供暖系统运行调节的节能研究

张 妮 娜

(太原市热力公司，山西 太原 030012)

供暖系统运行调节的节能研究

张 妮 娜

(太原市热力公司，山西 太原 030012)

为了提高供暖效率，节省不必要的能量损耗，对供暖系统运行调节的形式进行了研究，并针对供暖系统运行调节存在的冷热不均、热利用效率低等问题提出了解决方案，以实现供暖系统整体利用率的最大化。

供暖系统，运行，调节，节能

我国北方地区的冬季时间较长，供暖系统成为冬季的必备设施，供暖系统运行的优劣影响着人们生活的质量。北方传统的供暖设施主要以燃煤炭和天然气为主，采用水暖、汽暖供暖，供暖建筑的面积达到65亿m2，集中供暖约占其中的70%，城市供暖所消耗的能源达到国民经济总能耗的30%，因此，加强供暖系统的节能研究势在必行。

1 供暖系统运行调节节能研究的重要意义

1.1 供暖系统的初调节和运行调节概念

供暖系统运行前期及过程中需要根据实际情况进行初调节和运行调节，初调节目的是保证水力工况的稳定一致，使流量均衡的送到每一个用户，初调节主要通过各个用户的入口和网路阀门对热水网路的水力工况进行调节，以使每户的室温基本达到一致，并对室内系统的各支管和立管进行调节，在引入口或热力站安装上检测仪表，根据热水的温度、流量或压差对室外的网路进行调节，室内系统温度的调节主要是依靠临时的观测来完成。通过最初的调节，可以将每个用户的运行状态调至最佳，从而满足用户的基本需求。室内和室外的初调节能够将每户的室温调控至平均状态，但是不能确保用户的室温在整个供暖期间都能满足设计室温的要求，因而需要进行运行调节。运行调节是根据室外温度的变化，通过调整运行温度和运行流量，满足用户的正常采暖需求。

1.2 供暖系统的运行调节中存在的问题

1)冷热不均。传统的供暖系统中没有设置能够满足调节需要的流量计和调节性能好的调节阀，只是依靠普通的闸阀或截止阀进行调节，凭借以往的运行经验进行水温的控制，这样不仅浪费精力，而且不能取得良好的调节效果。供暖管网水平失调造成用户的室内温度过热或过低等情况，供暖系统中经常出现近环路过热、远环路不热、最不利点最低的现象。在实际的操作中，供暖操作和管理人员一般采用更换大型循环水泵、多台循环水泵串行的方法，同时还通过加大供暖系统末端管径或者在供暖设备末端增加压泵等措施，以求改善供暖系统末端不热的情况，但是这些措施收效甚微，也没有很好的解决冷热不均的问题。2)热利用效率低下。我国当前的供热系统的热能利用效率较低，正常情况下的利用效率只有40%～50%之间，热能的损耗现象十分严重。在热损失中，热网的热媒输送热损失可达到20%～50%，如出现保温脱落，地沟管道泡水的情况，热损失就会增加15%左右。如此大比例的热能损失主要是由于热用户运行工况失调的原因造成的。对热运行中的管理和控制调节不足使热能大量损耗，热能的利用效率十分低下。为了改变这种情况就必须加强对供暖系统的运行调节的控制，保证运行调节的节能和环保。

1.3 供暖系统运行调节节能控制的重要意义

通过有效的运行调节节能控制，可根据实际的室温变化来对供暖系统的运行参数进行调节和控制，如循环流量、供、回水温度等，在满足用户的实际要求的同时，实现供暖环节的节能降耗，达到能源的节约和环境的保护。

2 供暖系统运行调节常见形式

2.1 分阶段的运行调节

此种调节方式属于经验式的调节，它主要根据本地区的历史气象数据来对供暖季节进行划分，主要分为三个阶段，即初寒期、严寒期、末寒期，不同的阶段需要对循环流量和供、回水温度进行调节，而且每个阶段的供水温度和流量是保持相对稳定的。

