分布式变频供热输配系统的应用研究

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2、满足近端热用户循环流量，必须设置流量调节阀，将多余的资用压头消耗掉，这种无谓的节流损失是循环水泵设计方法本身造成的。　　2、极易形成冷热不均现象。由于近端热用户出现过多的资用压头，在没有很好的调节手段的情况下，近端热用户流量超标，是很难避免的；这种近端流量超标，必然又带来远端流量不足，形成供热系统冷热不均现象。　　3、为落后的大流量运行方式提供了平台。在出现冷热不均现象的同时，从水力工况的角度考虑，必然形成喇叭形的水压图，也就是系统的末端出现供回水压差过小即热用户资用压头不足的现象。在这种情况下，为提高供热效果，增加末端热用户的资用压头，往往采用加大循环水泵和(或)末

3、端增设加压泵的作法，从而使供热系统循环流量的超标，进而形成大流量小温差运行方式。　　4、造成了供热系统能效水平的低下。我国目前供热系统能效在30％左右，远低于国外先进国家。供热系统能效高低，取决于二方面因素：一是无效供热量的多少，无效供热量包括锅炉热损失、外网热损失和系统冷热不均引起的无效热量；二是管网热媒输送中的无效电能的数量。其中冷热不均的无效热量和热媒输送过程的无效电能都与循环水泵的设计方法不合理有直接关系。根据统计计算，冷热不均产生的无效热量约占系统总供热量的30～40％。输送管网的无效电耗约占30～60％，可见采用正确的系统循环水泵设计思路，具有很大的节能潜

4、力。　　国家明确提出，今后国家建设，要遵循全面、协调和可持续发展的方针与时俱进，目前能源建设是制约国家经济发展的重要方面，因此，节能工作已被提到了空前的高度。在这种形势下，我们从学术角度探讨供热系统循环水泵更加科学、先进的设计思想，不但对于技术更新具有重要意义，而且对于节约能源也会有很大的促进作用。　　1　传统设计与理想设计——分布式变频设计方法比较　　通过上述分析，供热系统循环水泵正确的设计思想应该是尽量减少热媒输送过程中的无效电耗。那么，如何减少管网输送的无效电耗呢?首先，需要承认：建立各热用户的设计资用压头和克服输送管网的阻力是必须保证的有效电耗。按照有效电耗设

5、计的水压图，称为理想设计水压图。见图1－a所示。而按照传统的设计方法，在热源处设计单泵系统的水压图称为传统设计水压图，见图1－b所示。比较二个水压图，可以明显看出：图上阴影部分为各热用户多余的资用压头，即循环水泵传统设计方法产生的无效电耗。这部分动力，将被各种流量调节阀(如手动平衡阀、自力式平衡阀、压差调节阀)通过节流的方式消耗掉了。热用户多余压头，通过节流的方法加以消耗，就调节流量、消除冷热不均来说，是有效调节，行业内的专家们过去曾花费很大精力，进行了这方面的研究，是功不可没的，今后也不可能完全取消必要的节流损失。但从循环水泵更加科学的设计思想的探讨过程来说，热用户

6、多余资用压头，确实变成了无效电耗，这是循环水泵传统设计方法不经济的主要问题所在。　　热用户多余资用压头的产生，又是因为只有热源处设计单泵系统造成的，这一结论，通过无效电耗的实际计算看得更加明显。无效电耗可以通过电学的特兰根定律(公式(1))进行计算：N=∑GiΔHi(1)式中N——循环水泵的功率；　　Gi——供热系统各管段的流量；　　ΔHi——供热系统各管段的阻力损失。　　根据特兰根定律，对图1两种水压图下的循环水泵进行功率N计算，(各管段的流量、压降都是已知的设计值)，则公式(2)中的NW即为系统的无效电耗，其中Na、Nb分别为这二种设计方法下的循环泵电功率。从计算

7、过程可以了解到：NW=Nb－Na(2)　　二种方案下，各对应管段的流量都相等，各外网对应管段的压降也相等，那么Nb(传统设计方案)大于Na(理想设计方案)的主要原因是传统设计方案的各热用户(除最末端热用户)存在多余的资用压头。进一步考察这二种设计方案的主要区别：传统设计方案只在热源处设置单泵系统，而理想设计方案，则是除了在热源处设置扬程较小的循环水泵外，还要在外网沿途设置多个加压循环泵。由于多个沿途加压循环泵，采用“接力棒”的办法，共同实现了热媒的输送工作，虽然各外网管段的压降与传统方案对应管段的压降相等，但这二个方案提供的功率却是不同的。传统方案因