则可计算得出唯一的未知量再根据相对负荷比公式计算出此负荷对应的室外温度tw，即为系统临界温度tw0；tg=tn+Δts′Q‾1/(b+1)+0.5Δtj′Q‾G---(1)]]>th=tn+Δts′Q‾1/(b+1)-0.5Δtj′Q‾G---(2)]]>式中Δt′s＝0.5(t′g+t′h-2tn)-------------用户换热器的设计平均计算温差Δt′j＝t′g-t′h------------用户的设计供回水温差-->Q‾=tn-twtn-tw′]]>---------------相对热负荷比，表示实际运行负荷与设计负荷的比值；G‾=GminG′]]>-------------最小流量与设计流量之比；G表示热网循环流量，单位为t/h；公式(1)、(2)中带’的均表示在设计条件下的参数，不带’的表示在运行条件下的参数；tg表示热网供水温度，单位为℃；th表示热网回水温度，单位为℃；tn表示室内设计温度，单位为℃；b表示散热器传热公式中的系数，通常取0.3；步骤二、根据设计流量、综合阻力数确定供热系统最小运行流量：根据供热系统的设计流量及实际的综合阻力数确定供热系统的最小运行流量Gmin，此值约为额定设计流量Gmax的40％，即Gmin＝Gmax×0.4；步骤三、质调节运行：在供暖初期供热系统按照质调节运行，运行流量为既定的最小运行流量Gmin，供水温度随室外温度变化而变化，供水温度tg、回水温度th调节如上述公式(1)、(2)所示；步骤四、根据供热负荷逐渐提高供水温度tg，保持最小运行流量Gmin：步骤五、判断室外温度tw是否是低于室外临界温度tw0，如果是，则执行步骤六，否则，返回至步骤三；步骤六、量调节运行：随着供热负荷的增加，质调节的供水温度达到系统的最大供水温度tgmax，此时进入供暖中期，改变系统的调节手段为量调节；步骤七、保持供水温度为设计值不变，根据回水温度改变系统运行流量：保持供水温度恒定为系统设计供水温度，即最大供水温度tgmax；根据公式(3)、(4)所示流量调节规律改变系统流量；回水温度th与系统流量G调节规律如公式(3)、(4)所示：th=2tn+(tg′+th′-2tn)+(tn-twtn-tw′)1/b+1-tg′---(3)]]>G=G′(tg′-th′tg-th)(tn-twtn-tw′)---(4)]]>步骤八、判断室外温度是否是高于室外临界温度tw0，如果是，则执行步骤三，否则，返回至步骤六；随着供热负荷逐渐减小，室外温度高于室外临界温度tw0时，此时进入供热末期，系统流量减少至最小运行流量Gmin，系统运行方式重新变为质调节，再进入步骤三，供暖末期与初期的调节手段相同，如此循环，直至供暖期结束。本专利技术的有益效果是：本专利技术方法具有输送能耗低，使热网运行稳定的优点。本专利技术较之传统的质调节能显著的降低系统的输送能耗，下面举例说明：当水泵输送流体的物理参数不变，密度相似系数也不变时，水泵消耗的功率与转速的三次方成正比，即与流量的三次方成正比，如下式：-->p1p2=(n1n2)3=(G1G2)3---(5)]]>式中p，n，G分别代表循环水泵的功率、转速和流量。(注：公式(5)见《工程流体力学泵与风机》化学工业出版社P268)由(5)式看出减少系统的运行流量将显著的降低系统的输送能耗。定流量运行时：在常规设计中循环水泵容量的选择是按照其最大负荷再加上一定的余量后确定，而且在设备选型时又难以选到与设计参数完全一致的水泵，因此水泵的实际安装容量往往偏大，一般循环泵的额定负荷只占设备容量的60％～80％。循环水泵按照定流量工况运行，即供热系统采用质调节运行时，实际运行流量按照水泵的最小流量运行，一般约为额定流量的40％。变流量运行时：质调节运行供水温度上升到最高值时，系统改为量调节运行，流量会在最小流量和最大流量之间进行调节，最小流量一般约为40％。则运行的流量变化范围在循环泵额定负荷的40％～80％之间，量调节运行的流量平均值为循环水泵额定负荷的60％。节能计算：节电率按照GB12497《三相异步电动机经济运行》强制性国家标准实施监督指南中的计算公式进行计算：Ki=ΔPIPL=PL-Pe(Q‾QN)3PL=1-(Q‾QN)30.45+0.55(Q‾QN)2---(6)]]>式中：Ki节电率，ΔPI节电功率，PL额定负荷下水泵电机的输入功率，Pe水泵电机标牌的额定功率，水泵年运行平均流量，QN水泵年运行额定流量。则质调节阶段节能率为：Kiz==1-(0.4QNQN)30.45+0.55(0.4QNQN)2=0.8810]]>量调节阶段节能率为：Kil==1-(0.6QNQN)30.45+0.55(0.6QNQN)2=0.6667]]>分阶段质量调节综合节能率为：Kzl＝Kiz×P1+Kil×P2(7)式中P1为采用质调节运行的时间占整个供暖期时间的百分比，-->P2为采用量调节运行的时间占整个供暖期时间的百分比，P1+P2＝1在供热系统中热网循环水泵电耗的费用是非常可观的，以某热力公司的实例进行节能计算。