地大熱能清潔能源：在我國的供熱行業(yè)里, 按面積收費改為計量收費為發(fā)展趨勢。實行計量收費是以室內(nèi)供暖系統(tǒng)可以把戶室進行劃分再分別進行控制為基礎(chǔ), 這就必須改造傳統(tǒng)室內(nèi)上供下回的單管順流式供熱方式。

利用單管順流方式供熱存有一個跨越式的系統(tǒng), 跨越式系統(tǒng)是在順流式系統(tǒng)的散熱器前供水水管與回水水管間增加跨越管, 散熱器上裝設(shè)恒溫閥, 利用熱分配表計熱用量。每組散熱器安裝恒溫閥以后, 因為恒溫閥技術(shù)性能與用戶行為條件, 流經(jīng)散熱器流量會不斷發(fā)生變化, 要解決該問題, 必須在每棟樓熱力入口位置增加壓差控制閥或流量控制閥, 控制裝置的選擇要結(jié)合戶內(nèi)系統(tǒng)流量變化特征來進行。

計算機模擬及模擬數(shù)學模型

由于進入室內(nèi)進行測量及調(diào)節(jié)工作相當?shù)睦щy, 因此, 可以通過編寫跨越式系統(tǒng)模擬軟件, 利用模擬軟件來模擬不同工況。首先, 要先確定計算模擬參數(shù), 為讓模擬結(jié)果更接近于實際供暖工程, 要合理確定計算機模擬模型參數(shù)。室內(nèi)溫度為18攝氏度, 供水溫度為85攝氏度, 回水溫度則為60攝氏度左右, 散熱器進流系數(shù)為30%, 又因散熱器與旁通管的閉合環(huán)路自然循環(huán)壓頭較小, 幾乎達不到散熱器支路壓力降的2%, 所以, 將其忽略不計。為方便分析, 用戶調(diào)節(jié)狀態(tài)只有關(guān)和開兩種。供熱系統(tǒng)熱力入口里含有串聯(lián)管路和并聯(lián)管路, 并聯(lián)管路總的阻力數(shù)的二次方根倒數(shù)可以用并聯(lián)管路阻力數(shù)二次方根倒數(shù)和來表示, 串聯(lián)管路總阻力數(shù)可以運用各串聯(lián)管路阻力數(shù)和來表示。由于用戶的自調(diào)節(jié)導致系統(tǒng)水力特征發(fā)生變化, 就需要運用管道特性方程來進行計算。

計算機的模擬分析

單管跨越式系統(tǒng)可分為異程式系統(tǒng)和同程式兩種系統(tǒng), 為證實計算機模擬切實可行, 建立了同程式系統(tǒng)模擬實驗臺, 通過比較計算機模擬結(jié)果和實驗結(jié)果, 就能夠考慮計算機模擬可行性。實驗過程中運用壓力表和水銀壓差計測量壓差, 運用浮子流量計測量立管和散熱器的流量。進行測試之前先利用重量法矯正浮子流量計, 實際測試時利用調(diào)整控制閥的開度使系統(tǒng)阻力發(fā)生連續(xù)不斷的改變, 來模擬供暖用戶的自調(diào)節(jié), 由于供暖系統(tǒng)總流量非常的大, 所以, 測量立管阻力元件的兩端壓差變化就需運用U型管式水銀壓差計, 分析系統(tǒng)總流量的真實變化情況。利用實驗模擬同計算機模擬系統(tǒng)在相同的工況下測試結(jié)果比照。通過對比計算機系統(tǒng)和實驗模擬系統(tǒng)在相同調(diào)節(jié)工況的測試結(jié)果可以得出, 計算機模擬得出的結(jié)果與實驗的結(jié)果近乎相同, 證明計算機模擬是切實可行的。為分析取暖用戶調(diào)節(jié)熱力特性和水力特性, 制定跨越式系統(tǒng)軟件, 并采取熱力入口定壓差、定流量和單根立管定流量控制方式, 再進行各種控制方式的比較。

