对供暖系统运行调节的节能探讨

(内蒙古师范大学 后勤集团，内蒙古  呼和浩特 010022)
摘 要：结合多年从事锅炉供暖运行管理的实践，讨论了 供暖系统运行调节的具体实施以及调节控制和管理方式，推导总结出在供暖中运行调节采用 分阶段改变流量的质调节计算公式的实际应用，用以指导供暖运行调节管理，实现供暖系统 按需供热节能运行目的。
关键词：供暖系统；运行调节；节能
中图分类号：TU833^＋.1  文献标识码：A  文章编 号：1007—6921(2009)08—0107—02

加强能源资源节约，是党的“十七大”确定的重要目标 ，目前中国北方城镇共有供暖建筑65亿m²，其中约70%采用不同类型的集中供暖。根据目 前初步估计，城镇建筑供暖用能折合标准煤1.3亿t/a，占全国总的城镇建筑用能的52%。据 统计，建筑采暖能耗约占国民经济总能耗的30%，因此供热节能是建筑节能工作中潜力最大 、最主要的途径，应该作为当前开展建筑节能工作的重中之重。

笔者根据多年从事锅炉供 暖运行管理的实践体会，从供暖系统运行调节方面入手，对供暖系统运行节能进行探讨，供 暖通专业同行们借鉴。
1 运行调节对供暖系统热能利用率的影响

供暖系统在投入运行初期所进行的调节，称为供暖系统的初调节。初调节的目的，是将各热 用户的运行流量调配至理想流量，即满足用户实际热负荷需求的流量。

在初调节进行完毕后，热水供暖系统还应根据室外气象条件的变化进行调节，即当热负荷随 室外温度的变化而变化时，为实现按需供热，而对系统流量、供水温度进行的调节，称为运 行调节。运行调节的目的在于使用户的散热设备的放热量与用户的热负荷的变化相适应，以 防止热用户内发生室温过高或过低现象。

目前，中国的供热系统的热能利用率很低，就热网和热用户来说，热能利用率平均只有40% ～50%，损失达50%～60%，热用户运行工况失调造成的损失通常为20%～50%。热损失组成如 下：热网的热媒输送热损失通常为10%～15%，若保温脱落，地沟泡水则可达15%～30%，这在 过去因节能管理力度不足造成的。由此可见，运行调节对供暖节能的影响是很大的。
2 科学评价一个供暖系统热能利用率的指标

科学评价一个供暖系统热能利用率，可采用以下几个指标来决定：
2.1 水输送系数

指循环水泵每消耗1KWh电能所能输送的供热量即WTF≥0.6（WTF）th。WTF为按设计选用的水 泵铭牌轴功率计算所得的水输送系数；（WTF）th为按设计计算条件（供、回水温度95℃/70 ℃）计算所得理论水输送系数。如粗略估算：1m2供热面积其循环水泵耗电量要＜0.3～0. 5W。

2.2 循环流量控制指标1m²供热面积其循环流量为2～3kg/h。
2.3 供热煤耗指标

1m²供热面积一个冬季煤耗不超过19kg。呼和浩特单位建筑面积标准煤耗量指标为17kg/m 2，预测煤耗为16.3kg/m²。
2.4 用户室温合格率

室内温度在16℃以上的用户应大于97%。
3 供暖系统运行调节的实施

在热水供暖系统中，为了使各用户的温度均能达到设计要求，除了在系统运行前要进行初调 节外，还应在整个供暖期内随室外气温的变化而随时对系统的供、回水温度、循环流量等参 量进行调节，在满足供热要求的前提下，如何调节才能更有效地节能降耗是人们一直关注的 问题——供暖系统运行调节。
3.1 供暖运行调节与初调节的区别

初调节的作用是使供暖系统各用户平均室温达到一致，但不能保证用户室温在整个供暖期都 满足设计室温的要求。供暖用户室温除与流量有关外，还与室外气温、建筑物热负荷、日照 、水流速有关，这就需要进行运行调节，不但调节流量，而且更应调节供水温度。
3.2 供暖系统运行调节的形式常用的有两种
3.2.1 多阶段的运行调节：它属于经验型的运行调节，可把一个供暖季节分为初寒期、严寒期、末寒期，不同时期其流 量、供水温度不同；每个时期的流量、供水温度相对比较稳定。
3.2.2 随时的运行调节：随时保证供热量与需热量一致，这是最节能的。供暖系统运行调节的方式目前常用分阶段改 变流量的质调节。

分阶段改变流量的质调节，是在供暖期中按室外温度高低分成几个阶段，在室外温度较低的阶段中，保持设计最大流量；而在室外温度较高的阶段中，保持较小的流量。在每一阶段内，网 路的循环水量始终保持不变，按改变网路供水温度的质调节进行供热调节。