东北某城市集中供热小区总供热面积为1000万m2，系统为定流量运行，实际记录的总运行流量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种供热负荷分阶段质量调节方法，其特征在于：所述调节方法的具体过程为：步骤一、计算出室外临界温度ｔ↓［ｗ０］，将供热分为三个调节阶段：根据室外临界温度ｔ↓［ｗ０］将供热系统的整个供暖期按照供热负荷大小不同分为三个调节阶段：初期、中期和末期；其中初期和末期的室外温度大于室外临界温度ｔ↓［ｗ０］，而中期的室外温度小于室外临界温度ｔ↓［ｗ０］；利用公式（１），令供水温度等于设计供水温度，即ｔ↓［ｇ］＝ｔ′↓［ｇ］，式中＊＝ｃｏｎｓｔ，则可计算得出唯一的未知量＊，再根据相对负荷比公式＊＝（ｔ↓［ｎ］－ｔ↓［ｗ］）／（ｔ↓［ｎ］－ｔ′↓［ｗ］）计算出此负荷对应的室外温度ｔ↓［ｗ］，即为系统临界温度ｔ↓［ｗ０］；ｔ↓［ｇ］＝ｔ↓［ｎ］＋Δｔ′↓［ｓ］＊↑［１／ｂ＋１］＋０．５Δｔ′↓［ｊ］＊／Ｇ（１）ｔ↓［ｈ］＝ｔ↓［ｎ］＋Δｔ′↓［ｓ］＊↑［１／ｂ＋１－０．５Δｔ′↓［ｊ］＊／Ｇ（２）式中Δｔ′↓［ｓ］＝０．５（ｔ′↓［ｇ］＋ｔ′↓［ｈ］－２ｔ↓［ｎ］）－－－－－－－－－－－－－用户换热器的设计平均计算温差Δｔ′↓［ｊ］＝ｔ′↓［ｇ］－ｔ′↓［ｈ］－－－－－－－－－－－－－用户的设计供回水温差＊＝（ｔ↓［ｎ］－ｔ↓［ｗ］）／（ｔ↓［ｎ］－ｔ′↓［ｗ］）－－－－－－－－－－－－－－－相对热负荷比，表示实际运行负荷与设计负荷的比值；＊＝Ｇ↓［ｍｉｎ］／Ｇ′－－－－－－－－－－－－－最小流量与设计流量之比；Ｇ表示热网循环流量，单位为ｔ／ｈ；公式（１）、（２）中带’的均表示在设计条件下的参数，不带’的表示在运行条件下的参数；ｔ↓［ｇ］表示热网供水温度，单位为℃；ｔ↓［ｈ］表示热网回水温度，单位为℃；ｔ↓［ｎ］表示室内设计温度，单位为℃；ｂ表示散热器传热公式中的系数，通常取０．３；步骤二、根据设计流量、综合阻力数确定供热系统最小运行流量：根据供热系统的设计流量及实际的综合阻力数确定供热系统的最小运行流量Ｇ↓［ｍｉｎ］，此值约为额定设计流量Ｇ↓［ｍａｘ］的４０％，即Ｇ↓［ｍｉｎ］＝Ｇ↓［ｍａｘ］×０．４；步骤三、质调节运行：在供暖初期供热系统按照质调节运行，运行流量为既定的最小运行流量Ｇ↓［ｍｉｎ］，供水温度随室外温度变化而变化，供水温度ｔ↓［ｇ］、回水温度ｔ↓［ｈ］调节如上述公式（１）、（２）所示；步骤四、根据供热负荷逐渐提高供水温度ｔ↓［ｇ］，保持最小运行流量Ｇ↓［ｍｉｎ］：步骤五、判断室外温度ｔ↓［ｗ］是否是低于室外临界温度ｔ...

【技术特征摘要】
1.一种供热负荷分阶段质量调节方法，其特征在于：所述调节方法的具体过程为：步骤一、计算出室外临界温度tw0，将供热分为三个调节阶段：根据室外临界温度tw0将供热系统的整个供暖期按照供热负荷大小不同分为三个调节阶段：初期、中期和末期；其中初期和末期的室外温度大于室外临界温度tw0，而中期的室外温度小于室外临界温度tw0；利用公式(1)，令供水温度等于设计供水温度，即tg＝t′g，式中则可计算得出唯一的未知量再根据相对负荷比公式计算出此负荷对应的室外温度tw，即为系统临界温度tw0；tg=tn+Δts′Q‾1/(b+1)+0.5Δtj′Q‾G---(1)]]>th=tn+Δts′Q‾1/(b+1)-0.5Δtj′Q‾G---(2)]]>式中Δt′s＝0.5(t′g+t′h-2tn)-------------用户换热器的设计平均计算温差Δt′j＝t′g-t′h-------------用户的设计供回水温差Q‾=tn-twtn-tw′]]>---------------相对热负荷比，表示实际运行负荷与设计负荷的比值；G‾=GminG′]]>-------------最小流量与设计流量之比；G表示热网循环流量，单位为t/h；公式(1)、(2)中带’的均表示在设计条件下的参数，不带’的表示在运行条件下的参数；tg表示热网供水温度，单位为℃；th表示热网回水温度，单位为℃；tn表示室内设计温度，单位为℃；b表示散热器传热公式中的系数，通常取0.3；步骤二、根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜永成，方修睦，郑瑞芸，吴洁清，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]