高层建筑直连供暖技术

高艳秋

摘要:本文介绍了一种高层建筑与低层建筑直连并网供暖方法。当高层建筑采用本后,即可与任一低层建筑直连并网供暖,不再受高低楼限制,从而大大节省了工程投资和运行费。百余座高层建筑应用5年证明,系统运行平衡、节资节能效益显著。

关键词:高层建筑;直连并网;节能

本技术专门解决高层建筑与低层建筑直连供暖问题。高层建筑采暖系统采用本方法后,即可与任一低层建筑直连并网供暖,不再受高、低楼限制,从而大大节省工程投资和运行费。

1 技术现状

低建筑群中,突然出现了一座高层建筑,通常的供暖方法是为高层建筑设一台专用锅炉(初投资大、运行费高),或设热交换器与低区系统隔绝(有高温水热源才合理)。最为经济的方法是,利用原有低区的低温水系统直连供暖。但问题是,高、低层建筑直连后,运行时,压力低了高楼上不去水,压力高了低楼散热器超压;当建筑更高时,即使不运行,高楼的水静压就足以压破低楼系统的散热器。为了解决这一问题,近几年也曾有人试图用减压阀方法的,但都因减压阀减得了动压减不了静压而失败。这是因为,只有水在流动时减压阀才能通过改变流通截面减压,当静止不动时,水静压就将低区散热器压破了。最近,有的厂商号称他们的减压阀既减得了动压也能减静压了。其实,也是是“减”静压,而是“关断”静压,还是采用机械弹簧类判断方式,并未跳出依靠判断阀门进行隔断的老路。实践证明,机械类关断也好,电磁阀类关断也好,都有关闭延迟和重复动作的高可靠性问题。例如:朝阳某邮政大厦,1998年采用上海某阀门公司的新式减压阀直连供暖,结果,原低区住宅散热器爆裂不断,损失惨重。最后被迫拆除,改用了本技术。

2 核心内容

结实上可见,技术的焦点就在于“减压”。村技术的总体思路就是避开上述“减压”习惯思维方式,独壁蹊径,借鉴膜流运动理论,采用类似于流体非满管的减压方式。具体地说,就是设计一个“断流器”,利用散热后的热媒高压流体余压,造成水流高速旋转,人为促进膜流生成,从而达到减压目的。为了消除气体进入系统,根据能量方程式,利用下落的高位流体势能,再设计一个“阻旋器”,用于阻止水流旋转并分离空器,使无压流的膜流状液体再有组织的“复原”到有压流状态。这样,通过有压流→无压流→有压流,这样一个逆变过程,就使得高压流体平衡地“过渡”到了低压流体。据此原理,便可实现高楼与低楼直连供暖了。

具体的技术方案时:原有低区供暖热网定压大小不变。运行参数不变、运行方式等全维持不变的情况下,仅在高楼引入口增设一个微型增压泵(并在泵出口设止回阀),将低区网的供水加压,送至高层以建筑的散热器放热后,高压加水则进入断流器,促进其膜流形成,进行断流减压。然后,再进入阻旋器进行阻旋“复原”并分离空气。此时,就可以安全返回低区回水管网中去了。系统运行时,高层建筑与低区网直接的回水管上有断流器和阻旋器“减压”,以保证运行时高层建筑与低区网隔绝;运行停止时,由于原低区网定压大小不变,系统水位一直维持在低区网水静压线上。所以,在系统停止运行的同时,回水管上的断流器至阻旋器(低区静压线以上)这段管道内的水流必然随之断开。而高、低区直连的供水管,在静止状态时,供水管上有加压泵前的止回阀,以保证供水管的水不能经泵倒流回低区(隔绝)。这样,无论系统运行时,还是静止时,均保证了高、低楼(区)系统的彻底隔绝。

多次试验和大量实际工程运行证明,上述减压方式安全、有效,运行平衡、可靠。加之配备微机变频调控加压泵,视网上压力变化情形自动调节流量、压力,并辅之于压力监视、超压告警、水泵自启动、自关断、缓关闭等功能,这样,一个完备的高、低楼(区)直接连供暖系统就形成了。

3 技术创新点

首次将“膜流运动”理论应用于供暖领域,从理论上论证了回水总立管与室内采暖系统管道可取同一型号管径,不必加大;

揭示了有压流进(射)入无压流界面时产生气泡的机理,发现了大量气体进入系统的成因,并提出了解决办法;

以上技术的进步,使得传统采暖系统设计简化、安装方便,工程造价大大降低。也正因为如此,才使得旧有高、低层建筑直连并网改造成为可能。

4 结束语

综上所述,试图用电磁阀或带有自关断功能的减压阀类进行减压的方法,据目前整体技术发展水平看,仅依靠改变材料及材质的办法来寻求突破已相当艰难。而本技术为“减压”设计的断流器和阻旋器,均未采用弹簧或电动灰的部件去实现“变截面”或“关断”,而是独辟蹊径,打破习惯思维方式,改变传统研究方向,顺应水流流态规律设些固定导板类就可以了。从而大大简化了传统、不稳定且可靠性差的复杂减压方式。根据部件的原理结构,可以想象:本技术可靠的关压方法及部件的使用寿命,是勿庸置疑的。

高层建筑采用本技术并网后,年节资(煤矿、电费)折合人民币10万余。照此推算,每座高层建筑年节资10万元计,100座,年节资就是千万;1000座,年节资历就上亿万!节能的意义远不此于省钱。少用电、少烧煤,不仅节约了人类保贵的、不可再生能源。而且,能从根本上减轻大气污染。可见,其经济效益与社会效益相当可观、难以估量。