關(guān)于機械循環(huán)單管熱水供暖系統(tǒng)節(jié)能方法的研究
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摘要：上供下回單管順流式系統(tǒng)其特點是立管中全部的水量順次流入各層散熱器，順流系統(tǒng)形式簡單、施工方便，造價低，是國內(nèi)目前一般建筑廣泛應(yīng)用的一種型式，其缺點是不能進行局部調(diào)節(jié)，容易產(chǎn)生上熱下冷現(xiàn)象。
論文關(guān)鍵詞：供暖系統(tǒng),管網(wǎng)
以熱水作為熱媒的供暖系統(tǒng)，稱為熱水供暖系統(tǒng)。熱水供暖系統(tǒng)是一個具有許多并聯(lián)環(huán)路的管網(wǎng)系統(tǒng)，在環(huán)狀管網(wǎng)系統(tǒng)中，流量是由幾條管路輸送到同一個節(jié)點，由每條管路達到該節(jié)點的流量完全可以任意分配。各環(huán)之間的水力工況相互影響，系統(tǒng)中任何一個散熱設(shè)備的流量發(fā)生變化，必然引起其他散熱設(shè)備流量發(fā)生變化，即各散熱設(shè)備之間的流量重新分配，引起水力失調(diào)。目前，熱水供暖系統(tǒng)經(jīng)常采用以下三種管網(wǎng)形式：水平單管式系統(tǒng)，垂直單管式系統(tǒng)，分戶水平式系統(tǒng)。各種管網(wǎng)雖然形式不同，但所有管網(wǎng)系統(tǒng)都具有相同的水力特點：
�、傧到y(tǒng)均由立管或水平支管構(gòu)成環(huán)狀，系統(tǒng)環(huán)路大小因用戶形式而異，管路長度變化范圍大，即各管路系統(tǒng)阻抗變化范圍大，水力失調(diào)不易調(diào)節(jié)。
�、诟鞴苈纷枇p失因相應(yīng)阻抗大小變化而變化。同時管網(wǎng)系統(tǒng)形式是豎向環(huán)網(wǎng)，在重力作用壓頭影響下，各層資用壓力變化范圍大，容易產(chǎn)生豎向失調(diào)，各立管也容易產(chǎn)生水平失調(diào)。
③不同建筑、不同房間室溫要求和不同散熱形式對供暖系統(tǒng)調(diào)節(jié)與控制要求不同。系統(tǒng)運行過程中流量調(diào)節(jié)變化范圍增大，也會產(chǎn)生運行過程中的水力失調(diào)。
在熱水采暖里，有重力循環(huán)和機械循環(huán)兩種�？克拿芏炔钸M行循環(huán)的系統(tǒng)，稱為重力循環(huán)系統(tǒng)。機械循環(huán)以電動機帶動水泵為動力，密度差所產(chǎn)生的重力作用壓頭相對來說是很少的，單管系統(tǒng)一般是可以不考慮的。機械循環(huán)系統(tǒng)除了膨脹水箱的連接位置與重力循環(huán)系統(tǒng)不同外，還增加了循環(huán)水泵和排氣裝置。
機械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)主要有垂直式系統(tǒng)和水平式系統(tǒng)。其中垂直式系統(tǒng)又有上供下回，下供下回，中供式，混合式熱水供暖系統(tǒng)。同時又有單管和雙管之分。單管系統(tǒng)一般有單管順流式，單管跨越式，和跨越式與順流式相結(jié)合的系統(tǒng)形式。在單管系統(tǒng)中，最常用的一種布置方式是上供下回單管順流式系統(tǒng)。其特點是立管中全部的水量順次流入各層散熱器，順流系統(tǒng)形式簡單、施工方便，造價低，是國內(nèi)目前一般建筑廣泛應(yīng)用的一種型式，其缺點是不能進行局部調(diào)節(jié)，容易產(chǎn)生上熱下冷現(xiàn)象。為了消除熱網(wǎng)水力失調(diào)，避免大流量小溫差不經(jīng)濟運行狀況可以增加跨越管。
目前跨越管有3種形式如下：
圖a.這是最簡單的跨越管形式，由于無閥門可調(diào)，故散熱器流量與立管的流量之比為常數(shù)。根據(jù)有關(guān)資料（或按當量長度法計算），當跨越管與立管、散熱器支管管徑相同時，散熱器的進流系數(shù)為0.4左右。根據(jù)有關(guān)統(tǒng)計，此時散熱器的散熱量僅下降約5.5%左右。即跨越管的作用不明顯。如縮小跨越管的管徑，則進一步削弱了跨越管的作用。
圖b.增設(shè)跨越管后，由于散熱器出口溫度下降，傳熱系數(shù)降低，需適當增大散熱器面積。為了不增大面積，有些人主張在跨越管上安裝閥門，必要時可關(guān)閉該閥門以保證散熱器的散熱量。這種觀點不正確�？缭焦苌习惭b閥門后，散熱器的進流系數(shù)約為0.6。就是說即使閥門全開，散熱器的散熱量僅下降2.5%，不單未起到調(diào)節(jié)的作用，反而削弱了跨越管的作用。
圖c.由以上兩種情況可見，要想提高散熱器的調(diào)節(jié)性能，關(guān)鍵是要進一步降低散熱器的進流系數(shù)，因此在散熱器支管上裝設(shè)調(diào)節(jié)閥是有利的。當該調(diào)節(jié)閥全部打開的時候，散熱器的進流系數(shù)約為0.4，此時散熱器的散熱量下降5.5%。若將閥門略關(guān)小些，很容易滿足減小散熱量10%-15%。
在單管系統(tǒng)中，最常用的一種布置方式是上供下回單管順流式系統(tǒng)。其特點是立管中全部的水量順次流入各層散熱器，順流系統(tǒng)形式簡單、施工方便，造價低，是國內(nèi)目前一般建筑廣泛應(yīng)用的一種型式，其缺點是不能進行局部調(diào)節(jié)，容易產(chǎn)生上熱下冷現(xiàn)象。但是這種情況必須是人為手動調(diào)節(jié)，不能根據(jù)外面氣溫變化或者室內(nèi)熱量需要自動調(diào)節(jié)，為了加強管網(wǎng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)功能，有條件的可采用平衡閥及平衡閥智能儀表取代調(diào)節(jié)性能差的閘閥或截止閥，更有條件的建筑入口處加裝熱量調(diào)節(jié)和計量裝置，改善系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力，節(jié)約能量。
參考文獻：
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