热水供暖质调节是指在保持连续供暖运行中，管网系统内水流量调节保持平衡稳定后，根据 室外温度变化相应改变供回水温度，以满足供暖房间对室内温度的要求。多年来，国内外众 多供暖专家、学者对热水供暖质调节理论进行诸方面地研究。本文修正完善了原质调节理论 计算公式，便于快捷计算，简单实用。推导公式总结如下：
3.3 质调节计算公式
3.3.1 基本公式

（11）、（12）式即为质调节计算供、回水温度的基本应用公式。
3.4 推导出的质调节计算公式的理论计算与实际应用的差距及其应用情况

按上述推导总结出的热水供暖质调节公式可计算出任意室外气温日平均温度下的实际供回水 温度，正确实用随时调整供暖运行工况，达到按需供热节能经济运行目的。经多年实际运行 应用证明具有以下特点：①理论计算与实际运行趋向一致，水温调节差距在±2摄氏度；② 应用简便并适应各种水流量调节确定后的质调节计算；③适用于国内外广大地区。
3.5 推导的质调节计算公式与传统计算公式的区别

传统的质调节计算公式中使用散热器设计平均温差及热用户的设计供回水温差，这些数据由 供暖室外计算温度下总供回水温度与供暖室内温度决定，采集这些数据费时费力，工作量较 大，较繁琐复杂；而推导出的质调节计算公式需要的各项数据采集简便易取，即使是文化程 度低的司炉工也容易采集数据。

推导出的质调节计算公式比传统计算公式在计算时更简便快捷，更方便于计算质调节供回水 温度。
3.6 在供暖系统运行调节中要注意以下几点

①在供暖运行调节中，最高和最低供回水温度转化的时间内，应注意逐渐调节，保持供暖系 统稳定地运行状态。②锅炉操作管理人员应根据室外气温的变化逐日进行供热调节。供热调节应根据水温调节进 行，与计算公式数值相差小于±2℃。网路中的水温改变应逐步进行，其升降速度每小时小 于30℃，以免管道产生不正常的温度应力。③对直接连接的供暖用户系统，采用此调节方式时，应注意不要使进入供暖系统的流量过少 ，通常不应小于设计流量的60%。如流量过少，对双管供暖系统，由于各层的重力循环作用 压头的比例差增大，引起用户系统的垂直失调。对单管供暖系统，由于各层散热器传热系数 值变化程度不一致的影响，也同样会引起垂直失调。④通过供暖运行测试证明：系统回水温度小于40℃，否则会严重影响散热器的供暖效果及锅 炉对回水温度调节标准的要求，所以在供暖运行中，如根据最高室外调节计算温度所计算的 回水温度小于40℃，系统运行回水温度仍保持小于40℃，在此时间内可采用间歇供暖调节。 

在中小型热水供暖系统中，一般可选用两组（台）不同规格的循环水泵，如其中一组（台） 循环水泵的流量按设计值100%选择，另一组（台）按设计值的70%~80%选择。在大型热水供 暖系统中，也可考虑选用三组不同规格的水泵，由于水泵的扬程与流量的平方成正比，水泵 的电功率与流量的立方成正比，节电效果显著。因此，分阶段改变流量的质调节的供热调节 方式，在区域锅炉房热水供暖系统中，得到较多应用。
3 结束语

供暖系统通过运行前初调节消除热网水平失调，改变大流量、小温差不经济运行，在整个供 暖期随室外气温的变化，把供暖季节分为初寒期、严寒期、末寒期几个不同时期，按上述已 推导出的正确实用的热水供暖质调节公式就可计算出任意室外气温日平均温度下的实际供回 水温度，汇制成图表，张贴在供暖锅炉房内墙上，不但可以指导司炉工操作运行，而且便于 管理人员随时掌握锅炉房供暖系统的运行情况，并根据室外和室内温度的变化随时调整供暖 运行工况，真正达到供暖系统按需供热节能经济运行目的。
［参考文献］
［1］ 贺平，孙刚.供热工程第3版［M］.北京:中国 建筑工业出版社,1993.
［2］ 石兆玉.供热系统运行调节与控制［M］.北京:清华大学出版社,1994.
［3］ 陈红兵.热水供暖系统的监测与量化研究［D］.北京:北京建筑工程学院,2001. 
［4］ 中国建筑科学研究院.JGJ26-1995.民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分 ）［S］.北京:中国建筑工业出版社,1995.
［5］ 中国建筑工业出版社.工程建设标准规范分类汇编——暖通空调规范［G］.北 京:中国建筑工业出版社,2001.
［6］ 李兆坚,江亿,燕达.住宅间歇供暖模拟分析［J］.北京：暖通空调,2004. 
［7］ 胡思科.采暖系统分阶段质调节最佳流量比的确定方法［J］.辽宁：节能,2003 ，（5）.
［8］ 狄洪发,江亿,秦绪忠,等.热量计量收费后供热网的运行管理［J］.北京：暖通 空调,2000,30（5）.