不同控制方式比較

先比較熱力入口的定流量控制和定壓差控制, 實際比較結(jié)果發(fā)現(xiàn), 首先, 通過取暖調(diào)節(jié)用戶數(shù)量和相對立管的流量統(tǒng)計, 可以體現(xiàn)用戶調(diào)節(jié)致使立管流量發(fā)生的變化;其次, 通過熱力入口的定壓差控制可以清晰的得出用戶調(diào)節(jié)致使立管流量變化很小, 即便立管全都關(guān)閉, 立管流量變化最大也會低于原有流量五分之一;最后, 運用的是熱力入口定流量控制。通過觀察實際測量結(jié)果, 可以得出控制熱力入口定流量情況下, 其它立管用戶調(diào)節(jié)給未調(diào)節(jié)立管流量帶來的變化很大, 這種模擬結(jié)果現(xiàn)象最大變化是五分之一。然而實際情況, 取暖用戶不會全部進行調(diào)節(jié), 散熱器也不能都處于關(guān)閉狀態(tài), 因此, 流量變化應(yīng)該更小, 站在工程角度方面分析, 可以將未調(diào)節(jié)立管流量視為不變。因為用戶調(diào)節(jié)不會給其它立管帶來較大影響, 全面考慮經(jīng)濟因素, 最好不在每根立管上裝設(shè)流量控制閥。分析結(jié)果同時顯示, 熱力入口的定壓差和定流量控制方式效果相同, 在系統(tǒng)處于定流量的前提下, 其它立管用戶調(diào)節(jié)給未調(diào)節(jié)立管的流量具有較大影響。如果其它立管用戶都將散熱器關(guān)掉, 對最遠處立管流量具有影響, 可以依次考察系統(tǒng)里含有8根立管、6根立管及4根立管。每根立管均有6個用戶, 計算結(jié)果如表1所示。

可以明顯的看出伴隨系統(tǒng)規(guī)模增加, 用戶調(diào)節(jié)給最遠端立管流量產(chǎn)生的影響越明顯, 但最大流量的改變?nèi)圆粫鲈髁康?3%。在實際生活當中, 用戶必然不會將所有的立管都進行調(diào)節(jié), 也不可能關(guān)掉散熱器, 所以, 實際流量的變化會低于23%, 在工程的角度來分析, 用戶調(diào)節(jié)給其它立管的影響是可以忽略不計。

(1) 對熱力入口定流量控制的單管跨越式系統(tǒng),流量的最大變化范圍為0～23%,考慮到實際情況,溫控閥不能全部關(guān)死及全部用戶調(diào)節(jié)的可能性較小,實際系統(tǒng)的流量變化更小,一定比例用戶調(diào)節(jié)(如30%的用戶調(diào)節(jié))將造成系統(tǒng)的流量變化在7%以內(nèi)。所以,從工程角度考慮完全可以認為單管跨越式系統(tǒng)為準定流量系統(tǒng)。

(2) 對雙管系統(tǒng),由于該系統(tǒng)為變流量系統(tǒng),如在熱力入口裝設(shè)自力式流量控制閥,將使被控對象內(nèi)部的各支路間出現(xiàn)較大的調(diào)節(jié)干擾,而裝設(shè)自力式壓差控制閥,既可吸收網(wǎng)路的壓力波動,又可以使被控對象內(nèi)部各支路間的調(diào)節(jié)干擾減弱,因而應(yīng)在熱力入口安裝自力式壓差控制閥,不可裝設(shè)自力式流量控制閥。

(3) 對于單管跨越式系統(tǒng),由于該系統(tǒng)為準定流量系統(tǒng),熱力入口安裝自力式流量控制閥和自力式壓差控制閥,具有基本相同的效果。應(yīng)從實際情況出發(fā),考慮二級管網(wǎng)的綜合情況以確定更為合理的控制方式。

由于我國供熱系統(tǒng)主要是采用集中供熱方式, 所以, 有必要在我國發(fā)展計量供熱技術(shù)。計量供熱技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)室溫可控, 熱量計量能夠給采暖收費提供可靠依據(jù), 讓用戶清楚的制度自己用熱量, 進而結(jié)合自身實際情況, 合理科學的控制室內(nèi)溫度, 在避免室內(nèi)溫度過熱過程中, 還有效降低采暖費。