2.2 随时对运行状态进行调节

随时确保需热量和供热量的一致，这实际上是最为节能的一种方式，但该种方法适用于供暖系统较小，调节滞后较少的系统。供暖系统及时运行调节的方式主要有以下几种：

1)对量的调节。此种方式是指在供暖系统运行中，只改变循环流量，而将运行时的供水温度始终保持设定值。目前比较常用的方法为有极和无极两类，通过有极数流量调节，调节内容主要有变速电机和循环泵运行台数等；无极的调节内容主要有循环泵使用变频的调节等。2)对质的调节。该供暖系统中的调节系统主要是保持流量的设定值不变，然后通过调节供、回水的温度来达到最终调节的目的。3)分阶段改变流量调节。在供暖系统运行过程中，由于外界温度的变化，需要划定多个阶段来对循环流量进行调节。对于同一调节阶段，可以在循环流量固定的情况下，通过调节供水温度来达到温度调节的目的。4)间歇调节。在供暖系统运行阶段，通常不会对系统的运行参数进行修改，仅通过改变供热时数来达到调节系统温度的目的。

目前，比较常用的运行调节方法是分阶段改变流量调节，该方法主要是在供暖系统运行阶段，根据室外温度的变化来制定调节策略，在外界温度比较低时，需要确保设计过程中的最大流量，而在外界温度比较高时，需要保持设计的最小流量。

大量的供暖系统运行结果表明：系统的回水温度如果低于40 ℃，将会严重降低散热系统的散热效果，并在一定程度上限制了回水温度调节标准。因此，在供暖系统运行阶段，若依照最高室外调节温度计算出的回水温度在40 ℃以下，供暖系统运行的回水温度要维持在40 ℃以下，在此段时间里则可以采用间歇供暖进行调节。

3 供暖系统运行调节时的注意事项

1)逐步调节。在供暖系统运行时，可能会出现最高和最低供、回水温度转化，此时要加强对系统进行调节，从而确保供暖系统的正常运行，瞬间的升温降温可造成系统运行压力的波动，影响安全运行。2)控制流量。对于直接连接的供暖系统，在对其进行调节时要采取措施避免供暖系统的流量过少。通常情况下，其流量不能小于设计流量的60%，若系统内流量太少，对于单管供暖系统来说，将会受到各层传热系数不一致的影响，由此引发垂直失调现象；而对双管供暖系统来说，其重力循环产生的压力差比较大，也可能引发用户供暖系统出现垂直失调现象。3)分阶段调节。供暖系统通过运行前的初调试实现了供暖系统的室内平均温度调节，通过运行调试满足不同室外气温下的温度控制，满足用户的实际需求。一般情况下，可以将供暖季节划分为三个时期，即初寒期、严寒期和末寒期，同时可以依据供暖调节的相关公式来计算室外日平均气温下所需要的实际供水温度、回水温度和水流量等参数，指导操作人员的工作，进行节能控制管理。

现有的条件下，热力站运行均采用变频控制技术，通过调整运行频率，达到控制循环流量的目的。在初寒期和末寒期由于需要的热量较少，可调低循环泵的运行频率，采用小流量方式运行；进入严寒期，在提升供热温度的同时可提高运行频率，满足用户的用热需求。

4 结语

供暖系统通过运行初调试消除热网的水平失调，通过进行多阶段的运行调节和随时的量调节和质调节，实现分阶段的循环调节，通过对每日供、回水温度和流量的控制，绘制变化图表，根据室内外温差的改变情况来调整供暖系统的运行参数，从而实现按需供暖，促进了供暖系统的节能调节，提高热能的利用效率。

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[2] 杨喜富.浅谈双热源热水供暖系统的综合平衡调节及节能降耗[J].节能与环保,2013,8(4):85-86.

[3] 李 强.供暖系统运行调节的节能[J].科技创新与应用,2012,28(4):156-158.

Research on energy saving of heating system operation regulation

ZHANG Ni-na

(TaiyuanHeatingPowerCompany,Taiyuan030012,China)

In order to improve the heating efficiency, save unnecessary energy consumption, this paper researched the operation regulation forms of heating system, and according to the uniform hot and cold, heat utilization efficiency and other problems in heating system operation regulation put forward solutions, in order to achieve the maximum of whole heating system use rate.

heating system, operation, regulation, energy saving

2014-07-15

张妮娜(1984- )，女，工程师

1009-6825(2014)27-0198-02

TU832

A